Феррометр

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 08.12.66 (21) 1119178/18-10 6 01 К 33/1 присоединением заявки Ке Государственный комитет Совета Министров СССР по делам нэобретенийи открытий(71) Заявитель ститут горного дела Сибирского отделения АН ССС) фЕРРОМЕТ 00 где Р й. азующастотьн вгми нспири соглв кадуктив виде амо- альасио нале ный Предлагаемый феррометр отличается от известного по авт. св. эче 475576 феррометра тем, что в нем намагничивающее устройство выполнено в виде двух конфокальных обмоток: однослойной эллипсоидальной и многослойной цилиндро-эллипсоидальной, ограниченной с торцов поверхностями соосных конусов вращения, обращенных к центру обмотки и имеющих между образующей и осью врасщения угол а= агс 1 д, причем обмотки1,намотаны с постоянным шагом витков по образующей так, что относительные радиусы рабочего отверстия и коэффициенты сжатия образующих каждого слоя обмотки связаны соотношением 7 с + 1,568+О,001,иус рабочего отверстия,Е - длина полуоси обмотки, К - коэффициент сжатия обрДатчик поля промышленной ч предложенном феррометре выполне тороидальной катушки с идентичнь таиными многожильным проводом ной свивки секциями, соединенным и последовательно и образующими напряженности поля кратный ин делитель,Это повышает точность измерений и упрощает технологию изготовления ферромстра.На чертеже представлена функциональнаясхема описываемого феррометра.5 Эллипсоидальная однослойная обмотка 1поля промышленной частоты, намотанная трубчатым проводником и замкнутая полым стержнем 2, включена в качестве вторичной обмотки тороидального трансформатора 3.10 Конфокально обмотке 1 намотана многослойная подмагничивающая обмотка 4, имеющая форму тела вращения, ограниченного снаружи поверхностью цилиндра вращения, изнутри поверхностью симметрично усеченного эл липсоида, а с торцов - поверхностями соосных конусов вращения, обращенных к центру соленоида,Во внутренней полости обмотки 1 расположены измерительная катушка 5 и компенса ционная катушка 6, включенные встречно ипоследовательно. Катушки 5 и 6 присоединены ко входу канала намагниченности У, содержащего ступенчатый аттенюатор 7, интегрирующий усилитель 8, калибратор 9, фазокор ректор 10, выход которого присоединен квертикальным пластинам осциллографического блока 11. Подмагничивающая обмотка 4 присоединена к источнику подмагничивающего тока через фильтр 12 настройки и калибра тор 13 подмагничивающего поля. Коаксиаль 497544но со стержнем 2 установлена тороидальная катушка 14, намотанная на немагнитном каркасе спирально свитым многожильным проводом, причем обмотки, образованные жилами, включены согласно-последовательно в секции, отводы которых присоединены к переключателю 15. Выход переключателя 15 присоединен ко входу канала намагничивающего поля промышленной частоты, содержащего интегрирующий усилитель 16, калибратор поля 17, фазокорректор 18, выход которого присоединен к горизонтальным пластинам осциллографического блока 11.Для получения оптимальной однородности сложного магнитного поля однослойная обмотка 1 промышленной частоты намотана с постоянным шагом витков по образующей эллипсоида так, что между относительным радиусом рабочего отверстия й /1. (1. - длина полуоси обмотки) и коэффициентом К сжатия образующей эллипсоида выполняется условиеК= - О,ОО 7) + 1,568()-1-О,ОО 1.Таким же образом намотана многослойная цилиндро-эллипсоидальиая обмотка 4 подмагничивающего поля, причем соблюдение соотношения для каждого слоя обеспечивается выполнением торцовых щек каркаса конусообразными с углом между осью вращения исобразующей конуса к=агс 1 д -ЬПервичная обмотка трансформатора 3 питается током промышленной частоты, и в обмотке 1, являющейся вторичной обмоткой трансформатора 3, создается однородное магнитное поле промышленной частоты, имеющее благодаря проточному водяному охлаждению стержня 2 и обмотки 1 высокую напряженность. Подмагничивающая обмотка 4 питается постоянным или переменным током. При питании постоянным током фильтр 12 настраивается в резонанс на частоту 50 гц, а при питании переменным током повышенных частот он настраивается в последовательный резонанс с обмоткой 4 на частоту источника питания. Калибратор 13 подмагничивающего поля градуируется в единицах магнитного поля. При введении в измерительную катушку стержневого образца в катушке 5 индуцируется э.д.с., пропорциональная производной намагниченности по времени в образце.Одновременно в датчике поля индуцируется э.д.с., пропорциональная производной поля промышленной частоты в обмотке 1. Эти э.д.с.усиливаются интегрирующими усилителями 8 и 16, фазируются фазокорректорами 10 и 18 и подаются на отклоняющие пластины осциллографического блока 11. В результате на 10 экране осциллографа возникает фигура Лиссажу в виде петли гистерезиса намагниченности 4 л 1=)(Н). Параметры вершины петли гистерезиса симметричного цикла и сдвига петли при подмагничивании определяются с по мощью калибраторов 9, 17 и 13. Масштаб изображения петли гистерезиса по оси У изменяется с помощью аттенюатора 7, а по оси Н - с помощью переключателя 15, связанного с секциями датчика поля.20Предмет изобретенияФеррометр по авт. св.475576, отличаю щ и й с я тем, что, с целью повышения точно 25 сти измерений и упрощения технологии изготовления, в нем намагничивающее устройствовыполнено в виде двух конфокальных обмоток: однослойной эллипсоидальиой и многослойной цилиндро-эллипсоидальиой, ограниЗО ченной с торцов поверхностями соосных, обращенных вершинами к центру обмотки конусов вращения, имеющих между образующейси осью вращения угол а=агсд, причемЬобмотки намотаны с постоянным шагом витков по образующей так, что относительныерадиусы рабочего отверстия и коэффициентысжатия образующих каждого слоя обмоткисвязаны соотношениемК = - 0,007+ 1,568+ 0,001,где Я - радиус рабочего отверстия,1, - длина полуоси обмотки,45 К - коэффициент сжатия образующей,а датчик поля промышленной частоты выполнен в виде тороидальной катушки с идентичными намотанными многожильным проводомспиральной свивки секциями, соединенными50 согласно и последовательно и образующимив канале напряженности поля кратный индуктивный делитель.Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 907/18 Изд.309 Тираж 902 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5