Устройство для измерения коэфцитивной силы ферромагнитных материалов Советский патент 1977 года по МПК G01R33/16 

1

Изобретение относится к обогаш,ению руд черных металлов и может использоваться на обогатительных фабриках для контроля магнитных характеристик руды при транспортировании ее конвейерной лентой или водной средой.

Изаестны устройства для измерения коэрцитивной силы материалов, основанные на кз.мерении искажения синусоидальной формы кривой магнитного потока, содержащие блок намагничивания постоянным магнитным полем, блок размагничивания неременным магнитным полем. Вследствие того, что кривая перемагничивания (петля гистерезиса) не является прямой линией, возникают искажения синусоидальной формы кривой размагничиваюн;его тока. Коэрцитивную силу определяют по степени этих искажений и, в частности, по амплитуде третьей гармоники. Однако точность измерений таких устройств, разработанных для дискретного контроля деталей и перенесенных в условия измерения свойств потока материала, недостаточная.

Известны устройства для измерения коэрцитивной силы ферромагнитных материалов, содержащие первичную и вторичную обмотки, намотанные на тороидальном образце, балластный резистор, включенный последовательно с первичной обмоткой, две схемы формирования импульсов, которые выдают импульсы в момент перехода через нулевое значение напряжения на вторичной обмотке и напряжения на балластном резисторе, схему измерения за-паздывания импульсов вторичной обмотки относительно импульсов балластного резистора. Коэрцитивная сила определяется по промел :утку времени меледу переходами через нулевое значение электродвижущей силы, наведенной во вторичной обмотке магнитным потоком, и напряжения на балластном резисторе, пропорционального напрял енности магнитного поля. Однако такие устройства имеют также недостаточную точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в устройство для измерения коэрцитивной силы ферромагнитных материалов, содержащее намагничивающую обмотку, подключенную к входу фазосдвигающего блока, чувствительный элемент, усилитель и регистрирующий прибор, дополнительно введены два ферродинамических компенсирующих блока, обмотки возбуждения одного из которых связаны с входом фазосдвигающего блока, а обмотки возбуждения второго - с его выходом, чувствительный элемент выполнен в виде двух встречно включенных обмоток с различной степенью связи по отношению к намагничиваю-щей обмотке,

подключенных к подвижным катушкам указанных компенсирующих блоков, выход одного из которых непосредственно, а другого через усилитель подключен к соответствующим входам регистрирующего прибора.

На фвг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - тистерезисная петля ферромагнитного материала в области слабых полей (в области Релея), иллюстрирующая наличие взаимозависимости между коэрцитивной силой Не, и сдвигом фазы индукции поля В относительно напряженности поля Н; на фиг. 3 приведена векторная диаграмма токов, напряжений, напряженности и индукции магнитного поля в намагничивающей обмотке.

Схема (фиг. 1) содержит первичную намагничивающую обмотку 1, вторичную обмотку 2, тесно связанную с первичной, вторичную обмотку 3, слабо связанную с первичной, ферродинамические компенсирующие блоки 4 и 5, питаемые взаимно ортогональными напряжениями, фазосдвигающую схему 6, балластный резистор 7, регистрирующий прибор 8, усилитель 9.

На фиг. 3 приняты следзющие обозначения: и - вектор ЭДС самоиндукции намагничивающей обмотки; г -вектор тока этой обмотки; Я - вектор напряженности магнитного

поля;

Фг -суммарный магнитный поток; Фв - магнитный поток ,в воздухе; Е - вектор ЭДС, наводимой во вторичной обмотке 2 магнитным потоком в воздухе;

2 - вектор ЭДС, наводимой во вторичной обмотке 3 суммарным магнитным потоком;

Еу - искусственно полученный вектор, перпендикулярный вектору и имитирующий ЭДС, наведенную магнитным потоком Фр;

ЕХ, Еу - элементы разложения вектора р по двум ортогональным направлениям, одно из которых совпадает с напра1влением вектора напряженности магнитного поля.

Обмотки 2 и 3 включены последовательно встречно и подключены на входы двух компенсирующих блоков 4 и 5, как показано на фиг. 1. Блоки 4 и 5 питаются напряжением, выделяющимся на балластном резисторе 7, величина которого подобрана такой, чтобы обеспечить работу блоков 4 и 5. Напряжение питания блока 5 сдвинуто на 90° фазосдвигающей схемой 6. Выходы блоков 4 и 5 подключены на регистрирующий прибор 8 (от блока 4 - делимое, от блока 5 -делитель).

Шкала прибора 8 проградуирована в единицах коэрцитивной силы-в эрстедах. Усилитель 9 применяется для согласования приборов 4 и 8.

Устройство работает следующим образом. В отсутствие материала в датчике (фиг. 3) вектор Фр равен нулю, т. е. векторы Фц и Фв равны по модулю и фазе, а разность напряжений обмоток 2 и 3 равна нулю. Стрелки

ферродинамических компенсирующих блоков 4 и 5 устанавливаются на нулевое деление.

При появлении материала в датчике (фиг. 1) напряжение обмотки 3 увеличивается в больщей степени, чем напряжение обмотки 2. Возникает вектор Фр, и разность напряжений обмоток 2 и 3 становится отличной от нуля. Компенсирующие блоки 4 и 5, выдавая напряжение Е и Еу (фиг. 3), полностью компенсируют вектор р и одновременно измеряют его проекции на ортогональные оси, одна из которых (блок 4) совпадает с направлением вектора Я. Прибор 8 автоматически осуществляет деление проекций вектора fp и регистрирует угол а:

я arctg -- . Еу

При увеличении напряжения питания датчика увеличивается напряжение обмоток 2 и

3, однако положение стрелок блоков 4 и 5 не изменяется, так как одновременно увеличивается падение напряжения на балластном резисторе 7 и, следовательно, на обмотках возбуждения компенсирующих ферродинамических блоков 4 и 5.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэрцитивной

силы ферромагнитных материалов, содержащее намагничивающую обмотку, подключенную к входу фазосдвигающего блока, чувствительный элемент, усилитель и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что,

с целью повыщения точности измерения, в него дополнительно введены два ферродинамических компенсирующих блока, обмотки возбулсдения одного из которых связаны с входом фазосдвигающего блока, а обмотки возбуждения второго - с его выходом, чувствительный элемент выполнен в виде двух встречно включенных обмоток с различной степенью связи по отнощению к намагничивающей обмотке, подключенных к подвижным катущкам указанных компенсирующих блоков, выход одного из которых непосредственно, а дрзгого через усилитель подключен к соответствующим входам регистрирующего прибора.

fjomoff o/neoL/a /o

rr &

И

f

/1

x

jj

5 f &

c:r±

n

n

0/

-@,

л

Haf7/}ff/KeHHOcmt,

и