Магнитоэлектрический датчик скорости проводящей среды

 

МАГНКТОЭЛЕКТРЙЧЕСККЙ ДАТЧИК CROPQCTH ПРОВОДЯЩЕЙ СРЕДО, ордерЖсцций возбудитель поля в проводящей среде, подключенный к источнику синусоидального тока, и вторичный измерительный контур, отличающийся тем,, что, с целью повышения точности измерения путем уменьш зния влияния на выходной сигч нал величины электрического сопротивления в месте контакта датчика с проводящей средой, возбудитель по. .JL, ffffrrr //////// ///////////////// ///// // f ля выполнен в виде Ш-образного шихтованного токопровода из электропроводящего немагнитного материала, хотя бы на одном из стержней которого размешена выполненная из шихтованного магнитопроводящего материала винтовая спираль, концы которой соединены -между собой в непрерывный магнитопровод, а на поверх .ности спирали равномерно намотана электрическая обмотка возбуждения, подключенная к источнику синусоидального тока, при этом вторичный измерительный контур выполнен в виде подковообразного магнитопровода из диэлектрического материгша с равномерно размещенной по его длине § измерительной обмоткой, причем кон (Л цы подковообразного магнитопровода расположены симметрично относительно среднего стержня Ш-образного токопровода, в промежутках между средним и крайними стержнями. О) 4; 4; 4;

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (ll) ЗСЮ G 01 Р 3/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

«м,- гъм

Ф щ i ..w>qr+eg yq

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 11. ".

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВЪ (21) 3339947/18-10 (22) 21.09.81, (46) 15.01.84. Вюл, Р 2 (72) В.Н. Петровский,. А.М. Злочистый, A.Å. Мотовилова и И.В. Титов (71) Куйбышевский политехнический институт им. В,В. Куйбышева (53) 531.767(088..8) (56) 1. Патент Cll& Р 3196296, кл. 310-11, 1978. (54)(57)МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

CKOP()CTH ПРОВОДЯЩЕЙ СРЕДЫ, содержащий возбудитель поля в проводящей среде, подключенный к источнику синусоидального тока, и вторичный измерительный контур, о т л ич а ю шийся тем,. что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения влияния на выходной сиг-. нал величины электрического сопротивления в месте контакта датчика с проводящей средой, возбудитель по ля выполнен в виде Bt-образного шихтованного токопровода из электро проводящего немагнитного материала, хотя бы на одном из стержней .которого размещена выполненная из шихтованного магнитопроводящего материала винтовая спираль, концы которой соединены между собой в непрерывный магнитопровод, а на поверхности спирали равномерно намотана электрическая обмотка возбуждения, подключенная к источнику синусоидального тока, при этом вторичный измерительный контур выполнеН в виде подковообразного магнитопровода из диэлектрического материала с равномерно размещенной по его длине Pg измерительной обмоткой, причем концы подковообразного глагнитопровода расположены симметрично относительно среднего стержня Ш-образного С токопровода, в промежутках между средним и крайними стержнями. Я

1067444

20

30

40

Изобретение относится к приборо-" строению, а именно к преобразователям скорости в электрический сигнал, и может быть использовано для измерения скорости какого-либо объекта По отношению к неподвижной проводящей среде или скорости проводящей среды по отношению к неподвижному объекту.

Известно измерительное устройство, содержащее возбудитель поля в.проводящей среде, представляющий собой магнитопровод Ш-образной формы с размещенной на нем электрической обмоткой, подключенной к источнику электрической энергии переменного тока, и вторичный измерительный койтур, включающий в себя два электрода, расположенные в проводящей среде, с которых с помощью электрических проводников снимается электрическое напряжение, пропорциональное измеряемой скороети, и подается на регистрирующий ор" ган. При относительном перемещении устройства и проводящей среды и соответствии с законами магнитогидродинамики между электродами нозникает электрическое. напряжение, пропорциональное измеряемой скорости (1 ).

Основным недостатком укаэанного устройства является наличие во вторичном измерительном контуре электрического контакта между электродами и проводящей средой. В быстродействующих системах н условиях весьма кратковременного контакта электродов со средой этот контакт является ненадежным и электрическое сопротивление контакта изменяется в широких пределах, что существенно уменьшает точность измерений и надежность работы измерительного устрой стна.

Целью изобретения является повышение точности измерений и надежности работы измерительного устройства. 45

Указанная цель достигается тем, что и измерительном устройстве, содержащем возбудитель поля н прово„ дящей среде, подключенный к источнику синусоидального тока, и нторич- 50 ный измерительный контур, возбудитель поля выполнен н виде Ш-образного шихтованного токопровода из электропроводящего немагнитного материала, хотя бы на одном из стержней которого размещена выполненная из щихтованного магнитопронодящего материала винтовая спираль, концы которой соединены между собой в непрерывный магнитопровод, а на поверхности спирали ранномерно намотана 60 электрическая обмотка возбуждения, подключенная к источнику синусоидаль ного тока, при этом вторичный измерительный контур выполнен н виде под-, ковообразного магнитопронода из ди электрического материала с равномерно размещенной по его длине измерительно обмоткой, причем концы подкообразного магнитопровода расположены симметрично относительно сред.него стержня Ш-образного токопровода в промежутках между средним и крайним стержнями.

На чертеже приведена схема предлагаемого измерительного устройства.

Устройство содержит возбудитель

1 электрического поля в проводящей среде 2. Возбудитель 1 представляет собой Ш-образный токопровод, набранный из пластин с высокой удельной электрической проводимостью, например из меди. На возбудителе 1 размещена магнитная обмотка 3 возбуждения, представляющая собой катушку из магнитных витков, охватывающих средний стержень возбудителя 1 и выполненных шихтованными из гибкой ленты материала с высокой магнитной проницаемостью, например из пермаллоя. На катушке 3 из магнитных витков равномерно по всей длине намотана электрическая обмотка 4, подключенная к источнику синусоидального тока. Выходной сигнал, пропорциональный измеряемой скорости, снимается с помощью вторичного измерительного контура, представляющего собой магнитопровод 5 из изолирующего материала с намотанной изолированной обмоткой 6.

-Устройство работает следующим образом.

При запитывании обмотки 4 возбуждения от источника синусоидального тока в магнитопроводе 3 наводится переменное магнитное лоле, индуцирующее в Ш-образном токопроводе переменный ток, который замыкается через проводящую среду 2. Протекание тока через среду нызывает появление переменного магнитного поля, направленного перпендикулярно отрезку AB (не влияет на показания вторичного измерительного контура).

При движении датчика в направле-, нии, перпендикулярном отрезку AB в проводящей среде возникает составляющая тока, также перпендикулярная отрезку АВ, но направленная в противоположную сторону. Эта составляющая обусловлинает появление магнитного поля, направленного параллельно отрезку AB и возбуждающего н обмотке 6 вторичного измерительного контура переменное напряжение, амплитуда которого пропорциональна составляющей относительно скорости датчика и среды, направленной перпендикулярно отрезку AB.

Для того, чтобы напряжение, снимаемое с выходной обмотки 6, пропор- . циональное.скорости проводящей среды Y, не зависело от эЛектрических

1067444

Составитель A. Гордасевич

Редактор М. Петрова Техред Ж. Кастелевич . Корректор в. Бутяга

Заказ 112 3/49 тираж 828- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, F.-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 свойств проводящей среды, необходимо постоянство поверхностной плотности заряда 6, проходящего через про-. водящую среду, а следовательно, пос ° тоянство вторичного тока 3 . Для обеспечения такого постоянства тока первичная обмотка 3 магнитопровода должна запитываться от источника тока, число витков ф, первичной обмотки 4 должно быть достаточно большим, а магнитное сопротивление магнитопровода 3 - достаточно малым.

При этом число витков Ф,, должно быть таким, чтобы можно было .пренебречь намагничивающим током, а коэффициент трансформации С=@ должен быть таким, чтобы имело место согласование сопротивления нагрузки с внутренним сопротивлением источника синусоидального тока.

По кОнструктивным соображениям выполнение вторичной электрической обмотки в виде нескольких витков практически невозможно, поэтому для возможного варьирования коэффициента трансформации магнитопровод навит на средний стержень l6-,îáðàçíîãî токопровода 1 и представляет собой устройство в виде магнитных витков у число KDTopttx 44 =щ

Предложенная конструкция датчика позволяет уменьшить влияние нестабильности электрического контакта между Ш-образным токопроводом и средой и полностью исключить влияние

35 нестабильности контакта во вторичном измерительном контуре, а сле.довательно, повысить точность измерения и надежность работы устройства.