Устройство для измерения напряженности магнитного поля Советский патент 1989 года по МПК G01R33/02 

31495

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности магнитных полей.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения напряженности постоянного магнитного поля.

На фиг.1 представлена функциональ- ная схема устройства; на фиг.2 - зависимость скорости ультразвукового импульса от напряженности измеряемого магнитного поля.

Устройство содержит звуковод 1, на одном конце которого укреплен ферромагнитньтй стержень 2, а на другом - пьезрпреобразователь 3. Ферромагнитный стержень 2 соединен с наг гревателем А. К входу пьезопреобра- зователя 3 подключен выход блока 5 возбуждения, а к выходу - блок 6 измерения. Блок 5 возбуждения состоит из генератора 7 прямоугольных импульсов и формирователя 8 радиоимпульсов. БЛОК 6 измерения состоит из последовательно соединенных блока 9 измерения времени, усилителя 10 и ограничителя 11,

Устройство работает следующим об- разом.

Пьезопреобразователь 3 возбуждается формирователем радиоимпульсов 8, который в свою очередь запускается генератором 7 прямоугольных импульсов. Возбуждаемые ультразвуковые импульсы распространяются по звуково- ду 1, затем частично отражаются от первого торца ферромагнитного стержня 2, часть же проходит по ферромагнитному стержню 2 и отражается от его нижнего торца. Оба отраженных импульса возвращаются по звуководу 1 к пье- зопреобразователю 3, в котором энер- гия механических колебаний превращается в электрические сигналы, посту пающие на блок 6 измерения.. Ограничитель 11 служит для ограничения зондирующих импульсов по амплитуде. Отра- женные импульсы усиливаются усилителем 10 и поступают в блок 9 измерения времени. При помощи нагревателя 4 нагревают ферромагнитный стержень до температуры максимальной чувствитель- ности акустических параметров используемого ферромагнитного материала к

5

0

5

5 0 5 о 55

изменению напряженности измеряемого магнитного поля. Так, при использовании стержня 2, изготовленного из никеля, устанавливают температуру 450 К. При внесении стержня 2 в магнитное поле происходит его намагничивание, вследствие чего изменяется скорость распространения ультразвуковых колебаний в нем и соответственно изменяется время между импульсами, отраженными от верхнего и нижнего кон- цов ферромагнитного стержня. Изменение времени между этими импульсами фиксируется блоком 9 измерения времени. Зависимость скорости ультразвукового импульса от напряженности измеряемого магнитного поля при 450 К представлена на фиг.2.

Устройство позволяет измерять напряженность постоянного магнитного поля с высокой точностью и чувствительно- стью. Наиболее целесообразно использовать данное устройство при измерении слабых магнитных полей и при измерении магнитных полей в труднодоступных местах.

Формула изобретения

Устройство для измерения напряженности магнитного поля, содержащее стержень из ферромагнитного материала, пьезоэлемент, блок возбуждения, выход которого соединен с входом пье- зоэлемента, блок измерения, о т л и - чающееся тем, что, с целью повыщения чувствительности измерения, , в него введены звуковод и нагреватель , стержень из ферромагнитного материала установлен на одном из концов звуковода, на другом конце которого установлен пьезоэлемент, выход которого соединен с входом блока измерения, блок возбуждения выполнен в виде генератора прямоугольных импулы сов, выход которого соединен через формирователь радиоимпульсов с выходом блока возбуждения, а блок измерения выполнен в виде блока измерения времени, соединенного первым входом через последовательно включенные ограничитель и усилитель с выходом пьезо- элемента, а вторым с выходом генератора прямоугольных импульсов, при этом стержень из ферромагнитного материала снабжен нагревателем.

ftm

itOOO

Изобретение может быть использовано, в частности, для измерения напряженности слабого магнитного поля или в труднодоступных местах. Устройство содержит звуковод 1, на одном конце которого укреплен стержень (С) 2 из ферромагнитного материала, на другом - пьезоэлемент 3. Имеется нагреватель 4, блок (Б) 5 возбуждения, содержащий генератор 7 прямоугольных импульсов и формирователь 8 радиоимпульсов (РИ), Б 6 измерения, имеющий Б 9 измерения времени, усилитель 10 и ограничитель 11. Пьезоэлемент 3 возбуждается формирователем 8 РИ.Возбуждаемые ультразвуковые импульсы распространяются по звуководу 1 и частично отражаются от первого торца С 2, а частично проходят по нему и отражаются от нижнего торца С 2. Оба отраженных ультразвуковых импульса возвращаются по звуководу 1 к пьезоэлементу 3, в котором энергия механических колебаний превращается в электрические сигналы. Ограничитель 11 служит для формирования зондирующих импульсов по амплитуде. Нагреватель 4 нагревают С 2 до температуры максимальной чувствительности акустических параметров используемого ферромагнитного материала к изменению напряженности измеряемого магнитного поля. Устройство имеет повышенную чувствительность измерения. 2 ил.

Фиг. г