Устройство для автоматической регистрации топографии магнитных полей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Севвтскии

Соцкапиетичвскин республик

<1и875318 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.02.80(21) 2887543/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23. 10.8 1-.Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 25.10,81 (53)М. Кл.

Q 0lR 33/02

9Вуднрнтиннкй кевнпвт

CCCP ав дваак нэнбратеннй и 0Npanel (53) gal@ 621. . 317.44 (088,8) А, С. Кудасов, В. И. Погодин, Н. П. . Г. Н. Ажксеев и А. А Увар (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюро ордена Л

Физико-технического института им. А. Ф. Ио (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАБИИ

ТОПОГРАФИИ М АГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Изобретение относится к устройствам для измерения магнитных величин, и именно к устройствам для регистрации топо-. графии магнитных пожй сверхпроводящих магнитных систем.

Известно устройство- для автоматиюской регистрации топографии магнитных пожй, содержащее зонд с датчиком Холла, генератор, импульсов зануска,,магнит ную систему, регистрирующий прибор и, механизм возвратно-поступательного перемещения зонда, Ь2 .

Однако это устройство имеет узкоспециальное назначение, привод перемещения

soHQB не рассчитан на равномерное движение. Кроме того, это устройство макет быть использовано .тожко для малогаба-ритных систем.

Большой объем измеряемого магнитного ноля приводит к необходнмостц создания комплекса приборов для магнитных измерений.

Наибоже близким по технической сущ ности K предлагаемому является компжкс

2 приборов для магнитных измерений, састо= ящий из магнитометра, вседа с датчиком

Холла, автоматической координатной системы с устройством управжния и цифропечатающего устройства.

Основой координатной системы служит поворотная балка, укрепжнная на опорной плите при помсщи кругового подшипника» Опорная плита помещается в центре электромагнита. Радиальная координата устанавливается перемещением измери тельной каретки вдоль направляюших по воротной балки. Точная установка ради альной координаты обеспечивается .сиське мой гнезд, расположенных на направля ющей балке, в которые западает фиксатор, установжнный на каретке.". Аэимутальная координата устанавливается поворотом балки при помсини следящей системы. Пе ремещение каретки по радиусу осуществляется при помощи электродвигателей, изго товленных иэ немагнитных материалов P2g.

Недостатком известного компжкса для магнитных измерений является то, что

3 8783 координатная система позволяет регистриро» . вать магнитное полэ только в одной плоскости, она не позволяет производить обьемных измерений магнитного поля, так как она не предусМатривает перемещение .каретки

5 вдоль оси магнитного поля. Кроме того, известный комплекс для магнитных измерений не позволяет производить с поста гочной точностью измерения магнитного поля при изменениях температуры, твк как рабочий обьем измерительного зонда не термостатирован, что влияет на точность измерений. Таким образом, информация о топографии магнитных пожй, получаемая при помощи измерительного комплекса, не15 .подавя, а в некоторых сдучаях и недостоверная.

Цель изобретения — повышение точности регистрации топографии магнитных полей.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для автоматическоМ регис трвции топографии магнитных полэй, со-. . держащем измерительный термостатироввнный зонд, перемещаемый автоматичес25 кой координатной системой, имеющей привод, и блок управлэния и регистрации, автоматическая координатная система выполнена в виде нфравляющей трубы, расположенной в магнитном пож. измеряемого объекта с возможностью ее поворота вокруг собственной оси, внутри направляющей трубы нв опорах установлэна каретка с измерительным термостатированным зондом, а привод перемещения каретки выполнен прерывистым.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаймм устройство, общий вид,. на фиг. 2— фрагмент направляющей с кареткой и измерительным зондом; на фиг. 3 - то же что и на фиг. 2, вид с торца.

Устройство состоит из термостатированного измерительного зонда l с двумя преобразователями Холла, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях механизма его перемещения, представля 45 ющего собой автоматическую координаз ную систему, содержащую направляющую трубу 2 из немагнитного материала, ус твновлэнную на двух независимых опорах

3, электропривод 4 прерывистого- движения,50 ходовой BHBTS.(ôèã. 2),каретку 6, соединенную с винтом.S плавающей ходовой гайкой 7, пульт 8 управжния и блок 9 питания и управжния измерительного зонда с регистрирующим прибором.

Каретка 6 представляет собой площадку, располсвкенную на двух опорах, каждая из которых имеет по три ролика 10

18 4 (фи 3) разнесенных под углом 120 .В площадку каретки 6 запрессованы и лонки 11. с фиксирующимй пазами На колонках 11 (фиг. 2) с возможностью перемещения по ним закрепжнв при.по мощи пружинных фиксаторов (не показаны) вторая площадка 12, на которой расположен измерительный. зонд 1. Площадка 12 снаб» жена копирной системой 13, посредством которой можно задать радиальную координату. Яд каретке 6 размещены регулируемые упоры для срабатывания концевых переключателей при реверсе. Плавающая ходо вая гайка 7 установлена в паз каретки 6.

Вдоль образующей внутри направляющей трубы 2 для обеспечения прямолинейности движения каретки 6 под углом 90 к ходовому винту 5 закреплена направляющая планка 14, на концах которой смонтиро ваны переключатели, предназначенные для ограничения и реверса движения каретки 6.

На концах трубы 2 имеются фланцы, на одном из которых крепится электропри вод 4 (фиг. 1), а на другом - жбедка

15 и счетчик 16 точек, в которых происходит измерение. На одном из концов трубы 2 установжно торцовое зубчатое колесо 17 со штурвалом и круговой шкалой, Фотонные служат для установки трубы 2, а вместе с ней и измерительного зонда 1 на заданный угол.

Эжктропривод 4 прерывистого движе ния содержит пару зубчатых кожс, на одном из которых срезана часть зубьев.Со стороны привода поворота трубы 2 находится шлюзовое окно с крышкой для доступа к каретке 6.

Блок 9 питания и управжния с регистрирующим прибором содержит источники стабилизированного постоянного тока, блок термоствтироввния преобразователэй Холла, электронный коммутатор и регист рирующий прибор.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователи Холла, находящиеся 5< измерительном зонде 1, запитываются от источников стабилизированного постоянного тока и включается двухконтурная система термостатироввния. Затем при помощи ав томатической координатной;системы устанавливают необходимыэ, коо эдинвтц, После выхода преобразователей Холла на рабочий режим включается тумбжр СЕТЬ пульта 8 управления координатной системы.

Каретка 6 перемещается по направляющей трубе 2 на роликах 10. Ее движение осуществляется при помощи винтовой пары: ходовой винт 6 - плавающая хода

5 8753 вая гайка 7. Твк как эжктропривод 4 имеет otrrry пару зубчатых кожс, íà одном rra которых срезана часть зубьев, то аа половину оборота двигателя электропривода 4 ходовой винт 5делает один оборот,,в за

5 время второй половины оборота двигателя происходит измерение, так как ходовой винт 5 неподвижен. Таким образом, ка- ретка 6 движется вдоль трубы 2 прерывисто с заданным шагом. Направляющая планка rp

14 обеспечивает при этом прямолинейное перемещение каретки 6. После прохождения всех заданных точек по длине магнитной системы производится автоматический ре.верс двигателя и перемещение плпцадки

12 с измерительным зондом 1 по направ .лякмцим колонкам 11 при помощи копиркой системы 13 на следующую рациальйую коор а нвту. При этом плсщадка 12 фиксируется пружинными фиксаторами. Начинается обратное движение каретки 6, и но измерение параметров магнитного поля производится в других его точках.

Для установки угловой координаты, т.е. для перемещения измерительного зонда 1 вдоль оси магнитного поля, направляющая

25 труба 2 с находящейся в ней кареткой 6 поворачивается вокруг своей оси в опорах

3 при помощи зубчатого колеса 17 со штурвалом и круговой шкалой, Леб,дка 15 обеспе,овеет п„тояиное 30 натяжение кабеля зонда 1 при движении каретки 6.

Выходной сигнал с преобрвзоватежй

Холла подается на электронный коммутатор, регистрируется цифэовым прибором, который связан через трвнскриптор о цифропечатающей машиной и ЭВМ (не показано).

Предлагаемое устроиство позволяет, с высокой степенью точности производить объемнм измерение топографии магнитных . пожй, так как кроме радиальной и ази-, мутальной координат координатная- система обеспечивает перемещение каретки с измерительным зондом вдоль оси магнит 45 ного поля, Таким образом, появилась воэможность измерят магнитное дою . в любой его точке, в любой заданной плоскости с высокой степенью точности и с вос производимостью, результатов измерений.

Автоматическая координатная система

: прецйматривает автоматическое и ручное управжние перемещением каретки. В ру ном режиме каретку можно остановить в

55 любой точке, продолжить движение карет» ки, реверсировать ее перемещение.

Предлагаемое устройство снабжено специальным термостатированным изме- .

18 . 6 рительным зонд м с двумя контурами регулирования температуры и двумя взаимно перпендикулярными преобразователями

Холла, что позволяет произвоцитв измерения магнитного поля по двум er o составляющим, т.е. точечным измерением.

Использование термастатированного зонда особенно существенно при измерениях магнитного поля сверхпроводацих магнии ных систем, типа соленоида.

Твк как соленоид имеет вытянутую в длину геометрию поля, причем,Длина, эта составляет боже 1000 мм при внутреннем диаметре более 100 мм, то наи болевую трудность при разработке измерительной системы представляет выбор конструкции направляющей для «аретки с с измерительным зондом.

Известные направляющие, изготовлен-, ные в виде ленты, швелжра, тросика, длинного щупа с преобразоватежм Холла на конце, не обеспечивает нрямолиней-ности. В результате прогиба таких направ ляюших достоверность координаты, где происхо ат измерение, весьмасомнительна.

В предлагаемом устройстве в,качестве, направляющей координатной системы выбрана тонкостенВвя труба иэ немагнитного материала. Она имеет минимальный прогиб и обеспечивает стабильную прямолинейность движения каретки.

Кроме того, труба оказывает наимень шее влияние на ошибку измерения, вследствие своей симметрии относительно магнитного поля соленоида.

Формула изобретения

Устройство для автоматической регистрации топографии магнитных полей, содержащее измерительный термостатированный зонд, перемещаемый автоматической координатной системой, имеющей привод, и. блок управжния и регистрации, о т л и ч а ю rrr е е с я тем, что, с целью повышения точности регистрации, автоматическая координатная система выполнив в виде направляющей трубы, расположенной в магнитном пож измеряемого обьек та с возможностью ее поворота вокруг собственной оси, внутри направляющей тру бы на опорах установжна каретка с измерительным термостатироввнным эыдом, а привод перемещения каретки выпожен пре р ывис тым.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 521536, кл. 6 01k 33/02, 1975.

2. "Приборы и техника эксперимента, 1968, ¹ 6, с. 217.