Феррометр
ОП ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам нэобретений и открытий (53) УДК 621.317.44 (088.8) (72) Автор изобретения
В. М. Могилевский
Институт горного дела Сибирского отделения АН СССР (71) Заявитель (54) Ф ЕР РОМ ЕТР
Предлагаемый феррометр отличается от известного по авт. св. № 475576 феррометра тем, что в нем намагничивающее устройство выполнено в виде двух конфокальных обмоток: однослойной эллипсоидальной и многослойной цилиндро-эллипсоидальной, ограниченной с торцов поверхностями соосных конусов вращения, обращенных к центру обмотки и имеющих между образующей и осью вра<с щения угол а= arctg причем обмотки
1. намотаны с постоянным шагом витков по образующей так, что относительные радиусы рабочего отверстия и коэффициенты сжатия образующих каждого слоя обмотки связаны соотношением
< = — O,OO7 + i,568 -+ O,OO1, где R — радиус рабочего отверстия, L — длина полуоси обмотки, К вЂ” коэффициент сжатия образующей.
Датчик поля промышленной частоты в предложенном феррометре выполнен в виде тороидальной катушки с идентичными намотанными многожильным проводом спиральной свивки секциями, соединенными согласно и последовательно и образующими в канале напряженности поля кратный индуктивный делитель, Это повышает точность измерений и упрощает технологию изготовления ферромстра.
На чертеже представлена функциональная схема описываемого феррометра.
Эллипсоидальная однослойная обмотка 1 поля промышленной частоты, намотанная трубчатым проводником и замкнутая полым стержнем 2, включена в качестве вторичной обмотки тороидального трансформатора 3.
10 Конфокально обмотке 1 намотана многослойная подмагничивающая обмотка 4, имеющая форму тела вращения, ограниченного снаружи поверхностью цилиндра вращения, изнутри поверхностью симметрично усеченного эл15 липсоида, а с торцов — поверхностями соосных конусов вращения, обращенных к центру соленоида.
Во внутренней полости обмотки 1 расположены измерительная катушка 5 и компенса20 ционная катушка 6, включенные встречно и последовательно. Катушки 5 и 6 присоединены ко входу канала намагниченности 1, содержащего ступенчатый аттенюатор 7, интегрирующий усилитель 8, калибратор 9, фазокор25 ректор 10, выход которого присоединен к вертикальным пластинам осциллографического блока 11. Подмагничивающая обмотка 4 присоединена к источнику подмагничивающего тока через фильтр 12 настройки и калибра30 тор 13 подмагничивающего поля. Коаксиаль497544 но со стержнем 2 установлена тороидальная катушка 14, намотанная на немагнитном каркасе спирально свитым многожильным проводом, причем обмотки, образованные жилами, включены согласно-последовательно в секции, отводы которых присоединены к переключателю 15. Выход переключателя 15 присоединен ко входу канала намагничивающего поля промышленной частоты, содержащего интегрирующий усилитель 16, калибратор поля
17, фазокорректор 18, выход которого присоединен к горизонтальным пластинам осцилл огр а ф ич еского блока 11.
Для получения оптимальной однородности сложного магнитного поля однослойная обмотка 1 промышленной частоты намотана с постоянным шагом витков по образующей эллипсоида так, что между относительным радиусом рабочего отверстия К /L (L — длина полуоси обмотки) и коэффициентом К сжатия образующей эллипсоида выполняется условие
К=- — 0,007() + 1,0%()-1-0,001.
Таким же образом намотана многослойная цилиндро-эллипсоидальиая обмотка 4 подмагничивающего поля, причем соблюдение соотношения для каждого слоя обеспечивается выполнением торцовых щек каркаса конусообразными с углом между осью вращения и
RL образующей конуса a,=arctg —L
Первичная обмотка трансформатора 3 питается током промышленной частоты, и в обмотке 1, являющейся вторичной обмоткой трансформатора 3, создается однородное магнитное поле промышленной частоты, имеющее благодаря проточному водяному охлаждению стержня 2 и обмотки 1 высокую напряженность. Подмагничивающая обмотка 4 питается постоянным или переменным током.
При питании постоянным током фильтр 12 настраивается в резонанс на частоту 50 гц, а при питании переменным током повышенных частот он настраивается в последовательный резонанс с обмоткой 4 на частоту источника питания. Калибр атор 13 подм агничив ающего поля градуируется в единицах магнитного поля. При введении в измерительную катушку стержневого образца в катушке 5 индуцируется э.д.с., пропорциональная производной намагниченности по времени в образце.
Одновременно в датчике поля индуцируется э.д.с., пропорциональная производной поля промышленной частоты в обмотке 1. Эти э.д.с. усиливаются интегрирующими усилителями 8 и 16, фазируются фазокорректорами 10 и 18 и подаются на отклоняю|цие пластины осциллографического блока 11. В результате на экране осциллографа возникает фигура Лиссажу в виде петли гистерезиса намагниченности 4л1 = (Н) . Параметры вершины петли гистерезиса симметричного цикла и сдвига петли при подмагничивании определяются с по15 мощью калибраторов 9, 17 и 13. Масштаб изображения петли гистерезиса по оси У изменяется с помощью аттенюатора 7, а по оси Н— с помощью переключателя 15, связанного с секциями датчика поля.
Предмет изобретения
Феррометр по авт. св. № 475576, отл и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точно25 сти измерений и упрощения технологии изготовления, в нем намагничивающее устройство выполнено в виде двух конфокальных обмоток: однослойной эллипсоидальиой и многослойной цилиндро-эллипсоидальиой, огранизО ченной с торцов поверхностями соосных, обращенных вершинами к центру обмотки конусов вращения, имеющих между образующей
Rc и осью вращения угол a=arctg причем
L обмотки намотаны с постоянным шагом витков по образующей так, что относительные радиусы рабочего отверстия и коэффициенты сжатия образующих каждого слоя обмотки связаны соотношением
К = — 0,007 + 1,568 + 0,001, где R — радиус рабочего отверстия, L — длина полуоси обмотки, 45 К вЂ” коэффициент сжатия образующей, а датчик поля промышленной частоты выполнен в виде тороидальной катушки с идентичными намотанными многожильным проводом спиральной свивки секциями, соединенными
50 согласно и последовательно и образующими в канале напряженности поля кратный индуктивный делитель.
497544
Составитель С. Лукинская
Техред 3. Тараненко
Редактор Г. Яковлева
Корректоры: P. Беркович и Л. Брахнина
Типография, пр, Сапунова, 2
Заказ 907/18 Изд. № 309 Тираж 902 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
