Индукционный датчик радиального распределения аксильно-симметричного магнитного поля



Индукционный датчик радиального распределения аксильно-симметричного магнитного поля
Индукционный датчик радиального распределения аксильно-симметричного магнитного поля

 


Владельцы патента RU 2567398:

Ишков Александр Петрович (KZ)

Изобретение предназначено для исследования структуры аксиально-симметричных магнитных полей. Устройство конструктивно представляет собой серию коаксиальных измерительных катушек, расположенных на малом расстоянии друг от друга. Указанные измерительные катушки соединены последовательно. Для проведения измерений бифилярный отвод от каждого из указанных последовательных соединений между катушками соединяют с измерительным прибором. Разность сигналов со смежных измерительных катушек позволяет определить величину напряженности магнитного поля, соответствующую данному расстоянию от центра измерительной системы. Технический результат заключается в обеспечении возможности получения данных о пространственной структуре исследуемого магнитного поля. 2 ил.

 

Изобретение относится к области лабораторных электрических измерений и может быть применено для измерения напряженности неоднородных аксиально-симметричных магнитных полей.

Аналогом изобретения является типичная измерительная катушка. Она изготовляется из тонкого медного провода диаметром 0,05-0,1 мм в количестве 10-100 витков на круглой оправке диаметром порядка 10 мм. При измерениях измерительная катушка помещается в исследуемое магнитное поле. Если исследуемое магнитное поле достаточно однородно в пределах измерительной катушки, то измерения получаются достаточно достоверными. Когда исследуемое магнитное поле существенно меняется в пределах диаметра измерительной катушки, стараются уменьшать диаметр катушки и увеличивать количество ее витков. В итоге снижается достоверность измерений. Поэтому аналог непригоден для измерения структуры неоднородных магнитных полей (Иверонова В.И. Физический практикум. - M.: Наука, 1968, с.121).

Прототипом изобретения является устройство по заявке №2009136787 "Измерительная кольцевая катушка", по которой принято экспертизой решение о выдаче патента на изобретение.

Прототип состоит из двух концентрических обмоток с малым зазором между ними и бифилярным отводом на регистрирующий прибор. Обмотки соединены электрически последовательно, а по магнитным потокам встречно.

Действует прототип следующим образом. Он вставляется в исследуемое магнитное поле соосно, т.е. предполагаемая ось прототипа совмещается с предполагаемой осью исследуемого магнитного поля. Если исследуемое магнитное поле меняется синусоидально, то на бифилярном отводе регистрирующий прибор покажет уровень магнитного поля, приходящегося на радиальный зазор упомянутых концентрических обмоток. Перемещая такой датчик по оси исследуемого магнитного поля, можно получить аксиальную зависимость магнитного поля на радиусе радиального зазора датчика. Это особенно важно, если размеры исследуемого магнитного поля ограничены, а чувствительность типовой кольцевой катушки недостаточна для проведения измерений.

Недостаток прототипа состоит в том, что он пригоден для регистрации магнитного поля только на радиусе, заданном при изготовлении датчика, а для радиальных измерении нужно изготовлять серию таких датчиков.

Отмеченный недостаток устраняется с помощью предлагаемого устройства. Конструктивно оно состоит из серии концентрических измерительных катушек с одинаковым количеством витков и малым радиальным зазором между ними, с электрически последовательным соединением между ними и бифилярными отводами от каждого соединения, и вся серия концентрических обмоток смонтирована в одной плоскости.

Действует предлагаемое устройство следующим образом. Оно вводится в исследуемое магнитное поле соосно, как и прототип, и фиксируется на протяжении всего времени пока регистрируются сигналы с каждого отвода с помощью измерительного прибора.

Значение магнитного поля на радиусе зазора ri+1 между измерительными секциями определяется разностью сигналов со смежных секций eri+1-eri.

ЭДС индукции, возникающей в секции определяется известной формулой

e=4,44fnBS,

где f - частота синусоидального изменения магнитного поля,

n - число витков в секции,

B - амплитуда синусоидально изменяющегося магнитного поля,

S - площадь контура измерительной секции.

Для секции с номером i+1 сигнал будет

e=4,44fnBi+1π(ri+Δ)2

где Δ - радиальный зазор между смежными секциями,

Bi+1 - амплитуда синусоидально изменяющегося магнитного поля в зазоре с радиусом ri+1.

Итоговая формула для определения магнитного поля в заданном зазоре будет иметь вид

B i + 1 = e r i + 1 e r i 8,88 π f n r i Δ = c o n s t e r i + 1 e r i r i

Для получения пространственной структуры исследуемого магнитного поля достаточно будет соответственно аксиально переместить предлагаемое устройство известным способом и зафиксировать соответствующие сигналы с бифилярных отводов при фиксированных аксиальных координатах предлагаемого устройства.

Рационально иметь количество секции в количестве 2, 6, 13…, как это делается в канатно-кабельной промышленности, для получения плотной бифилярнии скрутки.

В качестве примера на фиг.1 представлена конструкция датчика, на фиг.2 показана схема электрических соединений в датчике.

Индукционный датчик радиального распределения аксиально-симметричного магнитного поля, состоящий из диэлектрического каркаса и электрической обмотки с бифилярно отходящими проводами, отличающийся тем, что электрическая обмотка состоит из серии соосных концентрических секций с равным количеством витков и малым эквидистантным зазором между ними, с последовательными электрическими соединениями между ними и бифилярными отводами от каждого соединения между секциями, при этом все секции смонтированы в одной плоскости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой способ получения изображений в растровой электронной микроскопии. Суть изобретения состоит в сегментации магнитного контраста микрообъектов путем исключения из полного РЭМ-изображения во вторичных электронах вклада, обусловленного топографическим контрастом.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой сверхчувствительный интеллектуальный магнитометрический датчик (МИ датчик) с расширенным диапазоном рабочих температур области.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в магнитной навигации, в частности, для определения углов пространственной ориентации летательных аппаратов (ЛА).

Изобретение относится к судовым средствам магнитной защиты надводного или подводного объекта. Маневренный стенд для измерения и настройки магнитного поля надводного или подводного объекта включает измерительные датчики магнитного поля, устройства определения их координат для передачи сигналов с датчиков на стенд или надводный или подводный объект.

Изобретение относится к феррозондовым навигационным магнитометрам. Цифровой феррозондовый магнитометр содержит задающий генератор, выход которого соединен с входом логического блока управления, первый выход которого соединен с входом формирователя синусоиды, выход которого соединен с первыми входами трех феррозондов, выходы которых соединены с входами трех избирательных усилителей, первые выходы которых соединены с первыми входами трех устройств выборки-хранения, первые выходы которых соединены со вторыми входами трех феррозондов, а вторые входы соединены со вторым выходом логического блока управления, третий выход которого соединен со вторыми входами аналого-цифровых преобразователей, дополнительно в него введены три суммирующих усилителя и три устройства выборки-хранения квадратурного напряжения, первые входы которых соединены с четвертым выходом логического блока управления, вторые входы соединены со вторыми выходами избирательных усилителей, а выходы соединены со вторыми входами суммирующих усилителей, выходы которых соединены с первыми входами аналого-цифровых преобразователей, а первые входы соединены с вторыми выходами устройств выборки хранения.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой феррозондовый магнитометр и способ измерения компонент индукции магнитного поля при помощи векторной компенсации и может использоваться в точных измерениях компонент индукции магнитного поля.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при исследовании физической природы так называемого магнитного трения и его связи с магнитной восприимчивостью ферромагнетика, помещенного в изменяющееся внешнее магнитное поле.

Изобретение относится к физике ферромагнетиков и может быть использовано при исследовании магнитной восприимчивости ферромагнетиков в широком диапазоне намагниченности, включая область глубокого насыщения, в частности, при исследовании эффекта динамического аномального намагничивания под действием магнитной вязкости ферромагнетиков.

Изобретение относится к системам магнитно-импедансной томографии. Система содержит систему возбуждения, имеющую несколько катушек возбуждения для генерирования магнитного поля возбуждения с целью наведения вихревых токов в исследуемом объеме, измерительную систему, имеющую несколько измерительных катушек для измерения полей, сгенерированных наведенными вихревыми токами, при этом измерительные катушки расположены в объемной (3D) геометрической компоновке, и устройство реконструкции, предназначенное для приема измерительных данных из измерительной системы и реконструкции изображения объекта в исследуемом объеме по измеренным данным.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство для определения параметров магнитного поля и может применяться для определения коэффициента ослабления модуля индукции магнитного поля в экранируемых рабочих объемах, а также в объемах с активной компенсацией геомагнитного поля.

Изобретение относится к средствам для ориентации инвалидов по зрению. Способ информирования инвалидов о прибывающих на остановку транспортных средствах общего пользования состоит в размещении на транспортных средствах общего пользования радиомодулей, пультов водителей и звукоизлучателей и размещении на инвалидах носимых абонентских устройств, при этом абонентское устройство инвалида автоматически передает в радиоэфир сигнал запроса, после чего радиомодуль каждого транспортного средства, находящегося в данный момент в зоне действия абонентского устройства, по получении сигнала запроса передает в радиоэфир ответ на полученный сигнал запроса, абонентское устройство поочередно получает и запоминает полученные ответы от всех радиомодулей, находящихся в данный момент в зоне действия этого абонентского устройства, и автоматически направляет сигнал запроса на передачу информации радиомодулю транспортного средства, который по получении этого сигнала запроса на передачу информации передает в радиоэфир сообщение о транспортном средстве, на котором он установлен, а абонентское устройство воспроизводит полученную от этого радиомодуля информацию в виде звуковых повторяющихся сообщений, затем радиомодуль выбранного инвалидом транспортного средства передает на пульт водителя сигнал для водителя и подает команду на установленный на транспортном средстве звукоизлучатель, который воспроизводит звуковой сигнал ориентирования, по которому инвалид определяет необходимое направление движения к открытой двери транспортного средства. Сигнал запроса абонентского устройства содержит его персональные данные, радиомодуль каждого транспортного средства передает в радиоэфир ответ со случайной задержкой, а носимое абонентское устройство автоматически направляет сигнал запроса тому радиомодулю транспортного средства, ответ от которого был получен первым. При отсутствии необходимости инвалида в этом транспортном средстве его абонентское устройство по команде инвалида направляет сигнал запроса на передачу информации радиомодулю транспортного средства, ответ от которого был получен вторым. Поочередные по командам инвалида передачи сигналов запросов на все радиомодули, находящиеся в данный момент в зоне действия абонентского устройства, осуществляют до тех пор, пока инвалидом не будет сделан выбор необходимого ему транспортного средства, после чего абонентское устройство по команде инвалида подает в радиоэфир сигнал о посадке, после приема которого радиомодуль выбранного инвалидом транспортного средства передает на пульт водителя сигнал для водителя, при этом на пульте водителя по получении этого сигнала отображается информация о посадке инвалида, а после открытия дверей транспортного средства радиомодуль автоматически передает в радиоэфир принимаемое и воспроизводимое абонентским устройством инвалида разрешение на посадку в транспортное средство. Система для реализации способа содержит установленные на каждом транспортном средстве радиомодуль, пульт водителя и звукоизлучатель и носимые абонентские устройства, находящихся на руках у инвалидов, при этом каждый из радиомодулей включает блок формирования, хранения и передачи информации, блок приема, обработки и хранения информации, блок хранения и передачи звукового сигнала ориентирования, радиоантенну и приемопередатчик, а каждое носимое абонентское устройство включает в себя блок приема, обработки и хранения информации, блок преобразования полученной цифровой информации в аналоговые речевые сообщения и их хранения, блок формирования и передачи сигнала запроса на подачу звукового сигнала ориентирования, средства воспроизведения речевой информации, блок тактильного воздействия, радиоантенну и приемопередатчик. Радиомодуль дополнительно имеет блок хранения и передачи сигнала на пульт водителя, который снабжен блоком приема сигналов радиомодуля и блоком отображения информации. Использование изобретения позволяет повысить информированность инвалидов по зрению при их передвижении по городской территории. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам информирования и ориентации инвалидов по зрению при их передвижении по городской территории. Способ состоит в размещении на стационарных объектах стационарных радиоинформаторов и размещении на инвалидах носимых абонентских устройств, автоматической передаче носимым абонентским устройством в радиоэфир сигнала запроса, по получении которого каждый стационарный радиоинформатор, находящийся в данный момент в зоне действия абонентского устройства, передает в радиоэфир ответ, содержащий его персональные данные, а абонентское устройство поочередно получает и запоминает полученные ответы от всех стационарных радиоинформаторов, находящихся в данный момент в зоне действия этого абонентского устройства, и автоматически направляет сигнал запроса на передачу информации стационарному радиоинформатору, который по получении этого сигнала запроса передает в радиоэфир сообщение о стационарном объекте, на котором он установлен, а абонентское устройство воспроизводит полученную от этого стационарного радиоинформатора информацию в виде звуковых повторяющихся сообщений. При этом стационарный радиоинформатор стационарного объекта подает звуковой сигнал ориентирования, по которому инвалид определяет необходимое направление движения к выбранному им стационарному объекту. Сигнал запроса абонентского устройства содержит его персональные данные. Каждый стационарный радиоинформатор передает в радиоэфир ответ со случайной задержкой, а абонентское устройство автоматически направляет сигнал запроса тому стационарному радиоинформатору, ответ от которого был получен первым, при этом при отсутствии необходимости инвалида в этом стационарном объекте его абонентское устройство по команде инвалида направляет сигнал запроса на передачу информации стационарному радиоинформатору, ответ от которого был получен вторым. Поочередные по командам инвалида передачи сигналов запросов на все стационарные радиоинформаторы, находящиеся в данный момент в зоне действия абонентского устройства, осуществляют до тех пор, пока инвалидом не будет сделан выбор необходимого ему стационарного объекта, после чего абонентское устройство по команде инвалида передает в радиоэфир сигнал выбора стационарного радиоинформатора. В системе информирования и ориентирования инвалидов для реализации способа стационарные радиоинформаторы установлены на стационарных объектах и имеются носимые абонентские устройства. Каждый из стационарных радиоинформаторов включает блок хранения сжатых звуковых файлов, блок формирования, обработки и хранения информации, блок приема от абонентских устройств сигналов запроса, сигналов разрешения на передачу информации и сигналов вызова, блок формирования звукового сигнала ориентирования, радиоантенну и приемопередатчик, а каждое носимое абонентское устройство включает средства тактильного воздействия, блок обработки и хранения информации, блок формирования передаваемых стационарным радиоинформатором сигналов запроса, сигналов разрешения на передачу информации, сигналов вызова и сигнала выбора стационарного радиоинформатора, блок преобразования полученной от стационарных радиоинформатора цифровой информации в аналоговое речевое сообщение, средства воспроизведения речевой информации, радиоантенну и приемопередатчик. Использование изобретения позволяет расширить арсенал средств информирования и ориентации инвалидов по зрению. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой двухпроводной дифференциальный магнитоимпедансный датчик. Датчик содержит два магнитоимпедансных детектора, изготовленных по бескаркасной намоточной технологии, т.е. детектирующие катушки детекторов намотаны непосредственно на сами магнитоимпедансные проводники со слоем защитной маски каждый. Детектирующие катушки детекторов включены встречно, при этом магнитоимпедансный проводник одного из детекторов не возбуждается, а замкнут сам на себя. Техническим результатом является повышение амплитуды выходного сигнала сенсора, уменьшение температурной зависимости выходного сигнала, увеличение точности измерений и расширение пределов измерительной шкалы. 5 ил.
Наверх