Устройство для контроля напряженности магнитных полей переменного и постоянного токов

Авторы патента:

G01R33/07 - приборов, основанных на эффекте Холла

Владельцы патента RU 2572294:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство для контроля напряженности постоянного и переменного магнитных полей и позволяет упростить предупреждение о превышении допустимого уровня напряженности поля. Устройство содержит датчик Холла, сигнал с которого через усилитель поступает на вход звена частотной коррекции, соединенного с двухпозиционным переключателем. Выход положения I соединен с пороговым элементом постоянного поля, а выход положения II через амплитудный детектор - с пороговым элементом переменного поля. Пороговые элементы соединены с сигнальным устройством и жидкокристаллическим алфавитно-цифровым дисплеем. К дисплею также подключен элемент контроля уровня заряда батарей внешнего питания устройства. Техническим результатом является непрерывный контроль напряженности переменного и постоянного магнитных полей и упрощение своевременного предупреждения персонала о превышении допустимого уровня напряженности поля. 1 ил.

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

Известно устройство определения параметров электромагнитного поля электроустановок (Измеритель параметров электрического и магнитного полей BE - МЕТР-АТ - 002. Руководство по эксплуатации. МГФК 411173.004РЭ. М.: ООО «НТМ - защита», 2001. - С. 4-9), включающий датчик-измеритель параметров магнитного поля, усилитель, аналогово-цифровой преобразователь, процессор, индикатор.

Недостатком данного устройства является отсутствие контроля за превышением ПДУ постоянного и переменного магнитных полей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство (RU 2436111, МКП G01R 33/02, А.Р. Закирова, К.Б. Кузнецов. Способ контроля уровня напряженности магнитного поля электроустановок переменного тока и устройство для его осуществления. - Опубл. 10.12.2011 Бюл. №34), включающее антенный датчик со спиралевидной рамкой для измерения напряженности магнитного поля переменного тока, усилитель, звено частотной коррекции, амплитудный детектор, сигнальное устройство с лампами красного и зеленного цвета.

Недостатком данного устройства является то, что оно не измеряет напряженность магнитного поля постоянного тока.

Цель изобретения - непрерывный контроль напряженности магнитных полей переменного и постоянного токов.

Указанная цель достигается тем, что измерение напряженности магнитного поля установок осуществляют с помощью датчика Холла, а в устройство введен двухпозиционный переключатель и два пороговых элемента.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве в качестве измерителя магнитного поля используют датчик Холла, подключенного к входу усилителя сигнала, который выходом соединен с входом звена частотной коррекции, выход которого соединен с двухпозиционным I и II переключателем, причем выход переключателя в позиции I соединен с пороговым элементом постоянного магнитного поля, а выход переключателя в позиции II соединен с амплитудным детектором, который подключен к входу порогового элемента переменного магнитного поля, при этом оба пороговых элемента выходами подключены к сигнальному устройству и к жидкокристаллическому алфавитно-цифровому дисплею, к которому также подключен элемент уровня заряда питания батарей внешнего устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства для контроля напряженности магнитных полей переменного и постоянного токов, включающая электроустановку переменного или постоянного тока 1, датчик Холла 2, усилитель сигнала 3, звено частотной коррекции 4, двухпозиционный I и II переключатель 5, амплитудный детектор 6, пороговый элемент постоянного магнитного поля 7, пороговый элемент переменного магнитного поля 8, жидкокристаллический алфавитно-цифровой дисплей 9, сигнальное световое устройство 10 с красной 11 и желтой 12 лампами, элемент контроля уровня 13 заряда батарей внешнего питания устройства (не представлен), магнитное поле (постоянное и переменное) 14, объект воздействия 15.

Предлагаемое устройство работают следующим образом.

В настоящее время на практике единоразово отдельно измеряют напряженность постоянного магнитного поля и переменного магнитного поля с определением его конкретной величины. Измерения осуществляют с определенной периодичностью, согласно требованию контроля параметров постоянного или переменного магнитных полей, создаваемого электроустановкой на рабочих местах. Однако напряженность постоянного или переменного магнитных полей может резко меняться во времени из-за изменения токовой нагрузки и превышать максимальные предельно допустимые уровни, оказывая вредное воздействие на персонал.

Так как не все уровни напряженности постоянного и переменного магнитных полей, возникающие вблизи электроустановок, оказывают вредное воздействие на организм человека, то из непрерывных значений выбирают предельно допустимый уровень (СанПиН 2.2.4.1191-03. Электромагнитные поля в производственных условиях [Текст]. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003 - 38 с.).

Магнитное поле 14 электроустановки переменного или постоянного тока 1 воздействует на датчик Холла 2, подключенный к блоку внешнего питания (не представлен). При подаче на подмагничивающую катушку датчика Холла 2 импульса тока возникнет импульс напряжения, пропорциональный по величине измеряемому магнитному полю. Полученный сигнал поступает на вход усилителя сигнала 3, имеющего входное сопротивление, близкое к нулю. На выходе усилителя сигнала 3 формируется сигнал напряжения, кратный величине входящего тока. Напряжение с выхода усилителя сигнала 3 поступает на звено частотной коррекции 4, которое выделяет частоту 50 Гц из спектра частот, которые считывает датчик 2. После звена частотной коррекции 4 сигнал напряжения подается на двухпозиционный I и II переключатель 5, причем выход переключателя в позиции I соединен с пороговым элементом постоянного магнитного поля 7, а выход переключателя в позиции II соединен с амплитудным детектором 6, выходом соединенным с входом порогового элемента переменного магнитного поля 8, при этом оба пороговых элемента выходами подключены к сигнальному устройству 10 и к жидкокристаллическому алфавитно-цифровому дисплею 9. Если величина сигнала напряжения будет выше допустимого уровня напряженности постоянного магнитного поля в 10 мТл, то на сигнальном устройстве 10 будет гореть красная лампа 11. При превышении сигнала напряжения переменного магнитного поля в 100 мкТл будут гореть желтая лампа 14.

Чтобы контролировать заряженность батарей питания предлагаемого устройства к дисплею 9 подключен элемент контроля уровня заряда 13 батарей питания (не представлен).

Таким образом, применение предлагаемого устройства для контроля напряженности магнитных полей переменного и постоянного токов позволяет непрерывно измерять напряженность как постоянного, так и переменного магнитных полей, что упрощает способ своевременного предупреждения персонала о превышении допустимого уровня напряженности.

Устройство для контроля магнитных полей переменного и постоянного токов, включающее антенный датчик-измеритель магнитного поля, усилитель сигнала, звено частотной коррекции, амплитудный детектор, сигнальное устройство, отличающееся тем, что в устройстве в качестве измерителя магнитного поля используют датчик Холла, подключенный к входу усилителя сигнала, который выходом соединен с входом звена частотной коррекции, выход которого соединен с двухпозиционным I и II переключателем, причем выход переключателя в позиции I соединен с пороговым элементом постоянного магнитного поля, а выход переключателя в позиции II соединен с амплитудным детектором, выходом соединенным с входом порогового элемента переменного магнитного поля, при этом оба пороговых элемента выходами подключены к сигнальному устройству и к жидкокристаллическому алфавитно-цифровому дисплею, к которому также подключен элемент контроля уровня заряда батарей внешнего питания устройства.

Изобретение относится к системе для улучшения определения добротности системы считывания положения вращения. Сущность изобретения заключается в том, что во время вращения объекта, считываемого датчиком положения, сохраняют данные, связанные с добротностью профиля магнитного датчика, в датчике положения, и выдают данные о положении через штырь датчика положения; и во время когда указанный объект не вращается, выдают, по меньшей мере, часть данных, связанных с добротностью профиля магнитного датчика, через штырь.

Способ и устройство для определения магнитного параметра в сердечнике // 2524056

Изобретение относится к области измерительной техники и представляет собой способ и устройство для определения магнитного параметра, в частности составляющей постоянного магнитного поля в участке сердечника, через который протекает магнитный поток, с последующей компенсацией этой составляющей.

Магниточувствительная интегральная схема // 2328014

Изобретение относится к области электронных датчиков магнитного поля, а более конкретно к магниточувствительным интегральным схемам (МЧИС). .

Преобразователь магнитного поля // 2324195

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности к устройствам для внутритрубной диагностики. .

Датчик холла для локальной магнитометрии // 2321013

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к тонкопленочным датчикам на основе экстраординарного эффекта Холла, и может быть использовано в микроэлектронике при измерении и регистрации локальных магнитных полей и величин электрического тока, а также при разработке микроэлектронных устройств нового поколения.

Устройство для определения расстояния, пройденного внутритрубным снарядом-дефектоскопом с одометрами // 2316782

Изобретение относится к области неразрушающего контроля нефтегазопроводов и может быть использовано для целей определения расстояния, пройденного внутритрубным снарядом-дефектоскопом.

Способ уменьшения погрешностей холловского магнитометра // 2311655

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для уменьшения систематических погрешностей абсолютных измерений индукции магнитного поля магнитометром с четырехконтактным датчиком Холла.

Датчик магнитного поля // 2238571

Измерительный преобразователь магнитной индукции // 2143122

Изобретение относится к области электрических измерений, в частности к измерениям магнитной индукции. .

Цифровой измеритель магнитной индукции // 1712912

Способ уменьшения температурной погрешности датчика холла // 2596905

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения электрического тока, и может быть использовано в датчиках Холла. Способ заключается в том, что на первый и второй токовые контакты датчика Холла, который используется для измерения тока, подается постоянный ток, а на первый и второй холловские контакты подается тестовый переменный ток постоянной амплитуды с частотой, которая превышает верхнее значение диапазона измеряемого тока. При измерении тока одновременно измеряются между первым и вторым холловскими контактами холловское напряжение, являющееся мерой измеряемого тока, причем с погрешностью измерений измеряемого тока от изменений температуры датчика Холла, и второе напряжение, являющееся мерой температуры датчика Холла. При этом частотный диапазон холловского напряжения соответствует частотному диапазону измеряемого тока, а нижнее значение частотного диапазона второго напряжения превышает верхнее значение частотного диапазона измеряемого тока. При калибровке датчика Холла регистрируется зависимость холловского и второго напряжений от изменений измеряемых тока и температуры датчика Холла, причем при измерении тока эта зависимость используется для вычисления значения тока по измеренным значениям холловского и второго напряжений. Технический результат заключается в повышении точности измерения тока датчиком Холла путем уменьшения погрешности измерения тока от изменений температуры датчика Холла. 1 ил.