Феррозонд Советский патент 1983 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к измерени ям магнитного поля, применяющимся в различных областях техники, наприме при разведке месторождений полезных ископаемых на больших глубинах, кос мических исследованиях, технологическом контроле и т. д. Известны феррозонды, в которыхимеются обмотки, нанесенные на каркас витком к витку и закрепленные на каркасе с помощью клеев компаун,дов или другим способом по всей его длине И . Недостатком устройств является то что при высоких температурах (ЗбОК и более) различие температурных коэф фициентов р асширения материалов, из которых изготовлен феррозонд, вызывает вначале изменение чувствительности и постоянной феррозонда, а при повышении температур до 400500К - деформацию обмотки и каркаса вплоть до его разрушения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является феррозонд, содержащий одну или несколько обмоток, расположенных на каркасе с ферромагнитным сердечником 2 . Недостаток .устройства - низкая точность. Целью изобретения является повышение точности измерений в условиях экстремальных температур. Указанная цель достигается тем, что в феррозонде, содержащем одну или несколько обмоток, расположенных . на- каркасе с ферромагнитным сердечни ком, каждая обмотка выполнена в виде двух секций, расположенных симметрич . но относительно центра сердечника и закрепленныхria каркасе только внешними концами, а между внутренними незакрепленными концами ooiioTOK над центром сердечника имеется зазор, ширина которого определяется выражениемлL lk2-K,VW-d-bT, где K .- коэффициент линейного расши рения каркаса; Kj - коэффициент линейного расши рения обмоточного провода; N - число витков- в одно слое : обмотки; 3 - диаметр обмоточного провода - температурный диапазон работы.- Выражение (1) имеет смысл при условии (2) ЬТ гО J На фиг. 1 изображен феррозонд, разрез; на фиг. 2 - кривая распределения магнитной индукции вдоль сердечника . Устройство содержит секции 1 первой обмотки, секции 2 второй обмотки, каркас 3, сердечник 4 и зазор 5. Зазор 5 имеет ширину L , длина .и ( , длина сердечника Е , На фиг. 2 показаны значение RK- магнитной индукции в сечении, расположенном на расстоянии х от центрального сечения, а также значение В, магнитной индукции в центральном сечении сердечника., Обмотки феррозонда (фиг.1), инднкатор«ая и обмотка возбуждения, выполнены медным проводом, намотаны в несколько слоев и состоят каждая из четного числа, например двух, одинаковых секций 1 и 2. Каждая секция своим внешним концом закреплена на прилегающей щеке каркаса 3. Секции каждой обмотки располагаются симметрично относительно сердечника 4. Между внутренними незакрепленными концами обмоток над центром сердечни.ка имеется зазор 5, ширина которого определяется выражением (1) при условии (2) . Устройство работает следующим образом. При повышении температуры каждый слой обмоток в каждой секции будет расширяться. Так как с наружной сто-г роны оре секции 1 закреплены на каркасе 3 ( который при этом считается не изменяющим свои размеры), то их расширение вызовет угленьшение зазора 5. Длина всей обмотки феррозонда Сц при этом остается практически неизменной, так как 3 может быть изготовлен из керамики, имеющей минимальный температурный коэффициент линейного расширения. Останется неизменным и взаимное положение концов сердечника и обмоток, т.е. постоянная феррозонда также останется н.еизменной. . Изменение расположения .рбмотки относительно сердечника вызывает, в первую очередь, изменение коэффициента размагничивания сердечника. Нагрев феррозонда до рабочих температур вызывает уменьшение зазора в центральной части сердечника и в пределе :.мы пэлучим феррозонд без зазоров, т.е. при нагреве наблюдается рост среднего значения выходной ЭДС феррозонда. Таким образом, пользуясь известными соотношениями, можно показать, что среднее значение выходной ЭДС феррозонда с зазором в центральной части с нагревом увеличивается, тогда как в известных конструкциях отмечается уменьшение. При одних н тех же параметрах изменение выходной ЭДС предлагаемого феррозонда меньше в четыре с лишним раза. Если учесть влияние изменений индуктивности обмотки в связи с изменением температуры, а оно будет со знаком -, так как буд.ет расти реактивное и полное, сопротивление обмотки, то можно увидеть, с учетом первого вьюода, что у феррозонда предлагаемой конструкции среднее зна чение выходной ЭДС изменяется еще Деньте, тогда как у известных конструкций изменения выходной ЭДС будут расти. Изобретение обеспечивает сохранение работоспособности феррозонда, повышение ста.бильности его чувствй-: тельности при высоких температурах, имеюцих место в сверхглубоких скважинах. Наличие зазора между секциями обмотки феррозонда в центральной части его сердечника позволяет повысить точность магнитных измерений, проводимых в глубоких и сверхглубоких скважинах. Это приводит к повышению качества получаемой геофизической информации.

ФЕРРОЗОНД,содержащий одну или несколько обмоток, расположенных на каркасе с ферромагнитным сердечником,отличающийс я тем, что, с целью повымения точности измерений в условиях экстремальных тем- , ператур, каждая обмоткавыполнена в виде двух секций, рэсположенных симметрично относительно центра cep-i дечника и Закрепленных на каркасе . только внешними концами, а мехдцу внутренними незакрепленньо аи концами обмоток над центром сердечника имеется зазор, ширина которого определяется выражением Li(.V d-ьТ, где V, - коэффициент линейного расширения каркаса; Kj - коэффициент линейного расширения обмоточного прово. да г W - число витков в одном слое обмотки; d - диаметр обмоточного, проводаг О) ьТ- температурный диапазон работы. 4ib СО ЭО 43. 00