ФЕРРОМАГНИТНЫЙ ЭКРАН Российский патент 1994 года по МПК H05K9/00 G12B17/02 

Изобретение относится к измерительной технике, приборостроению и может быть использовано в метрологии, магнитометрии, медицине, биофизике.

Известны экраны цилиндрической формы, состоящие из нескольких пустотелых цилиндров (см. Приборы для научных исследований, N 10, М. : Мир, 1971, с. 21-23). Основным недостатком подобных конструкций является сложность их изготовления. Наиболее близким к заявленному техническому решению является заявка ЕРВ N 0182284, кл. G 12 B 17/02, 1986.

Указанная в заявке конструкция для экранирования пространства монолитна, т. е. выполнена без воздушных промежутков между слоями пластин, что снижает эффективность экранирования и повышает расход ферромагнитного материала.

Цель изобретения - повышение степени экранирования и улучшение технологичности экрана.

Цель достигается тем, что в многослойном цилиндрическом ферромагнитном экране, состоящем из аксиальных обечаек, обечайки выполнены из перекрывающих друг друга сегментов из ферромагнитного материала, которые соединены между собой посредством резьбовых втулок типа винт-гайка, причем внешняя собранная обечайка является основой крепления с помощью радиально наращиваемых винтовых соединений последующих внутренних обечаек с точной фиксацией расстояний между ними.

Новыми существенными признаками ферромагнитного экрана является то, что обечайки выполнены из перекрывающих друг друга сегментов из ферромагнитного материала, которые соединены между собой посредством резьбовых втулок типа винт-гайка, причем внешняя собранная обечайка является основой крепления с помощью радиально наращиваемых винтовых соединений последующих внутренних обечаек с точной фиксацией расстояний между ними.

Перекрывающие друг друга сегменты создают технологический каркас обечайки и резко снижают ее магнитное сопротивление, увеличивая эффективность экранирования обечайки.

Разделение обечаек между собой фиксированным расстоянием воздушного зазора, равным размеру немагнитных втулок, увеличивает коэффициент экранирования экрана в целом.

Коэффициент экранирования приводимого в заявке прототипа в виде пластинчатого экрана увеличится и на него будет затрачено меньше ферромагнитного материала, если часть внутренних его пластин убрать.

Действительно, поперечный коэффициент экранирования экрана цилиндрической формы из пластин, если они набраны без зазора, равен сумме коэффициентов экранирования каждой из пластин или цилиндрических обечаек, а если обечайки или пластины размещены с воздушным зазором, то суммарный коэффициент экранирования экрана будет равен произведению коэффициентов экранирования обечаек в соответствии с выражением
K_┴= K₁+K₂+K₃+K₁·K₂·K1- 1- , (1) где К_⊥ - суммарный коэффициент экранирования;
К₁, К₂, К₃ - коэффициенты экранирования обечаек;
S₁, S₂, S₃ - площади поперечных сечений обечаек.

Если зазоры между слоями экрана как в прототипе отсутствуют, то (1) можно представить как
К_⊥ ≈К₁ + К₂ + К₃ (2) при К₁ = К₂ = К₃ ≈100 К = 300.

Если мы одну из обечаек уберем с таким расчетом, что S₁/S₃ = 0,9, то К_⊥ = К + К₃ + К ˙ К₃ (1 - S₁/S₃ ) = 200 + 100˙ 100˙ 0,1= 1200.

То есть, коэффициент экранирования многослойной конструкции обечаек с фиксированными расстояниями между ними резко повышает коэффициент экранирования экрана. При этом экономия ферромагнитного материала равняется объему пространства между обечайками.

На фиг. 1 изображена собранная из пластин 1 с перекрытием обечайка 2, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 изображена сборка экрана, общий вид; на фиг. 3 изображено крепление обечаек радиально расположенным наращиванием винтовым соединением, состоящим из резьбовой втулки 3, к которой внешняя обечайка крепится гайкой 4, а внутренняя - винтом 5.

Опытный образец экрана с внутренним диаметром 1200 мм, внешним диаметром 2000 мм и длиной 3900 мм изготовлен из ленты 79 НМ толщиной 1,5 мм и шириной 250 мм.

Опытная эксплуатация экрана проводится на базе Института клинической и экспериментальной медицины СО АН СССР.

Получены интересные результаты по действию магнитно-компенсированной среды на животных и человека. Сборная конструкция экрана позволила разместить его в подвале научно-исследовательского корпуса без дополнительных транспортных средств и переоборудования помещения и дверей здания.

Таким образом, предлагаемый ферромагнитный экран позволяет проводить исследования метрологических характеристик мер магнитной индукции значительных габаритов, проводить биофизические исследования на живых организмах.

Область использования изобретения: изобретение может быть использовано для защиты от магнитных помех крупногабаритных мер магнитной индукции, измерителей магнитной индукции, а также животных и человека в биофизическом эксперименте. Изготовленный для метрологических и биофизических исследований цилиндрический экран из четырех обечаек с внешним диаметром 2, внутренним - 1,2 м, длиной 3,8 м по высокой степени экранирования и улучшенной технологичности превосходит известные экраны. Сущность изобретения: экран состоит из аксиально расположенных обечаек, выполненных из перекрывающих друг друга полостей цилиндров из ферромагнитного материала, которые соединены между собой посредством резьбовых втулок типа винт-гайка, причем внешняя собранная обечайка является основой крепления с помощью винтовых соединений последующих внутренних обечаек с точной фиксацией расстояний между ними. 4 ил.

ФЕРРОМАГНИТНЫЙ ЭКРАН, выполненный в виде двух коаксиальных обечаек из ферромагнитного материала в форме цилиндров разного диаметра, отличающийся тем, что, с целью повышения степени экранирования и технологичности конструкции, цилиндры обечаек выполнены составными из перекрывающих одни другие частей цилиндров и снабжены размещенными между обечайками резьбовыми втулками типа винт - гайка из немагнитного материала, части цилиндров каждой обечайки соединены между собой указанными резьбовыми втулками, причем внутренние обечайки соединены между собой и закреплены на внешней обечайке посредством указанных резьбовых втулок, которые расположены соосно между собой и ориентированы в радиальном направлении относительно обечаек.