Устройство для измерения содержания магнитной фракции в веществах Советский патент 1982 года по МПК G01N27/72 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ МАГНИТНОЙ ФРАКЦИИ В ВЕЩЕСТВАХ

1

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и может быть использовано для измерения содержания магнитной фракции в железной руде и продуктах ее обогащения.

Известно устройство для определения магнитной фракции в руде, содержащее измерительный датчик в виде катушки индуктивности, подключенной к генератору, усилитель-формирователь, частотный детектор и регистрирующий прибор, контролирующее изменение частоты генератора в зависимости от содержания магнитной фракции 1.

Недостаток устройства - высокая погрещность измерения, связанная с температурным дрейфом частоты генератора.

Известно также устройство, основанное на измерении разности сигналов, снимаемых с измерительных колебательных контуров 2.

Недостатком этого устройства является погрешность, обусловленная нескомпенсированным шумом выпрямителей на выходе каждого из контуров и температурным дрейфов индуктивных датчиков.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения концентрации магнитной фракции в руде.

содержащее автогенератор, усилитель-формирователь, частотный детектор, регистрирующий прибор, измерительный и компенсационный датчики в виде катушек индуктивности, расположенных взаимно перпендикулярно на одном П-образном магнитопроводе, два синфазно работающих переключателя (управляемых коммутационным генератором), один из которых поочередно включает во времязадающего цепь авто10 генетратора измерительный и компенсационный датчики, а другой поочередно подключает к выходу частотного детектора два сглаживающих фильтра, включенные встречно на входе регистрирующего прибора 3.

Недостаток устройства - наличие ком15мутаторов, приводящих к увеличению переходных процессов, что снижает быстродействие и чувствительность устройства.

Цель изобретения - повыщение точности измерения содержания магнитной фрак20 ции в веществах.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство, содержащее автогенератор, усилитель-формирователь, частотный детектор, регистрирующий прибор, измерительный и компенсационный датчики.

выполненные в виде катушек индуктивности, подключенные к выходу усилителяформирователя, и коммутационный генератор, дополнительно введен измерительнокомпенсационный датчик, включенный во времязадающую цепь автогенератора, введены два амплитудных модулятора, нагру женные на измерительный и компенсационный датчики соответственно и подключенные модулирующими входами к выходу коммутационного генератора, а сигнальными входами - к выходу усилителя-формирователя параллельно входу частотного детектора, последовательно включенные между выходом частотного детектора и входом регистрирующего прибора избирательный усилитель частоты коммутации и синхронный детектор, управляющий вход которого соединен с выходом коммутационного генератора.

Кроме того, измерительный и компенсационный датчики расположены на взаимно перпендикулярных частях двух У-образных магнитопроводов, а измерительно-комненсационный - на двух других, параллельно расположенных частях этих магнитопроводов, разделенных прослойкой диэлектрика с большим магнитосопротивлением и теплопроводностью, и образующих биссектрису угла между осями измерительного и компенсационного датчиков, которые включены так, что их магнитные потоки, замыкающиеся соответственно через контролируемый материал и образцовую меру, в параллельно расположенных частях магнитопроводов направлены в противоположные стороны.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства (Oi - Ф -магнитные потоки измерительно-компенсационного, измерительного и компенсационного датчиков соответственно).

Устройство содержит автогенератор 1, усилитель-формирователь 2, амплитудные модуляторы 3 и 4, частотный детектор 5, избирательный усилитель 6 частоты коммутации, синхронный детектор 7, регистрирующий прибор 8, измерительно-компенсационный 11, измерительный 9 и компенсационный 12 датчики в виде катушек Индуктивности, прослойку диэлектрика 10, У-образные магнитопроводы 13 и 14, коммутационный генератор 15. Кроме того, на схеме показаны контролируемый материал 16 и образцовая мера 17.

Устройство работает следующим образом.

С выхода автогенератора 1 сигнал поступает в усилитель-формирователь 2 с низким выходным импедансом, откуда после ограничения и фильтрации подается на частотный детектор 5 и амплитудные модуляторы 3 и 4, на модулирующие входы которых подается напряжение коммутационного генератора 15, частота которого гораздо ниже частоты автогенератора 1. В результате амплитудной модуляц-ии сигнала несущей частоты автогенератора 1 магнитные потоки Oj и Ф4 соответствующих датчиков изменяются по синусоидальному закону, так как эти потоки, пронизывая соответствующие магнитопроводы 13 и 14,

одновременно пронизывают в противоположных направлениях и катущку индуктивности измерительно-компенсационного датчика 11, то при равенстве собственных индуктивностей измерительного и компенсационного

датчиков 9 и 12, а также при равенстве магнитных свойств контролируемого материалаи образцовой меры 16 и 17, низкочастотные переменные составляющие магнитных потоков Ф и Ф4 взаимно скомпенсированы. Изменение магнитных свойств контролируемого

материала 16 вызывает появление нескомпенсированной переменной составляющей суммарного магнитного потока, обусловленного сложением потоков Ф и Ф4 с магнитными потоками Ф) и Фз , что, в свою очередь, приводит к периодическому изменению общей индуктивности измерительнокомпенсационного датчика 11, входящего во времязадающую цепь автогенератора 1, с частотой модуляции.

Таким образом, возникает частотная модуляция сигнала автогенератора 1 с частотой коммутационного генератора 15, при этом девиация частоты автогенератора пропорциональна измеряемому параметру.

Частотно-модулированный сигнал с выхода автогенератора 1 через усилитель-формирователь 2, частотный детектор 5, избирательный усилитель 6 и синхронный детектор 7 подается на регистрирующий прибор 8. Причем опорным напряжением синхронного

5 детектора 7 является сигнал с коммутационного генератора 15.

Замена двух синфазно работающих переключателей амплитудными модуляторами позволяет уменьшить коммутационные помехи и улучшить динамические характеристики

0 устройства, что существенно повбилает точность измерений. Использование дифференциального чувствительного элемента, состоящего из катущек, размещенных на магнитопроводах, с хорощим тепловым конс такто.м через прослойку снижает температурный дрейф сигнала.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения содержания магнитной фракции в веществах, содержащее автогенератор, усилитель-формирователь, частотный детектор, регистрирующий прибор, измерительный и компенсационный датчики, выполненные в виде катущек индуктивности, подключенные к выходу усилителя-формирователя, и коммутационный генератор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет