Феррозонд

 

ОПИСАНИЕ

И З О Вр Ет Е Н И и ""7О6799

Союэ Советских

Социалистических

Ресиублик!. >II Ts

РЗ)М. Кл.2К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 050778 (21) 2636676/18-21 с присоединением заявки М

G01 R 33/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений

: а открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.12,79, Бюллетень М 48 (5З) Уд (621.317, .44(088,8) Дата опубликования описания 30.1279 (72) Авторы изобретения

П,Д, Факторович и В. В. Дырдин (71) Заявитель

Кузбасский политехнический институт (54) ФЕРРОЗОНД

Изобретение относится к области измерения слабых магнитных полей и может быть использовано в качестве входного преобразователя в тесламетрах при измерении неоднородных магнитных полей, при скважинной магнитометрии И в других случаях, требующих применения малогабаритных датчиков магнитного поля, Известны малогабаритные датчики для измерения слабых магнитных полей, выполненные в виде кольцевых . феррозондов (11. .,Работа кольцевого феррозонда основана на модуляции измеряемого (постоянного или изменяющегося с малой. скоростью) магнитного потока, Модуля ция осуществляется с помощью обмотки возбуждения путем периодического аеремагничивания сердечника по предельной петле гистерезиса,. При этом периодически в пределах своего максимального и минимального значений . изменяется магнитная проницаемость сердечника, Это влияет на конфигурацию измеряемого магнитного потока в пространстве занимаемом. Феррозондом. В те моменты времени, когда магнитная проницаемость минимальна, ,магнитный поток практически равноме.рен и однороден как в сердечнике,так и в его экранируемой зоне. Экранируемой зоной называется область про-, странства вблизИ ферромагнитного сердечника, на магнитный поток в которой этот сердечник оказывает существенное влияние. В те моменты време3Q ни, когда магнитная проницаемость максимальна, поток стянут из экранируемой зоны в сердечник, Таким образом, увеличение магнитной проня- цаемости ведет к увеличению магнитного потока в сердечнике и одновременному его уменьшению в экранируемой зоне, и, наоборот, уменьшение магнитной проницаемости ведет к уменьшению магнитного потока в сердечнике и од2() новременному его увеличению в экранируемой зоне. Это значит, что измеряемый магнитный цоток в экранируемой зоне модулируется в противофазе по отношению к измеряемому потоку в

25 сердечнике, Таким образом, в этих феррозондах, нет полного использования модулированного измеряемого магнитного потока °

706799

Известен кольцевой, феррозонд, содержащий кольцевой ферромагнитный сердечник, на котором расположены обмотка возбуждения и измерительная обмотка, Обмотка возбуждения равномерно распределена по всей длине сердечника. Измерительная обмотка состоит из двух узких секций, расположенных на диаметрально противоположных сторонах сердечника„ Секции включены последовательно таким образом, чтобы наводимые в них ЭДС под воздей-. ствием потока возбуждения вычитались, а ЭДС, вызываемые измеряемым потоком — суммировались (2).

В этом феррозонде используется лишь измеряемый магнитный поток сердечника. Кроме того, очень сложна в изготовлении измерительная обмотка, поскольку каждая ее секция содержит до нескольких тысяч витков, а кольцевой (замкнутый) сердечник вы° полняется, как правило, вручную, Цель изобретения — повышение чувствительности кольцевого феррозонда, Это достигается тем, что в кольцевом ферромагнитнсм сердечнике с обмоткой возбуждения.и измерительной обмоткой измерительная обмотка выполнена петлевой формы, две петли которой с одинаковым потокосцеплением охватывают диаметрально противоположные стороны сердечника, а петля с противоположным по отношению к первым двум петлям потокосцеплением расположена с внутренней стороны сердечника.

На чертеже показан предложенный феррозонд, Феррозонд содержит кольцевой ферромагнитный сердечник 1, Равномерно по всей длине сердечника распределена обмотка возбуждения 2. Измерительная обмотка имеет петлевую форму, Она состоит иэ трех петель 3, 4, 5, IIeTJIH 4 и 5 охватывают диаметрально противоположные стороны сердечника

1, Петля 3 расположена в экранируемой зоне;

Работает устройство следующим образом, Если измеряемый магнитный поток имеет вертикальное направление, то, как видно из чертежа, петля 3 имеет противоположное йотокосцепление с измеряемым магнитным потоком по отнощению к петлям 4, 5, Поскольку, как указывалось выше, измеряемый по- ток в сердечнике и в экранйруемой зоне модулируется в противофазе, то

ЭДС, наводимые этим потоком в петлях

3, 4 и 5 будут складываться. Поэтому чувствительность такого феррозонда будет равна сумме чувствительностей двух ферроэондов, один иэ кото- рых имеет секционированную измерительную обмотку, а другой — измерительную обмотку, расположенную на месте петли 3.

Измерительная обмотка предлагаемого феррозонда проста в изготовлении, Иэ чертежа видно, что если противоположные стороны петли 3 перемещать навстречу друг другу, то, измерительная обмотка превратится в кольцо, геометрически не связанное с сердечником 1, и может быть легко снята с него, Измерительная обмотка изготавливается отдельно и в обратном порядке сопрягается с сердечником.

Более высокая чувствительность и простота конструкции могут оказаться полезными при серийном изготовлении ферроэонда. Легкость смены измерительных катушек упростит эксперименты при его конструировании.

Основным преимуществом предлагаемого технического решения является увеличение чувствительности ферроэонда при тех же габаритах кольцевого элемента и мощности цепи возбуждения. Это может оказаться полезным при измерении слабых магнитных полей в условиях ограниченного пространства, В этих условиях размеры феррозонда сильно ограничены диаметром скважины, а мощность цепи возбуждения — условиями искробезопасного исполнения шахтной аппаратуры.

Формула изобретения

Ферроэонд, содержащий кольцевой ферромагнитный сердечник с обмоткой возбуждения и измерительную обмотку, отличающийся тем, что, 45 с целью повышения чувствительности измерительная обмотка имеет петлевую форму, две петли которой с одинако-. вым потокосцеплением охватывают диаметрально противоположные стороны сердечника, а петли с противоположным пб отношению к первым двум петлям потокосцеплением расположена с ,внутренней стороны сердечника, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Чечурина Е.Н. Приборы для иэ- мерейия магнитных величин, М,, Энергия, 1969,,с, 5S-59.

2..Афанасьев Ю,В, Ферроэонды„ Л,, Энергия, 1969, с. 76,77.

706799

Составитель Е. Данилина

Редакто В. Левятов Тех е Л Ал е ова Ко е кто М, Пожо

Заказ 8216/40 Тираж 1073 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская .наб 4 5

Филиал ППП Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная, 4