Трехкомпонентный феррозонд Советский патент 1987 года по МПК G01R33/02 

магнитные сердечники (С) 1 и 2, обмотку возбуждения, выполненную в виде секций 3 и 4, и измерительные катушки 5 - 7, оси которых пересекаются в одной точке, совпадающей с точкой пересечения осей симметрии С 1 и 2. Выполнение С I в форме эллипса, а С 2 - в форме кольца при условии одинаковой их площади поперечного сечения и длины позволяет не только получать одинаковые значения проницаемости. тела С 1 и 2 в . этих направлениях, но и обеспечить точное симметрирование системы из С 1 и 2, Таким образом строго совме щаются их магнитные центры в точке пересечения осей их симметрии. Благодаря этому повыщается отнощение сигнал/помеха, а следовательно, и точность измерения. Размещение сек

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения в заданной точке пространства трех компонент вектора магнитного поля.

Цель изобретения - повьшение точности измерения компонент вектора магнитного поля в заданной точке пространства.

На фиг. 1 схематически, изображен трехкомпонентный феррозонд, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Трехкомпонентный феррозонд (4мг. 1) содержит два замкнутых ферромагнитных сердечника 1 и 2, плоскости которых взаимно перпендикулярны, обмотку возбуждения, выполненную в виде двух секций 3 и 4, три взаимно перпендикулярные измерительные катушки 5-7, оси которых пересекаются в одной точке, совпадающей с точкой пересечения осей симметрии ферромагнитных сердечников 1 и 2, которые имеют одинаковую площадь поперечного сечения, при этом длина первого ферромагнитного сердечника 1 в направлении большой оси (оси z) равна диаметру второго ферромагнитного сердечника 2, первая 3 и вторая 4 секции обмотки возбуждения

ции 3 по периметру С 1 и 2 соответственно, причем секции 3 и 4 имеют одинаковую плотность намотки, позволяет не только обеспечить идентичность условия перемагничивания Се 3 и 4, но и уменьшить рассеяние энергии возбуждения и снизить шумы перемагничивания, что приводит к повышению отношения сигнал/помеха. Выполнение С 1 вместе с измерительной катушкой 5, ось которой совмеще.на с большой осью С 1, и размещение их внутри кольцевого С 2 так, что оси измерительных катушек 6 и 7 совмещены с плоскостью С 2 и расположены под углом 45 к плоскости С 1,

позволяет уменьшить уровень взаимных помех, создаваемых С 1 и 2, повьш1а- ет отношение сигнал/помеха, а следовательно, и точность измерения. 2 ил.

O

5

0

5

0

размещены на соответствуюш 5х ферро- ..магнитных сердечниках 1 и 2, имеют одинаковую плотность намотки по всему периметру сердечников и включены последовательно. Ось измерительной катушки 5 совмещена с большой осью первого сердечника 1 (осью z), катушка 5 вместе с ферромагнитным сердечником 1 установлена внутри второго ферромагнитного сердечники 2. Оси двух других измерительных катушек 6 и 7 (соответственно оси х и у) совмещены с плоскостью второго сердечника 2 и расположены под углом 45 к плоскости первого сердечника 1 (фиг. 2).

Трехкомпонентный феррозонд работает следующим образом.

В обмотку возбуждения феррозонда, выполненную в виде-двух секций 3 и 4, размещенных соответственно на сердечниках 1 и 2 и включенных последовательно, подают переменный ток Л()t периодически (дважды за период) доводяшдй сердечники 1 и 2 до состояния магнитного насыщения. В результате магнитная проницаемость вещества и тела сердечников 1 и 2 оказывается периодической функцией цремени. Вектор .измеряемого поля

(фиг. 1) может быть представлен

(1)

в виде суммы трех компонент:

.,

где BO

В„ В„со8|Ь,

В BjjCOsy - проекции вектора В

на оси X, у, Z; oi , А У углы между вектором

БД и осями 3с j у, Z, Под действием компоненты Eg. возникает переменный магнитный поток в направлении большей оси сердечника 1 , а под действием компонент В и BOU - соответствующие переменные магнитные потоки в сердечнике 2. Переменные магнитные потоки в сердечниках 1 и 2 вызывают появление ЭДС в соответствующих измерительных катушках 5-7. При этом вследствие того, что ось измерительной катушки 5 совмещена с большой осью сердечника 1 и обе оси вместе совпадают с направлением оси Z, в катушке 5 наводится ЭДС, пропорциональная значению компоненты поля В| - благодаря тому, что оси измерительных катушек 6 и 7 совмещены с плоскостью сер- . дечника 2, обладающего изотропными свойствами (одинаковой проницаемостью тела в любом направлении на плоскости кольца), и тому, что оси катушек 6 и 7 совпадают с направлениями осей X и у, в них наводятся ЭДС, пропорциональные значениям ком- понент поля В и В т.е. е(Вд) и соответственно. По измеренным ЭДС и е(В ) судят как о значениях самих компонент В, БОЦ, Bj,,, так и о векторе измеряемого

поляка, используя выражение (1), 1

Выполнение в трехкомпонентном

феррозонде одного сердечника (1) в форме сплюснутого эллипса, а другог (2) - в форме кольца при условии одинаковой их площади поперечного сечения и длины в направлениях осей измерительных катушек позволяет не только получить одинаковые значения проницаемости тела сердечников в этих направлениях, но и обеспечить точное симметрирование системы из двух сердечников, т.е. строго совместить их магнитные центры в точке пересечения осей их симметрии. В результате повышается отношение сигна помеха, а следовательно, и точность измерения.

5

5

5 Q

Выполнение обмотки возбуждения в виде двух секций, одна из которых (3) размещена по всему периметру сердечника , а другая (4) - по всему периметру сердечника 2, причем секции 3 и 4 имеют одинаковую плотность намотки и включены последовательно, позволяет не только обеспечить идентичные условия перемагничивания сердечников, но и уменьшить рассеяние энергии возбуждения и снизить шумы перемагничивания за счет максимально возможного приближения витков обмотки возбуждения к сердечникам, что также приводит к повышению отношения сигнал/помеха, а следовательно, и точности измерения.

Размещение сердечника 1 в форме сплюснутого эллипса вместе с измерительной катушкой 5, ось которой совмещена с большой осью сердечника 1, внутри кольцевого сердечника 2 (фиг. 1), при этом оси двух других измерительных катушек 6 и 7 совмещены с плоскостью сердечника 2 и расположены под углом 45 к плоскости сердечника 1 (фиг. 2), позволяет уменьшить уровень взаимных помех, создаваемых сердечниками, повысить отношение сигнал/помеха, а следовательно, и точность измерений. Формула изобретения

Трехкомпонентный феррозонд, содержащий два замкнутых ферромагнитных cepx eчникa, плоскости которых взаимно перпендикулярны, обмотку возбуждения и три взаимно перпендикулярные измерительные катушки, оси которых пересекаются в одной точке, совпадающей с точкой пересечения осей симметрии сердечников, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения компонент .- вектора магнитного поля, первый сердечник выполнен в виде, петли с двумя прямолинейными параллельньгьш друг другу участками, расположенными вдоль одной из координатных осей, а второй - в форме кольца, оба сердечника имеют одинаковую площадь поперечного сечения, при этом длина первого сердечника в направлении большой оси равна диаметру второго сердечника, обмотка возбуждения выполнена в виде двух секций, каждая из которых размещена на соответству ющем сердечнике, секции имеют одимаковую плотность намотки, равномерно распределенную по всему периметру сердечников, и включены последова- тельно, ось первой измерительной катушки совмещена с большой осью первого сердечника,: причем эта катушка

вместе с первым сердечником установлена внутри второго сердечника, а оси двух других измерительных катушек совмещены с плоскостью второго сердечника и расположены под углом к плоскости первого сердечника.

45

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для одновременно- I го измерения в заданной точке пространства трех компонент вектора магнитного поля. Цель изобретения - повышение точности измерения компонент вектора магнитного поля в заданной точке пространства. Трехкомпонентный феррозонд содержит замкнутые ферросл kffl iM GO f,M М OS /Уйс) фие.1