Устройство для экранирования магнитных полей Советский патент 1986 года по МПК G01N33/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для защиты мер магнитной индукции от воздействия внешнего магнитного поля Земли, его вариаций и промышленных магнитных помех, а также для создания рабочего объема с малым значением индукции магнитного поля, необходимого для настройки, испытания и оценки основных метрологических параметров магнитоизме- рительной аппаратуры (порог чувствительности, смещенный нуль, уровень шумов и др.).

Цель изобретения - повышение стабильности магнитного поля за счет того, что устройство для экранирования магнитных полей, содержащее ферромагнитный экран, состоявши из со- осно расположенных с воздушным зазором п ферромагнитных оболочек,,и источник размагничивающего тока, снабжено немагнитными 2h проводящими оболочками, при этом все внутренние по отношению к соответствующим ферро- магнитным оболочкам проводящие оболоки выполнены в виде цилиндров, токо- проводящие шины которых расположены на их торцах, а наружные по отношени

к соответствующим ферромагнитным обо- 30 магничивающего тока.

лочкам проводящие оболочки вьшолнены в виде цилиндров, разрезанных вдоль образующих, их Токопроводящие шины расположены на противоположных краях щели, источник размагничивающего тока соединен с токопроводящими шинами, а проводяБще оболочки располо-

жены соосно с ферромагнитами. Кроме того, цель достигается тем,что каждая внутренняя ферромагнитная оболочка вьшолнена короче соседней наружной ферромагнитной оболочки на величину, выбираемую из соотношения b/D 5 0,22 (1+ ) Дб Ь- разница

между длинами наружной и внутренней ферромагнитных оболочек, J)- диаметр наружной оболочки, d- толщина стенки наружной оболочки, N - коэффициент размагничивания наружной оболочки, К- постоянный коэффициент, рав ный двум для оболочек с открытыми концами и равный единице для оболочек с дном.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг, .2 - вид А на фиг. 1.,

Устройство состоит из ферромагнитного экрана, содержащего три ферро

2J50232

магн итные оболочки 1-3, изготовленные, например, из пермаллоя 81НМА, шесть проводящих оболочек 4-9 из высокопроводящего немагнитного ма5 териала, например меДи, и источника 10 размагничивающего тока, состоящего из генератора 11 напряжения и автотрансформатора 12. Из шести про- водяпдах оболочек три (4,6 и 8) рас10 положены внутри, а другие три проводящие оболочки 5, 7 и 9, разрезанные вдоль образующей, расположены снаружи соответствующих ферромагнитных оболочек 1, 2 и 3. При этом все

15 ферромагнитные оболочки 1-3 и проводящие оболочки 4-9 расположены соосно. Токопроводящие шины 13 внутренних оболочек 4,6 и 8, изготовленные, например, из толстой медной полосы, расположены на торцах оболочек с электрическим контактом по всему периметру торца, а токо- проводящие шины 14 наружных прово- дяпщх оболочек 5,7 и 9 расположены на противоположных краях щели с электрическим контактом на всей длине этиз оболочек. Указанные Токопроводящие шины 13 и 14 соединены проводами с источником 10 раз20

5

0

стройство для экранирования , магнитных полей работает следующим образом.

Ферромагнитньй экран находится под воздействием магнитных полей Земли, промьшшенных установок и электрифицированного транспорта. Благодаря выбору определенного количества ферромагнитных 1-3 и проводящих 4-9 оболочек, высокой магнитной проницаемости ферромагнитных оболочек 1-3, высокой проводимости и не- магнитности проводящих оболочек 4-9, определенного соотношения между длиной L и диаметром D(U/D) ферромагнитных 1-3 и проводящих 4-9 оболочек и толщиной их стенки внешние постоянные и переменные магнитные поля ослаблены по трем ортогональ50 яым направлениям X , У, Z ферромагнитными 1-3 и проводящими 4-9 оболочками, так что в центральной области экрана индукция магнитного поля определяется остаточным магнит55 ным полем, связанным с ферромагнит- Н1Л4И оболочками 1-3.

В центральную область экранируемого объема экрана помещают, на3

пример, феррозоидовый преобразователь и производят измерение отклонения нулевого уровня магнитометра во времени. Значение индукции остаточного поля экрана в значительной мере зависит от предыстории материала ферромагнитных оболочек 1-3, кроме того, с течением времени под действием внеганих магнитных полей и магнитных полей первичных преобразователей, помещаемых в экран, происходит намагничивание ферромагнитных слоев 1-3, за счет чего остаточное магнитное поле экрана увеличивается. Эти ферромагнитные оболочки, начиная с нарзгжной 3 и кончая внутренней 1, размагничивают пропусканием переменного тока с амплитудой, уменьшающейся.в течение, например 200-300 с, от максимального значения до нуля, по проводящим оболочкам со- ,ответственно 9 и 8, 7 и 6, 5 и 4 от источника 10 размагничивающего то ка через токопроводящие шины 13 и 14, расположенные на торцах оболочек 4,6 и 8 и противоположных краях щеле .оболочек 5,7 и 9, что обеспечивает однородное распределение размагничивающего тока по ПРОВОДЯ1ЦИМ оболочкам 4-9. -Благодаря высокой электрической проводимости и низкой индутивности проводящих оболочек 4-9, следовательно, малых активного и индуктивного реактивного сопротивлений этих оболочек амплитуды переменных размагничивающих токов достигают большого значения, что проив- ходит при малых значениях напряжения на выходе автотрансформатора 12. Вследствие этого амплитуды Индукции размагничивающих переменных полей леко достигают значений, превышаюо их значения индукции технического насыщения материала ферромагнитных оболочек 1-3, при этом каждая ферромагнитная оболочка размагничивается как в продольном, так и в поперечном на правлениях. В результате значение .остаточного магнитного поля в пред- ;лагаемом устройстве снижается на по215023 .4

рядок по сравнению с

известным.

Формула изобретения

1.Устройство для экранирования магнитных полей, включающее ферромагнитный экран, содержащий h соос- ных ферромагнитных оболочек, и источник размагничивающего тока, о т- личающеес я тем, что, с целью повышения стабильности магнитного поля в него введено 2h цилиндрических проводящих оболочек

с токопроводящими щинами, расположенными коаксиально с ферромагнитными оболочками, причем внутри и снаружи каждой ферромагнитной оболочки соответственно размещены внутренняя

и наружная цилиндрические проводящие оболочки, при этом токопроводящие шины расположены на торцах внутренней цилиндрической проводящей оболочки, а на наружных пиндрических проводящих оболочках выполнены разрезы вдоль образующей и токопроводящие шины расположены по обе ;тороны от разреза.

2.Устройство по п, 1, о т л и- чающееся тем, что оптимальное расстояние между концами каяуюй внутренней ферромагнитной оболочки и соседней наружной выбирается из соотношения

35

b..2i-k H(I )

где D - диаметр наружной феррся аг ниткой оболочки;

d - толщина стенки наружной ферромагнитной оболочки; N - коэффициент размагничивания наружной ферромагнитной оболочки;

К - постоянный коэффициент, равный двум для оболочек с открытыми концами и равный единице для оболочек с дном; / - относительная магнитная проницаемость.

I

« «37

1

1

... 1 Ti

..

w . Л V,. Л. /л j/,-

X у f f f f X Y f f r f f f r ttf f f f f

3

r f f f f ri r f cif f f rifi r r r )U

X . S.-4. Л %. TiTi 1 n rl т 111

л V -. , - -v - -. .. . . . v . . -. -v .y -v

j |7. ijf У У| / Д 71Т7ТГ 7ТР 7 Г ТТТТТтУ УВ1У|Т гТ |1иТ

Изобретение относится к измерительной тезшшсе и может быть использовано, например, для 3aiiQiTH мер магнитной индукции от воздействий внешнего магнитного поля Земли. Цель изобретения - повышение стабильности магнитного поля. Проводящие оболочки 4, 6 и 8 расположены внутри, а проводящие оболочки 5, 7 и 9, разрезанные вдоль образующей, расположены снаружи соответствукицих ферромагнитных оболочек 1,2 и 3. При этом все оболочки расположены соос- но. Токопроводящие шинЫ 13 оболочек 4, 6 и 8 размещены на их торцах с злектрическим контактом по всему периметру. Токопроводящие шины 14 оболочек 5, 7 и 9 расположены на противоположных краях разреза с электрическим контактом по всей длине этих оболочек. Токопроводящие шины 13 и 14 соединены с источником размагничившощего поля. В описании дана формула для определения оптимального расстояния меящу концами каждой внутренней ферромагнитной оболочки и соседней наружной. 1 з,п. ф-лы, 2 ил. т 2 ю СП о N9 ОО

«

-r-f-f-7-г f f V I r r f f

(ЬвИбмЬАввбш&айми

пя

Щ

/1

/ f f f f f I r f f f f f f f f f

ue.1

ВНИИЛИ Тираж 778

Заказ 902/52, Подписное

Фи82

Филиал ram Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4