Устройство для измерения содержания магнитной фракции в веществах

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. б 01 Х 27/00 Государственный комнтет СССР Опубликовано 30.06.82. Бюллетень24Дата опубликования описания 05,07,82(53) УДК 622.693. ,4,52:622.341. , 11 (088.8) ло делам нзобретеннй н открытийКиевский технологический институт легкой промышленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ МАГНИТНОЙ ФРАКЦИИ В ВЕЩЕСТВАХИзобретение относится к неразрушающему контролю материалов и может быть использовано для измерения содержания магнитной фракции в железной руде и продуктах ее обогащения.Известно устройство для определения магнитной фракции в руде, содержащее измерительный датчик в виде катушки индуктивности, подключенной к генератору, усилитель-формирователь, частотный детектор и регистрирующий прибор, контролирующее изменение частоты генератора в зависимости от содержания магнитной фракции 11.Недостаток устройства - высокая погрешность измерения, связанная с температурным дрейфом частоты генератора.Известно также устройство, основанное на измерении разности сигналов, снимаемых с измерительных колебательных контуров 12.Недостатком этого устройства является погрешность, обусловленная нескомпенсированным шумом выпрямителей на выходе каждого из контуров и температурным дрейфов индуктивных датчиков,Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения концентрации магнитной фракции в руде,содержащее автогенератор, усилитель-формирователь, частотный детектор, регистрирующий прибор, измерительный и компенсационный датчики в виде катушек индуктивности, расположенных взаимно перпендикулярно на одном П-образном магнитопроводе, два синфазно работающих переключателя (управляемых коммутационным генератором), один из которых поочередно включает во времязадаюшего цепь авто генетратора измерительный и компенсационный датчики, а другой поочередно подключает к выходу частотного детектора два сглаживающих фильтра, включенные встречно на входе регистрирующего прибора 3.Недостаток устройства - наличие коммутаторов, приводящих к увеличению переходных процессов, что снижает быстродействие и чувствительность устройства.Цель изобретения - повышение точности измерения содержания магнитной фрак ции в веществах.Поставленная цель достигается за счеттого, что в устройство, содержащее авто- генератор, усилитель-формирователь, частотный детектор, регистрирующий прибор, измерительный и компенсационный датчики, 940036Формула изобретения выполненные в виде катушек индуктивности, подключенные к выходу усилителя- формирователя, и коммутационный генератор, дополнительно введен измерительнокомпенсационный датчик, включенный во времязадаюшую цепь автогенератора, введены два амплитудных модулятора, нагруженные на измерительный и компенсационный датчики соответственно и подключенные модулируюшими входами к выходу коммутационного генератора, а сигнальными входами - к выходу усилителя-формирователя параллельно входу частотного детектора, последовательно включенные между выходом частотного детектора и входом регистрируюшего прибора избирательный усилитель частоты коммутации и синхронный детектор, управляющий вход которого соединен с выходом коммутационного генератора.Кроме того, измерительный и компенсационный датчики расположены на взаимно перпендикулярных частях двух У-образных магнитопроводов, а измерительно-компенсационный - на двух других, параллельно расположенных частях этих магнитопроводов, разделенных прослойкой диэлектрика с большим магнитосопротивлением и теплопроводностью, и образующих биссектрису угла между осями измерительного и компенсационного датчиков, которые включены так, что их магнитные потоки, замыкаюШиеся соответственно через контролируемый материал и образцовую меру, в параллельно расположенных частях магнитопроводов направлены в противоположные стороны.На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства (Ф 1 - Ф 4-магнитные потоки измерительно-компенсационного, измерительного и компенсационного датчиков соответственно),Устройство содержит автогенератор 1, усилитель-формирователь 2, амплитудные модуляторы 3 и 4, частотный детектор 5, избирательный усилитель 6 частоты коммутации, синхронный детектор 7, регистрируюший прибор 8, измерительно-компенсационный 11, измерительный 9 и компенсационный 12 датчики в виде катушек индуктивности, прослойку диэлектрика 10, У-образные магнитопроводы 13 и 14, коммутационный генератор 15. Кроме того, на схеме показаны контролируемый материал 16 и образцовая мера 17.Устройство работает следующим образом.С выхода автогенератора 1 сигнал поступает в усилитель-формирователь 2 с низким выходным импедансом, откуда после ограничения и фильтрации подается на частотный детектор 5 и амплитудные модуляторы 3 и 4, на модулируюшие входы которых подается напряжение коммутационного генератора 15, частота которого гораздо ниже частоты автогенератора 1. В результате амплитудной модуляции сигна 5 1 О 15 20 25 30 35 ао 45 50 55 ла несушей частоты автогенератора 1 магнитные потоки Фз и Ф 4 соответствующих датчиков изменяются по синусоидальному закону, так как эти потоки, пронизывая соответствующие магнитопроводы 13 и 14, одновременно пронизывают в противоположных направлениях и катушку индуктивности измерительно-компенсационного датчика 11, то при равенстве собственных индуктивностей измерительного и компенсационного датчиков 9 и 12, а также при равенстве магнитных свойств контролируемого материала и образцовой меры 16 и 17, низкочастотные переменные составляюшие магнитных потоков Ф, и Ф 4 взаимно скомпенсированы. Изменение магнитных свойств контролируемого материала 16 вызывает появление нескомпенсирова иной переменной составляющей суммарного магнитного потока, обусловленного сложением потоков Фз и Ф 4 с магнитными потоками Ф, и Ф 2, что, в свою очередь, приводит к периодическому изменению общей индуктивности измерительнокомпенсационного датчика 11, входящего во времязадаюшую цепь автогенератора 1, с частотой модуляции.Таким образом, возникает частотная модуляция сигнала автогенератора 1 с частотой коммутационного генератора 15, при этом девиация частоты автогенератора пропорциональна измеряемому параметру. Частотно-модулированный сигнал с выхода автогенератора 1 через усилитель-формирователь 2, частотный детектор 5, избирательный усилитель 6 и синхронный детектор 7 подается на регистрирующий прибор 8.Причем опорным напряжением синхронного детектора 7 является сигнал с коммутационного генератора 15.Замена двух синфазно работающих переключателей амплитудными модуляторами позволяет уменьшить коммутационные помехи и улучшить динамические характеристики устройства, что существенно пов 1.тшает точность измерений. Использование дифференциального чувствительного элемента, состоящего из катушек, размещенных ни магнитопроводах, с хорошим тепловым контактом через прослойку снижает температурный дрейф сигнала. 1. Устройство для измерения содержания магнитной фракции в вешествах, содержашее автогенератор, усилитель-формирователь, частотный детектор, регистрирующий прибор, измерительный и компенсационный датчики, выполненные в виде катушек индуктивности, подключенные к выходу усилителя-формирователя, и коммутационный генератор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет940036 Составитель Н. Шпиньков Редактор С.Юско Техред А Бойкас Корректор Г. Огар Заказ 4657/64 Тираж 887 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по деллм изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4уменьшения коммутационных помех и увеличения чувствительности, в него дополнительно введен измерительно-компенсационный датчик, включенный во времязадаюшую цепь автогенератора, и введены два амплитудных модулятора, нагруженные на измерительный и компенсационный датчики соответственно и подключенные модулирующими входами к выходу коммутационного генератора, а сигнальными входами - к выходу усилителя-формирователя параллельно входу частотного детектора, последовательно включенные между выходом частотного детектора и входом регистрирующего прибора избирательный усилитель частоты коммутации и синхронный детектор, управляющий вход которого соединен с выходом коммутационного генератора.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет понижения температурного дрейфа, измерительный и компенсационный датчики расположены на взаимно перпендикулярных частях двух У-образных, магнитопроводов, а измерительно-компенсационный - на двух других, параллельно расположенных частях этих магнитопроводов, разделенных прослойкой диэлектрика с большим магнитосопротивлением и теплопроводностью и об разуюших биссектрису угла между осямиизмерительного и компенсационного датчиков, которые включены так, что их. магнитные потоки, замыкающиеся соответственно через контролируемый материал и образцовую меру, в параллельно расположенных частях магнитопроводов направлены в противоположные стороны. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМв 409127, кл. б 01 М 27/83, 1972.2. Марюта А. Н. и др. Контроль качестважелезнорудного сырья. Киев, Техника,1976, с. 58 - 63.3, Авторское свидетельство СССРМо 798574, кл. 6 01 М 27/00, 1979 (прототип).