Ферромагнитный экран Советский патент 1980 года по МПК G12B17/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испс)ль-. зовано для получения объема, в котором отсутствует магнитное поле, где производится настройка и испытание, например, первичных преобразователей феррозондового типа. Известен ферромагнитный экран, содержащий многослойный цилиндрический корпус, слои которого расположены с возд1шным зазором, и источник питания 1. Недостатками этого экрана являются низкий коэффициент экранирования, нестабильность коэффициента экраниро вания, обусловленная нестабильностью остаточных магнитных полей. Наиболее близким К изобретению по технической сущности является ферромагнитный экран, содержащий многослойный цилиндрический корпус, слои которого расположены с воздушным зазором, и источник питания 2. Недостатками известного устройства являются низкий коэффициент экранирования, обусловленный проникновением неоднородного магнитного поля внутрь экрана с открытых концов и остаточным намагничиванием от воздей ствия обмоток с размагничивающим током, нестабильность коэффициента экранирования, обусловленная нестабильностью остаточных магнитных полей экрана от флуктуации температуры окружающей среды, большой вес, вызванный необходимостью применения ферромагнитной трубы большого дисшетра, а следовательно, и длины, а также необходимостью применения размагничивающих обмоток, имеюсцих значительный вес. Цель изобретения - повьацение эффективности и стабилизации экранирования, Это достигается тем, что ферромагнитный экран, содержащий многослойный цилиндрический корпус, слои которого расположены с воздушным зазором, и источник питания, снабжен воздухопроводом, преобразователем температуры и блоком автоматического регулирования температуры, при этом воздухопровод размещен мезеду внутренними слоями корпуса, преобразователь температуры расположен на внутренней поверхности корпуса и электрически соединен с блоком автоматическогбрегулирования температуры, а противоположные концы корпуса выполнены разного дис№№тра. На чертеже изображен общий .вид предлагаемый ферромагнитный экран, общий вид. Экран выполнен в виде ферромагнитного корпуса 1 с разновеликими сужениями 2 и 3 на противоположных концах. Экран содержит четыре слоя 4-7 ферромагнитного материала, например пермаллоя. На концах каждого ферромагнитного слоя закреплены коль ца 8-15 с электрическим контактом по всему периметру из высокопроводящего материала, например серебра или меди, соединенные проводами 16 и 17 через выключатели -18 с источником пи тания 19. Экран корпуса 1 снабжен воздухопроводом 20 для подачи подогретого воздуха от блока 21 автоматического регулирования температуры, подсоединенным к зазору 22 между внутренними слоями 6 и 7 ферромагнит ного корпуса 1. Блок 21 автоматического регулирования температуры состоит из калорифера 23, прибора 24 для измерения температуры и ее регулирования, первичного преобразователя температуры 25, размещенного на поверхности внутреннего слоя 7, компрессора 26 и пневмошланга 27, соеди няющего компрессор 26 с калорифером 23. Предлагаемый экран работает еледующим образом. Ферромагнитный экран находится по воздействием магнитных полей Земли, промышленных установок и электрифицированного транспорта. В середине корпуса 1 внешние магнитные поля ослаблены по трем ортогональным направ лениям X, Y, Z ферромагнитными слоями 4-7 и разновеликими сужениями 2 и 3 на противоположных концах экрана В экранируемый объем с конца корп са 1 через сужение 2 .помещается, например, феррозондовый преобразовател и производится измерение отклонения нулевого уровня магнитометра во врем ни.. С течением времени под действием магнитного поля помех происходит намагничивание ферромагнитных слоев 4-7 и за счет этого остаточное магнитное поле экрана увеличивается, а следовательно уменьшается коэффициент экранирования. Тогда эти ферромагнитные слои размагничиваются пропусканием по ним, начиная с наружного слоя 4 и кончая внутренним слоем 7, переменного тока размагничивания Dp от источника питания 19 через кольца из высокопроводящего материала 8-15, закрепленные на противоположных концах ферромагнитных слоев с электрическим контактом по всему периметру, что обеспечивает однородное распределение размагничивающего тока по всему ферромагнитному слою. Сужение 3 предназначено только для закрепления колец из высокопроводящего материала 12-15 и проводов 17, соеди няющих концы ферромагнитных слоев 4-7 с. источником питания 19. Поэтому диаметр, отверстия сужения 3 выбирается достаточно малым, исходя из удобства крепления проводящих колец и проводов,.соединяющих с источником питания, например, d. 20 мм, а длина области сужения, например, L« 60 мм, что дает возможность получить высокий коэффициент экранирования полей, проникающих в экранированный объем через открытые отверстия, пропорциональный ехр 4,5 L/d. В то Же время диаметр отверстия сужения 2 выбирается большим, исходя из максимальных размеров исследуемых первичных преобразователей, и может быть, например, dj 100 мм, а длина сужения L 300 мм. Большой диаметр рабочего экранируемого объема, например 600 мм (в центре трубы 1), выбирается исходя из повышенных требований к однородности и- стабильности остаточных магнитных полей экрана и отсутствию взаимодействия магнитных . полей, первичного преобразователя с ферромагнитным экраном. Во время проведения измерений при изменениях температуры окружгиощей среды изменяется температура внутреннего ферромагнитного слоя 7, а следовательно изменяется величина остаточного поля, что вызывает нестабильность коэффициента экранирования и понижает точность измерений. Тогда в зазор 22 между слоями 6 и 7 через воздухопровод 20 подается подогретый воздух от калорифера 23, который снабжается воздухом от компрессора 26 через пневмошланг 27. При достижении температуры внутреннего слоя 7 заданного значения сигнал от первичного преобразователя температуры 25 подается на прибор 24 измерения и регулирования температуры, который выключает, например, питание калорифера 23. При понижении температуры внутреннего слоя 7 ниже заданного значения прибор 24 по сигналу преобразователя 25 вновь включает питание калорифера, и подогретый воздух вновь поступает в. зазор 22,компенсируя изменение температуры окружающей среды. Таким образом, температура экрана фиксируется на определенном уровне, значение которого обычно выбирается выше на несколько градусов наивысшего значения температуры окружающей среды за время измерений в экране. В результате такой стабилизации температуры внутреннего ферромагнитного слоя 7 стабилизируется значение остаточного магнитного поля и коэффициента экранирования. Таким образом, за счет экранирования внутреннего рабочего объема экрана разновеликими сужениями на противоположных концах ферромагнитного корпуса, стабилизации остаточного поля

путем стабилизации температуры внутреннего ферромагнитного слоя подогретым воздухом, подаваемьпи в зазор между внутренними слоями, улучшения размагничивания ферромагнитных слоев изза пропускания равномерно расределенного размагничивсшлцего тока непосредственно по этим слоям и отсутствия размагничивающих обмоток коэффициент экранирования увеличивается, нестабильность остаточного поля понижается

Формула изобретения Ферромагнитный экран, содержащий многослойный цилиндрический корпус, слои которого расположены с воздушным зазором, и источник питания, о тличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и стабилизации экранирования, он снабжен

воздухопроводом, преобразователем температуры и блоком автоматического регулирования температуры, при этом воздухопровод размещен между внутренними слоями корпуса, преобразователь температуры расположен на внутренней поверхностикорпуса и электрически соединен с блоком автоматического регулирования температуры, а противоположные концы корпуса выполнены разного диаметра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 571833, кл. G 12 В 17/02, 1976.

2.Афанасьев Ю.В., Студенцов Н.В.,

5 Щелкин А.П. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. Л., Энергия, 1972, с, 251-254.