Магнитометр

Авторы патента:

G01R33/00 - Устройства для измерения переменных магнитных величин

Владельцы патента RU 2566410:

Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (RU)

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к феррозондовым приборам, осуществляющим неразрушающий контроль качества различных металлоконструкций и изделий. Магнитометр содержит датчики напряженности магнитного поля, связанные через мультиплексор с измерительным устройством, в цепи, связывающей мультиплексор с измерительным устройством, установлен ключ, снабженный управляющей связью с блоком детектирования помех, включающим в себя соединенные последовательно дифференциатор коммутационных помех, компаратор, логический элемент И с устройством управления, при этом дополнительно введен датчик скорости, снабженный управляющей связью с компаратором, при этом датчик скорости механически скреплен с датчиками напряженности магнитного поля. Технический результат - повышение точности измерения. 1 ил.

В частности, изобретение может быть использовано, например, при контроле строительных металлоконструкций, ферромагнитных конструктивных элементов подвижного железнодорожного состава.

Широко известны магнитометры, содержащие феррозонд в качестве модулятора сигнала и усилитель (см., например, Афанасьев Ю.В. Феррозондовые приборы. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1986, с.108-109). Недостаток этих магнитометров заключается в том, что для подавления помех необходимо заужать полосу пропускания канала прибора. Это обстоятельство ведет к снижению точности прибора вне диапазона его действия.

Известен также наиболее близкий по технической сущности магнитометр, содержащий датчики напряженности магнитного поля (феррозонды), связанные через мультиплексор с измерительным устройством, цепь связи мультиплексора с измерительным устройством, в которой установлен ключ, снабженный управляющей связью с дополнительно введенным блоком детектирования помех, включающим в себя соединенные последовательно дифференциатор коммутационных помех, компаратор с источником опорного напряжения, логический элемент И с устройством управления (см. патент. RU №2319974, МПК G01R 33/02, опубл. 20.03.2008).

Недостаток известного магнитометра состоит в том, что при перемещении датчиков возникают коммутационные помехи, вызываемые индуктивностью датчиков, снижающие точность измерения. При этом уровень помех связан с частотой переключения датчиков.

Частота переключения в свою очередь зависит от скорости перемещения датчиков. При этом неявные дефекты металла в виде структурных напряжений не отображаются на измерительном устройстве. Это структурное напряжение, не отмеченное магнитометром, в дальнейшем может привести к появлению несплошности металла ответственной детали и разлому по этому дефекту. Кроме того, это не позволяет контролировать более широкий диапазон дефектов металла.

Задача изобретения заключается в повышении точности измерения за счет исключения влияния коммутационных помех, возникающих вследствие изменения скорости перемещения датчиков и расширения диапазона контроля дефектов металла.

Задача, поставленная изобретения, достигается тем, что в известном магнитометре, содержащем датчики напряженности магнитного поля, связанные через мультиплексор с измерительным устройством, за счет того, что согласно заявляемому изобретению дополнительно введен датчик скорости, снабженный управляющей связью с компаратором, при этом датчик скорости механически скреплен с датчиками напряженности магнитного поля.

Указанные отличительные признаки позволяют исключить влияние перемещения датчика на измерительный процесс, что повышает точность прибора. Это, в свою очередь, позволяет расширить полосу пропускания канала прибора и контролировать более широкий диапазон дефектов металла.

Изобретение поясняется схемой.

Магнитометр содержит феррозонды 1, связанные через мультиплексор 2 с измерительным устройством 3, ключ 4, снабженный управляющей связью с дополнительно введенным блоком 5 детектирования помех, включающим в себя соединенные последовательно дифференциатор 6 измерительного сигнала, компаратор 7, датчик скорости 8, логический элемент И 9, устройство управления 10.

Магнитометр работает следующим образом. Феррозонды 1 размещают на поверхности контролируемого металлоизделия и перемещают, захватывая зоны наиболее вероятного расположения дефектов металла. При коммутации каждого из феррозондов 1 в силу их индуктивности возникает переходный процесс, характеризующийся малой длительностью и большой амплитудой напряжения, вызывающий помеху. Дифференциатор 6 выделяет сигнал, пропорциональный уровню помехи. Компаратор 7 сравнивает уровень помехи и сигнал с датчика скорости 8, таким образом, для повышения помехоустойчивости с ростом скорости перемещения датчиков растет порог включения компаратора. Сигнал с выхода компаратора 7 через логический элемент 9 И, включаемый устройством 10 управления, поступает на ключ 4, размыкая его, тем самым исключая влияние помехи переходного процесса на измерительный процесс. После прекращения переходного процесса ключ 4 замыкается и сигнал, свободный от помехи, поступает через мультиплексор 2 на измерительное устройство 3. Магнитометр осуществляет контроль.

Промышленная применимость предложенного изобретения очевидна, поскольку широко применяемые элементы соединяются в новую совокупность на основе известных технологий.

Магнитометр, содержащий датчики напряженности магнитного поля, связанные через мультиплексор с измерительным устройством, в цепи, связывающей мультиплексор с измерительным устройством, установлен ключ, снабженный управляющей связью с блоком детектирования помех, включающим в себя соединенные последовательно дифференциатор коммутационных помех, компаратор, логический элемент И с устройством управления, отличающийся тем, что дополнительно введен датчик скорости, снабженный управляющей связью с компаратором, при этом датчик скорости механически скреплен с датчиками напряженности магнитного поля.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой многоканальное устройство измерения пространственно неоднородного магнитного поля и может быть использовано при регистрации исходных данных, необходимых для построения диаграммы распределения магнитного поля.

Устройство воспроизведения магнитного поля // 2536777

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство воспроизведения магнитного поля и предназначено для калибровки и поверки рабочих средств измерений магнитной индукции переменного магнитного поля.

Способ измерения амплитуды двухполярного импульса магнитного поля // 2533345

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ автономной регистрации амплитуды напряженности двухполярного импульса магнитного поля и может применяться к импульсам магнитного поля в динамическом диапазоне напряженностей в сотни килоампер на метр при длительностях импульсов в десятки микросекунд в моноцикличных электромагнитных процессах.

Устройство трехмерного сканирования электромагнитных излучений в ближнем поле электронных средств // 2529673

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство трехмерного сканирования электромагнитных излучений в ближнем поле электронных средств и может быть использовано для измерения напряженности электромагнитного поля при проведении испытаний, диагностики и тестирования электронных устройств и приборов на выполнение требований по электромагнитной совместимости в части помехоэмиссии.

Способ калибровки трехкомпонентного магнитометра // 2497139

Изобретение относится к области измерительной техники и представляет собой способ калибровки трехкомпонентного магнитометра с помощью меры магнитной индукции через определение корректирующей матрицы и уходов нулей магнитометра с исключением влияния внешних неоднородных (индустриальных) помех в процессе калибровки.

Способ неразрушающего объемного измерения векторной функции магнитной индукции неоднородно распределенного в пространстве и периодически изменяющегося во времени магнитного поля // 2490659

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к магнитометрии, и может быть использовано для неразрушающей регистрации в местах недоступных для механического проникновения мгновенных объемных состояний распределения магнитного поля, неоднородного в пространстве и периодически изменяющегося во времени.

Способ оптического детектирования магнитного резонанса и устройство для его осуществления // 2483316

Изобретение относится к технике спектроскопии магнитного резонанса, а именно оптического детектирования магнитного резонанса (ОДМР), включающего оптическое детектирование электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), и может найти применение при исследованиях конденсированных материалов и наноструктур методом ОДМР в физике, химии, биологии и др.

Регулятор магнитного поля надводного (подводного) объекта // 2477494

Изобретение относится к судовым средствам магнитной защиты надводного (подводного) объекта, в частности к регуляторам магнитного поля объекта. .

Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания // 2473067

Изобретение относится к испытаниям и диагностике двигателей внутреннего сгорания (ДВС). .

Прецизионный трехкомпонентный магнитометр // 2467341

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионного измерения магнитных полей. .

Модульная система возбуждения // 2570811

Изобретение относится к модульной системе возбуждения для испытаний сердечника статора. Устройство возбуждения для высокоэнергетических испытаний сердечников (5) статоров электрогенераторов или двигателей, содержащее один или несколько модулей возбуждения, при этом каждый модуль возбуждения содержит обмотку (1-4) возбуждения и источник (10-13) питания и выполнен с возможностью проведения тока возбуждения через обмотку (1-4) возбуждения, при этом ток возбуждения через каждую обмотку (1-4) возбуждения способствует общему возбуждению сердечника (5) статора, при этом модуль возбуждения дополнительно содержит конденсатор (6-9), и источник (10-13) питания модуля возбуждения действует как источник тока на своем выходе. Технический результат заключается в уменьшении реактивной составляющей тока возбуждения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Электромагнитный датчик и его калибровка // 2593677

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля микроструктуры металлической мишени. Варианты реализации настоящего изобретения предоставляют электромагнитный датчик (400) для детектирования микроструктуры металлической мишени, содержащий магнитное устройство (410, 420) для предоставления возбуждающего магнитного поля, магнитометр (430) для детектирования результирующего магнитного поля, индуцированного в металлической мишени; и схему (450) калибровки для создания калибровочного магнитного поля для калибровки электромагнитного датчика. Причем калибровочное магнитное поле создается электрическим током, индуцированным в схеме калибровки возбуждающим магнитным полем. Технический результат - повышение чувствительности датчика за счет исключения искажений его показаний, обусловленных помехами различной природы. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ измерения магнитного поля // 2601734

Изобретение относится к способам измерения магнитного поля и включает воздействие на кристалл карбида кремния гексагонального или ромбического политипа, содержащего спиновые центры с основным квадруплетным спиновым состоянием, вдоль его кристаллографической оси с симметрии сфокусированным лазерным излучением, переменным магнитным полем низкой частоты и постоянным магнитным полем. При этом измеряют интенсивность люминесценции спиновых центров с основным квадруплетным спиновым состоянием при различной величине постоянного магнитного поля. В области изменения интенсивности люминесценции снимают первую кривую зависимости изменения интенсивности люминесценции от величины постоянного магнитного поля и градуируют первую кривую по известному значению величины магнитного поля в точке перегиба первой кривой. Затем помещают на поверхность упомянутого кристалла карбида кремния исследуемый образец и измеряют интенсивность люминесценции спиновых центров с основным квадруплетным спиновым состоянием при различной величине постоянного магнитного поля. В области изменения интенсивности люминесценции снимают вторую кривую зависимости изменения интенсивности люминесценции от величины постоянного магнитного поля и определяют величину магнитного поля, создаваемого исследуемым образцом в точке фокуса лазерного излучения, по величине горизонтального сдвига второй кривой относительно первой кривой. Технический результат изобретения заключается в увеличении точности измерений, а также в устранении нагрева исследуемого объекта. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для измерения магнитных полей // 2610938

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к приборам, предназначенным для измерений компонент и полного вектора индукции магнитного поля Земли, а также к средствам автоматизированного контроля магнитометров. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство для измерения магнитных полей содержит стабилизатор напряжений, первый коммутатор, триггер, первый элемент задержки и последовательно соединенные феррозондовый датчик, предварительный усилитель, частотно-избирательный усилитель, фазочувствительный демодулятор, аналоговый интегратор, аналого-цифровой преобразователь и цифровой вычислитель, при этом выход аналогового интегратора через первый масштабный резистор подключен к компенсационной обмотке феррозондового датчика, контрольная обмотка которого через второй масштабный резистор подключена к выходу первого коммутатора, введение элемента «или», второго элемента задержки, второго коммутатора, третьего масштабного резистора и образование новых функциональных связей позволяет повысить глубину автоматического автономного тестового контроля исправности устройства. Технический результат - повышение достоверности измерений. 1 ил.

Датчик магнитного поля // 2614923

Изобретение относится к области измерения и может быть использовано при измерении магнитных полей. Датчик магнитного поля содержит вентиль, чувствительный элемент, включающий в себя индуктивность L с сердечником и два резистора, триггер Шмитта, при этом в него дополнительно введены источник опорного напряжения, выходы которого подключены к прецизионному пороговому устройству с нижним и верхним порогами срабатывания, и к прецизионному формирователю напряжения, вход которого соединен с выходом вентиля, а выход подключен к чувствительному элементу, соединенному с прецизионным пороговым устройством с нижним и верхним порогами срабатывания, выход которого подключен к входу триггера Шмитта, выход которого является входом вентиля. Технический результат – повышение точности от изменения питающего напряжения и от изменения температуры. 3 ил.

Устройство для бесконтактной диагностики технического состояния подземных трубопроводов с возможностью калибровки в полевых условиях // 2620326

Изобретение относится к устройствам для бесконтактной внетрубной диагностики технического состояния подземных ферромагнитных нефтяных и газовых труб. Устройство для бесконтактной диагностики технического состояния подземных трубопроводов с возможностью калибровки в полевых условиях, содержащее узел датчиков постоянного магнитного поля, состоящий по меньшей мере из двух однокомпонентных датчиков, соединенных креплениями из немагнитного непроводящего материала, устройство сложения и вычитания сигналов постоянного магнитного поля, блок сбора данных и управления (БСДУ) и полевой компьютер, при этом дополнительно введены катушки с соленоидальными обмотками, создающими калибрующее переменное низкочастотное магнитное поле, расположенные в центральной части креплений датчиков из немагнитного непроводящего материала, блок прецизионных резисторов, генератор, измерительный блок, при этом катушки с соленоидальными обмотками с помощью бифилярного провода соединены с блоком прецизионных резисторов и генератором, кроме того, блок прецизионных резисторов соединен с БСДУ, который, в свою очередь, соединен с полевым компьютером. Технический результат – расширение функциональных возможностей и улучшение характеристик устройства для бесконтактной диагностики технического состояния подземных трубопроводов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ измерения плотности потока энергии электромагнитного излучения от мобильного телефона // 2626049

Изобретение относится к метрологии, в частности к способам для измерения плотности потока энергии электромагнитного излучения от мобильного телефона. Измерения проводят в заданных точках, равномерно расположенных в плоскости, параллельной плоскости передней панели мобильного телефона, зафиксировав мобильный телефон напротив указанной плоскости на заданном расстоянии от нее, из полученных значений формируют матрицу распределения плотности потока энергии. Измерения проводят в трех режимах работы мобильного телефона: набор номера, прием входящего вызова и разговор. При измерении мобильный телефон устанавливают под углом примерно 43±1° к горизонтали, полученную матрицу распределения значений плотности потока энергии совмещают со схемой черепно-мозговой топографии головы человека, совмещая область расположения динамика мобильного телефона на матрице с обозначением наружного слухового прохода на упомянутой схеме головы человека. Полученные значения плотности потока энергии могут быть отображены на матрице графически. Для графического отображения полученных данных используют шкалу градаций серого, в которой минимальному значению плотности потока энергии соответствует белый цвет, а максимальному - 50% серого. Технический результат – обеспечение измерений, величины которых соответствуют реальным условиям эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ испытаний электрооборудования автотранспортных средств на восприимчивость к электромагнитному полю // 2640376

Изобретение относится к электрическим испытаниям транспортных средств. В способе испытаний электрооборудования автотранспортных средств на восприимчивость к внешнему электромагнитному полю испытываемое электрооборудование устанавливают в бортовую сеть транспортного средства и подвергают воздействию внешнего излучения с заданными параметрами. На каждой частоте воздействующего излучения транспортное средство позиционируется в горизонтальной плоскости по отношению к внешнему источнику электромагнитного поля в диапазоне определенных углов. Во время испытаний угловая скорость вращения транспортного средства относительно внешнего источника излучения не должна превышать 5 град/с. При этом минимальное расстояние между внешним источником излучения и транспортным средством выбирается исходя из максимального линейного размера транспортного средства в горизонтальной плоскости и угла главного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной плоскости внешнего источника излучения. Повышается полнота определения помехоустойчивости. 2 ил.

Способ оценки технических средств на соответствие нормативным требованиям по уровню излучаемого электромагнитного поля // 2642018

Изобретение относится к электромагнитным испытаниям технических средств. Способ оценки технических средств на соответствие требованиям по уровню излучаемого электромагнитного поля заключается в проведении измерений уровней электрической составляющей излучаемого электромагнитного поля в заданном диапазоне частот количественно ограниченной выборки технических средств и в сравнении результатов испытаний с критериальными показателями качества. Измерения электрической составляющей излучаемого электромагнитного поля выполняют в заданном диапазоне частот и по результатам измерений определяют параметр, характеризующий качество большой партии выпускаемых технических средств одной модели одинаковой комплектации. Повышается достоверность оценки. 1 ил.

Способ оценки технических средств на соответствие нормативным требованиям на помехоустойчивость // 2642024

Изобретение относится к испытаниям технических средств. Способ оценки технических средств на соответствие требованиям на восприимчивость к внешнему воздействующему электромагнитному излучению заключается в проведении испытаний в заданном диапазоне частот количественно ограниченной выборки технических средств и в сравнении результатов испытаний с критериальными показателями. По результатам испытаний определяют параметр, характеризующий качество большой партии выпускаемых технических средств одной модели одинаковой комплектации. Повышается достоверность испытаний. 1 ил.