Трехкомпонентный феррозонд

 

(i 11 650032

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН M $I

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Со>оа Советских

Социалистических

Республик,файф% (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.01.76 (21) 2316207/!8-21 с присоединением заявки № (51) М. Кл."G 01k 33j02 ссср по делам изобретений (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень № 8 (53) УДК 621.317А4 (088.8) и открытий (45) Дата. опубликования описания 28.02.79 (72) Авторы изобретения

Л. Я. Бушуев и А. С. Кустарев (71) Заявитель (54) ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ФЕРРОЗОНД

ГосУдаРственный комитет (23) 11риоритет

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для из мерси ия трех ортогональных компонент вектора индукции магнитного поля.

Совершенствование феррозондов различных типов преследует цель — увеличение точности измерений и упрощение их конструкций.

Как правило, эта цель достигается путем изменения конструкции, а именно: изменением формы сердечника, конструктивного расположения на нем обмоток, изменением их общего числа и способа соединения.

Указанный подход в своей последовательности позволил перейти от измерения магнитного поля малопроизводительными одно- и двухкомпонентными феррозондами к использованию более совершенных трехкомпопентных, но и более сложных в конструктивном отношении.

Известны трехкомпопентные феррозонды, содержащие кубический корпус, на гранях которого расположено шесть гальваномагнитных чувствительных элементов (1).

Их недостаток — невысокая точность измерений.

Известны устройства аналогичного назначения, содержащие цилиндрический корпус, на котором укреплены два элемента сердечника в виде эллипти |еских витков.

Они укреплены ортогонально друг другу и под углом 45 к образующей цилиндра.

Элементы сердечника возбуждаются полем общей торопдально1, обмотки, витки которой расположены на цилиндрическом корпусе.

5 Корпус с сердечником и обмоткой возбуждения охвачен тремя ортогонально расположеннымп измерительными обмотками, плоскости витков которых проходят через точки пересечения эллиптических витков сер10 дечнпка.

Феррозонд помещают во внешнее измеряемое магнитное поле, а в обмотку возбуждения подают переменный ток, который периодически намагничивает элементы сер15 дечнпка до насыщения, модулируя их магнитную проницаемость, В измерительных обмотках наводятся переменные ЭДС удвоенной частоты возбуждения, пропорциональные соответствующим компонентам из20 меряемого вектора магнитной индукции.

Эти сигналы усиливаются, детектируются и измеряются1(2).

К недостаткам известного устройства относятся низкая точность измерений и слож25 ность технологии изготовления его конструкции. Они обусловлены тем, что участки пересечения эллиптичсских витков сердечника, взаимодействуя друг с другом, являются источниками помех в виде нечетных

30 гармоник частоты возбуждения и причиной неортогональности магнитных осей трех3 компонентного феррозонда, Указанная особенность конструкции устройства — прототипа предъявляет повышенные требования к его сборке и регулировке. Для надежного размещения эллиптических витков сердечника на образующей поверхности керамической трубки приходится изготавливать пазы соответствующей формы. Выполнить их на отожженной керамической трубке практически невозможно. Пресс-форма для отливки сырой заготовки керамической трубки с эллиптическими пазами по технологическим причинам не может быть разборной. Поэтому изготовление эллиптических пазов требует ручной нарезки их по шаблону на сырой заготовке. После этого производят отжиг керамики, а затем закрепление на ней эллиптических витков сердечника и второй отжиг сердечника с керамикой. Описанная технология изготовления феррозонда довольно сложна.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Это достигается тем, что в трехкомпонентном феррозонде, содержащем кубический корпус, замкнутые элементы ферромагнитного сердечника, возбуждающую и измерительную обмотки, каждый замкнутый элемент сердечника снабжен тороидальной обмоткой возбуждения иукреплен на одной из граней кубического корпуса симметрично относительно его центра, при этом обмотки возбуждения элементов включены между собой последовательно, а три измерительные обмотки феррозонда размещены ортогонально по граням корпуса.

На чертеже изображен трехкомпонентный феррозонд.

Устройство содержит кубический корпус

1 и замкнутые элементы 2 сердечника, например кольцеобразные. Каждый замкнутый элемент 2 снабжен тороидальной обмоткой 3 возбуждения и укреплен на одной из граней кубического корпуса 1 симметрично относительно его центра. Обмотки 3 возбуждения элементов 2 включены между собой последовательно. Измерительные обмотки 4, 5, 6 размещены ортогонально по граням корпуса 1.

Работает устройство следующим образом.

Трехкомпонентный феррозонд помещают во внешнее измеряемое магнитное поле, а в обмотки 3 возбуждения элементов 2 подают переменный ток 1„который периодически намагничивает их до насыщения, модулируя магнитную проницаемость. В измерительных обмотках 4, 5, 6 наводятся переменные ЭДС е„, е„,, е, удвоенной частоты возбуждения, которые пропорциональны ортогональным компонентам х, у, z сектора магнитной индукции. Эти сигналы усиливаются, детектируются и измеряются.

Для изготовления трехкомпонентного феррозонда на кубических гранях корпуса

1 симметрично относительно его центра вы650032

4 полняют цилиндрические наконечники, на торцах которых имеются по два пересекающихся под прямым углом узких паза. 3атем из ферромагнитной ленты методом

5 скрутки и сварки изготавливают кольцеобразные элементы 2 сердечника. Их вставляют в такой же формы корпуса, и на них размещают тороидальные обмотки 3 возбуждения. Элементы 2 надевают на нако10 нечники корпуса 1, а обмотки возбуждения соединяют между собой последовательно.

Измерительные обмотки 4, 5, 6 укладываются в пазы наконечников корпуса 1 ортогонально по его граням.

15 Таким образом, элементы сердечника предлагаемого трехкомпонентного феррозонда не имеют участков их пересечения, которые снижают точность измерений. У всех деталей простая геометрическая фор20 ма, что позволяет упростить технологию их изготовления.

Формула изобретения

Трехкомпонентный феррозонд, содержа25 щий кубический корпус, замкнутые элементы ферромагнитного сердечника, возбуждающую и измерительную обмотки, отл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, каждый замкнутый

80 элемент сердечника снабжен тороидальной обмоткой возбуждения и укреплен на одной из граней кубического корпуса симметрично относительно его центра, при этом обмотки возбуждения элементов включены

35 между собой последовательно, а три измерительные обмотки феррозонда размещены ортогонально по граням корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

40 1, Авторское свидетельство СССР № 280664, кл. G 01R 33/12, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 368559, кл. G 01R 33/12, 1972.

Заказ 2712/13 НПО Изд. № 168 Тираж 1089

Подписное

Типография, пр, Сапунова, 2