МАГНИТНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2019 года по МПК G01P15/10 

Изобретение относится к области измерения механических параметров, например, ускорений, и может быть использовано для демпфирования колебаний чувствительных элементов измерительных устройств.

Известен магнитоиндукционный демпфер для измерительных устройств (см. патент РФ на полезную модель №92966, опубликован 10.04.2010), содержащий короткозамкнутый виток, установленный на свободном конце чувствительного элемента (ЧЭ) с возможностью взаимодействия с магнитным полем, создаваемым магнитной системой, в рабочем зазоре.

Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому и поэтому выбрано в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является то, что часть потока магнитов, зафиксированных на магнитопроводе, рассеивается с поверхностей магнитопровода, уменьшая тем самым величину рабочего потока, а значит, и значение индукции магнитного поля в рабочем зазоре и, следовательно, коэффициент демпфирования ЧЭ.

Решаемой задачей является создание магнитной системы с повышенной точностью измерения перемещения ЧЭ измерительного устройства.

Достигаемым техническим результатом является увеличение значения индукции в рабочем зазоре магнитной системы и, как следствие, увеличение коэффициента демпфирования.

Для достижения технического результата в магнитной системе, содержащей, по крайней мере, один электропроводящий элемент, установленный с возможностью перемещения в рабочем зазоре магнитной системы, новым является то, что магнитная система состоит из двух или более идентичных частей, каждая из которых включает в себя постоянные магниты, соединенные между собой с образованием мозаичной структуры, в которой между двумя постоянными магнитами с одинаковым направлением намагниченности образован рабочий зазор, при этом части магнитной системы и магниты в каждой из них соединены между собой разноименными магнитными полюсами, кроме одной пары магнитов в каждой из частей, соединенных между собой одноименными магнитными полюсами.

Образование мозаичной структуры в магнитной системе и расположение магнитов в ней позволяют организовать рабочие зазоры с расположением в них электропроводящих элементов, создавая максимально возможную активную длину прохождения рабочего потока в направлении своей намагниченности с максимально возможной намагничивающей силой и минимальным рассеянием (ввиду отсутствия пассивных элементов - магнитопроводов), обеспечивая в рабочем зазоре максимум индукции, что позволяет увеличить коэффициент демпфирования.

На фиг. 1 показан вид сбоку магнитной системы, состоящей из двух частей.

На фиг. 2 показан вид сбоку одной из составных частей магнитной системы.

Магнитная система содержит электропроводящие элементы 3 (Фиг. 1), установленные с возможностью перемещения в рабочих зазорах магнитной системы. Магнитная система состоит из двух частей 1 и 2 (Фиг. 1), каждая из которых включает в себя постоянные магниты 4, 5, 6, 7, 8 (Фиг. 3) соединенные между собой с образованием мозаичной структуры, в которой между двумя постоянными магнитами 5 и 8 с одинаковым направлением намагниченности образован рабочий зазор. Части 1 и 2 (Фиг. 1) магнитной системы и магниты 4, 5, 6, 7 (Фиг. 2) соединены между собой разноименными магнитными полюсами. Пара магнитов 7, 8 (Фиг. 2) в каждой из частей 1, 2 (Фиг. 1) соединены между собой одноименными магнитными полюсами.

Устройство работает следующим образом.

При действии измеряемого параметра (ускорения) происходит перемещение ЧЭ и связанного с ним электропроводящего элемента 3.

Магнитная система является магнитоиндукционным демпфером, принцип работы которого основан на законе электромагнитной индукции: при движении проводника (электропроводящего элемента 3) сопротивлением г в поле с индукцией В в нем наводится эквивалентная э.д.с. По закону сохранения энергии электрическая мощность вихревых токов в электропроводящем элементе 3 переходит в механическую мощность торможения ЧЭ измерительного устройства. Величина коэффициента демпфирования зависит от значения индукции в рабочем зазоре, которое определяется конструкцией магнитной системы и энергетическими свойствами постоянных магнитов в ней.

Для подтверждения работоспособности изобретения был проведен расчет магнитной системы, который показал, что среднеинтегральное значение нормальной составляющей магнитной индукции к поверхности электропроводящего элемента в центральной части рабочего зазора составило 1,508 Тл, при остаточной индукции материала магнита Br=1,378 Тл и коэрцитивной силе по индукции Hcb=890394 А/м. На предприятии был изготовлен макет магнитной системы. Измерения магнитной индукции в рабочих зазорах показали, что значения индукции магнитного поля равны 1,49 Тл и 1,5 Тл.

Изобретение относится к области измерения механических параметров, например ускорений, и может быть использовано для демпфирования колебаний чувствительных элементов измерительных устройств. Магнитная система содержит по крайней мере один электропроводящий элемент, установленный с возможностью перемещения в рабочем зазоре магнитной системы, которая состоит из двух или более идентичных частей. Каждая из частей включает в себя постоянные магниты, соединенные между собой с образованием мозаичной структуры, в которой между двумя постоянными магнитами с одинаковым направлением намагниченности образован рабочий зазор, при этом части магнитной системы и магниты в каждой из них соединены между собой разноименными магнитными полюсами, кроме одной пары магнитов в каждой из частей, соединенных между собой одноименными магнитными полюсами. Технический результат – повышение коэффициента демпфирования. 2 ил.

Магнитная система, содержащая по крайней мере один электропроводящий элемент, установленный с возможностью перемещения в рабочем зазоре магнитной системы, отличающаяся тем, что магнитная система состоит из двух или более идентичных частей, каждая из которых включает в себя постоянные магниты, соединенные между собой с образованием мозаичной структуры, в которой между двумя постоянными магнитами с одинаковым направлением намагниченности образован рабочий зазор, при этом части магнитной системы и магниты в каждой из них соединены между собой разноименными магнитными полюсами, кроме одной пары магнитов в каждой из частей, соединенных между собой одноименными магнитными полюсами.