Brevet FR2606888A1 — publié le 19880520

La présente invention concerne les dispositifs de mesures des champs magnétiques et plus particulièrement ceux destinés à la détection des anomalies du champ magnétique terrestre, à partir d'un véhicule terrestre, naval ou aérien Dans les dispositifs connus, un élément capteur, sensible à de très faibles variations de champ magnétique tels que ceux du type à résonance magnétique nucléaire (RMN) est déplacé dans l'espace par un véhicule suivant des trajectoires particulières. Afin que ce capteur soit le moins possible perturbé par les champs magnétiques variables induits par le véhicule, il est soit tracté au bout d'un cable soit monté au bout d'une perche fixée sur le véhicule. Pour effectuer les mesures et faire les corrections magnétiques nécessaires, le capteur est généralement associé à un amplificateur de boucle et à un magnétomère triaxial, ce dernier ayant pour fonction de mesurer l'orientation du véhicule dans le champ magnétique terrestre. Cet amplificateur et le magnétomètre sont embarqués à bord du véhicule et seul le capteur sensible est classiquement monté en bout de perche. La compensation des perturbations magnétiques dues au véhicule nécessite une harmonisation de l'ensemble des capteurs, c'est à dire d'effectuer l'alignement des axes de mesures des capteurs entre eux. Cette opération est longue et onéreuse car elle ne peut se faire qu'au cours d'essais avec chaque véhicule porteur. Le dispositif suivant l'invention a pour but d'éviter cet inconvénient en permettant de réaliser un ensemble, harmonisé en soi par des mesures faites au sol, hors du véhicule porteur, qui le rendent ensuite compatible avec toutes sortes de porteurs sans nécessiter de nouveaux étalonnages. Pour ce faire, le dispositif selon l'invention consiste en une structure en matériau amagnétique, supportant tous les moyens capteurs nécessaires pour mesurer le champ magnétique et les paramètres utilisés dans la compensation des perturbations crées par le porteur. Ces moyens consistent en: un capteur de mesure du champ terrestre, par exemple une sonde à résonance magnétique nucléaire, associé à un ampli de boucle, un magnétomètre triaxial, et un bloc de gyromètres deux axes. Ces éléments sont disposés sur la structure de façon rigide et harmonisés entre eux. Par ailleurs il est nécessaire de limiter au maximum leurs perturbations magnétiques réciproques et la masse en porte à faux par rapport au porteur. Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. Tel que représenté, le dispositif comprend une perche cylindrique 5 creuse et rigide, en matériau amagnétique et de préférence non conducteur, tel que par exemple de l'epoxy chargée fibres de verre. A l'extrémité profilée de la perche, est incluse une sonde à résonance magnétique nucléaire 1. Cette sonde est liée au corps de la perche par l'intermédiaire d'une suspension mécanique, consistant à la noyer dans un matériau de consistance adéquate pour minimiser l'influence des vibrations mécaniques engendrées par le porteur, dans le domaine des fréquences utilisées par le dispositif. Dans la partie sensiblement médiane de la perche se trouve le magnétomètre triaxial 2, suffisamment éloigné de la sonde 1 pour ne pas perturber sensiblement ses mesures. Par exemple à environ 1,20 mètre de la sonde pour une perche de 2 mètres de long. Dans l'autre extrémité de la 3 2606888 perche, opposée à la sonde RMN, sont regroupés l'amplificateur de boucle 3 et le gyromètre deux axes 4. Ces deux éléments peuvent être situés à proximité ou même à l'intérieur du porteur 6 du fait de leur indifférence aux champs magnétiques. Cette disposition relative des divers éléments du dispositif permet de réduire au maximum leurs influences et perturbations réciproques, tout en conservant l'avantage de l'invention c'est à dire d'avoir un ensemble de capteurs harmonisés entre eux indépendamment du véhicule porteur. Ainsi, la sonde de mesure RMN qui est le capteur le plus sensible se trouve être le plus éloigné du porteur et l'influence du magnétomètre triaxial, disposé en zone médiane de la perche, ne la perturbe pas sensiblement. Ce magnétomètre triaxial, du type flux gate, peut par contre être assez près du porteur 6 sans que ses mesures, des trois composantes du champ magnétique terrestre, ne soient perturbées par ledit porteur. Les mesures de ce magnétomètre permettent de corriger les mesures de la sonde RMN. Cette sonde reste cependant sensible à l'attitude du porteur, c'est à dire qu'elle est influencée par ses mouvements et son orientation. Le gyromètre 4 deux axes a pour but de mesurer ces mouvements pour en déduire les ultimes corrections à appliquer aux mesures de la sonde RMN. L'assemblage de tous ces capteurs, à l'intérieur de la perche permet de réaliser simplement l'harmonisation de ces capteurs, c'est à dire de faire correspondre entre eux leurs trois axes de références. Il devient entre autre possible de simuler en laboratoire des perturbations magnétiques représentant celles susceptibles d'être engendrées par un porteur quelconque et donc de tester la validité de la fonction compensation des perturbations magnétiques engendrées par les évolutions d'un porteur, dans un repère géomagnétique, c'est à dire correspondant à un changement d'attitude du porteur par rapport au champ magnétique à mesurer. Le dispositif selon l'invention peut donc être installé par exemple sur avion ou hélicoptère sans nécessiter une harmonisation de ces capteurs, propre à chaque porteur. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de mesures magnétiques du type de ceux destinés à la détection des anomalies du champ magnétique terrestre caractérisé en ce qu'il comprend, sur une structure rigide indépendante du porteur, tous les moyens harmonisés entre eux nécessaires pour effectuer et compenser les mesures.. 2 - Dispositif de mesures magnétiques selon revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de mesures et de compensation consistent en une sonde à résonance magnétique nucléaire (1) disposée en bout de perche, un magnétomètre triaxial (2) disposé dans la zone médiane de ladite perche et un ampli de boucle (3) et un gyromètre deux axes (4) disposés dans la perche à l'extrémité opposée à la sonde RMN.