Устройство для измерения магнитной восприимчивости слабомагнитной среды Советский патент 1982 года по МПК G01R33/16 G01V3/10 

Устройство состоит из генераторно катушки 1, внутри которой помещены, по крайней мере, две одинаковые приемные катушки 2 и 3, которые расположены симметрично относительно плоскоти, проходящей через центр-генератор ной катушки перпендикулярно ее оси. Катушки 1-3 скреплены каркасом 4 из немагнитного и непроводящего материала. Среднее расстояние между приемными катушками есть Н, диаметры генераторной и приемных катушек обозначены D и d, соответственно.

Приемные катушки 2 и 3 включены последовательно и встречно (фиг.2), а генераторная катушка с помощью выводов а и б подключена к генератору синусоидального напряжения низкой частоты. С выводов приемных катушек виг сигнал поступает на измерительную схему.

Устройство работает Следующим образом.

Генераторная катушка 1 создает в окружающем пространстве переменное электромагнитное поле. В воздухе при отсутствии магнитной среды .это поле индуцирует в катушках 2 и 3, включенных встречно, почти одинаковые по амплитуде, но противоположные по фазе ЭДС, которые практически взаимно компенсируют друг друга и на выводах виг приемных катушек наблюдается лишь незначительная ЭДС небаланса. Благодаря расположению приемных катушек внутри генераторной катушки неоднородность .магнитного поля в объеме приемной катушки выражена слабо и поэтому величина ЭДС небаланса не подвержена влиянию деформаций устройства и не создает помехи при измерениях. Над магнитной средой устройство располагается таким образом, что совмещенные оси катушек перпендикулярны ее поверхности Полем генераторной катушки происходит намагничивание среды, вследствие чего появляется вторичное магнитное поле. Поскольку приемные катушки располагаются на различном расстоянии от поверхности среды, в них индуцируются различные по величине вто ричные ЭДС, на выводах виг приемных катушек появляется разностная вторичная ЭДС, по величине которой определяется магнитная восприимчивость.

Разностная вторичная ЭДС а связана с геометрическими параметрами устройства (фактором G) и магнитной восприимчивостью слабомагнитной среды следунмцим соотношением:

Д с -G € Сд,

где ЕО - величина ЭДС, индуцируемая в воздухе водной из приемных катушек;

эе

эе

I I

кажущаяся магнит1+0,5эе ная восприимчивость;

Ой а, 4h-H,

G ( + )l,(tH)

t§)cosi tdt;

,

t I,

,(t)I(t§)cosStdt;

Ki(t)

и - модифицированные функIl(t|) ции Бесселя;

h - расстояние от центра катушек до плоской поверхности среды; d и D - средние диаметры приемных и генераторной катушек;

Н - расстояние между приемными катушками. Зависимость фактора G от относительного расстояния при различных

отношениях - представлена на фиг.З.

Из этой зависимости следует, что экстремальные значения зависимости G, а следовательно, иДЕ достигаются при вьтолнении условия D/H54. В этом случае влияние воздушного зазора минимально, т.е. устройство обладает фокусирующими свойствами и позволяет производить измерения на неровной поверхности.

Таким образом, изобретение обеспечивает более высокую точность и чувствительность измерений и может быть использовано для измерений магнитной восприимчивости слабомагнитных сред, включая пара- и диамагнитные.

Формула изобретения

Устройство для измерения магнитной восприимчивости слабомагнитной среды, содержащее коаксиальные генераторную и по крайней мере,две одинаковые приемные, включенные встречно, катушки, генератор низкой частоты и измерительную схему, отличающ.ееся тем, что, с целью повышения точности, приемные катушки расположены внутри генераторной, причем средний диаметр D генераторной катушки и среднее расстояние Н между приемными катушками связаны соотношением .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3488577, кл. 324-34, 06.09.70.

2.Авторск9е свидетельство СССР

516982, кл. G 01 R 33/16, 16.07.74 (прототип) .