Ферромодуляционный преобразователь Советский патент 1981 года по МПК G01R33/00 

Изобретение относится к измерител ной технике и может использоваться в качестве чувствительного индикатора и измерителя малого магнитного поля в том числе в средствах магнит ного неразрушающето контроля ферромагнитных изделий и для обнаружения ферромагнитных тел в скважинах. Известен ферромодуляционный преобразователь, содержащий один или несколько ферроэлементов, каждый из которых состоит из ферромагнитного сердечника, генераторных и индикато ных обмоток. Генераторные обмотки элементов ферромодуляционного преоб разователя соединяются между собой и образуют цепь возбуждения. Индика торные обмотки элементов также соединяются между собой и образуют измерительную цепь 1 1 . Однако, известное устройство име невысокую чувствительность. Цель изобретения - увеличение чувствительности. Указанная цель достигается тем, что в ферромодуляционном преобразователе, содержащем п-элементов, каждый из которых выполнен в виде ферромагнитного сердечника с генераторной и индикаторной обмотками, индикаторная обмотка каждого предыдущего элемента соединена с генераторной обмоткой последующего элемента преобразователя. На чертеже представлена схема комбинированного соединения обмоток многоэлементного ферромодуляционного преобразователя. Устройство содержит п-элементов, каждый из которых включает в себя сердечник 1 из отоженного пермаллоя, генераторную 2 и индикаторную 3 обмотки. Выводы индикаторной обмотки первого элемента непосредственно соединены со входом генераторной обмотки второго элемента; выводы индикаторной обмотки второго элемента сое динены со входом генераторной обмот ки третьего элемента т.д. К выводам генераторной обмотки первого элемен та подается переменное напряжение Ug)oA.С выводов индикаторной обмотки последнего п-го элемента снимается измеряемое напряжение Uyi(H). Переменное напряжение данное на вход генераторной обмотки первого элемента, трансформируется через систему обмоток элементов пре образователя до значения и., снимаемого с индикаторной обмотки п-го элемента. Коээфициент трансформации i-ro элемента ) ТТ при прочих равных условиях, определяется величиной измеряемого магнит ного поля, действующего на этот эле мент. Пренебрегая падением напряжения на сопротивлении обмоток, запиш для напряжений на индикаторных обмо ках каждого элемента K(H)UBXOA К2(Н)и (Н)К(Н)- ) и U(H)K(H)UJH)K(H)K2(H) (). Считая элементы идентичными и до пуская однородность измеряемого поля Н, положим ) к(н)и Выберем для определенностизависимость индукции В сердечника от магнитного поля в виде квадратичной (область РеЛея - малых и средних по лей) В Д4,Н -f ЬН где /tlo начальная проницаемость; Ь коэффициент с размерностью Коэффициент трансформации пропор ционален магнитной проницаемости, и поэтому KiHXjU HhC (/ af2bM) 7 где С - const. Из (1) и (2) имеем для выходного напряжения .и(н)«с(/(а+2ЬнГи0),од, тогда для чувствительности ан UV,IH) () Из (3) и Ct) видим, что чувствительность очень сильно зависит от количества элементов, входящих в ферромодуляционный преобразователь с комбинированным соединением обмоток. Так, ферромодуляционный преобразователь , состоящий из п элементов ,оказывается в ()V - Р ствительнее одноэлементного преобразователя. Выходное напряжение двухэлементного преобразователя с комбинированным соединением зависит от величины измеряемого магнитного поля квадратично,, в то время как для двухэлементного феррозонда - линейно. Поскольку при комбинированном соединении отсутствуют цепи с суммированием токов от различных элементов преобразователя, то роль амплитуднофазовых искажений невелика, т.е. мал порог чувствительности., Таким образом, комбинированное соединение обмоток предлагаемого ферромодуляционного преобразователя позвол ет уменьшить его порог чувствительности практически до уровня магнитных шумов в сердечнике последнего элемента, а также увеличить чувствительность- на несколько порядков по срав- нению с дифференциальными феррозондами . Формула изобретения Ферромодуляционный преобразователь , соде ржаций п элементов, каждый из которых выполнен в виде ферромагнитного сердечника с генераторной и индикаторной обмотками, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, индикаторная обмотка каждого предыдущего элемента соединена с генераторной обмоткой последующего элемента преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Афанасьев Ю.В. Феррозонды. Л., Энергия, 1969, с. 5.

f-t

I-1

1-1

«