Датчик магнитного поля близкорасположенных источников

 

Изобретение относится к магнитным измерениям. Датчик магнитного поля близкорасположенных источников состоит из трех коаксиальных индукционных катушек (ИК), каркасы которых выполнены из немагнитного мате- , риала. ИК 1 имеет внутренний радиус г, внешний г, намотана проводом диаметром d, с коэффициентом плотности намотки и, , ИК 2 имеет внутренний радиус г, внешний г, диаметр провода dj и коэффициент плотности намотки у.ИК 3 имеет внутренний радиус г, внешний г, диаметр провода d, и коэффициент плотности намотки |Ъ| . ИК 1-3 связаны соотношением (гз - г|)(1 +/3,-d2,//3,.d|) г| - г, (г| - rj)(1 +/3,-d2//, dp r| - rf. Датчик имеет повышенную помехозащищенность от полей удаленных помеховых источников, 2 ил. ш (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„;ЯК„1404989 А 1 (51) 4 G 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Д@, г

lj j1

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4006637/24-21 (22) 07.01.86 (46) 23.06.88. Бюл. !t- 23 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) А.А. Жаров, В.Л. Ив анов, Е. Г. Ilaщенко, В. А. Петров, В. В. Тихонов и В. Н. Шаб алин (53) 621.317.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1226368, кл. G 01 R 33/02, 1983.

Journal Phys. Е: Eci. Instrum, 1984, ч. 17, р. 504. (54) ДАТЧИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ БЛИЗКО-

РАСПОЛОЖЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ (57) Изобретение относится к магнитным измерениям. Датчик магнитного поля близкорасположенных источников состоит из трех коаксиальных индукционных катушек (ИК), каркасы которых выполнены из немагнитного материала. ИК 1 имеет внутренний радиус

r внешний г, намотана проводом диаметром d, с коэффициентом плотности намотки,, ИК 2 имеет внутренний радиус г, внешний г, диаметр провода d и коэффициент плотности намотки .ИК 3 имеет внутренний радиус r, внешний г+, диаметр провода

d, и коэффициент плотности намотки Ъ,. ИК 1-3 связаны соотношением (з -з)(1 +Р .Дг /Р,,1г) гз з ° (г — г ) (1 + 8 .d2/ Q сР) = г — г . з г г г 4 1

Датчик имеет повышенную помехозащищенность от полей удаленных помеховых источников. 2 ил.

1404989

Изобретение относится к средствам магнитных измерений и может быть использовано для измерения компонент напряженности магнитных полей близко5 расположенных источников при воэдействии сильных полей дальних источников.

Цель изобретения — увеличение помехозащищенности от полей удаленных помеховых источников при незначительном увеличении весогабаритных характеристик.

На фиг. 1 и 2 представлена схема датчика магнитного поля. 15

Датчик состоит из трех коаксиальных катушек, каркасы которых выполнены из немагнитного материала, например пластмассы. Катушка 1 имеет внутренний радиус r и внешний радиус r2 и намотана проводом диаметром

d1 причем коэффициент плотности намотки Р .

Катушка 2 — сигнальная, имеет

Внутренний радиус Г и внешний ради- 25 ус r и намотана проводом диаметром

d с коэффициентом плотности намотки /3

Катушка 3 имеет внутренний радиус гз и внешний радиус г, намотана про- ЗО водом диаметром d, с коэффициентом плотности намотки

Катушка 1 соединена встречно с катушкой 2 и последовательно с катушкой 3, т.е. вывод первой катушки, на котором индуцируется положительный потенциал, подключен к выводу катушки 2, на котором индуцируется отрицательный потенциал и является одним из выходных. Отрицательный вывод пер- рр вой катушки соединен с положительным выводом третьей, а положительный вывод второй катушки соединен с отрицательным выводом третьей катушки и является вторым выходным.

Датчик работает следующим образом.

Суммарное переменное магнитное поле от близкорасположенного и удаленного источников индуцирует ЭДС в обмотках индукционных катушек. Индуцированные ЭДС первой и третьей катушек складываются, так как обмотки катушек включены последовательно,и эта сумма вычитается от ЭДС второй (сигнальной) катушки, так как вторая катушка включена встречно с первой и третьей. Для удаленных источников (хг + хг) » r, где х и г — координаты источника, и при условии х = 0 можно получить

5=o где Ф вЂ” магнитный поток;

s — 0,1,2,...

Разностный сигнал на выходе датчика (ЭДС) ос> з гав+2

3 где r — расстояние до источника — радиус второй (сигнальной) катушки, N<,N2 N > — число витков первой, второй и третьей катушек, r

3 — радиус третьей катушки, причем r< ñ r c. r °

2 З

1 — выходной ток;

ы — частота; р, — магнитная постоянная, с — б аз а градиентометра.

Для компенсации сигнала от удаленного источника необходимо получить первые члены ряда (1) равными нулю.

В приведенных формулах считается, что обмотки намотаны бесконечно тонким проводом. В случае объемных катушек (существует диаметр провода и может быть несколько рядов намотки) и для обеспечения равенства нулю первых двух членов суммы (1) необходимо выполнение следующих условий: р,<<г (гз гз) (1 + ) = гз — гз

Р d2 !

В этом случае подавление сигнала от удаленного источника на выходе датчика получается как в градиентометрах четвертого порядка, что сущест/ венно увеличивает помехозащищенность датчика. ЭДС от удаленного источника на выходе датчика пропорциональна:

1 1 е — ° хз z4

Датчик целесообразно использовать при измерении слабых магнитных полей близкорасположенных источников при наличии сильных магнитных полей от удаленных помеховых источников, т. е. в тех случаях, в которых необходимо было использовать экранирование помещения. где r< г

- r3)(1 + ) р дг г рdÐ

Я Д2 !

Составитель А. Сазонов

Техред М.Дидык Корректор Л.Патай

Редактор В.Петраш

Заказ 3100/50

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з

1404989

Формула изобретения

Датчик магнитного поля близкорасположенных источников, содержащий первую и вторую индукционные катушки равной высоты, включенные встречно и расположенные коаксиально с общим центром симметрии, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения помехозащищенности, в него введе- 10 на включенная последовательно с первой третья индукционная катушка той же высоты, расположенная коаксиально первым двум, причем радиусы катушек связаны соотношением 15 внутренний радиус первой катушки; внешний радиус первой и внутренний радиус второи катушки внешний радиус второй и внутренний радиус третьей катушки. внешний радиус третьей катушки, диаметр провода первой и третьей катушки и коэффициент плотности намотки соответственно, диаме тр пров ода и ко эф фициент плотности намо ки второй катушки.