Феррозонд

 

Союз Советскиз

Социалистических т еспублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()655998 (6!) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено260675 (21) 2148635/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05Q4,79, Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 0504.79 (51)М. Кл.

G R 33/02

Государственный комитет

СССР во делам изобретений и открытий (53) УДК 550,380,8 (088. 8) (72) Автор изобретения

В.В. Горбунов (71) Заявитель (54) ФЕРРОЗОНД

Изобретение относится к технике измерения магнитных полей и преобразования магнитных и электрических сигналов, а также к устройствам для измерения напряженности постоянных и медленно изменяющихся магнитных полей, служащих для преобразования магнитных и электрических сигналов по заданным законам.

Известны ферроэонды, предназначенные для измерения напряженности постоянных и медленно изменяющихся магнитных полей. Известные ферроэонды содержат замкнутые магнитопроводы, охваченные обмотками возбуждения и считывания (1), Известен ферроэонд, содержащий замкнутый магнитопровод с принимающими ветвями, охваченный обмотками возбуждения, считывания, коррекции, и обмотки записи и стирания входных магнитных сигналов, охватывающие принимающие ветви магнитопровода (2), Известные ферроэонды имеют ограниченные функциональные возможности из-эа того, что: отсутствует возможность получения различных функциональных зависимостей между входными магнитными и электрическими сигналами; затруднен прием магнитных сигналов от магнитных тел, у которых только отдельные участки открыты для взаимодействия, так как в этом случае известные феррозонды воспринимают воздействие внешних магнитных полей и исследуемого магнитного поля.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей известных ферроэондов.

Указанная цель достигается тем, что в известном феррозонде, содержащем замкнутый магннтопровод с принимающей ветвью, охваченный обмотками возбуждения, считывания, коррекции, и обмотку записи и стирания входных м=-:.гнитных сигналов, магнитопровод выполнен в виде секций с разветвлениями, между которыми установлены экраны, причем каждая из секций охвачена дополнительными обмотками считывания, а разветвления секций охвачены обмотками подмагничивання.

На чертеже изображена конструктивная схема феррозонда.

Феррозонд содержит замкнутый маг.итопровод 1, разделенный экранами 24 на секции 5; 6. Магнитопровод каждой секции 5,6 имеет разветвления а, 30 которые охвачены обмотками подмаг655998 ничивания 7, 8. На обмотки подмагничивания подаются соответственно токи Э оа, 7i по3 (напряжения У,„В, U<„ g) заданной величины и полярности, создающие в магнитопроводах секций 5, б магнитные поля Н„„В, Н оЗ.

Разветвлени я а, б магнитопроводов секций 5, б вместе с обмотками подмагничивания 7,8 заключены н экраны 3, 4.

Каждая секция магнитопронода имеет ветви с, d, на которых расположены обмотки 9, 10 возбуждения, одинаковые по конструкции и соединенные между собой, например, последовательно и встречно. На обмотки 9, 10 подается переменный ток Эв (напряжением U ) c заданными амплитудой и частотой. При этом н секциях 5 и 6 магнитопровода создается переменное магнитное поле Нв, На ветвях с, d обеих секций 5, б магнитопровода расположены обмотки считывания 11, 12, соединенные между собой, например, последовательно и встречно. Напряжение У „, снимаемое с ныхода обмоток считывания 11,12, является выходным сигналом феррозонда.

Кроме того, на ветвях с, d секций 5, б магнитопровода расположены дополнительные обмотки считывания

13-16, охватывающие магнитопроноды различных секций и соединенные между собой, например, попарно, последовательно и встречно. С выходов каждой пары обмоток 13-14 15-16 снимаются соотнетстненно напРЯжениЯ Uqqb r, которые являются выходными сигналами феррозонда.

Для приема и записи нходных магнитных сигналсн магнитопровод 1 имеет принимающую ветвь f, в прорезях которой расположена обмотка 17 записи и стирания магнитных сигналов, а снаружи расположена обмотка 18 коррекции. Обмотки 17, 18 охватывают обе секции 5, 6 магнитопронода. На обмотку 17 записи и стирания подаются: при записи (например, на магнитную ленту) входных магнитных сигналон — постоянный по знаку ток Эзар, (напряжение Umn ) требуемых величины и полярности; при стирании записанных магнитных сигналов — переменньй ток )с . (напряжение У ) требуемых амплитуды и частоты (например, частотой 50 гц) .

Обмотка 18 коррекции запитывается током Э rzp (напряжением Укор.) требуемых величины и полярности. В результате на феррозонд воздействует магнитное поле Н„ . Феррозонд заключен в экран 19. На феррозонд воздействует внешнее исследуемое магнитное поле Н„.

Феррозонд работает следующим образом.

В каждой из секций 5, б на переменное магнитное поле Нн обмоток возбуждения 9, 10 налагаются: постоянное или медленно изменяющееся ннешнее исследуемое магнитное поле Ни, постоянное или медленное изменяющееся магнитное поле Нко обмотки

18 коррекции, постоянное или медленно изменяю)Q ЩеесЯ магнитное поле Н „„а или

ii» одной из обмоток подмагничинания 7 или 8.

Значит, в каждой из разделенных экранами 2-4 секции 5,6 действует результатирующее постоянное или медленно изменяющееся магнитное поле °

Результатирующие магнитные поля секций 5, 6 раздельно воздействуют на дополнительные обмотки считывания

13-16, охватывающие магнитопроводы различных секций, и совместно ноздейстнуют на общие обмотки считывания

11, 12, охватывающие магнитопроводы обеих секций. Внутри каждой секции действие результатирующего магнитного поля на каждую из дополнительных обмоток считывания 13-16 зависит от величины, направления и скорости изменения результатирующего магнитного поля н каждой из ветвей с и

3Q а также от того, магнитопровод ка" кой из ветвей, с или d, оно охватывает и каким образом намотана каждая из дополнительных обмоток считывания.

Таким образом, н феррозонде с помощью обмоток подмагничинания 7, 8 вводятся постоянные или медленно изменяющиеся магнитные поля Н«ОВ, Н „ОВ,относительно которых измеряется и оценивается ннешнее магнитное

4Q поле Ня,скорректированное магнитным полем Н коь. обмотки коррекции 18, При этом действующие в разделенных экранами 2-4 секциях 5, б магнитные поля обмоток подмагничивания 7, 8 могут быть различными по величине, направлению и скорости изменения.

В результате этого выходные сигналы ферроэонца Usybir Uz вь к, Us Вык, соответственно зависят от величины, направления и скорости изменения внешнего исследуемого магнитного поля Ни, магнитного поля Нкдар обмотки коррекции 18 и магнитных полей

Н„„оа Н „ОЭ обмоток подмагничиваСледовательно, при подаче соответствующих электрических и магнитных сигналов на входы феррозонда полуЧаЮт ВЫХОДНЫЕ СИГНаЛЫ У,ВЫ„, UZ b r, У вн», зависящие в различных соотно6О шениях от входных магнитных и злек" трических сигналон. В случае необходимости с одних выходов можно получить сигналы, не зависящие от нежелательных входных сигналов, магнитных

6;> и электрических, получая с других вы655998

65 ходов феррозонда электрические сигналы, зависящие от этих же входных сигналов. При этом свойства ч положительные особенности известных феррозондов сохраняются, так как во всех случаях эксплуатации предложенного феррозонда величина напряженности исследуемого магнитного поля соответствует амплитуде выходного сигнала U ... Общих обмоток считывания

ll, 12, а сравнивая фазы и формы входных и выходных сигналов, можно определить направление и скорость изменения исследуемого магнитного поля Нg °

Следовательно, предложенный феррозонд может одновременно работать как определитель величины, направления и скорости изменения внешнего магнитного поля, как элемент сравнения и как преобразователь магнитных и электрических сигналов, поступающих на входы феррозонда. За счет того, что определение параметров исследуемого магнитного поля производится относительно заданных внутренних магнитных полей(Н „оа

Н „ В, феррозонд может воспринимать сигналы or магнитных тел в среде, где внешнее магнитное поле или искажено, или ослаблено, а также от магнитных тел, у которых только ограниченное число участков открыто для взаимодействия с внешними магнитными полями, а другие участки заэкранированы.Эта особенность предложенного феррозонда имеет важное значение для улучшения качества азромагнитной съемки, поиска полезных ископаемых и т.д., а также для приема сигналов от магнитных лент, обладающих несколькими степенями свободы перемещения в пространстве.

Экраны 2-4 служат для того, чтобы ограничить воздействие каждого из магнитных полей обмоток подмагничивания 7, 8 внутри соответствующих секций 5, б, т.е. ограничить влияние обмоток подмагничивания друг на друга и на дополнительные обмотки считывания, расположенные в разных секциях.

В случае конструктивной необходимости экраны 2-4 могут быть выполнены в виде одной детали.

Экран 19 служит для уменьшения вредного воздействия внешних магнитных полей на феррозонд, а также для уменьшения влияния внутренних магнитных полей феррозонда на объекты, находящиеся вблизи феррозонда. Для предохранения феррозонда от воздействия влаги может использоваться герметик,заполняющий внутреннюю полость экрана 19.

Расположение обмоток подмагничивания 7, 8 на соответствующих кольцевых разветвлениях а и Ь различных секций, а также кольцевая форма

40 магнитопровода 1 обеспечивает замыкание магнитных полей этих обмоток внутри магнитопроводов секций. В результате этого и при наличии внешнего экрана практически отсутствует вредное воздействие внутренних магнитных полей феррозонда на объекты,находящиеся вблизи феррозонда.Это особенно важно при работе феррозонда совместно с магнитной лентой, находящейся в непосредственной близости от принимающей ветви f феррозонда.

Количество и конструкция обмоток феррозонда, а также соединения между обмотками могут быть различными в зависимости от назначения феррозонда.

В случае необходимости, для повышения точности и осуществления различных преобразований входных и выходных электрических сигналов, обмотки феррозонда могут связываться между собой через преобразователь. В преобразователе обмотки феррозонда могут соединяться между собой электронными схемами, При этом подача входных и обработка выходных сигналов феррозонда может производиться по заданной программе.

Возможна конструкция феррозонда, в которой обмоткой коррекции 18 служит обмотка 17 записи и стирания, т.е. при работе феррозонда в какомлибо устройстве после записи или стирания магнитных сигналов обмотка 17 отключается от канала записи-стирания информации и подключается к каналу коррекции.

В случае необходимости, для расширения возможностей коррекции в состав феррозонда огут быть включены обмотки коррекции, охватывающие магнитопроводы каждой из секций и расположенные как на принимающей ветви f, так и на кольцевой части магнитопроводов секций.

В случае необходимости функции обмоток коррекции могут выполнять обмотки подмагничивания. Для этого на входы обмоток подмагничивания следует подавать токи, изменяющиеся по требуемым законам, учитывающим законы коррекции входных сигналов феррозонда.

Количество секций магнитопровода, также количество принимающих ветвей может быть различным и зависеть от количества обрабатываемых входных магнитных и электрических сигналов и от количества и типов взаимодействующих с феррозондом устройств.

Предложенная конструкция расширяет функциональные воэможности феррозондов, так как феррозонд может быть исполъзован: для измерения параметров магнитных полей относительно известных внутренних магнитных полей;

655998

Формула изобретения

1пН ив

>> вьи

ВИ4

03 (исл) Составитель Н. Берлин

Техред 3.Фанта . Корректор A. Гриценко

Тираж 1089 Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035с Москвас Ж-35L Раушская наб. д. 4/5

Редактор Т. Орловская

Заказ 1511/36

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,4 для сравнения входных магнитных и электрических сигналов; для преобразования входных магнитных и электрических сигналов.

Предложенный феррозонд позволяет создавать простые по конструкции универсальные счетно-решающие машины с выходными характеристиками, которые могут перестраиваться в процессе формирования выходных сигналов. При этом информация, снимаемая с выходов феррозонда, может быть заключена в амплитудах, фазах и формах выходных электрических сигналов. Феррозонд может воспринимать переменные магнитные и электрические сигналы, а также одновременно измерять, сравнивать и преобразовывать входные магнитные и электрические сигналы при различных частотах поля возбуждения и при различных, соизмеряемых с частотой поля возбуждения, скоростях изменения внешнего иоследуемого магнитного поля.

Феррозонд, содержащий замкнутый магнитопровод с принимающей ветвью, охваченный обмотками возбуждения, считывания, коррекции, и обмотку записи и стирания входных магнитных сигналов, охватывающую принимающую ветвь магнитопровода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, магнитопровод выполнен в виде секций с разветвлениями, между которыми установлены экраны, причем каждая из секций охвачена дополнительными обмотками считывания, а разветвления секций охвачены обмотками подмагничивания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Агейкин Д.И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., Маши20 ностроение, 1956, с. 189.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 441582, кл. G 08 с 25/00, 1974.