Устройство для измерения напряженности переменного магнитного поля Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

Изобретение.относится к измерению напряжения низкочастотных слабых магнитных полей и может быть использовано при геофизических, а также медико-биологических исследованиях.

Известны датчики для дефектоскопии, основанные на эффекте Баркгаузена, состоящие из одного ферромагнитного стержня и одной индукционной соленоидальной катушки ГП.

Недостатком устройства является низкая чувствительность и отсутствие на их выходе импульсов Баркгаузена при изменении напряженности поля в сторону убывания.

Наибо. ее близким к предлагаемому по техническому решению является чувствительный индикатор изменения магнитного поля, основанный на эффекте Баркгаузена, содержащий ферромагнитный сердечник, с размещенной на нем индукционной соленоидальной катушкой, и подмагничивающую катушку U21.

Недостаток устройства заключается в низкой чувствительности и отсутствии на его выходе импульсов Варкгаузена при изменении напряженности в сторону убывания.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности.

Поставленная цель достигается

5 тем, что в устройство, содержащее цилиндрический сердечник с расположенными на нем индукционной соленоидальной катушкой и подмагничивающей катушкой, введены второй и третий,

10 расположенные параллельно и идентичные первому, сердечники с размещенными на них индукционными соленоидальными катушками, все три сердечника снабжены прикрепленными к каждому

1- вдоль образующей четырьмя тонкими прямоугольными,, сдвинутыми относительно друг друга на 90°, ферромагнитными пластинами, а также тремя подмагничиваквдими катушками, индукцион-л ные соленоидальные катушки помещены соосно-в экранирующие цилиндрические стаканы с диэлектрическими прокладками, а четыре подмагничивающие катушки намотаны по периметру вдоль

JC продольной оси ферромагнитных пластин первого сердечника, причем первая индукционна солёноидальная катушка, первая, вторая, третьяи четвертая подмагничивающие катушки, вторая и третья индукционные соленоидальные катушки включены соответственно последовательно согласно.

На фиг. 1 представлено устройство общий вид; на фиг. 2 - график-изменения напряженности измеряемого поля и выходного сигнала.

Устройство содержит диэлектрические стержни 1-3, тонкие ферромагнитные пластинки 4, индукционную соленоидапьную катушку 5, подмагничивающие катушки 6-9, вторую индукционную соленоидальную катушку 10,третью индукционную соленоидальную катушку 11, экранирующие стаканы 12 - 14 и диэлектрические прокладки 15 - 17.

Устройство работает следующим образом.

При помещениипервичного преобразователя в переменное магнитное поле в ферромагнетике происходит скачкообразная переориентировка домен, что вызывает появление в индукционных соленоидальных катуажах 5, 10 и 11 импульсов ЭДС (скачков Баркгаузена), которые передаются в подмагничивающие катушки 6-9, создающие импульсно подмагничивающее поле, направление которого составляет небольшой острый угол с измеряемым, что приводит к группировке 1 лелких скачков Баркгаузена в крупные.

На выходе первичного преобразователя получается импульсный сигнал равный сумме сигналов, полученных в индукционных соленоидальных катушках 5, 10 и 11 от единичных скачков Баркгаузена, импульсов вызванных подмагничивающими рамками, а также импульсами, вызванными в ферромагнетиках импульсным полем, созданным подмагничивающИми катушками 6 - 9.

Благодаря тому, что два соседних импульса Баркгаузена происходят при изменении внешнего поля на строго детерминированную дляданного ферромагнетика величину д Н, то время между прохождением предыдущего и последующего импульсов т находится в строгой зависимости от скорости нарастания или убывания напряженности измеряемого поля (фиг. 2аи 2б).

Причем импульсный сигнал на выходе данного первичного преобразователя находится в знаковой зависимости от напряженности измеряемого магнитного поля (фиг. 2а и 26).

Предлагаемый первичный преобразователь обладает повьаиенной чувствительностью и знак его выходного, сигнала определяется направлением изменения измеряемого поля. Предлагаемой первичный преобразователь можно использовать при геофизических и медико-биологических исследованиях.

Формула изобретения

Устройство для измерения напряженности переменного магнитного поля, содержащее цилиндрический сердечник с расположенными на нем индукционной соленоидальной катушкой и подмагничив и(ицей катушкой, отличающееся тем, что, с целью повьаиения чувствительности и точности в него введены второй и третий, расположенные параллельно и идентичные первому, сердечники с размещенНЕЛми на них индукционными соленоидальн11ми катушками, все три сердечника снабжены прикрепленными к каждому вдоль образующей четырьмя прямоугольными, сдвинутыми относительно друг друга на 90° ферромагнитными пластинами, а также тремя подмагничивакщими катушками, индукционные соленоидсшьные катушки помещены соосно в экранирующие цилиндрические стаканы с диэлектрическими прокладками, а четыре подмагничиванвдие катушки намотаны по периметру вдоль продольной оси ферромагнитных пластин первого сердечника, причем первая индукционная соленоидальнгш катушка, первая, вторая, третья и четвертая подмагничивающие катушки, вторая и третья индукционные соленоидальные катушки включены соответственно последовательно согласно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ломаев Г.В. Метод магнитных шумов в иеразрушающем контроле ферромагнетиков. - Дефектоскопия, 1977,

№ 4.

2.Харитонов Ю.Н. Чувствительный индикатор изменения магнитного поля, основанный, на эффекте Баркгаузеиа. Приборы и техника экспериментов, 1966, 6.