Феррозонд Советский патент 1982 года по МПК G01R33/02 

(5) ФЕРРОЗОНД

I

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения компонент вектора слабой магнитной индукции при Проведении геофизических, космических и других исследований.

Известен феррозонд, содержащий ферромагнитные сердечники, размещенные в каркасах из немагнитного сплава с высоким удельным электрическим сопротивлением и с температурным коэффициентом линейного расширения, близким к температурному коэффициенту пермаллоя.

Известный феррозонд также снабжен последовательно установленными на каркасах с сердечниками измеритель ной катушкой, дополнительными катушками, в том числе компенсационной j и внешним чехлом LlJ.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений при воздействии на него внешних факторов - механических напряжений и

изменений температуры окружаххч й среды. Низкая точность обусловлена тем, I что под влиянием указанных внешних факторов обмотки возбуждения (они изготавливаются из меди) изменяют свои размеры и смещаются вдоль каркасов с сердечниками. Кроме того, изменяют свои размеры и смещаются измерительная и компенсационная катушки. Указанные недостатки приводят к воз10растанию ЭДС небаланса и погрешности направленности, ограничивающих точность измерений. Кроме того, недостаток известного устройства, связанный с возрастанием погрешности правленности усугубляется тем, что каркасы с сердечниками непосредственно не связаны с механической основой, к которой крепится феррозонд. Эта связь в известном устройстве осуноществляется через ряд катушек и чехол. Такая многоступенчатая связь при воздействии внешних факторов приводит к флуктуациям положений сердечНИКОВ относительно механической основы, что, в свою очередь, приводит к резкому возрастанию погрешности направленности и, следовательно, к снижению точности измерений компонент магнитной индукции. Известен феррозонд, содержащий два ферромагнитных сердечника, размещенных в каркасах с обмотками возбуждения, на которые последовательно одна на одну надеты измерительная катушка, дополнительные катушки, в том числе компенсационная, и внешний чехол fZ. Недостатком известного устройства является низкая точность измерения компонент магнитной индукции при воздействии на него внешних факторов - механических напряжений и изме нений температуры окружающей среды. Низкая точность обусловлена тем, что под влиянием указанных внешних факторов каркасы с сердечниками, обмотки возбуждения, измерительная и компенсационная катушки изменяют свои размеры, смещаются друг относи тельно друга, -что приводит к сущест венному возрастанию ЭДС небаланса и погрешности направленности. Цель изобретения - повышения точ ности измерении. Поставленная цель достигается тем что феррозонд, содержащий ферромагнитные сердечники, размещенные в каркасах, на которых расположены об мотки возбуждения, измерительная обмотка, дополнительные обмотки и внешний чехол, снабжен немагнитной обоймой, каркасы выполнены с винтовой нарезкой, в пазах которой разме щены обмотки возбуждения, при этом каркасы с сердечниками, измерительная, дополнительные обмотки, и внеш ний чехол закреплены на обойме из немагнитного материала, температурн коэффициент линейного расширения ко торого (0-12)10 1/град. Ни фиг. 1 схематически изображен конструкция феррозонда; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. Феррозонд содержит ферромагнитны стержневые сердечники 1, выполненны из железоникелевого сплава типа 82НМП, размещенные в каркасах 2, из готовленных из титанового сплава типа ВТ1-0, поверх которых намота1; ы обмотки 3 возбуждения, измерительну обмотку k, дополнительные обмотки, состоящие из обмоток компенсации 5, коррекции 6, калибровки 7, и внешний чехол 8. Кроме того, предлагаемый феррозонд снабжен немагнитной обоймой 9, изготовленной из твердого немагнитного материала с низким ТКЛР (О12)10 1/град, на которой непосредственно закреплены каркасы 2 с сердечниками 1, измерительная обмотка Ц, обмотки компенсации 5, коррекции 6, калибровки 7, намотанные в три провода в один слой, и внешний чехол 8. При этом на каркасах 2 выполнена винтовая нарезка, в пазу 10 которой уложены витки обмотки 3 возбуждения. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Устройство помещается в магнитное поле, компоненты вектора индукции которого необходимо измерить. Далее сердечники 1, размещенные а каркасах 2, возбуждают (перемагничивают) магнитным полем, создаваемым током, протекающим по обмоткам 3 возбуждения, уложенным в пазах 10 винтовой нарезки. Под действием измеряемой компоненты вектора магнитной индукции в измерительной обмотке вознмкает ЭДС второй гармоники частоты ПОЛЯ возбуждения. Амплитуда этой ЭДС пропорциональна величине измеряемой компоненты вектора магнитной индукции. Далее сигнал усиливается, детектируется и подается в компенсационную обмотку S- В цепи компенсации происходит измерение полезного сигнала стрелочным прибором (не показан) , Обмотка 6 коррекции служит для установки нулевого уровня прибора, а обмотка 7 - для контроля за процессом измерения. Так как в пред лагаемом феррозонде устранена многоступенчатая связь между каркасами 2 с обмотками 3 возбуждения, измерительной обмоткой k, обмотками 5, 6,7 с обоймой 9 являющейся механической основой : феррозонда, поскольку обмотки 3 возбуждения уложены в пазы 10 винтовой нарезки, нанесенной на каркасах 2, при воздействии внешних факторов смещения сердечников 1 и обмоток 3-7 относительно друг друга сведены к минимуму. В результате уменьшаются ЭДС небаланса и погрешности направленности, что приводит к повышению точности измерений компонент вектора магнитной индукции. В предлагаемом феррозонде обмотка 3