Устройство для измерения относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных сыпучих материалов

 

Изобретение относится к магнитным измерениям и является дополнительным к основному авт.св.№ II26910, Цель - повьшение точности измерения магнитной проницаемости частиц (Ч) слабоферромагнитных сьшучих материалов при различной температуре, по значению которой определяют концентрацию этих Ч в сыпучих веществах или суспензиях. Для достижения цели в устройство вводят ртутный термометр .с капилляром (К) 17 и плоской, секционированной по длине К 17 компенсационной обмоткой 18, профилированной по закону измерения магнитной проницаемости Ч в зависимости от температуры . 2 ил. С S (Л с П fr т гоо с со о 4 т 017 N) Pui.2

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1307414

А2 (504 С 01 R 33 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1126910 (2I) 3868671/24-.21 (22) 19.03.85 (46) 30.04.87. Бюл. Ф 16 (71) Уфимский нефтяной институт (72) В.А. Дрейман, В.А. Живописцев, Д.М. Мирзаянов и Ф.М. Габдрахманов (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1126910, кл. G 01 К 33/12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

СЛАЦОФЕРРОМАГНИТНЫХ СЬШУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к магнит ным измерениям и является дополнительным к основному авт.св.9 1126910,.

Цель — повышение точности измерения магнитной проницаемости частиц (Ч) слабоферромагнитных сыпучих материалов при различной температуре, по значению которой определяют концентрацию этих Ч в сыпучих веществах или суспензиях. Для достижения цели в устройство вводят ртутный термометр .с капилляром (К) 17 и плоской, секционированной по длине К 17 компенсационной обмоткой 18, профилированной по закону измерения магнитной проницаемости Ч в зависимости от температуры. 2 ил.

1307414

Изобретение oòносится к магнитным измерениям, может obrvE> использовано, в частности, для определения концентрации слабоферромагнитных включений в опарке обжигового газа при обжиге колчедана и является дополнительным к основному авт.св. Р 1!26910.

Цель изобретения — повышение точности измерения магнит< ой проницаемости магнитных частиц при !азличной температуре, по значени1о которой о<пределяют концентрацию этих частиц I3 сыпучих веществах или суспензиях.

На фиг. приведено предлагаемое устройство, общий ви<д; на фиг. 2 ртутный термометр с профилиронанной компенсационной обмоткой.

Устройство содержит симметопчную дифференциальную магнитную систему, выполненную в виде C-oáðàçnono магнитопровода 1 с воздушным зазором 2 и Т-образного магнитопровода 3 с полюсным наконечником 4. Магнитопроводы 1 и 3 жестко и магнитно cоедипень< в узле 5. Симметричные рабочие воздушные зазоры 6 и 7 образованы полюсным наконечником 4 и верхней частью магнитопровода l. В воздушнсм зазоре 7 размещен образец 8. На стержне

Т-образного магнитопровода 3 размещена обмотка 9 возбуждения. 0»кции !О и 11 измерительной обмотки снмь<етрич— но расположены на верхней ча< ти магнитопровода 1 и отстоят .-а равном, „35 расстоянии от воздушного зазора 2, Ка- тушка 12 обратной связи располо;.ена на магнитной ветви„ где размещен образец 8. Кроме того, устройство содержит усилитель 13 и индикатор 14. В за-зоре б расположен термометр |5, который содержит резервуар с ртутью !6,. капилляр 17 и плоскую профилированну<о компенсационную обмотку 1 8 (

Обмотка 9 возбуждения подк.почена к источнику синусоидального напряжения и создает рабочий магнитный поток Ф ..Длина пути рабочих потоков ф и ф остается неизменной для левой

2 и правой частей симметричной магнитной системы, что обеспечивает однородность магнитной индукции в рабочих воздушных зазорах б и 7.

Вначале рассмотрим работу устройства, когда в образце 8 отсутствуют магнитные частицы при фиксированно,i.

-.åìïåðàòópå образца, например, -50, О, .?0 С (начало отсчета термометра).

При этом в силу симметрии магнитной системы равными потоками Ф„ и ф в секциях измерительной обмотки индуктиру<отся ЭДС„

Eð.ó= 444fl Ф<п1= С <1 < (!) где f — частота напряжения питания; ф <<Ф„- максимальные значения маг=

ri < < нитных пото1:,ОБ ф и ф, Ж,, и И - число:зитков первой и второй секций измерительной обмотки;

С„ — постоянный коэффициент.

Кроме того, перпендикулярным магнитным потоком ф пронизывается вся площадь Б контура компенсационной обмотки 18, а на ее выходе индуктируется максимальная ЭДС

Е к" КФ28я (3) где Ii. — коэффициент, зависящий от геометрических и магнитных характеристик магнитопровода.

Первая секция 10 измерительной обмотки и компенсационная обмотка 18 соединеь<ы между собой последовательно согласно, причем соотношение чисел их витков выбирается так, чтобы выполнят;ось условие (4) Гак как секции из;1ерительной обмотки соединены последовательно встречно, то ДС на выходе усилителя 13 равна нул!о . и дифференциальная магнитная система находится в равновесии.

При наличии магнитных частиц в веществе образца равновесие дифференциальной системы нарушается, на входе усилителя 13 появляется ЭДС

hE, С (u -1), (6) где С вЂ” постоянный коэффициент; ,ь<-„ — относительная магнитная проницаемость магнитных частиц при неизменной температуре образца и окружающей среды.

ЭДС подается на вход усилителя 13 следящей системы, где усиливается по то,у и напряжению, а затем вьптрямляется. С выхода усилителя ток поступа»г на катушку 12 обратной связи и создает магнитодвижущую силу, которая уравновешивает дифференциальную магнитную систему. Выходной ток, проходящий по катушке !2, регистрируется с помощью индикатора 14, отградуировапного в единицах концентрации маг1307414 нитных частиц в сыпучем веществе или в суспензии образца 8.

Магнитная проницаемость или магнитная проводимость образца, содержа- 5 щего магнитные частицы, функционально связана с концентрацией их в веществе образца. Объемную концентрацию К магнитных частиц в образце можно определить как отношение объема магнит- 10 ных частиц U< к объему V образца,т.е.

K=V /V. Пусть объему V„ соответствует часть зазора о", равная d, а оставшей, ся части объема, равной U — V — зазор d — сУ;„ Тогда магнитную проводимость G образца можно представить в виде суммы двух составляющих где G — проводимость магнитных час( тиц, занимающих объем Ч

G — проводимость других веществ образца, не обладающих магнитными свойствами;

1 — рабочая длина образца;

h — толщина набора магнитопровода.

Формула проводимости для воздушного зазора, симметричного относительно образца, равного ему по площади, ЗО имеет вид

С

1j1 (8)

Из изложенного с учетом (7) и (8) следует, что магнитная проводимость 35 образца функционально связана с кон-, центрацией в нем магнитных частиц с одинаковыми или близкими магнитными свойствами, т. е. G = G к(К) . При прочих равных условиях Е „„= Е „(С )ф

40 ф const, Е, = Е (С ) — const.

Ир И2

Поэтому Е z = Е и (Си ) .. (9)

При изменении температуры показа- 45 ние индикатора изменяется за счет температурной погрешности, обусловленной изменением магнитной проницаемости (восприимчивости) магнитных частиц образца от действия температуры. Выходную ЭДС компенсатора можно записать в виде

Е = Kf>S(t), (10) где S(t) — закон изменения площади контура компенсационной обмотки от температуры образца.

При этом уравнение (5) с учетом температурной коррекции запишется как Еи Еи + Ек Еиг

С увеличением температуры ртуть в термометре 15 поднимается по капилляру 17 и закорачивает часть контура компенсационной обмотки 18. В результате ЗДС E уменьшается на величину увеличения Е . Вследствие того для однородных магнитных частиц, находящихся в образце при различной температуре, сумма Е„„+ Е остается практически постоянной, что сводит к минимуму температурную погрешность, вызванную изменением магнитной про-. ницаемости магнитных частиц от температуры, и повышает точность измерения концентрации этих частиц в веществе образца.

Формула изобретения

Устройство для измерения относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных сыпучих материалов по авт. св. N - 1126910, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен помещенный в симметричный относительно вертикальной оси воздушный saзор магнитной системы, параллельно продольным размерам магнитопроводов ртутный термометр с плоской секционированной по длине капилляра термометра компенсационной обмоткой, подключенный к измерительной обмотке, причем секции компенсационной обмотки профилированы по закону изменения магнитной проницаемости магнитных частиц в зависимости от температуры.

1307414

Составитель О. Раевская

Редактор Т. Митейко Техред И.Попович Корректор Л. Патай

Заказ 1632/47 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4