Датчик неоднородности магнитного поля

Авторы патента:

G01R33/02 - измерение направления или напряженности магнитных полей или магнитных потоков (G01R 33/20 имеет преимущество; измерение направления или напряженности магнитного поля земли для целей навигации или съемки G01C; для разведки, для измерения магнитного поля земли G01V 3/00)

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик iii 892378 (й ) Дополнительное к авт. с вид-ву(22) Заявлено 190480 (21) 2912240/18-21 (Ы)М. Кл .

G 01 и 33/02 с присоединением заявки М (23) ПриоритетВвудврстваиный квинтет

СССР ва делам изобретений н отхрытнй

Опубликовано 23,1 281. Бюллетень _#_u 47

Дата опубликования описания 23.1 231 (53) УДК 621. 317. ,44(088;8) (72) Авторы изобретения

А,С.Беркович, В.Г.Иванов и А.А.Коновалов (71) Заявитель (g4) дАтчик нкоднородности НАгнитного поля

Изобретение относится к магнитным измерениям, е частности к измерениям параметров неоднородного магнитного поля, создаваемого, например, электрическим током, и может быть использовано для технологического контроля монтажа электрических цепей электрооборудования судов, в дефекто» скопии металлических конструкций, при исследовании однородности проводящих сред и в других областях измерительной техники, когда контроль проводится путем пропускания через исследуемый объект электрического тока и регистрации параметров магнитного поля, создаваемого этим током.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик, в котором две встречно-последо" вательно соединенные обмотки намота" ны на.одном сердечнике., Этот датчик обладает высокими метрологическими характеристиками, технологичностью и небольшими габаритами (1) .

Однако такой датчик имеет недоста" точную помехозащищенность при регистрации параметров неоднородного магнитного поля исследуемого объекта, когда измерения проводятся на фоне также неоднородных магнитных помех, ко" торые создаются близко расположены-. ми к исследуемому объекту источника" ми неоднородных магнитных полей.

Цель изобретения - повышение потв мехозащищенности датчика неоднородного магнитного поля.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике неоднородности магнитt5 ного поля, содержащем сердечник из материала с высокой магнитной проницаемостью и нанесенные на нвм секции обмоток, смежные секции сигнальной обмотки, соединены между собой

20 встречно-последовательно и..выполнены с соотношением витков, удовлетво ряющим выражению и+ (-i) =,, i (i)

8923/8 где ч> вЂ” число витков !-ой секции", но (ер секции;

n вЂ” число секций сигнальной обмотки; с - постоянная величина 1 1 г - расстояние от источника магнитнОГО пОля дО центра .

i-ой секции.

На фиг.1 изображена принципиальная схема датчика неоднородного магнитного поля", на фиг.2 вЂ” конструкция датчика, на фиг,3 вЂ” кривые зависимости относительной чувствительвЂ” ности датчиков с различным числом секций от расстояния до прсводн",êà

15 с током.

Датчик состоит из сердечн;!ка 1 l („(и г. !! . секций 2 и .> сигнапьнои

Обмг>т Kk! сО вст рBечнО пОслеДова тель >(ым соединением сме>кных секций и Об>!ОтвЂ” к(! ((, обеспечивающей режим работы, датчика.

Но всей дпине сердечника l((с;.и(-,2 нанесена обмотка ч, обеспечивающая

pB>!(RH работы датчика. Поверх этой обмотки размещены секции 2 и 3 сип-!альнОИ ООНОтк 1 датчика „

На фИГ.2 ОбОЗнаЧЕНЫ pBCGTGc(НИЕ Г, От прОВОдника g с тОкОм дО центра первой секц1!и > расстояние г. GT пр(О

1 Зь центра >.-ОЙ секции, угол a,, м(жду линиеи, соединяющей центр проводника > с центром первой секции 2 и линией, соединяющсй центр проводника с центром

I-ой секции 3 датчика, расстояние д ме>((ду смежными секциями.

При под-че в обмотку (> тока высоKGЙ частоты (пopядка н"-скOJ>ь ких кило герц) датчик работает в режиме фер.розонда, При отсутствии тока возбуждения датчик работает как индукционная катушка.

Сдним из основных назначений датчика неоднородного магнитного поля является использование его в приборах контроля монта>ка в щитах, пультах, распределительных коробках, где жестко фиксированные проводники с токами различных величин и направлений располагаются в одной плоскости.

Я)

Контроль осуществляется путем поочередной установки первой секции датчика, работающего s режиме феррозонда, на каждой из Обследуемых проводни ков и определе>(ия по регистрируемому дат иком ма(-нитному полю полярности тока в них. При этом необ>ходима достаточно высокая помехозащищенность датчика к магнитным помехам, создаваемым токами В кабелях и проводниках, находящихся в пределах объе"

Ма р OYPOIIÑTÂB> S КОТОРОМ ПРОИЗВОДИТ ся контроль.

Определим составляющую напряженности магнитного поля Н действую1 > цую ВдОль Оси сердРчника В центре

i-ой секции 3

Н =-.вЂ” - вЂ” -, (2) г 2.

1 где 3 вЂ” величина тока в проводнике 5. !

1((дуктирован>(ая в i-ой секции

3 ЭДС равна

1 . =. .(Н . = К - -3

r г1 ( где К, вЂ” чувствительность -ой сек1 ции 3 сигнальной обмотки датчика к напряженности магнитного поля

С учетом встречно-последовательногo соединения смежных секций вы ходное;!апря>((ен(!е Е сигнальнои ОбмотKiI может 6b!1 ь предстаьленО В Виде (j >(.;-, 1,,1-1

- ir,, вЂ”;;--. (-1) Д> 1

1 где n вЂ” - число секций сигнальной обмотки.

Р Общем случае при и секциях сигнатьной обмотки и определенном соотношении чувствительностей секций можно записать

В этих выражениях С., С(. .. С постоянные величины, определяемые числом секций сигнальной обмотки ( датчика (.=- -0

Сра!Внивая выражения (3) и (4) при постоянном d и учитывая, что чувствительность секции пропорциональна ислу ее витков, можно записать (! -1

7, вЂ” "-(-1) = вЂ” „. 5)

П11

1 (аким образом, выполнение равенства (5) соответствует максимальной помехозащищенности датчика неоднородного магнитного поля.

Кривые зависимости относительной чув(=твительности датчиков с числом секций сигнальной обмотки п=2,3,4,5 (Фиг.3) наглядно иллюстрируют приведенные выше рассуждения. При прак892378 тической работе с датчиком первая секция сигнальной обмотки располагается в непосредственной близости от контролируемого проводника с током в зоне с1(1. Проводники с током, создающие помехи, находятся в зоне с Х 7 1. Как видно из кривых, приведенных на фиг,.3, при неизменном расстоянии между датчиком и проводником с током, создающим помеху, отHocNTGI!bHBH чувствительность датчика к помехе уменьшается при увеличении числа секций, соотношение витков которых удовлетворяют выражению (1) .

Во всех случаях сумма витков четных секций равна сумме витков нечетных секций сигнальной обмотки, Это обеспечивает нечувствительность датчика к однородному магнитному noll6 °

Предлагаемое изобретение обеспечивает повышение помехозащищенности датчика неоднородного магнитного поля. В случае применения его в приборах для технологического контроля монтажа электрических цепей электрооборудования обеспечивается возможность проведения операций контроля в пультах, щитах, коробках,т.е. непосредственно в производственных условиях, что повышает качество монтажных работ и уменьшает затраты, связанные с нахождением и устранением ошибок монтажа.

Формула изобретения

Датчик неоднородности магнитного поля, содержащий сердечник из материала с высокой магнитной проницаемостью и нанесенные на нем секции обмоток, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоэащищенности, смежные секции сигнальной об- мотки соединены между собой встречно-последовательно и выполнены с соот1Ь ношением витков, удовлетворяющим выражению где ! вЂ” число витков 1-ой секции, номер секции;

n - число секций сигнальной обмот ки; с - постоянная величина;

r. вЂ” расстояние от проводника с

1 током до центра i-îé секции.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

30 заявки

1. Авторское свидетельство СССР

Р 127809, кл. G 01 В 33/02, 1959 °

892378 п5

Составитель Г.Семенова

Техред А.Савка Корректор Л.бокшан

Редактор И.Юрковецкий

Ф филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Заказ 11250/69 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д.4/5

Магнитометр // 892376

Магнитный вариометр // 892375

Устройство для измерения переменных магнитных полей // 892374

Устройство для измерения частоты вращения вектора магнитного потока машины переменного тока // 892373

Первичный преобразователь компенсационного веберметра // 892372

Магнитометр // 892357

Устройство для измерения магнитных моментов скачков намагниченности в ферромагнетиках // 890284

Компонентный магнитометр // 890283

Способ калибровки импульсных веберметров // 885940

Магнитометр // 2100819

Изобретение относится к магнитометрам и может быть использовано для измерения напряженности магнитного поля и вектора магнитной индукции в науке, промышленности, медицине

Феррозондовый магнитометр // 2103703

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения параметров магнитного поля на основе феррозондов

Устройство для измерения магнитных полей // 2118831

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к феррозондовым бортовым навигационным магнитометрам

Устройство для дистанционного определения координат и углового положения объекта (его варианты) // 2119171

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения положения объекта в системах управления

Магнитометр (варианты) // 2124736

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в магниторазведке для поиска полезных ископаемых, в навигации для определения координат судна, в аварийно-спасательных работах, например, для определения местоположения намагниченных тел, в частности затонувших судов, самолетов и т.д

Устройство для измерения магнитных полей // 2124737

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к феррозондовым магнитометрам, предназначенным для измерения компонент и полного вектора индукции магнитного поля Земли (МПЗ)

Магнитометрическое устройство для определения углового положения тела (его варианты) // 2130619

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для создания средств измерения угловых величин в автоматических схемах управления, в геомагнитной навигации, в прецизионном машиностроении и приборостроении и т.д

Устройство для определения местоположения инородного ферромагнитного тела в полости глаза // 2132638

Устройство для локализации инородного ферромагнитного тела в тканях и органах человека // 2132639

Изобретение относится к медицине, в частности к общей хирургии и предназначено для локализации инородных ферромагнитных тел при хирургическом извлечении их из тканей человека, а также может быть использовано в измерительной технике для неразрушающего контроля качества материалов

Устройство для определения местоположения инородного ферромагнитного тела при малотравматичных операциях // 2132640