Градиентометр
О П И С А H И Е (ii) 465605
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Респвбчик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 07.07.73 (21) 1938078/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 30.03.75. Бюллетень № 12
Дата опубликования описания 16.07.75 (51) М. Кл. 6 01г 33/02
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.4 (088.8) БАТЯ (72) Автор изобретения
Э. А. Мельников (71) Заявитель
Воронежский политехнический институт (54) ГРАД И E HTOMETP
Градиентометр, выполненный на основе магнитомодуляционного датчика, предназначен для обнаружения неоднородных магнитных полей, вызываемых различными устройствами на постоянном и переменном токе и может быть использован как в промышленности, так и в технике физического эксперимента.
Однако такие градиентометры имеют относительно низкую чувствительность, вызванную сильным усреднением магнитных потенциалов сердечниками. Кроме того, один градиентометр не может быть одновременно использован для измерения градиентов радиальной и азимутальной составляющих.
Цель изобретения — возможность одновременного измерения градиентов радиальной и азимутальной составляющих магнитного поля:
Это достигается тем, что в предлагаемом градиентометре на стержнях размещено восемь приемных катушек по две на каждом стержне, которые соединены последовательно в две груцпы по четыре катушки в каждой, причем в первой группе пары катушек, расположенные на соседних стержнях, включены согласно, а во второй группе — встречно, включение между парами катушек, расположенными на соседних стержнях, в первой группе встречное, а во второй группе — согласноее.
На чертеже показан градиентометр.
Градиентометр состоит из четырех неперемагничивающихся ферритовых стержней 1, 2, 3 и 4, попарно соединенных неперемагничивающимися перемычками 5, 6. Между перемычками заключено кольцо-модулятор с обмоткой 7. Неперемагничивающиеся стержни связаны между собой перемычками, содержащими индуктивные кольца-модуляторы с об мотками 8 и 9.
10 Обмотка 7 кольца соединена с генератором
10 магнитной модуляции, а обмотки 8 и 9 колец перемычек — с генератором 11 модуляции индуктивности.
На перемагничивающихся ферритовых стср15 жнях расположены обмотки 12 — 19. Обмотки связаны между собой следующим образом: обмотки 12, 15, 16, 19, а также обмотки 13, 14, 17, 18 последовательно, обмотки 19, 12, 15, 16 — согласно, а пары 12 — 19 и 15 — 16—
20 встречно, обмотки 13 и 14; 17 и 18 — согласно, а пары 13 — 14 и 17 — 18 — встречно. К выходам групп обмоток подключены конденсаторы 20 и 21.
Градиентометр работает следующим обра25 зом.
Модуляция магнитного потока в ферритовых стержнях осуществляется с помощью периодического перемагничивания кольца-модулятора, по обмотке которого протекает ток от
30 генератора модуляции. Переменная э. д.с., воз465605 то с учетом этого после подстановки выражено ний (5) и (6) в выражение (7) вытекает е: — 2К (H< Наа) (8) т, е. напряжение на выходе 1 пропорциональдН„
15 но градиенту до
Таким образом, предлагаемый градиентометр позволяет одновременно измерять градиенты азимутальных и радиальных полей.
20 Кроме этого, благодаря использованию режима параметрического усиления он имеет чувствительность на порядок выше, чем известные.
Градиентометр, выполненный в виде двух пар ферритовых стержней с приемными катушками, каждый из которых одним концом магнитно связан с общим для всех стержней магнитным модулятором, а каждая пара ферритовых стержней дополнительно связана ферритовой перемычкой с магнитным модулятором, отличающийся тем, что, с целью одновременного измерения градиентов радиальной и азимутальной составляющих магнитного поля, на стержнях размещено восемь приемных катушек по две на каждом стержне, 4О которые соединены последовательно в две группы по четыре катушки в каждой, причем в первой группе пары катушек, расположенные на соседних стержнях, включены согласно, а во второй группе в встречно, включение
45 между парами катушек, расположенными на соседних стержнях, в первой группе встреч-. ное, а во второй группе — согласное.
3 буждающаяся потоком в обмотках 12 — 19, усиливается за счет возбуждения в контурах, образованных обмотками 12, 15, 16, 19 и конденсатором 21, а также обмотками 13, 14, 17, 18 и конденсатором 20 параметрического резонанса. Параметрический резонанс возникает вследствие модуляции индуктивности этих контуров с помощью периодического перемагничивания колец-модулятОров индуктивности, расположенных на перемычках 8 и 9, при протекании через обмотки модуляторов переменного тока от генератора модуляции индуктивности.
В паре катушек 12 и 19 индуктируются н складываются э. д. с. от магнитных потоков, вызванных радиальными напряженностями
Н, и азимутальными компонентами Н,„и
H„Суммарная э. д. с, в этой паре определяется как е12,ig=K4Hi +К,Н1, +К,Н2, +К,Н, (1)
1 аналогично в паре катушек 15, 16 еis,18=К,н, +К,н„+К,н„+К,н, (2)
Напряжение на выходе 2 из-за встречного включения пар катушек равно a . = — en,18 — Ен,iS (3)
Если все коэффициенты преобразования равны К =К5=Ке = К7 = К, то с учетом этого после подстановки выражений (1) и (2) в выражение (3), вытекает е,, = 2К(̈́— Н„) (4) т. е. напряжение на выходе 2 пропорциональдН, но градиенту . В паре катушек 13, 14, включенных согласно, индуктируются и складываются э.д.с. от магнитных потоков, вызванных радиальными напряженностями О и
1 .
Н,, а также азимутальной напряженностью
Н, . Суммарная э. д. с. в этой паре катушек равна е„„= — К;Н„+ К, Н„+ К;Н„+ К, Н„(5) аналогично в паре катушек 17, 18 е,„„= К; Н,, + К + Н, + К, Н„+ К,Н„(6) Напряжение на выходе 1 из-за встречного включения пар катушек равно
18 14 — Е17 18 (7)
5 Если, как и в предыдущем случае, все коэффициенты преобразования равны, т. е.
К4 — К5 — 8 — К7 —;К
Предмет изобретения
465605
Н1в а>
И7Г
Выхо37 Выходл
Составитель В. Сергеев
Корректор Л. Котова
Техред Е, Борисова
Редактор Т. Рыбалова
Тираж 902 Подписное
Совета Министров СССР открытий наб., д. 4!5
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 1383/8 Изд. № 1315
ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и
Москва, 5К-35, Раушская г; и,
