Датчик магнитного азимута

Номер патента: 1760325

Автор: Тарарков

ZIP архив

Текст

(5)5 6 01 С 17/Об скии и лубок А ия поло- люса с ми. СущОСУДЛРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Камский научно-исследователститут комплексных исследованийи сверхглубоких скважин(54) ДАТЧИК МАГНИТНОГО АЗИМ(57) Использование: для определежения магнитного северного иподвесными магнитными элемент Изобретение относится к навигационным измерительным приборам, а именно к устройствам для определения положения магнитного северного полюса с подвесными магнитными элементами, и предназначено для определения магнитного азимута, например, в бурении скважин.Известен электронный компас, содержащий кольцевой магнитный сердечник, расположенную на нем кольцевую обмотку возбуждения, четыре измерительных обмотки, причем каждая пара диаметрально противоположных обмоток включена встречно. По технической сущности это устройство является наиболее близким к предлагаемому датчику и принято за прототип. Недостатком этого устройства является его невысокая точность при работе в условиях вибраций, Указанный недостаток обьясняется резким увеличением ошибки, обусловленной вертикальной составляющей геомагнитного поля при вибрации ность изобретения; да)чик содер киГ ма нитный сердечник в виде дГ)ух варов 1, рав номе рно распределен ную кол ьцевук обмотку 4 возбуждения. две изГлеьритеГьые ОбцатКИ С Г)рОТуВОГ 1)ГО)КьМ О ОС 1 ЕЛ Нгд друг друга направлением Ви Гкоо. Новь, члЛЯЕтС 5 ВыГ 10 лнсИЕ гьг) УСВ В ВДе;:1;. тичного тора 2, запо, не ив его немал ни 1 н жидкостью 3, выполнение сердечника В В де двух шаров. размещенных внутри КГур.1; са, причем плоГность одного из них ле. а другого больше плотности немаг 1 н жидкости, 2 ил. МЦелью изобретения является повыше.ние точности эа счет уменьшения влияния ошибки, обусловленной вибрацией.Цель достигается благодаря тому, что устройство, содержащее магнитный сер.дечник, равномерно распределеннуюфкольцевую обмотку возбуждения, две изме рительные обмотки с противоположным от-,( носигально друг друга напрааланиаи (С у витков, снабжено герметичным тороидаль- ( ) ным корпусом, заполненным немагнитной жидкостью, сердечник размещен внутри корпуса и выполнен в виде двух шаров, причем плотность одного из них меньше, а дру-гого большеплотности немагнитной, а жидкости.Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый датчик магнитного азимута отличается тем, что снабжен герметичным тороидальным кор.пусом, заполненным немагнитной жидкостью, сердечник размещен внутри корпуса и выполнен в видедвух шаров, причем п 1ность одного из них меньше, а другого бо 5ше плотности немагнитной жидкости, Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна",Сравнение заявляемого решения, не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".На фиг.1 схематично показан общий вид датчика с измерительными обмотками, выполненными в виде последовательности секций, и элементами магнитного сердечника в форме полых ферритовых шаров с внутренним наполнителем: на фиг,2 схематично показано расположение витков измерительных обмоток по отношению друг к другу и к сердечнику, вид сверху.Датчик содержит магнитный сердечник, выполненный в виде двух шаров 1, помещенных в герметичный тороидальный корпус 2, заполненный текучей немагнитной средой 3, равномерно распределенную кольцевую обмотку 4 возбуждения и две измерительные обмотки 5 и 6 с противоположным относительно друг друга направлением витков.Датчик работает следующим образом (см. фиг,1).Помещенные внутрь тороидального корпуса 2, заполненного текучей немагнитной средой 3, шары 1 магнитногосердечника перемещаются в состояния, соответствующие их минимальной потенциальной энергии в поле тяготения Земли, йар, плотность которого меньше плотности немагнитной жидкости 3, устанавливается в крайнем верхнем положении, а шар, плотность которого больше плотности немагнитой жидкости 3, устанавливается в крайнем нижнем положении, Таким образом, при расположении корпуса 2 в вертикальной плоскости ось магнитного сердечника уста- навливается строго вертикально,При пропускании через обмотку 4 возбуждения тока с частотой в оба шара 1 магнитного сердечника пронизываются магнитными потоками возбуждения, равными по величине и противоположными по направлению. При этом ЭДС, наведенная в измерительных обмотках 5 и 6 от поля возбуждения Нв равна нулю, так как каждая иэ них образована парами диаметрально противоположных витков.Магнитные потоки, обусловленные вертикальной составляющей геомагнитного поля, пронизывающие диаметрально противоположные витки измерительных обмоток5 и 6, равны по величине и противоположны по направлению, т.е, вертикальная составляющая геомагнитного поля является как бы дополнительной составляющей поля воз буждения. В общем случае ЭДС, наводимаяв измерительных обмотках 5 и 6, зависит от вертикальной составляющей геомагнитного поля, однако в случае работы на второй гармонике основной частоты щ наводимая в 10 измерительных обмотках 5 и 6 ЭДС не зависит от вертикальной составляющей магнитного поля Земли и для обмотки 5 определяется 15 е 1=-2 1 и 1 НЯ 1(Х 1) -д -- 1 хЙ х соз а зп,81,ио. ег - 2 г йг,иоНЗг (Хг)Йхх соз (р+а) зпрг,50 тогда ег фрйгЯг Хг о д(Хг, Нв 8 и соз +а 41 в 181(Х 1)б,ид(Х 1, Нв) За р 1 соз а Так как соответствующие витки обмоток5 и 6 расположены симметрично относи 20где Нг - величина горизонтальной составляющей напряженности геомагнитного поля;а - угол между горизонтальной проекцией магнитной оси витков измерительнойобмотки 5 и направлением Нг, т.е. магнитныи азимут;Р - угол между плоскостью витков измерительной обмотки 5 или 6 и плоскостьюгоризонта;Я(Х) - площадь активного сечения магнитного сердечника;Мд(Х, Нв) - дифференциальная магнитная проницаемость магнитного сердечникав области активного сечения;Х - криволинейная координата смещения центра измерительных обмоток 5 и 6 (ихсекций) от оси магнитного сердечника;Не - величина напряженности магнитного поля возбуждения;ф- коэффициент, зависящий от формыобмоток 5 и 6 (их секций),В .измерительной обмотке 6, горизонтальная проекция магнитной оси витков которой расположена под углом р кгоризонтальной проекции магнитной осивитков обмотки 5, наведена ЭДС;: 1760325 Х 1 = Х 2 32(Х 2) = 51(Х 1), 3 и Р 2 = 8 и Д 1,1 и сов й об го Для идентичных обмоток 50 получим и угле1- = тд а откуде 2е 1 эгстд При з неопреде магнитно рациях, жин, мо малой ве том погрешности, обусл ленностью положения з го сердечника 1 при силь возникающих при бурен жно свести к любой скол личине за счет уменьшен иэметром шаров 1 и вн м тороидального корпуса овленные лементов ных вибии скваь угодно ия зазора утренним диаме 1 и.1Фиг, 2Составитель А,ТарарковРедактор Т.Юрчикова Техред М.Моргентал Корректор Н.Король эказ 3177 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тельно оси тороидального корпуса 2 (см.фиг.2), то Таким образом, предлагаемый датчикпозволяет производить измерения магнитного азимута в условиях вибрации с высокой точностью за счет резкого уменьшения 5 ошибки, обусловленной вертикальной составляющей геомагнитного поля,Формула из Датчик магнитно щий магнитный серде распределенную кольце буждения, две измери противоположным атно направлением витков, о тем, что, с целью повы счет уменьшения влиян ленной вибрацией, он ным тороидальным корп немагнитнсй жидкостью щен внутри корпуса и вы шаров, причем плотно меньше, а другого больш нитной жидкости ретения азимута, содержачник, равномерно вую обмотку возтельные обмотки с сительно друг друга тлича ющийся щения точности за ия ошибки, обусловснабжен герметичусом, заполненным , сердечник размеполнен в виде двух сть одного из них е плотности немаг

Смотреть

Заявка

4777059, 02.01.1990

КАМСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОМПЛЕКСНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГЛУБОКИХ И СВЕРХГЛУБОКИХ СКВАЖИН

ТАРАРКОВ АЛЕКСАНДР ВАСИЛЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01C 17/06

Метки: азимута, датчик, магнитного

Опубликовано: 07.09.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-1760325-datchik-magnitnogo-azimuta.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Датчик магнитного азимута</a>

Похожие патенты