Способ измерения градиента магнитного поля и устройство для его осуществления

Сеез СоветсиикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕ пц 9 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) Дополнительное к авт, сви 22)Заявлено 09 06.80 (21) 2935764/18-2с присоединением заявки М 51) М. 01.1 33/02 дарственный квинтетСССРелаи нзаеретеннйн втерытнй 23)Приорнт бликовано 30, 05. 82Бюллетень2 К 6213 7 .44(088.8) ата опубликования описаЪм 2) Авторизобретен енгрино В. с "1 нститут прикладной физики 1) Заявит елорусской 4) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГРАДИЕНТА МАГНИТНОГО ПОЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ достаток данного его относительно щей способности,пособа со ебольшойпорядка 10 о т реша Изобретение относится к способам измерения параметров магнитного поля и может. быть использовано для обнару женив дефектов сплошности в изделиях из ферромагнитных материалов и измерения градиентов магнитного поля, например, в магнитоизмерительной аппаратуре, в частности, в рабочих зазорах электромагнитов и т.п.Известны способ и устройство для измерения градиента магнитного поля10 путем сканирования области пространства вращающейся катушкой без сердечника и измерении индуктируемой в катушке ЭДС, по величине которой судят о величине градиента поля, Устройст" во для реализации способа снабжено коммутатором, усилителем и индикатором в виде электронно-лучевой трубки Е 11. Известнь 1 также спосоЬ и устройство для измерения градиента магнитного поля путем сканирования области пространства насыщенным ферромагнитным сердечником, обладающим высокой магнитной проницаемостью, с намотанными на сердечник измерительной обмоткой и обмоткой возбуждения. О градиенте магнитного поля судят по величине угла сдвига фаз сигналов в указанных обмотках, измеряемого с помощью индикатора-измерителя фазового сдвига 2.Известные способ и устройство характеризуются наличием порога чувствительности, обусловленного собствен- ными шумами ( в том числе и магнитными) сердечника, необходимостью компенсации геометрического. поля в процессе измерения, наличием ложных сиг-. налов из-за несоосности обмоток датчиков или сердечников, и обусловленное этим уменьшение чувствительности в малых полях. Кроме того, устрой932433 ство по реализации способа характерйзуетсясложностью устройства для реализации способа, вытекающей из нали-.чия обмотки возбуждения и генераторадля ее питания. 5Цель изобретения - повышение точности.Указанная цель достигается тем,что в способе измерения градиентамагнитного поля включающем сканирование области пространства датчикоммагнитного поля, выделяют скачкиБаркгаузена, преобразуют их в импульсы электрического напряжения, а овеличине градиента магнитного поля 15судят по числу импульсов в единицувремени,В устройство для осуществления способа измерения градиента магнитногополя, содержащее коммутатор, усилитель, индикатор и датчик с измеритель"ной обмоткой, выход которой подключенчерез коммутатор к входу усилителя,введен преобразователь скачков Баркгаузена, вход которого подклюцен квыходу усилителя, а выход подсоединен к входу индикатора, при этом индикатор выполнен в виде счетчика импульсов, а датчик установлен с воЗможностью вращения вокруг оси, паГраллельной оси чувствительности датчика,В устройство для осуществленияспособа измерения градиента магнитного поля введен второй датчик, иден35тицный первому датцику, при этомось чувствительности второго датчика перпендикулярна к оси сращения.На цертеже изображена схема предлагаемого устройства, реализующего40предлагаемый способ-. Устройство для реализации способа содержит датчик 1, включающий ферромагнитный сердечник 2, на который намотана измерительная обмотка 3,45 причем сердечник 2 с измерительной обмоткой 3 установлен с возможностью вращения вокруг оси 1, которая явля,ется также осью вращения подвижной части 5 коммутатора 6. Выход измери тельной обмотки 3 церез коммутатор б подключен к входу усилителя 7, выход которого подсоединен к входу преобразователя 8 скачков Баркгаузена, Выход преобразователя 8 подклю чен к входу индикатора 9, выполненного в виде сцетцика импульсов, в частности осциллографа, синхронизиро 4ванного частотой вращения датчика 1.Изделие, подвергающееся контролю.,расположено в непосредственной близости отплоскости, в которой вращается датчик 1Пусть в плоскости, перпендикулярной оси вращения датчика, имеетсяпродольная (по отношению к оси сердечника 2) составляющая градиентамагнитного поля, например, магнитного поля рассеяния над дефектом сплошности 2 в контролируемом намагниченном изделии, Тогда при вращении сер-,децника 2 он будет находиься в изменяющемся во времени внешнем поле и егонамагниченность будет также изменять-ся во времени. Известно, что это изменение намагниценности происходит скачкообразно ( эффект Баркгаузена), Таким образом, цисло скачков Баркгаузена в единицу времени будет зависетьот скорости вращения сердечника 2 иградиента поля а при постоянной скорости вращения - только от величиныградиента поля.Обмотка 3 подключена к обмоткеподвижной. частикоммутатора 6. Привращении устройства в неподвижной обмотке коммутатора б возникают скачкиэлектрического напряжения, которыеусиливаются усилителем 7, и преобразованные в импульсы, фиксируются индикатором 9. При этом амплитуда сигнала пропорциональна градиенту магнитного поля, пересекаемого сердечником 2,В качестве преобразователя 8 вимпульсы постоянного напряжения могутбыть использованы например, последовательно включенные дифференцирующееустройство, выпрямитель, не пропускающий импульсы с отрицательной производной и усилитель, выравнивающий;амплитуды импульсов. Возможны и другие типы преобразователя 8.В случае необходимости измерениякак нормальной, так и тангенциальнойсоставляющей градиента магнитного поля в устройство может быть введенвторой датчик со своим измерительнымканалом (не показаны). По принципу действия способ является пассивным, поэтому устройство для его осуществления упрощается,Чувствительность при применении предлагаемого способа повышается, так как искажение формы импульсов Баркгаузена при коммутации не влияет5 932 на результат, вследствие чего увеличивается отношение сигнал-помеха.формула изобретения1, Способ измерения градиентамагнитного поля, включающий сканирование области пространства датчикоммагнитного поля, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, выделяют скачки Баркгаузена,преобразуют их в импульсы электрического напряжения, а о величине гра"диента магнитного поля судят по числу импульсов в единицу времени,2. Устройство для осуществленияспособа по и. 1, содержащее коммутатор, усилитель, индикатор и датчикс измерительной обмоткой, выход которой подключен через коммутатор к вхо-,ду усилителя, о т л и ч а ю щ е е 33 бс я тем, что в него введен преобразователь скачков Баркгаузена, вход которого подключен к выходу усилителя, авыход подсоединен к входу индикатора,при этом индикатор выполнен в видесчетчика импульсов, а датчик установлен с возможностью вращения вокругоси, параллельной оси чувствительности датчика.3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, цто в него введен второй датчик, идентицный первомудатчику, при этом ось чувствительности второго датчика перпендикулярна коси вращения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вгсжп Н. Н., В 1 Сйег Г. "ЙечеыБсдепГ, 1 пйпаепз", Ч, 27, 1956,ФГ 12, 1009.2. Заявка ФРГ У 2.437.958,кл. С 01 й 33/02, 1976.выдка оректо дписно Ипо3 3филиал П д, ул Редактор 8. Пил Заказ 3777/66 ВНИИПСоставительпенко Техрев Т.МатТираж 719Государственного комделам изобретений иМосква Ж-Яд РаушскП "Патент", г. Ужгор Новожилоцка тета СССРткрытийя наб. дП