Трехкомпонентный феррозонд Советский патент 1976 года по МПК G01R33/02 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения компонент вектора магнитной индукции.

На точность измерения магнитных полей большое влияние оказывает форма сердечника феррозонда и режим его возбуждения.

Известны трехкомпонентные феррозонды, содержащие цилиндрический корпус, ферромагнитный сердечник, обмотку возбуждения и три ортогонально расположенные измерительные обмотки.

В известном феррозонде сердечник выполнен в виде наложенных одна на другую и намотанных в противополож-ных направлениях по крайней мере двух катушек из ферромагнитного материала, витки которых пересекаются на внешней поверхности немагнитного цилиндрического корпуса. При использовании ферромагнитной ленты пересекающиеся витки сердечника имеют вид двух спиралей, намотанных в противоположных направлениях на керамическую трубку. Концы лент сварены на концах трубки. Трубчатая форма корпуса сердечника позволяет использовать тороидальную обмотку возбуждения. Витки измерительной обмотки в виде соленоида располагаются ортогонально виткам обмотки возбуждения, чем обеспечивается их электромагнитная развязка.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения компонент вектора магнитной индукции из-за малого объема ферромагнитного материала сердечника и нетехнологичность его конструкции.

Целью изобретения является повышение точности измерения компонент вектора магнитной индукции (за счет увеличения объема ферромагнитного материала) и повыщение технологичности конструкции сердечника феррозонда.

Эта цель достигается тем, что сердечник выполнен в виде наложенных последовательно один на другой и соединенных между собой идентичных ромбов, одна из диагоналей которых равна высоте сердечника, а другая диагональ, по которой соединены ромбы, меньше периметра сердечника на отрезок, величина которого обратно пропорциональна

числу ромбов.

На фиг. I изображен сердечник феррозонда; на фиг. 2 представлена развертка образующей поверхности сердечника; на фиг. 3 изображена цепочка ромбов из ферромагнитного материала.

Сердечник 1 феррозонда (см. фиг. 1) выполнен в виде наложенных последовательно один на другой, например четырех, ромбов 2-5 из ферромагнитного материала (см.

фиг. 2), которые соединены между собой швами 6. Пунктиром на фиг. 2 показан полностью ромб 2. Начало ромба 2 соединено швом 6 с концом ромба 5, а конец ромба 2 соединен швом 6 с началом ромба 3. Аналогичным образцом соединены остальные ромбы. Порядок расположения ромбов 2-5 по периметру сердечника 1 определен навивкой цепочки ромбов (см. фиг. 3), которые соединены швами 6 по диагоналям, расположенным в направлении навивки. При четырех ромбах в цепочке (п 4) эти диагонали на одну четверную часть меньше периметра сердечника 1. Другие диагонали ромбов 2-5 сердечника 1 равны его высоте /г. В обш,ем случае длина б отрезка, на величину которой диагонали ромбов 2-5 меньше периметра D сердечника 1, определяется равенством С учетом ширины Д ленты, из которой изготовлены ромбы, угол наклона а их сторон к образующей- поверхности сердечника выбирается из соотношения ,nh tga -(V ( связывающего угол а с высотой h сердечника 1, которое определяет необходимую ширину А ленты через другие геометрические параметры сердечника Y(, (/1/г)2 ДЛЯ различных их модификаций. Например, при л 4 и высоте h сердечника 1, равной его диаметру d, отношение - равно 0,307, а угол а равен 23°. Этих данных достаточно для изготовления определенной модификации сердечника 1 различных габаритов, имеющих большой объем ферромагнитного материала. Практически предлагаемый сердечник феррозонда может быть изготовлен следующим образом. Согласно расчетным данным методом перегиба ферромагнитной ленты изготавливается цепочка ромбов (см. фиг. 3). Для обеспечения жесткости заготовки в местах пересечения отрезков ленты она может быть сварена по шву 6. Ценочка ромбов наматывается на технологический цилиндр из керамики заданного диаметра d. Согласно расчета навивка имеет по крайней мере два или кратное двум слоев прилегающих и переходящих одних в другой отрезков ленты, ромбические 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5Q 50 отверстия между которыми сведены практически в точку. Этим обеспечивается большой объем ферромагнитного материала для заданных габаритов сердечника. Конец цепочки ромбов соединяется с ее началом также методом сварки. После соединения конца цепочки ромбов с ее началом сердечник 1 феррозонда приобретает необходимую жесткость, может переставляться с одного корпуса па другой после отжига. Поэтому для него не требуется изготовления спиральных пазов на керамическом корпусе и закрепления в них винтов сердечника. Этим обеспечивается высокая технологичность конструкции сердечника феррозонда. Отожженый сердечник снимается с технологического цилиндра и размещается в немагнитном корцусе, например, из текстолита, на который наматывается возбуждающая и измерительные обмотки (на фиг. 1 не показаны, чтобы не затемнять чертеж). Предлагаемое устройство работает следующим образом. Сердечник 1 феррозонда с возбуждающей и измерительными обмотками помещается в измеряемое магнитное поле. В обмотку возбуждения попадается переменный ток. звуковой частоты. В измерительных обмотках наводятся переменные э. д. с, пропорциональные соответствующим компонентам вектора магниткой индукции. Эти сигналы усиливаются, детектируются и измеряются. Благодаря большому объему ферромагнитного материала сердечник имеет низкий уровень собственных шумов, за счет чего обеспечивается высокая точность измерения, особенно слабых магнитных полей. Формула изобретения Трехкомпонентный феррозонд, содержащий цилиндрический корпус, ферромагнитный сердечник, обмотку возбуждения и три ортогонально расположенные измерительные обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения компонент вектора магнитной индукции и повышения технологичности конструкции, ферромагнитный сердечник выполнен в виде наложенных последовательно один на другой и соединенных между собой идентичных ромбов, одна из диагоналей которых равна высоте сердечника, а другая диагональ, по которой соединены ромбы, меньше периметра сердечника на отрезок, величина которого обратно пропорциональна числу ромбов.