Феррозонд Советский патент 1979 года по МПК G01R33/02 

(54) ФЕРРОЗОНД

1

Изобретение относится к технике измерения магнитных полей и преобразования магнитных и электрических сигналов, а также к устройствам для измерения напряженности постоянных и медленно изменяющихся магнитных полей, служащих для преобразования магнитных и электрических сигналов по заданным законам.

Известны феррозонды, предназначенные, для измерения напряженности постоянных и медленно изменяющихся магнитных полей. Известные феррозонды содержат замкнутые магнитопроводы, охваченные обмотками возбуждения и считывания 1.

Известен феррозонд, содержащий замкнутый магнитопровод с принимающими ветвями, охваченный обмотками возбуждения, считывания, коррекции, и обмотки записи и стирания входных магнитных сигналов, охватывающие принимающие ветви магнитопровода 2

Известные феррозонды имеют ограниченные функциональные возможности из-за того, что:

отсутствует возможность получения различных функциональных зависимостей между входными магнитными и электрическими сигналами;

затруднен прием магнитных сигналов от магнитных тел, у которых только отдельные участки открыты для взаимодействия, так как в этом случае известные феррозонды воспринимают воздействие внешних магнитных полей и исследуемого магнитного поля.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей

0 известных феррозондов.

Указанная цель достигается тем, что в известном феррозонде, содержащем замкнутый магнитопровод с принимающей ветвью, охваченный обмотками

5 возбуждения, считывания, коррекции, и обмотку записи и стирания входных мг.гнитных сигналов, магнитопровод выполнен в виде секций с разветвлениями, между которыми установлены

0 экраны, причем каждая из секций охвачена дополнительными обмоткг1ми считывания, а разветвления секций охвачены обмотками подмагничивания.

На чертеже изобреокена конструктив5ная схема феррозонда.

Феррозонд содержит замкнутый маг.1итопровод 1, разделенный экранами 24 на секции 5, 6. Магнитопровод каждой секции 5,6 имеет разветвления а,

0 f которые охв.ачены обмотками подмагничивания 7, 8. На обмотки подмагничив яия подаются соответственно токи шоЭ, 7i „оэ (напряжения , ) .заданной величины и полярности, создающие в магнитопроводах секиий 5, б магнитнь:е поля , Нг пей. Разветвления а, 5 магнитопроводов секций 5, 6 вместе с обмотками подмагничивания 7,8 заключены в экраны 3, 4.

Каждая секция магнитопровода имеет ветви с, d, на которых расположены обмотки 9, 10 возбуждения, одинаковые по конструкции и соединенные ,eждy собой, например, последовательно и встречно. На обмотки 9, 10 подается переменный ток Тв (напряжением UB) с заданными амплитудой и частотой. При этом в секциях 5 и 6 магнитопровода создается переменное магнитное поле Нв.

На ветвях с, d обеих секций 5, 6 магнитопровода расположены обмотки считывания 11, 12, соединенные между собой, например, последовательно и встречно. Напряжение , снимаемо с выхода обмоток считывания 11,12,является выходным сигналом феррозонда.

Кроме того, на ветвях с, d секций 5, б магнитопровода расположены дополнительные обмотки считывания 13-16, охватывающие магнитопроводы различных секций и соединенные между собой, например, попарно, последовательно и встречно. С выходов каждой пары обмоток 13-14, 15-16 снимаются соответственно напряжения Uj.Bbi«, UjBMx, которые являются выходными сигналами феррозонда.

Для приема и записи входных магнитных сигналов магнитопровод 1 имеет принимающую ветвь f, в прорезях которой расположена обмотка 17 записи и стирания магнитных сигналов, а снаружи расположена обмотка 18 коррекции. Обмотки 17, 18 охватывают обе секции 5, 6 магнитопровода. На обмотку 17 записи и стирания подаются;

при записи (например, на магнитную ленту) входных магнитных сигналов - постоянный по знаку ток за. (напряжение Uian) требуемых величины и полярности;

при стирании записанных магнитных сигналов - переменный ток Dew. (напряжение Ucm.) требуемых амплитуды и частоты (например,частотой 50 гц).

Обмотка 18 коррекции напитывается током Зхор (напряжением Окор.) требуемых величины и полярности. В результате на феррозонд воздействует магнитное поле И ко(5- Феррозонд заключен в экран 19. На феррозонд воздействует внешнее исследуемое магнитное поле НиФеррозонд работает следующим образом.

в каждой из секций 5, 6 на переменное магнитное поле Ив обмоток возбуждения 9, 10 налагаются:

постоянное или медленно изменяющееся внешнее исследуемое магнитное поле Ни;

постоянное или медленное изменяющееся магнитное поле обмотки 18 коррекции;

постоянное или медленно изменяющееся магнитное поле П-щоз или амоЭ одной из обмоток подмагничивания 7 или 8.

Значит, в каждой из разделенных экранами 2-4 секции 5,6 действует результатирующее постоянное или медленно изменяющееся магнитное поле, Результатирующие магнитные поля секций 5, 6 раздельно воздействуют на дополнительные обмотки считывания 13-16, охватывающие магнитопроводы различных секций, и совместно воздействуют на общие обмотки считывания 11, 12, охватывающие магнитопроводы обеих секций. Внутри каждой секции действие результатирующего магнитного поля на каждую из дополнительных обмоток считывания 13-16 зависит от величины, направления и скорости изменения результатирующего магнитного поля в каждой из ветвей с и d, а также от того, магнитопровод какой из ветвей, с или d, оно охватывает и каким образом намотана каждая из дополнительных обмоток считывания

Таким образом, в феррозонде с помощью обмоток подмагничивания 7, 8 вводятся постоянные или медленно изменяющиеся магнитные поля , НепоЭ, относительно которых измеряется и оценивается внешнее магнитное поле Htf, скорректированное магнитным полем Н ко|. обмотки коррекции 18, При этом действующие в разделенных экранами 2-4 секциях 5, 6 магнитные поля обмоток подмагничивания 7, 8 могут быть различными по величине, направлению и скорости изменения. В результате этого выходные сигналы феррозонда Uiijbn , г biv , Ujgbi, соответственно зависят от величины, направления и скорости изменения внешнего исследуемого магнитного помагнитного поля Нкор обля И

И

мотки коррекции 18 и магнитных полей H-tnoS, обмоток подмагничивания 7, 8.

S

Следовательно, при подаче соответствующих электрических и магнитных сигналов на входы феррозонда получают выходные сигналы , гвыx, UjBM, зависящие в различных соотношениях от входных магнитных и электрических сигналов, В случае необходимости с одних выходов можно получить сигналы, не зависящие от нежелательных входных сигналов, магнитных и электрических, получая с других выходов феррозонда электрические сигнлы, зависящие от этих же входных сигналов. При этом свойства ч положтельные особенности известных феррозондов сохраняются, так как во всех случаях эксплуатации предложенного феррозонда величина напряженности исследуемого магнитного поля соответствует амплитуде выходного сигнала U-tjbN общих обмоток считывания 11, 12 , а сравнивая фазы и формы входных и выходных сигналов, можно определить направление и скорость изменения исследуемого магнитного поля Ни .

Следовательно, предложенный феррозонд может одновременно работать как определитель величины, направления и скорости изменения внешнего магнитного поля, как элемент сравнения и как преобразователь магнитных и электрических сигналов, поступающих на входы феррозонда. За счет того, что определение параметров исследуемого магнитного поля производится относительно заданных внутренних магнитных полей (H-t поЗ НгпвЭ, феррозонд может воспринимать сигналы от магнитных тел в среде, где внешнее магнитное поле или искажено, или ослаблено, а также от магнитных тел, у которых только ограниченное число участков открыто для взаимодействия с внешними магнитными палями, а другие участки заэкранированы.Эта особенность предлох енного феррозонда имеет важное значение для улучшения качества аэромагнитной съемки, поиска полезных ископаемых и т.д., а также для приема сигналов от магнитных лент, обладающих несколькими степенями свободы перемещения в пространстве.

Экраны 2-4 служат для того, чтобы ограничить воздействие каждого из магнитных полей обмоток подмагничивания 7, 8 внутри соответствующих секций 5, 6, т.е. ограничить влияние обмоток подмагничивания друг на друг и на дополнительные обмотки считывания, расположенные в разных секциях. В случае конструктивной необходимост экраны 2-4 могут быть выполнены в виде одной деталиi

Экран 19 служит для уменьшения вредного .воздействия внешних магнитных полей на феррозонд, а также для уменьшения влияния внутренних магнитных полей феррозонда на объекты, находящиеся вблизи феррозонда. Для предохранения феррозонда от воздействия влаги может использоваться гёрметик заполняющий внутреннюю полость экрана 19.

Расположение обмоток подмагничивания 7, 8 на соответствующих кольцевых разветвлениях а и 6 различных секций, а также кольцевая форма

магнитопровода 1 обеспечивает замикание магнитных полей этих обмоток внутри магнитопроводов секций, п результате этого и при наличии внешнего экрана практически отсутствует вредное воздействие внутренних магнитных полей феррозонда на объекты,находящиеся вблизи феррозонда.Это особенно важно при работе феррозонда совместно с магнитной лентой,находящейся в непосредственной близости от принимающей ветви f феррозонда.

Количество и конструкция обмоток феррозонда, а также соединения между обмотками могут быть различными в 5 зависимости от назначения феррозонда. В случае необходимости, для повьлшения точности и осуществления различных преобразований входных и выходных электрических сигналов, обмотки феррозонда могут связываться между собой через преобразователь. В преобразователе обмотки феррозонда могут соединяться между собой электронными схемами. При этом подача входных и обработка выходных сигналов феррозон5да может производиться по заданной программе.

Возможна конструкция феррозонда, в которой обмоткой коррекции 18 служит обмотка 17 записи и стирания, 0 т.е. при работе феррозонда в какомлибо устройстве после записи ипи стирания магнитных сигналов обмотка 17 отключается от канала записи-стирания информации и подключается к каналу коррекции.

В случае необходимости, для расширения возможностей коррекции в состав феррозонда могут быть включены обмотки коррекции, охватывающие маг0 нитопроводы каждой из секций и расположенные как на принимающей ветви f, так и на кольцевой части магкитопроводов секций.

5 В случае необходимости функции

обмоток коррекции могут выполнять обмотки подмагничивания. Для этого на входы обмоток подмагничивания следует подавать токи, изменяющиеся по

Q требуемым законам, учитывающим законы коррекции входных сигналов феррозонда.

Количество секций магнитопровода, а также количество принимающих ветзей может быть различным и зависеть

5 от количества обрабатываемых входных магнитных и электрических сигналов и от количества и типов взаимодействующих с феррозондом устройств. Предложенная конструкция расширяет функциональные возможности феррозондов, так как феррозонд может быть использован:

дпя измерения параметров магнитных полей относительно известных

5 внутренних магнитных полей;

для сравнения входных магнитных и электрических сигналов;

для преобразования входных магнитных и электрических сигналов.

Предложенный феррозонд позволяет .создавать простые по конструкции универсальные счетно-решающие машины с выходными характеристиками, которые могут перестраиваться в процессе формирования выходных сигналов. При этом информация, снимаемая с выходов феррозонда, может быть заключена в амплитудах, фазах и формах выходных электрических сигналов. Феррозонд может воспринимать переменные магнитные и электрические сигналы, а также одновременно измерять, сравнивать и преобразовывать входные магнитные и электрические сигналы при различных частотах поля возбуждения и при различных, соизмеряемых с частотой поля возбуждения, скоростях изменения внешнего наследуемого магнитного поля. Щ,за..т)

Формула изобретения

Феррозонд, содержащий замкнутый магнитопровод с принимающей ветвью, охваченный обмотками возбуждения, считывания, коррекции, и обмотку записи и стирания входных магнитных сигналов, охватывающую принимающую ветвь магнитопровода, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, магнитопровод выполнен в виде секций с разветвлениями, между которыми установлены экраны, причем каждая из секций охвачена дополнительными обмотками считывания, а разветвления секций охвачены обмотками подмагничивания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 441582, кл. G 08 с 25/00, 1974. поЗ ffY//// 7//f0