Рамочный магнитоприемник

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со аз Советских

Социалистических

Республик

>744391 (61) дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заязле:-30 08.12,77 (21) 2550712 18-2I (5! ).i1J.Хл.- С3 01 Й 33/00

= прпсоедпHeHJ«ем заявки—

Государственный комитет (23) Приоритет— (431 Опублик3 за о 30.06.80. Бюллетень _#_o 24

;45) таTа 0Hубл3.кованця Опа3сания 30.06.80 ло делам изобретений и открытий (53 ) УДК 621,317.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

В, И. Акулин и Ю. В. Литвинов

Воронежский политехнический институт (71) Заявитель (54) РАМОЧНЫЙ МАГНИТОПРИЕМНИК

Изобретение относится к области магнитных измерений и может использоваться в радиопеленгации, геологоразведке и геофизических исследованиях для определения угловых координат источников излучения.

Известен рамочный магHHTQTIpèåìíäê, содержащий одновитковую короткозамкнутую рамку, проходящую сквозь отверстие тороидальH0го ферритового сердеч ни на с сигнальной обмоткой (1).

Однако этот магнито приемник предназначен только для на правленного приема и измерения угловых координат вектора напряженности магнитного поля путем механического вращения магнитоприемнпка:3 пространстве.

Известен также рамочный ма;.;-:итоприемник, содержащий группу параллельных одновптковых короткозамкнутых рах3ок, на каждой из которых размещено несколько тороидальных ферритовых сердечников с обмотками. вкл3оченными согласно (2).

Зтот магнитоприемник используется также только для направленного приема и измерения угловых координат вектора напряженности магнитного поля путем механического вращения M2I HIITOприемника в !

IIространстве.

LIeJIb изобретения — повы3п2i-:llo то -JHocти измерения.

Поставленная цель достигается -.ем. что з рамочный магнитоприемник, содер HHщпй и одинаковых короткозамкнуты: рамок, проходящих сквозь 0TaepcTJJH торопдальных ферритовых сердечников с сн.-нальнымп обмотками, введены источник подмагничивающего тока и последовательно соц.тас13ен;.JI Jc генератор синусопдального тока и фазосдвигающие устройства, а тороидальные ферри10 товые сердечники дополнительно снабжены обмотками управления и размегцесны по два ца каждой одновитковой короткозамкнутой рамке, плоскости которых сме.цены одна относительно другой на угол и= 180 /п, 15 где п — число рамок. При этом сигнальные обмотки каждой пары топоидальных феррНТо!J3bIx сердечников соединены,последовательно и встречно, а между парами сердечников — последовательно и подключены к

20 источнику подмагничивающего тока. Обмотки управления каждой пары сердечников соединены последовательно и согласно. Обмотки управления .первой пары сердечников подключены и выходу генератора синусоидального тока. а последующих пар — к выходам соответствующих фазосдвигающих устройств, фазовый сдвиг которых равен углу а.

На фиг. 1 пред "тавлена

744391

2 — с:;=:; а гространственного распо ..О. : еп; я (амок магннтоприсмника; на ф)! 3 . <ОК i àHO Зэа«МОДЕйетВПЕ ПОСтОЯНного и управляющего магнипсых полей в

О б ьемс одной па,ры сердечников.

Р а м 0 -I F! ы Й и а Г1! и топ р и ем и ик co. I p p )K l i; еднови-,ков11с короткозамс-;нутые pB)IKII

11 -1„, проходящие сквозь отверстия горо,1;дBëüíûk фсрритовых сердечников 2, — 2, с -сигнальными обмотками 3, 3„,,источник 10 1 подмагни-кивающего тэка, последовательi::о соед1шенцые генератор 5 синусоидального тока и фазосдвигаюшис устройств", 66,, Toj)01?да Ibfiblc фсрритовыс сердечник,l

2! — -2)„с«-;;ti)кс1:ы обмоткам?1 7 — 7,, управленя?1 и размесс.е) LI по два на каждой одновитковой коро гко=амкHI ТОЙ рамке 11 — 1„. j;loci;.) Тl: <);I!.,) 3!! I !<0 13 bi < Koj)OTKOBB lvIKH), ТЫ Х Р;1:;сок 11 — Ä c)1 Шспы одна относительно дру. O! . На с"ГOЛ и --! 8С) In, ГДЕ n — ЧИСЛО Р2МОК. 20

Сигнальны. обмотки каждой пары торопдальных ферритовых сердечников 2i -2,, соединены последовательHo и встречно, ме:кду парами сердечников — последова.ельпо и подключены к источнииу 4 подмаг- 25 ничиваюшего тока. Обмотки 7 --7„упра,вления каждой, пары ссрдеч?3??коз 2,— 2„ соедцнеkiû по ледовательно и согласно,,llðèfPIi: oo.1оTKè управления 7, и 7,. первой пары сердечников 2i сн 2, подключены к пыхо- ЗО ду генератора 5 синусоидальнэго тэка, а

ПОСЛЕДУ1ОЩПХ ПаР -- К сВЫХОДаМ СООтВЕтетвующих фазосдвигаюших устройств 6i — -6„, фазовый сдвиг которых равен углу а. Источник 4 подмагничиваюшего тека подклю- 8G чен к выходу сигнальных Обмоток 3 -3„ через ра звязыва!Ощий дроссель 8.

Принцип действия данного рамо -нного э!агнитоп 10:сзпкB за ключасгся в cëñëóK)шем. ч

ЧагHIITIIb:й поток сигнала, пронизывая)ший рамку 1!, возбуждает в ней ЭДС Е,, которая трансформируется в с??гнальные

00tм0т1

Уровень ЭДС 3 сигнальных об)п) гка < )! и 3 к.;кдо! о сердечника 2, и 22

)авнсят 0T сооп-:ошсния,прон,сцаемостей этих сердечников, которые в свою оч ре;, )ависят от вел f-f",IHbi тока в обмотках 7, и 7 правлен?1)1, создаваемого генератором 5 спнусоидальцого тока, а так)ке от вели)ины гока подмагничпва!!ия, создаваемого lcTo÷.ником 4 подмагничивающе?)о тока в сит!альпыы < обмоп<ах 31 и 3,, Прп отсутствии тока;5 в обмотка 71,.I 72 проницаемости оооих сердечнсикоз 21 и 22 определяются интенсивностью поля Но, создаваемого постоянным током яод?1агничивания в их обьемс.

TBiK 1<2!K CHc?IBJIbHb10 Оомотки 31 H 3 13K;IIO-IcHbl встре-с.!о, то на правления силовых линий напряженности постоянного магнитного поля Н, в объеме каждого сердечника 21 .и

2,. противоположны (фиг. 3). В э)ом случа; проницаемости сердечников 2, и 2., разны между СОООЙ, COÎTI3PTСТВС;1110 pB:3HI I 11 ЭДС. на водимые !3 пх ситHB IHHbl. < 0()хlотк2х 31 ;1

3). Суммарная ЭДС е1 прп этом равна )ив лю, поскольку сигнальные об))отк?! 31 и 3.

i T0tf пары сердечн!!кон 2 и 2 соеди:1с:1ы последовательно и ветре:!<но.

При пс)1!1)лен«и тока !3 обмотка., 7 ?I 7, управления в объеме с 1).«å÷ilèêo!3 2 и 2 возникает магнптнос лоле уира ">ëc I,fÿ /)-, 11аправленпс которого з обоих ссрдс 1:цi!õ

;)динаковос в cII.Bó сог.)асцогo вк,-.10-1еннif

Обх)0)ок 71 H /). j !pl. BTo)1:3 c) !i:0)I сс );1С 1никс действует суммарное поле Н„+Н,„ в другом --- разностнос Н;, 1,, сф:)г. )).

Баланс проницасмостей сордс!11!ii<0!3 2, и 2) нару?пается н сумм а рис)!1 ЭДС с:1г:IB.BB ec !

11)ин11маст некоторос, от.:и:!Ho< от .Ik«IH, з:IBгение. При увсличсснип тока в об")отi

71 If 7z управлен:.1я уровень 3IC с т?1к)ке возрастает. При изме!!с!IHII 1,)лярнсост1 T()l

Так f)i Îoj) B 30 31, 32 Kokl H3)!OHñ;I;fk! )Овн!1

ЭДС cHС1;ала в I3bl.одной цепи рассматрпваемОЙ ОднозиткОВОЙ KopoTC

)а iKH 11 сООтвстствуc) за!<он нз LIPHO)lи>! упразл «OH!Pro тэка, создаваемого генератором 5 синусоидального тока, и его можно записать в -- /(Е с?,3 с

Р где f) — частота управляюшсго тока;

Есч ЭДС, назодимая в рамке магнитным полем сигнала:

К вЂ” коэффициент пропорцио сальности, учитываюший степень связи рамки с сигнальными обмотками.

Функционирование остальных Одновитковых короткозамкнутых рамок 1.,- — 1„такое же, как и рамки 11.

Поскольку фазовый сдвиг тока управления второй ozHQHHTK0130?f короткозамкнугой рамки 2; ра)вен угт а, ЭДС сигнала в ее вылход!юй цепи равна: сп КЕ со» (с ° — J!

Соотвегственцо ЭДС в выходной цепи л-if рымки определяется выражением с,, — i),F „cos (N+ (n — 1) а).

TBK как !1лоскости одновитковых короткюзамкнутых рамок 11--1„рамочного магнитоприемника смещены одна относительно друго":на одинаковый угол а, то справедливы соотношения

Е., =Е„, cos 6 cos <)1, 1 .„, =-Е„, cos (О+а) cos сл1, Е,, = Е„, cos (О+ (n — 1) а) cos сс)1, 744391 где l> — частота магнитного поля си.-нала;

9 — угол между направлением вектора напряженности:магнитного поля сигнала с норма7bIO к ч locкости рамки, принятой за начало отсчета угла.

Результирующая ЭДС на выходе рамочного магнитоприемника оудет иметь впд е„,, =- е, — е. -- ...-,— en= КЕ,,, cos icos !t"+ cos (6 -+ а)сов(г11 --, а) — - ... — cos (1) (и— — 1)а) COS (И -- (и — 1)а! ; COS м(.

Учитывая, что а=-180 !и и произведя тригонометрические преобразования, получим

1 е,„,„. =,— КпЕ„cos("t — 6) cosж.

Полученное выражение показывает, что ось максимумов диаграммы направленности рамочното магнитоприемника изменяет свое направление относительно любого заданного с угловой скоростью О.

При этом максимум приема имеет место тогда, когда фазовый угол Bt управляющего тока равен утлу О. Это обстоятельство может быть использовано для измеречия направления вектора напряженности магнитного поля.

Минимальное число рамок, необходимое для обеспечения электрического вращения диаграммы направленности данного магнлтоприемника равно двум. В этом случае плоскости рамок устанавливают под пряМЫМ УГЛОМ.

Формула изобретения

Рамочный магнитоприемник, содержащий и однов11тковых короткозамкпутых рамок, проходящиi сквозь отверстия тороидальных феррнтовых сердечников с cn.íà".üHûMè обмовками, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, 3 него взедены источник подмагнпчивающего тока и последовательно соединенны генератор синусоидального тока и фазосдвигающие устройства, а тороидальные ферритовые сердечники дополнительно снабжены обмотками управления и разме15 щень1 по два lla каждой одновитковой короткозамкнутой рамке, плоскости которых смещены одна относительно другой на угол а=180 /и, где n — число рамок, при этом сигна.iьные Оомотки каждои llap l Торонда.-.ьных ферритовых сердечников соединены последовательно и встречно, а между парами сердечников — последовательно подключе1-..ы к источнику подмагнпчивающс"о тока. обмотки управления каждой пары сердечников соединены последовательно и согласно, прием обмотки управления псрзо:. лары сердечников подключены к выходу ге.-1ератора синусоидального тока, а последующих пар — к выходам соответствующих фазосдв:1гa!o! !I!i устройств, фазовый сдвиг которь.х .равен углу а.

11сточннки информации, принятые во внимание при экспертизе:

35 1. Ссорнпк «Геофизическая аппаратура, 1975, зып. 57, с. 65 — 66.

2. Авторское свидетельство СССР

Л - 57051. хл, G 01 К 331 00, 1973..Зуг 2

C.-;., в: тель С. Лукинскаи

Корре:ссор С, Файн

Ka.".ышникова едиктоп И, Г12 зова

Заказ 683, 951 Тнрси; 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного :îìèòåòà СССР по делам изобретений и открыт1й

1)3035, Москва, )V,-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип Х;;-i, к,h .ë. пред. «Г!атент»