Устройство для определения параметров магнитных сред
ОП ИСАНИЕ
ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсими
Соцмалмстмчесимк
Республик (iii9419 l 4 (61) Дополиительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 18. 08. 80 (21) 2975159/18-21 .с присоединением заявки М (23) П риоритет (5!)М. Кд.
R 33/00
3Ъвударстеаиай комитет
СССР дв делан изобретений и открытий (53) УДК 621.317. .44(088.8) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25
Дата опубликования описания 07.07.82 -" ° -. i. i, И. П. Ананьев и Ю. В. Афанасьев
I --.:.-, 1
Агрофизический научно-исследовательский инстйтуr ----- — =-- —. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (.54 7 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ
МАГНИТНЫХ СРЕД
Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для определения параметров магнитных полей в жидких или сыпучих магнитных средах с повышенной или высокой магнитной
5 восприимчи вост ью.
У °
Известно устройство для определения параметров магнитного поля, содержащее датчик, помещенный в область
1О пространства, в которой производится измерение, причем по выходному сигналу датчика судят о параметрах среды f1). Недостатком известного устройства является низкая точность onpef5 деления параметров магнитного поля в жидких и сыпучих средах ввиду непосредственного контакта датчика с веще ст вом среды.
Известно также устройство для определения параметров магнитных сред, содержащее первый магниточувствительный преобразователь в немаг- нитной оболочке, вход которого под2 ключен к выходу блока питаний, а выход - к входу усилителя (2).
Недостатком известного устройства является зависимость результатов измерений от формы оболочки и величины магнитной восприимчивости среды, что снижает точность определения параметров магнитного поля.
Цель изобретения - повышение точности устройства.
Эта цель достигается тем, что в устройст во,-содержащее первый магниточувствительный преобразователь в немагнитной оболочке, вход которого подключен к выходу блока питания, а выход - к входу первого усилителя, введен второй усилитель, вычислитель и второй магниточувствительный преобразователь в немагнитной оболочке, вход которого подключен к выходу блока питания, а выход подсоединен через второй усилитель к первому входу вычислителя, ко второму входу
9419
Â11521 Иа. М1 ОО Й1921 Й1 11
45 которого подключен выход первого усилителя, при этом оболочка пер вого преобразователя выполнена в виде сплющенного эллипсоида вращения, оболочка второго преобразователя - в 5 виде вытянутого эллипсоида вращения, а оси чувствительности преобразователей совпадают с осями вращения оболочек и параллельны вектору магнитного поля среды. 10
На чертеже представлена блок-схема устройства.
Устройство для определения параметров магнитных сред (жидких или сыпучих) содержит первый и второй 15 магниточувствительные преобразователи 1 и 2, размещенные соответственно в первой и второй немагнитных оболочках 3 и 4.
Оболочка 3 образована вращением 20 эллипса вокруг его короткой оси, а оболочка 4 образована вращением эллипса вокруг его длинной оси.
Входы преобразователей 1 и 2 подключены к выходу блока 5 питания, а 25 их выходы подсоединены соответственно через первый усилитель б и второй усилитель 7 к входам вычислителя 8.
Оболочки 3 и 4 помещены в среду 9.
Устройство работает следующим зо образом.
Магниточувствительные преобразователи 1 и 2, заключенные соответственно в первую немагнитную оболочку 4, помещают в жидкую среду 9.
При этом индукция В. и напряжен1 ность Н„. магнитного, поля внутри полой немагнитной эллипсоидальной оболочки 3 и 4, помещенной в магнитную среду 9 так, что ее ось совпа- щ дает с вектором индукции поля, определяются выражениями
Э„- 1 (! 1,! ) ВЕ Ц) 9 (существующие до внесения оболочки 3 и 4); коэффициент формы оболочки 3 и 4; 3Е - магнитная восприимчивость среды 9. Из формулы (1) и. (2) видно, что индукция и напряженность магнитного 14 4 поля внутри оболочек 3, 4 и в среде в общем случае, не совпадают. Индукция внутри оболочки равна индукции в среде только при 1)! = 1,. т. е. при полости в форме бесконечно. тонкой щели, перпендикулярной вектору индукции. В остальных случаях индукция внутри оболочки меньше индукции в среде 9. Напряженность магнитного поля в оболочке совпадает с напряженностью в среде 9 только при Й = 0; е. для оболочки в форме бесконечно вытянутого вдоль вектора магнитной индукции эллипсоида. При И ф 0 напряженность поля внутри оболочки выше, чем в среде 9. В данном случае, для магнитопроз)рачных преобразователей 1 и 2 и оболочек 3 и 4 в .форме эллипсоидов вращения, индукцию В и/или напряженность Hg. магнитного поля в среде 9 определяют по простым формулам йЯ Н1 =600 ч и Н .Ц М } н . (Ф м ) где В,, В ., Н ., Н .- индукции и напря+ Ь1 .И Э женности магнитного поля внутри оболочек 3 и 4, непосредст венно измеряемые магниточувствительными преобразователями 1 и 2; Й1, N< - коэффициенты форм первой и второй оболочек 3 и 4; ,Оо= 4и 10 Гн/м- магнитная проницаемость вакуума. Для оболочек, форма которых отличается от эллипсоида вращения, зависчмость между измеренными значения ми В„„, В „(или Н, Н; ) и магнитной индукцией Вя и/или напряженностью магнитного поля Н в среде может быть установлена экспериментально. При измерениях центры оболочек 3, 4 и заключенных в них преобразователей 1 и 2, а также оси вращения обо. 5 941 лочек 3, 4 и оси максимальной чувствительности преобразователей 1 и 2 совмещают. Оболочки .3 и 4 разносят на расстояние, исключающее их влияние на параметры магнитного поля в них. S При измерениях преобразователи 1 и 2 с оболочками 3 и 4 вводят в исследуемую среду 9, оси оболочек 3, 4 и оси максимальной чувствительности преобразователей 1 и 2 ориентируют вдоль векторов магнитной индукции в среде 9. Возможно использование двух работающих параллельно функциональных пре образователей, один иэ которых вырабатывает сигнал, пропорциональный Вя, а другой - Н . По отношению этих сигналов можно определять магнитную проницаемость среды. Погрешности измерения индукции и 20 напряженности магнитного поля в магнитной среде предлагаемым устройством близки к погрешностям измерения этих параметров внутри оболочек (133 .и составляют существенно меньшую 2S величину по сравнению с известным устройством (174 при измерении индукции, если Ве = 0,8 и 1; 114 при измерении напряженности, если НЕ " =0,2 и 1).. зо Следовательно, предлагаемое устройство обеспечивают решение важной метрологической задачи повышения точности измерения параметров магнитного поля в жидких и сыпучих маг- зз нитных средах и может быть использова нодля исследования временной стаби1пьности и характера седиментации магнитных жидкостей и суспенэий путем фиксации устройства в кювете с жидкостью 40 914 6 или суспензией и наблюдения изме нения во времени В йН среды. формула изобретения Устройство дпя определения пара" метров магнитных сред, содержащее первый магниточувствительный преобразователь s немагнитной оболочке, вход которого подключен к выходу бЛока питания, а выход - к входу перво" ro усилителя, о т л .и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности, в него введен второй усилитель, вычислитель и второй магнито чувствительный преобразователь в немагнитной оболочке,. вход которого подключен к выходу блока питания, а выход подсоединен через второй усилитель к первому .входу вычислителя, ко второму входу которого подключен выход первого усилителя, при этом оболочка первого преобразователя выполнена в виде сплющенного эллипсоида вращения, оболочка второго пре- образователя - в виде вытянутого эллипсоида вращения, а оси чувстви- тельности преобразователей совпадают с осями вращения оболочек и параллель ны вектору магнитного поля среды. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Афанасьев IO. В. и др. Средства измерений параметров магнитного поля. Л., 1979, с. 79. 2. Ливотов Л. Л.,Николаев А. А., Семевский О. Б. Морской магнитометр МБМ. -"Геофизическая аппаратура", Л., "Недра", вып. 69, 1979, с. 31-40. 941914 f К® Составитель В. Новожилов. . Редактор H. Рогулич Техред Т. Маточка . Корректор М. Коста Заказ 4S30/34 Тираж 717 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
