Вирішено задачі визначення вірогідних критеріїв достовірності виявлення джерела магнітного поля і локалізації об'єкта при просторовому аналізі слабких магнітних полів. Наведено приклад розрахунку цих критеріїв для одного варіанта магнітометричної системи.

Запропоновано математичну модель процесу утворення вихідних сигналів ферозонда з однополярним імпульсним збудженням, розроблено методику розрахунку режиму його роботи.

Запропоновано метод вимірювання квадрупольних магнітних моментів джерел поля, що створюють у навколишньому просторі спектр мультиполів. Визначено мультипольну складову методичної похибки вимірювання.

З використанням аналізу розподілу джерел магнітного поля в об'ємі енергонасиченого об'єкта (ЕНО) розглянуто основні методи зниження зовнішніх магнітних полів ЕНО та запропоновано їх класифікацію.

Задачи мониторинга низкочастотных магнитных полей (НМП) включают в себя два аспекта: оценку уровня биологической коллективной (личной) безопасности в конкретном помещении и выявление НМП в радио спектре, излучаемом радиотехническими средствами негласного съема информации, например, скрытой камерой. В научно-исследовательском центре систем технической защиты информации НИЦ "ТЕЗИС" НТУУ "КПИ" разработан высокочувствительный магнетометр, предназначенный для контроля фона слабых НМП в жилых и рабочих помещениях, выявления источников интенсивного магнитного излучения (источники промышленной частоты, вычислительная техника, скрытые видеокамеры и др.), аттестации рабочих мест. Представлены результаты применения данного прибора для выявления и локализации биологически опасных НМП от источников электросети и мониторов, а также результаты исследований возможности перехвата слабых магнитных полей от скрытых источников видеонаблюдения.

Наведено результати досліджень екранування магнітних полів моделями біологічних систем: мікросферою, контуром і диском, що мають слабку провідність і високу діелектричну проникність. Проаналізовано розподіл напруженості електричної складової, індукованої магнітним полем.

Розроблено математичні моделі тривимірного магнітного поля в магнітних системах давачів лінійних переміщень (ДЛП) та ітераційні методи їх числового розрахунку, що дозволяють розрахувати їх статичні характеристики з урахуванням магнітних характеристик постійних магнітів з необхідною точністю. Запропоновано методику синтезу магнітних систем ДЛП за заданими статичними характеристиками, яка дозволяє оптимізувати параметри магнітних систем за критерієм мінімальної розбіжності параметрів заданої статичної характеристики та розрахункової. Задачу синтезу розв'язано за методами планування числових експериментів та на підставі регресійного аналізу, причому синтезу піддається не встановлене значення поля в заданій точці, а аналітична залежність напруженості поля в робочій області ДЛП від переміщення джерела інформаційного сигналу. Розглянуто два види магніточутливих елементів, застосованих у датчиках: стрижневі ферозонди та модулятор, вбудований у магнітопровід ДЛП.

Досліджено проблему визначення метрологічних характеристик і калібрування трикомпонентних ферозондових магнітометричних інформаційно-вимірювальних систем для дослідження слабких магнітних полів. Удосконалено метод синхронних вимірювань геомагнітних варіацій, за яким порівнюються покази зразкового та досліджуваного засобів вимірювань, визначення метрологічних характеристик останнього здійснюється без призупинення його неперервної роботи. На базі теоретичного аналізу систематичної та випадкової складових похибки такого методу обгрунтовано доцільність використання напівпараметричного методу зважених найменших квадратів у частотній області для обробки даних і сформульовано вимоги до характеристик зразкового засобу вимірювань. З метою вдосконалення цих характеристик синтезовано нову форму неоднорідності поля компенсації, яка дозволяє значно зменшити похибку коефіцієнта перетворення, зумовлену зміною довжини чи положення давача у котушці компенсації. Розроблено рекомендації щодо зменшення потужності збудження ферозондового перетворювача. Наведено приклади обробки даних синхронних вимірювань за запропонованою методикою.

Запропоновано ідею інтегральної еквівалентності для визначення аналітичних виразів стосовно густини сили постійного магнітного поля, установлено інтегральну еквівалентність всіх відомих відповідних виразів. Розвинуто відомі положення магнетизму, електродинаміки та теоретичної електротехніки про мікроскопічний і континуально-макроскопічний підходи до опису силової дії постійного магнітного поля. Установлено, що ці підходи узгоджуються між собою на континуально-мікроскопічному рівні та дають однозначний результат у разі відповідного усереднювання. Одержано новий розв'язок для задачі визначення густини сили постійного магнітного поля, показано можливість її розв'язку для мікроскопічного об'єму, який слугує для усереднення векторів магнітного поля у разі переходу від мікро- до макроскопічного рівня його опису. Наведено вираз для розрахунку дії сили магнітного поля на будь-які частини тіл з магнітного матеріалу інтегруванням за їх поверхнею, який не призводить, на відміну від відомих виразів, до суперечностей, і на основі якого передбачено й експериментально знайдено новий ефект силової дії магнітного поля. Обгрунтовано новий принцип розрахунку сили магнітного поля на магнітні тіла з електричними струмами, з використанням якого встановлено інтегральну еквівалентність визначення сили магнітного поля на магнітний провідник з електричним струмом за способами - традиційним і Ейнштейна. Наведено загальні розв'язки деяких задач теоретичного та прикладного характеру.

Дисертація присвячена питанням розробки ефективних магнітометричних методів, способів і пристроїв контролю компонент діпольних магнітних моментів джерел зовнішнього магнітного поля (ЗМП). Отримано математичні моделі мультиполів включно до п'ятої гармоніки. Розроблено на підставі мультипольного аналізу ЗМП восьми- та дванадцятиточечні магнітометричні методи і схемотехнічні рішення трьохканальних завадозахищених вимірювальних пристроїв, методи оцінки методичної похибки та завадозахищеності вимірювальних пристроїв, запропоновано способи вимірювання параметрів полярної діаграми, ЗМП кожного з електротехнічних пристроїв при їх сумісній роботі, максимального значення ЗМП багатофідерних розподілених щитів і технічних об'єктів у цілому. Результати можуть бути використані при розробці зособів вимірювання діпольних магнітних моментів джерел ЗМП, прогнозуванні їх метрологічних характеристик, контролі електромагнітного стану в зонах енергетичних та промислових об'єктів.

Побудовано модель відгуку ферозонда з обертальним перемагнічуванням ізотропного дискового осердя під час збудження від джерела гармонічної напруги на дію магнітного поля у площині осердя. Підтверджено, що реєстрацію компонент вимірюваного поля можна здійснювати за гармонічним складом струму в котушці збудження. Наведено результати вимірювання залежності чутливості для різних частот збудження від його амплітуди, які добре узгоджуються з розрахунковими.

Запропоновано структурну схему виміру напруженості електричного поля поблизу печей високочастотного нагріву.

Рассмотрены теоретические аспекты применения методов пространственного гармонического анализа для аналитического представления с помощью цилиндрических гармоник скалярного потенциала поля, созданного зарядами, распределенными по поверхности цилиндра конечной длины.

Разработана методика синтеза многоканальных систем активного экранирования техногенного магнитного поля в заданном пространстве. Разработана система компенсации искажений магнитного поля промышленной частоты в зонах длительного пребывания людей с помощью управляемых источников магнитного поля на основе аналитических моделей нелинейностей. Выполнен синтез обмоток управляемых источников магнитного поля, необходимых для активного экранирования трехмерного техногенного магнитного поля на рабочих местах и жилых помещениях до требования санитарных норм. Приведено описание элементов разработанной системы.

Індекс рубрикатора НБУВ: З222.1-53

Рубрики:

Вимірювання напруженості магнітного поля

Шифр НБУВ: Ж14153 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проведено розроблення методів вдосконалення широкосмугових індукційних магнітометрів з метою підвищення рівня їх метрологічних та експлуатаційних параметрів з урахуванням специфічних вимог сучасного застосування. Досліджено новий варіант еквівалентної схеми широкосмугового індукційного магнітометра (ІМ), що має диференціальну ланку в колі оберненого зв'язку по магнітному полю, яка в повній мірі відображає його динамічні характеристики. На підставі запропонованої еквівалентної схеми ІМ проведено аналіз його стабільності та швидкодії й обгрунтовано спосіб підвищення запасу стійкості. Проведено аналіз впливу основних параметрів конструкції ІМ - матеріалу та форми осердя, особливостей виконання обмотки - на коефіцієнт перетворення давача в широкій смузі частот і проведено розрахунок порогу чутливості ІМ. Для зниження порогу чутливості за умов обмежень на розміри ІМ досліджено ефективність застосування концентраторів магнітного потоку на кінцях осердя. Запропоновано метод розрахунку параметрів широкосмугових індукційних магнітометрів з врахуванням особливостей їх побудови. Його застосування дозволило створити ряд ІМ з покращеним рівнем параметрів, що не поступаються кращим світовим зразкам. Запропоновано також новий спосіб оцінювання якості ІМ і показано, що його застосування дозволяє ефективно порівнювати різні за конструкцією ІМ за критерієм мінімального рівня магнітного шуму.

Запропоновано використати для сертифікації магнетометрів відомий метод синхронних вимірювань геомагнетних варіацій, який застосовують для оцінки стабільності їх базової лінії. Показано, що математична модель таких вимірювань описується множинною лінійною регресією з автокорельованими похибками в усіх змінних. Знайдено, що похибка оцінки параметрів регресії обернено пропорційна тривалості вимірювань.

Досліджено особливості побудови ферозондових магнітометрів (ФЗМ) з найвищим рівнем метрологічних параметрів. Показано, що вони головно залежать від якості магнітного матеріалу осердя давача ФЗМ. Запропонована й обгрунтована модель "твердої рідини", яка пояснює природу магнітного шуму. Виявлено новий ефект - гамма-магнітна нормалізація. Наведено приклади сучасних ФЗМ.