Ферромодуляционный преобразователь

 

Союз Соаетскик

Социалистичвскик

Республик

ОП ИСАНИЕ изов етвния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (it) 885937 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 0401.80 (21) 2864214/18-21 (51)M. Кл.

G 0E R 33/00 с присоединением заявки М (23)ПриоритетГосударственый кеиитвт

СССР вв делам изабретеиий и открытий

Опубликовано 301 1.81 Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30.11,81 (53) УДК 621.317.44 (088.8) И:ЮСОВ: .

Б.Л. Нечаев, Е.M.ßÿòåöêèé и В.А. Валяев (72) Авторы изобретения

Всесоюзныи научно-исследовательскии и проекттто ††—-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин, Калининское отделение (7l ) Заявитель (54) ФЕРРОИОДУЛЯЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в качестве чувствительного индикатора и измерителя малого магнитного поля, в том числе в средствах магнитного неразрушающего контроля ферромагнитных изделий и для обнаружения ферромагнитных тел в скважинах.

Известен ферромодуляционный преобразователь, содержащий один или несколько ферроэлементов, каждый изкоторых состоит из ферромагнитного сердечника, генераторных и индикаторных обмоток. Генераторные обмотки элементов ферромодуляционного преобразователя соединяются, между собой и образуют цепь возбуждения. Индикаторные обмотки элементов также соединяются между собой и образуют измерительную цепь (1 ) . I

Однако. известное устройство имеет невысокую чувствительность.

Цель изобретения - увеличение чувствительности.

Указанная цель достигается тем, что в ферромодуляционном преобразователе, содержащем п-элементов, каждый из которых выполнен в виде ферромагнитного сердечника с генераторной и индикаторной обмотками, индикаторная обмотка каждого предыдущего элемента соединена с генераторной обмоткой последующего элемента преобразователя.

На чертеже представлена схема комбинированного соединения обмоток многоэлементного ферромодуляционного преобразователя.

Устройство содержит п-элементов, каждый иэ которых включает в себя сердечник 1 иэ отоженного пермаллоя, генераторную 2 и индикаторную 3 обмотки. Выводы индикаторной обмотки первого элемента непосредственно соединены со входом генераторной обмот.ки второго элемента; выводы индика885937 4 где С вЂ” const.

Из (1) и (2) имеем для выходного напряжения

0и Н) С Д +2ЬН) 0вкод, (3) тогда для чувствительностй и „U (H) д

1о!

К„() = Овмод при прочих равных условиях, опреде- 2о ляется величиной измеряемого магнитного поля, действующего на этот элемент. Пренебрегая падением напряжения на сопротивлении обмоток, запишем для напряжений на индикаторных обмот- 25 ках каждого элемента зо

4О

«4

Э 50

55 торной обмотки второго элемента соединены со входом генераторной обмотки третьего элемента т.д. К выводам генераторной обмотки первого элемента подается переменное .напряжение

0 щ .C выводов индикаторной обмотки последнего и-го элемента снимается измеряемое напряжение 0 (н).

Переменное напряжение U® од,поданное на вход генераторной обмотки первого элемента, трансформируется через систему обмоток элементов преобразователя до значения 0, снимаемого с индикаторной обмотки и-ro элемента. Коээфициент трансформации

1-го элемента

U (H) K4 (Н) 0р>н д

Ug (Н) К2(Н) 04 (Н) =К4 (Н) К (Н) U

0„(Н)-К„(Н) U (H)=K (Н) К (Н)...

K (H)U

Считая элементы идентичными и допуская однородность измеряемого поля Н, положим

К,„(Н) = К,(Н) - ° ° ° .- К,(Н) - К(Н) тогда H

0и(Н) - К (Н)0вход.

Выберем для определенности эавйсимость индукции В сердечника от магнитного поля в виде квадратичной (область Релея - малых и средних полей)

В= Н+ ЬН где ф - начальная проницаемость, Ь - коэффициент с размерностью

Коэффициент трансформации пропорционален магнитной проницаемости, и поэтому

K(v)=cQ(H)=c — í=ñ(,0 Ф2ьн) dB

2 С О,о и Ь 2ЕН) Из (3) и (4) видим, что чувствительность очень сильно зависит от количества элементов, входящих в ферромодуляционный преобразователь с комбинированным соединением обмоток.

Так, ферромодуляционный преобразователь, состоящий из и элементов,оказы" веется в ф(д тдцдя-т„} рав чувствительнее одноэлементного преобразователя. Выходное напряжение двухэлементного преобразователя с комбинированным соединением зависит от величины измеряемого магнитного поля квадратично,, в то время как для двухэлементного феррозонда - линейно.

Поскольку при комбинированном соединении отсутствуют цепи с суммированием токов от различных элементов преобразователя, то роль амплитуднофазовых искажений невелика, т.е. мал порог чувствительности., Таким образом, комбинированное соединение обмоток предлагаемого ферромодуляционного преобразователя позволяет уменьшить его порог чувствительности практически до уровня магнитных шумов в сердечнике последнего элемента, а также увеличить чувствительность. на несколько порядков по срав- нению с дифференциальными феррозондами. формула изобретения ферромодуляционный преобразователь, содержащий и элементов, каждый из которых выполнен в виде ферромагнитного сердечника с генераторной и индикаторной обмотками, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, индикаторная обмотка каждого предыдущего элемента соединена с генераторной обмоткой последующего элемента преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Афанасьев Ю .В . Феррозонды.

Л., "Энергия", 1969, с. 5.

885937

t" 1

Составитель ф.Тарнопольская

Редактор Л.Горбунова Техред A.ьабинец Корректор Г.Решетник

Заказ 10537/67 Тираж 735 Йодписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раувская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,