НАКЛАДНОЙ ФЕРРОЗОНДОВЫЙ ШУНТ Российский патент 2017 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к области определения параметров магнитного поля и может быть использовано для измерения интенсивности потока магнитной индукции и его ориентации в элементах конструкции из ферромагнитного материала, например в обшивке корпуса судна.

Известны накладные датчики определения параметров магнитного поля, действующего в ферромагнитных конструкциях (патент США №6456069, 24.09.2002 г.).

Сущность предложений по данному патенту заключается в проведении потока возбуждения датчика непосредственно через конструкцию изделия из ферромагнитного материала.

Недостатками предлагаемых датчиков являются зависимости свойств датчиков от характеристик сопрягаемых деталей и промежутков между ними, а также восприимчивость датчиков к магнитным полям внешних источников.

Наиболее близким техническим решением является устройство (патент RU №2480779 С2, 19.07.2011 г.), содержащее замкнутый для потока возбуждения сердечник из материала с магнитной проницаемостью, превышающей проницаемость материала изделия в десятки раз и более. Сердечник выполнен в виде фермы с двумя поперечными арочными магнитопроводами с контактными площадками, соединенными продольными магнитопроводами, с нанесенными на них обмотками возбуждения, измерительными и отрицательной обратной связи.

Существенным недостатком прототипа является его восприимчивость к магнитным полям внешних источников. Такими источниками являются агрегаты электрооборудования и неоднородность распределения по элементам конструкции судна потоков магнитной индукции.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности накладного феррозондового шунта.

Технический результат изобретения обеспечивается тем, что в устройстве, содержащем замкнутый для потока возбуждения сердечник из материала с магнитной проницаемостью, превышающей проводимость материала изделия в десятки раз и более, выполнен в виде фермы с поперечными арочными магнитопроводами с двумя контактными площадками, соединенными продольными магнитопроводами с нанесенными на них обмотками возбуждения, измерительными и обратной связи. При этом, согласно изобретению, между продольными магнитопроводами сердечника накладного феррозондового шунта, параллельно им, установлен изолированный от изделия из ферромагнитного материала феррозонд со своими обмотками возбуждения и измерительной, а его обмотка отрицательной обратной связи одновременно охватывает продольные магнитопроводы сердечника накладного феррозондового шунта и феррозонда.

Таким техническим решением достигается также упрощение конструкции накладного феррозондового шунта за счет отказа от изготовления и расположения в непосредственной близости от контактных площадок измерительных обмоток и обмоток обратной связи.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена установка на поверхности изделия накладного феррозондового шунта, а на фиг.2 показаны ответвляющийся из ферромагнитного материала изделия, действующий на него поток индукции и силовые линии магнитного поля внешних источников.

На фиг. 1, 2 приняты следующие обозначения:

1 - изделие из ферромагнитного материала;

2 - накладной феррозондовый шунт;

3 - сердечник накладного феррозондового шунта, выполненный в виде фермы с двумя поперечными арочными магнитопроводами с контактными площадками, соединенными продольными магнитопроводами;

4 - обмотки накладного феррозондового шунта, установленные на продольных магнитопроводах сердечника;

5 - феррозонд, изолированный от изделия из ферромагнитного материала;

6 - обмотки феррозонда, возбуждения и измерительные;

7 - обмотка отрицательной обратной связи феррозонда, одновременно охватывающая продольные магнитопроводы накладного феррозондового шунта и феррозонда;

[A] - силовые линии потока магнитной индукции;

[B] - силовые линии магнитного поля внешних источников.

На намагниченное изделие из ферромагнитного материала 1 устанавливается накладной феррозондовый шунт 2. На продольные магнитопроводы сердечника 3 нанесены обмотки накладного феррозондового шунта 4 по типовой схеме (не указаны). Между продольными магнитопроводами сердечника 3, параллельно его продольной оси, установлен феррозонд 5, изолированный от изделия из ферромагнитного материала 1. На феррозонде 5 размещены обмотки феррозонда, возбуждения и измерительные 6 (не указаны). При этом указана обмотка отрицательной обратной связи 7 феррозонда 5, одновременно охватывающая продольные магнитопроводы сердечника 3 накладного феррозондового шунта 2 и феррозонда 5.

Работа накладного феррозондового шунта 2 осуществляется в результате использования для его сердечника 3 материала с магнитной проницаемостью, существенно, в десятки раз и более превышающей магнитную проницаемость материала изделия 1. При выполнении этого условия происходит ответвление части потока магнитной индукции [А] из ферромагнитного материала изделия 1 в накладной феррозондовый шунт 2 через одну из его контактных площадок сердечника 3. Далее, пройдя по продольным магнитопроводам сердечника 3, ответвившаяся часть потока переходит обратно в общий поток магнитной индукции [А] через другую контактную площадку сердечника 3.

При прохождении потока магнитной индукции [А] по продольным магнитопроводам сердечника 3 в обмотках 4 накладного феррозондового шунта 2 создается выходной сигнал, пропорциональный проходящему потоку магнитной индукции [А]. Кроме того, вследствие восприимчивости накладного феррозондового шунта к магнитному полю [В] внешних источников, действующему вдоль его продольной оси, в его измерительной обмотке 4 будет создаваться сигнал, искажающий результаты измерения потока магнитной индукции [А], действующего в конструкции из ферромагнитного материала изделия 1.

Для повышения помехозащищенности накладного феррозондового шунта 2 к воздействию магнитных полей внешних источников [В], его продольные магнитопроводы и установленный между ними изолированный от соприкосновения с ферромагнитным материалом изделия 1 феррозонд 5 одновременно охватываются обмоткой 7 отрицательной обратной связи феррозонда 5. В результате действующее на феррозонд 5 магнитное поле [В] внешних источников уменьшается, соответственно, уменьшаются и воздействующие на накладной феррозондовый шунт 2 помехи от магнитных полей [В] внешних источников.

Техническим результатом осуществления изобретения является повышение помехозащищенности накладного феррозондового шунта 2.

Изобретение относится к метрологии, в частности к накладным феррозондам. Устройство содержит замкнутый для потока возбуждения сердечник из материала с магнитной проницаемостью, превышающей проводимость материала изделия в десятки раз и более, выполнен в виде фермы с поперечными арочными магнитопроводами с двумя контактными площадками, соединенными продольными магнитопроводами с нанесенными на них обмотками возбуждения, измерительными и обратной связи. Между продольными магнитопроводами сердечника накладного феррозондового шунта, параллельно им, установлен изолированный от изделия из ферромагнитного материала феррозонд со своими обмотками возбуждения и измерительной, а его обмотка отрицательной обратной связи одновременно охватывает продольные магнитопроводы сердечника накладного феррозондового шунта и феррозонда. Технический результат - повышение помехозащищенности накладного феррозондового шунта. 2 ил.

Накладной феррозондовый шунт, содержащий замкнутый для потока возбуждения сердечник из материала с магнитной проницаемостью, превышающей проводимость ферромагнитного материала изделия в десятки раз и более, выполнен в виде фермы с поперечными арочными магнитопроводами с двумя контактными площадками, соединенными продольными магнитопроводами с нанесенными на них обмотками возбуждения, измерительными и обратной связи, отличающийся тем, что между продольными магнитопроводами сердечника накладного феррозондового шунта, параллельно им, установлен изолированный от изделия из ферромагнитного материала феррозонд со своими обмотками возбуждения и измерительной, а его обмотка отрицательной обратной связи одновременно охватывает продольные магнитопроводы сердечника накладного феррозондового шунта и феррозонда.