Феррозондовый шунт

Изобретению относится к области измерения параметров магнитного поля конструкций из ферромагнитного материала, например корпуса судна. Феррозондовый шунт включает в себя замкнутый для потока возбуждения сердечник из магнитомягкого материала, обмотки возбуждения, измерительные и обратной связи, при этом сердечник выполнен в виде фермы с двумя контактными площадками, соединенными арочными пластинами, при этом обмотки возбуждения расположены на продольных, а измерительные и обратной связи - на ортогональных к ним поперечных сторонах арочных пластин в непосредственной близости от контактных пластин. Технический результат - определение в феррозондовых конструкциях зон с повышенной и пониженной концентрацией магнитных потоков. 2 ил.

 

Изобретение относится к области измерения параметров магнитного поля конструкций из ферромагнитного материала, например корпуса судна.

Феррозондовый шунт как датчик магнитного потока предназначен для выявления в конструкциях зон с повышенной и пониженной концентрацией магнитного потока, определения пространственной ориентации потоков, а также в качестве звена системы автоматического регулирования, формирующего сигнал рассогласования между исходным магнитным потоком объекта и потоком компенсации.

Известна конструкция однокомпонентного феррозонда с двумя сердечниками из магнитомягкого материала с нанесенными на каждом из них обмотками возбуждения и общими для сердечников обмотками измерительной, обратной связи и компенсационной. Известны также конструкции феррозондов с замкнутыми для поля возбуждения сердечниками, например тороидальными и эллипсоидальными (Афанасьев Ю.В. Феррозонды, Л., Энергия, 1969 г.; Ю.В.Афанасьев и др. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. Л., Энергия, 1972 г.).

Регистрируемой величиной таких феррозондов является напряженность магнитного поля, действующего вдоль продольной оси измерительной обмотки. Датчики такого типа обычно устанавливают в окрестности конструкции и таким образом регистрируют компоненты ее поля рассеивания.

Наиболее близким по существу предложением является изобретение по патенту США №6.456.069 В1 от 24.09.2002 г., в котором сердечник феррозонда выполнен в виде буквы Е и при этом его ножки установлены на поверхность конструкции - прототип.

Обмотка возбуждения наматывается на среднюю ножку, измерительные обмотки - между ножками на основание, а калибровочные - на каждую ножку. Такой феррозонд регистрирует магнитный поток, ответвляющийся из корпуса объекта и проходящий по его сердечнику.

Недостатками прототипа являются:

1) зависимость режима возбуждения и, как следствие, зависимость чувствительности от магнитной проводимости промежутка между ножками датчика и телом конструкции и проводимости участка конструкции, примыкающего к ножкам датчика;

2) восприимчивость датчика к магнитным полям внешних источников, направления которых параллельны осям измерительных обмоток.

Сущность изобретения заключается в:

- выборе конфигурации сердечника, обеспечивающего постоянство магнитного сопротивления потоку возбуждения за счет замкнутости по магнитомягкому материалу;

- введении в конструкцию сердечника площадок для создания магнитного контакта с телом объекта;

- размещении измерительных обмоток в непосредственной близости от контактных площадок на ортогональных к поверхности объекта поперечных сторонах шунта.

В результате регистрируемой величиной феррозондового преобразователя становится магнитный поток.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конфигурация сердечника феррозондового шунта с месторасположением обмоток возбуждения, измерительных и обратной связи, а также путь магнитного потока возбуждения. На фиг.2 приведен вид в анфас установленного на поверхности объекта феррозондового шунта с обмотками, пути силовых линий магнитного потока в объекте, части этого потока, замыкающегося через магнитопровод, сердечника и потока внешних источников, параллельного продольной оси шунта.

Основой феррозондового шунта является сердечник специальной формы 1. В сборе сердечник представляет собой ферму с двумя контактными площадками 2, соединенными арочными пластинами 3. Из технологических соображений сердечник выполняется сборным. Обмотки возбуждения 4 наносятся на продольные стороны, а измерительные обмотки 5 и обратной связи 6 - на поперечные стороны пластин сердечника.

Обмотки возбуждения наносятся на каждую из продольных сторон и соединяются между собой так, чтобы образовывалось замкнутое поле возбуждения, как показывают силовые линии 7 (фиг.1).

Измерительные обмотки и отрицательной обратной связи наносятся на каждую пару поперечных сторон и соединяются между собой последовательно и согласно по отношению к полю, замыкающемуся через шунт.

Чтобы не загромождать чертежи, соединения между обмотками, а также возможно востребованные компенсационные и калибровочные обмотки на чертежах не показаны.

На фиг.2 показан феррозондовый шунт, установленный на корпусе объекта 8, силовые линии магнитного поля 9 внутри объекта, силовые линии поля 10, замыкающиеся через сердечник шунта и силовые линии магнитного поля внешних источников 11.

Феррозондовый шунт позволяет судить о магнитном потоке в корпусе и в других элементах объекта путем регистрации потокосцепления части потока, замыкающегося через сердечник феррозондового шунта с витками измерительных обмоток.

Стабильность и независимость работы шунта от магнитной проводимости материала объекта и магнитного сопротивления промежутка между корпусом объекта и сердечником обеспечиваются замкнутостью поля возбуждения полностью по магнитомягкому материалу сердечника, а высокая магнитная проницаемость материала, во много раз превышающая проницаемость материала объекта, обеспечивает эффект шунтирования.

В целях снижения магнитного сопротивления промежутка между корпусом объекта и шунтом сердечник предлагается выполнять с контактными площадками. При этом необходимо предусматривать возможность обработки поверхности объекта в местах соприкосновения с площадками шунта.

Измерительные обмотки и обмотки отрицательной обратной связи предполагается размещать на каждой из пар поперечных пластин сердечника шунта в непосредственной близости к контактным площадкам. Такое расположение обеспечивает максимальное потокосцепление витков обмоток с ответвляющимся из объекта магнитным потоком.

При этом потокосцепление с магнитными полями внешних источников, направление которых совпадает с плоскостью витков обмоток, отсутствует.

Техническими преимуществами феррозондовых шунтов перед прототипом являются:

1. Возможность определения в феррозондовых конструкциях зон с повышенной и пониженной концентрацией магнитных потоков, зависимостей их пространственной ориентации и уровней от режимов и условий работы объекта;

2. Возможность создания на базе феррозондовых шунтов датчиков магнитного потока, установленных во внутренних помещениях непосредственно на корпусе и других элементах конструкции, системы компенсации магнитного поля объекта, действующей по принципу замкнутого контура.

Феррозондовый шунт, включающий в себя замкнутый для потока возбуждения сердечник из магнитомягкого материала, обмотки возбуждения, измерительные и обратной связи, отличающийся тем, что сердечник выполнен в виде фермы с двумя контактными площадками, соединенными арочными пластинами, при этом обмотки возбуждения расположены на продольных, а измерительные и обратной связи - на ортогональных к ним поперечных сторонах арочных пластин в непосредственной близости от контактных пластин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и твердотельной электроники и может быть использовано при создании миниатюрных датчиков магнитного поля для применения в магниточувствительных электронных микросистемах управления приводами, бесконтактных переключателях, дефектоскопии, при создании мобильных магнитолокаторов наземного воздушного и космического базирования и аппаратуры навигации.

Изобретение относится к феррозондовым навигационным магнитометрам и может быть использовано для измерения трех ортогональных компонент вектора индукции магнитного поля Земли и выдачи сигналов, пропорциональных измеренным компонентам, в виде цифрового кода.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для преобразования переменного магнитного поля в электрическое напряжение в составе измерительной аппаратуры и в различных системах автоматического управления, а также в качестве питающего элемента.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к магнитометрии, и может быть использовано для получения и визуализации распределенных в пространстве и периодически изменяющихся во времени магнитных полей внутри тела с неоднородными магнитными свойствами без механического проникновения в него.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для выбора безопасных для человека мест его жизнедеятельности и определения местоположения скрытой электропроводки при проведении ремонтных работ.

Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин, а именно к устройствам и способам измерения напряженности магнитных полей. .

Изобретение относится к феррозондовым навигационным магнитометрам и может быть использовано для измерения трех ортогональных компонент вектора индукции магнитного поля Земли и выдачи сигналов, пропорциональных измеренным компонентам в виде цифрового кода.

Изобретение относится к электрическим испытаниям на восприимчивость к электромагнитному полю (ЭМП) изделий электрооборудования и/или электронных систем автотранспортных средств (АТС) в заданном диапазоне частот, при котором испытуемые изделия подвергают воздействию от одного или нескольких источников поляризованного ЭМП, параметры которого выбирают из условий: Здесь hi - шаг перестройки воздействующего ЭМП по частоте; Q - параметр, задаваемый вначале испытаний; fнi - несущая частота воздействующего ЭМП; Ев - напряженность воздействующего ЭМП; Еmin.доп - минимально-допустимый уровень электромагнитной стойкости изделий электрооборудования; fmin - наименьшая граничная частота в заданном диапазоне частот.

Изобретение относится к области измерительных приборов для научных исследований. .

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для измерений магнитного поля надводного или подводного объекта при наладке его системы электромагнитной компенсации

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме в высших и средних специальных учебных заведениях по курсу физики для изучения и углубления знаний физических законов и явлений

Изобретение относится к датчиковому устройству измерения магнитного поля. Датчиковое устройство измерения магнитного поля содержит датчиковую часть, которая включает в себя магнитоимпедансное устройство, имеющее магнитную аморфную структуру; стержневую часть сердечника, которая направляет магнитное поле к магнитной аморфной структуре и расположена в продольном направлении относительно магнитной аморфной структуры; и средство подавления магнитного поля, которое создает корректирующее магнитное поле, которое подавляет магнитное поле окружающей среды, обусловленное земным магнетизмом, входящее в магнитную аморфную структуру. Технический результат - повышение эффективности измерений при подземной электромагнитной разведке. 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к феррозондовым навигационным магнитометрам и может быть использовано для измерения трех ортогональных компонент вектора индукции магнитного поля Земли. Сущность изобретения заключается в том, что цифровой феррозондовый магнитометр содержит задающий генератор, выход которого соединен с входом логического блока, выход которого соединен с входом формирователя синусоиды, выход которого соединен с первыми входами трех феррозондов, выходы которых соединены с входами трех избирательных усилителей, выходы которых соединены с входами трех устройств выборки-хранения, первые выходы которых соединены со вторыми входами трех феррозондов, при этом в него введены три мультиплексора и три инвертора, входы которых соединены с третьими выходами трех устройств выборки-хранения, а выходы соединены со вторыми входами трех мультиплексоров, первые входы которых соединены со вторыми выходами трех устройств выборки-хранения, а выходы соединены с входами трех аналого-цифровых преобразователей. Технический результат - повышение быстродействия устройства. 2 ил.

Изобретение относится к поверке магнитоизмерительных систем, в том числе предназначенных для поиска ферромагнитных объектов, без демонтажа входящих в систему магнитометрических средств. Трехкомпонентную меру магнитного момента ориентируют вдоль осей координат системы поиска, устанавливают на некотором расстоянии от системы и задают компоненты радиус-вектора от центра системы координат до центра меры. Затем воздействуют на систему полем заданного магнитного момента, воспроизводимого мерой, и по показаниям бортовых магнитометрических средств определяют (косвенно измеряют) координаты источника магнитного поля и компоненты его магнитного момента. После этого определяют погрешности всей системы как разности между измеренными и заданными величинами, а также определяют погрешности каждого магнитометрического средства. Техническим результатом заявленного способа является определение погрешностей системы поиска с учетом погрешностей, вносимых носителем этой системы. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к средствам для обеспечения жизнедеятельности инвалидов по зрению, а именно предназначено для получения информации и облегчения ориентации незрячих людей в пространстве. Способ ориентации в пространстве, навигации и информирования людей с нарушением зрительных функций заключается в том, что с помощью радиомаяка, размещаемого в одном месте ориентации, передают радиосигналы, а с помощью находящегося у человека радиоинформатора принимают эти радиосигналы и передают их на устройство воздействия на человека, сигнализируя о близком нахождении места ориентации. При этом первоначально с помощью радиоинформатора передают радиосигналы, а передачу радиосигналов с помощью радиомаяка осуществляют после приема им радиосигналов от радиоинформатора, информирующих о нахождении человека в зоне обнаружения. При приеме радиосигнала радиоинформатором измеряют интенсивность принятого радиосигнала, в зависимости от него изменяют значение параметра воздействия на человека и определяют направление приближения к радиомаяку. Система содержит радиомаяк для размещения в месте ориентации и радиоинформатор, находящийся у человека. Радиомаяк включает источник и приемник радиосигналов и блок управления. Радиоинформатор включает источник и приемник радиосигналов, который соединен с устройством воздействия на человека. Использование изобретения позволяет повысить точность ориентации и не загромождает эфир лишней радиоинформацией. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к инвазивным медицинским устройствам. Медицинский зонд содержит вводимую трубку, имеющую продольную ось и дистальный конец, дистальный кончик, расположенный на дистальном конце вводимой трубки и сконфигурированный для введения в контакт с тканью тела, стык, который соединяет дистальный кончик с дистальным концом вводимой трубки, и датчик стыка, заключенный внутри зонда, для распознавания положения дистального кончика относительно дистального конца вводимой трубки, причем датчик стыка содержит первый и второй подузлы, которые расположены внутри зонда на противоположных соответствующих сторонах стыка, и каждый подузел содержит один или более магнитных измерительных преобразователей. Стык содержит упругий элемент, который сконфигурирован, чтобы деформироваться в ответ на давление, прикладываемое на дистальный кончик, когда он входит в соприкосновение с тканью, при этом упругий элемент содержит трубчатую деталь из эластичного материала, имеющую винтовой срез вдоль части длины детали. Устройство для исполнения медицинской процедуры включает зонд и процессор, который присоединен с возможностью подавать ток к одному из первого и второго подузлов, заставляя тем самым один из подузлов генерировать, по меньшей мере, одно магнитное поле, и для приема и обработки одного или более сигналов, выводимых другим из первого и второго подузлов относительно указанного, чтобы обнаруживать изменения в положении дистального кончика относительно дистального конца вводимой трубки. Устройство для обнаружения перемещения стыка в узле содержит первый и второй сенсорные подузлы, которые расположены внутри узла на противоположных соответствующих сторонах стыка, при этом каждый подузел содержит один или более магнитных измерительных преобразователей, и процессор, выполненный с возможностью обнаруживания посредством обработки одного или более сигналов осевое сжатие стыка и угловое отклонение стыка. Способ выполнения медицинской процедуры на ткани в теле пациента включает применение в теле зонда и продвижение его таким образом, чтобы дистальный кончик входил в соприкосновение и прикладывал давление на ткань, подачу тока к одному из первого и второго подузлов и прием и обработку одного или более сигналов, выводимых другим из первого и второго подузлов относительно указанного, по меньшей мере, одного магнитного поля так, чтобы обнаруживать изменение в положении дистального кончика. Использование изобретения позволяет повысить надежность и легкость манипулирования катетером в теле. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предложен cпособ локализации источника магнитного поля дипольной модели. В способе одновременно измеряют приращения индукции магнитного поля между опорной точкой и точкой на каждой полуоси системы координат и измеряют расстояния между точками. Определяют по результатам измерений искомые радиус-вектор до источника и его магнитный момент. Опорную точку совмещают с центром системы координат, размер базы каждого приращения повышают до конструктивно удобного предела, при этом все искомые величины определяют численно без обращения к измерениям градиента. Техническим результатом является повышение точности и дальности локализации источника магнитного поля. 2 табл., 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой способ измерения напряжённости постоянного магнитного поля. Способ заключается в том, что конденсатор, диэлектриком которого является магнитострикционно-пьезоэлектрический композит, помещают в измеряемое постоянное магнитное поле, прикладывают заданное переменное магнитное поле и измеряют разность соседних амплитуд выходного гармонического сигнала, которая равна произведению напряжённости постоянного магнитного поля на величину, характеризующую чувствительность структуры. 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, представляет собой магнитометр и может использоваться для измерения напряженности магнитного поля. Магнитометр содержит зонд с нелинейной магнитной восприимчивостью, являющийся сердечником соленоида и выполненный в виде проволоки из сверхпроводника второго рода, уложенной змейкой так, чтобы направления тока в соседних звеньях проволоки были противоположны. Техническим результатом изобретения является повышение порога чувствительности магнитометра до уровня 10-15 Тл в полосе 1 Гц. 1 ил.
Наверх