Температурный пермеаметр Советский патент 1982 года по МПК G01R33/12 

(54) ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ПЕРМЕАМЕТР

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерений магнитных характеристик ферромагнетиков, в частное- , ти температурных коэффициентов магнитной проницаемости и угла магнит- . ных потерь.

Известен температурный пермеаметр, который содержит корпус, первичный сердечник, внутренний стержень и соединительные элементы причем с целью обеспечения возможности.измерений магнитных характеристик ферромагнетиков в диапазоне положительных температур, в конструкции предусмотрена печь-нагреватель испытуемого образца и система термостатирования корпуса, первичного сердечника и внутреннего стержня пермеаметра 1 .

Достоинством этого пермеаметра является возможность осуществления с его помощью измерений температурных магнитных характеристик ферромагнетиков, хотя и за счет некоторого усложнения конструкции.

Его существенный недостаток низкая точность измерения температурных магнитных характеристик ферромагнетиков, главным образом по причине

несовершенства используемого принципа нагрева испытуемых образцов, а именно путем конвенционной передачи им тепла от печи-нагревателя.

Наиболее близким по технической сущности является температурный пермеаметр для испытаний ферромагнетиков, содержащий первичную обмотку,

10 состоящую из двух идентичных половин, каждая из которых намотана на соответствующий сердечник, и вторичную обмотку в виде короткозамкнутого на концах коаксиального цилиндра,

15 являющегося одновременно корпусом и образованного двумя механически сопряженными односторонне короткозамкнутыми коаксиальными частями, каждая из которых включает соответ20ствующие части ..наружного и внутреннего электродов коаксисшьного цилиндра, половины первичной обмотки размещены соосно на соответствующей части внутреннего электрода коаксиального цилиндра и симметрично относи25тельно места расположения испытуемого образца в измерительном контейнере, систему теромостатирования первичной обмотки и корпуса, нагревательный элемент 2 .

30

Недостаток устройства заключается в его невысокой точности..

Цель устройства - повышение точности измерений. Для достиже1€ия цели температурный пермеаметр/содержащий первичную обмотку в виде двух идентичных половин, каждая из которых размещена на соответствующем сердечнике, вторичную обмотку в виде короткозамкнутого коаксиального цилиндра, состоящего из двух полуцилиндров , каждый из которых имеет наружный и внутренний электроды,измерительную камеру, систему термостатирования и нагревательный элемент, снабжен экраном, закрепленным на внутреннем электроде цилиндра с возможностью соосного с ним продольного смещения, а нагревательный элемент выполнен, в виде индуктора, размещенного ца внутреннем электроде.

На фиг, 1 показан температурный пермеаметр, принципиальный конструктивный вид; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг, 1,

Температурный пермеаметр содержит первичную обмотку, состоящую из двух половин 1 и 2, каждая из которых намотана на соответствующий сердечник 3 и 4 тороидальной формы из магнитного материала, и вторичную обмотку в виде короткозамкнутого на концах коаксиального цил1ндра, являющегося одновременно корпусом и образовапного двумя механически сопряженными одностороннекороткозамкнутьми коаксиальными частями, имеющими соответствующие наружные электроды 5 и 6 и внутренние электроды 7 и 8, индуктор 9 с обмоткой в виде полого цилиндра, расположенной в нише на внутреннем электроде 8, Середина внутреннего пространства пермеа1метра образует измерительный контейнер 10, куда соосно помещается испытуемый ферроагнитный образец 11, в частности тороидальной формы, симметрично по отношению к индуктору 9, Половины 1 и 2 первичной обмотки теплоизолированы от измерительного контейнера 10 посредством ша:йб 12 и 13 из диэлектрического материала., например из фторопласта. Кроме того, в конструкции пермеаметра имеется подвижный соосный электромагнитный экран 14, сочлененный через боковую прорезь (щель) во внутреннем электроде 7 со

током 15, Система термостатирования включает рубашку 16 в наружных электродах 5 и б, а также продольный канал 17 во внутренних электродах 7 и 8, по которым циркулирует проточная вода.. Для измерения температуры испытуемого образца 11 в наружном электроде 6 предусмотрено окно 18, ерез которое в измерительный контейнер 10 помещается термочувствительый элемент, например термопара (на че0т

не показано).Между механически сопряженными частями коаксиального цилинд-ра имеются соотвествующие гидроуплотнители ( на черт, не показано),

Половины 1 и. 2 первичной обмотки пермеаметра имеют раздельные выводы () и (1 2) , (2 1) и (2 2) и могут соединяться как согласно, Tai и встречно, а вместе включаются в цепь измерительного прибора, напрИ мер серийного куметра. Цепь индуктотермического нагревателя через реостат 19 подключена к соответствующему возбуждающему генератору ( на черт, не показам). Электрическая . коммутация отдельных элементов конструкции пермеаметра с внешними устройствами изображена на фиг, 1 условно, . На практике ее целесообразно осуществлять посредством изолированных выводов через продольный канал 17,чтобы не вызывать негативного искажения равномерности электромагнитного поля в измерительном контейнере.

Работа температурного пермеаметра ля испытаний фер юмагнетиков осуествляется следующим образом.

Испытуемый ферромагнитный образец 11 помешается,симметрично в изерительный контейнер 10 пермеаметра,

Первоначально экран 14 с помощью тока 15 смещается, в частности в крайнее верхнее положение, ц, от соответствующего генератора запитывается электрическая цепь индуктора 9, За счет высокочастотных вихревых токов, наводимых в .испытуемом образце 11, осуществляется его объемный (глубинный) нагрев до нужной температуры, величина которой фиксируется с помощью термочувствительного элемента. После достижения .требуемого температурного уровня, для устранения нежелательного явления подмагничивания испытуемого образца токами индуктора, с помощью реостата 19 производится плавное уменьшение сигнала возбуждающего генератора до нуля ( при необходимости эта процедура может быть проведена многократно) , в результате чего при обеспечении заданной температуры испытуемоу образцу, собственные его магнитные свойства остаются неподвижными каким-либо искажающим последствиям после нагрева.

После этого экран 14 опускается в среднюю часть измерительного контейнера 10 таким образом, что закрывает собой индуктор 9, изолируя в электромагнитном.отношений его короткозамкнутые витки от измерительного контейнера, так как образует при этом вместе с внутренними электродами 7 и 8 единый электропроводный поверхностный переход, не искажающий характер поля.

Температурные магнитные характеристики испытуемого ферромагнитного образца 11 измеряются с помощью куметра, причем предварительно половины 1 и 2 первичной обмотки пермеаметра соединяются встречно. Это равносильно отсутствию испытуемого образца в измерительном контейнере ввиду взаимной компенсации в нем составляющих электромагнитного поля, наводимых отдельными половинами 1 и 2 первичной обмотки пермеаметра и создается искусственным путем без какого-либо механического внедрения в конструкцию пермеаметра. Прлучаег мые при этом на куметре в момент резонанса соответствующие составляющие полного сопротивления, характеризуют собственные показатели конструкции пбфмеаметра, в том числе в зависимости от заданной температуры .которые учитываются при начальной настройке измерительного прибора. Затем половины 1 и 2 первичной обмотки пермеаметра соединяются сог- . ласно и измеряются истинные температурные магнитные характеристики испытуемого ферромагнитного образца 11.

Таким, образом, в процессе измерения магнитных характеристик ферромагнетиков при каждом конкретном значении температуры можно выделить следукадие этапы.

Нагрев испытуемого образца - экран 14 поднят ( положение 20 штока 15), индуктор включен. После достижения нужной температуры производится быстрое размагничивание образца.

Измерение магнитных характеристик с предварительной коррекцией собственных параметров пермеаметра - экран 14 опущен ( положение 21 штока 15), индуктор выключен.

За счет селективного принципа действия используемого индуктора достигается равномерный глубинный прогрев испытуемого образца во всем объеме, что обеспечивает высокую точнос-гь измерения его температурных магнитных характеристик и тем самым повышенную доверительность получаемых результатов, в связи с максимальным приближением условий измерений к режимам реальной работы ферромагнитных материалов.

По сравнению с известными, предлагаемый температурный параметр,в силу своих названных достоинств,обладает технико-эконсмической эффективностью и актуален для современных

задач магнитометрической техники,испытыванвдей острую потребность в соответствующих совершенных средствах для комплексного исследования магнитных характеристик ферромагнитных ма0 териалов, получивших широкое применение в самых различных современных электронных приборах. Поэтому, ввиду масштабности использования подобных устройств, польза предлагаемого температурного пермеаметра для народного хозяйства страны очевидна, в частности не только в областях, занимающихся созданием ферромагнитных материалов с новыми-свойствами, но и в конкретных производственных подраз0делениях при контрольно-поверочных и приемосдаточных испытаниях кондиционности и выпускаемых ферромагнетиков .

25

Формула изобретения

Температурный пеЕЯлеаметр, содержа щий первичную обмотку в виде двух

идентичных половин, каждаяиз которых размещена на соответствуюцем.сердечнике, вторичную обмотку в виде короткозамкнутого коаксиального цилиндра, состоящего из двух полуци

линдров, каждый из которых имеет наружный и внутренний электроды/ измерительную . камеру, систему термостатирования и нагревательный элемент, отличающийся тем, что,

с целью повышения точности измерений, он снабжен экраном, закрепленным на внутреннем электроде цилиндра с возможностью соосного с ним продольного смещения, а нагревательный элемент

выполнен в виде индуктора, размещенного на внутреннем электроде.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство CGCP 168376, кл. G 01 R 33/12, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке №2889643/18-21, кл. G 01 R 33/12, 06.03.80,