Устройство для измерения относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных сыпучих материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК И 9) 86 33 1 НИЕ ИЗОБРЕТЕ Н,Г.,й. тельство СС 33/12, 1978 МОС- МАТЕ 1 аф ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТ(71) Уфимский нефтяной институт(56) 1, Черньпчов Е,Г., ЧернышоваЧечурина Е.И. Измеритель магнитниндукции индукционного типа. Магнитные измерения на постоянном ипеременном токе. М., Стандартгиз1962.2. Авторское свидеУ 629505, кл. С 01 К(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНОТНОСИТЕЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАТИ СЛАБОФЕРРОМАГНИТНЫХ СЫПУЧИХРИАЛОВ, содержащее симметричную дифференциальную магнитную систему с воздушными зазорами и обмотку возбуждения, катушку обратной связи, последовательно соед ненные усилитель и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения относительной магнитной проницаЕмости, магнитная си:тема выполнена из С-образного и Т-образного магнитопроводов жестко и магнитно соединенных в одном узле, обмотка возбуяг дения расположена на среднем стержне Т-образного магпитопровода, две идентичные секции измерительнойй обмотки соединены последовательно встречно и подключены к входу усилителя, при этом они расположены . на С-образном магнитопроводе сим- С: метрично его оси,Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано, в частности, при определении относительного содержания магнитных включений в огарке обжигового газа при обжиге колчедана.Известно устройство для измере" ния относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных материалов, содержащее дифферен" циальную магнитную систему, в воздушных зазорах которой помещена подвижная система 1 .Известное устройство сложно по конструкции, причем измерение про изводится при неуравновешенном состоянии дифференциальной магнитной системы, что привоцит к низкой точности измерения.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо" му результату является устройство для измерения относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных25 суспензий, содержащее симметричную дифференциальную магнитную систему, выполненную в виде. двойного ярма, каж" дая ветвь которого имеет воздушный зазор и снабжено намагничивающей катушкой. В воздушном зазоре ветви размещен образец. Кроме того, уст ойство содержит индикатор, расположенный в измерительной диагонали симметричной дифференциальной магнитной системы, и последовательно соеци- З 5 ненные катушку обратной связи, размещенную в ветви магнитной системы, и усилитель, вход которого соединен с индикатором магнитного полн. Индикатор состоит из ферромагнитного ф сердечника с рамкой, укрепленных на оси, которая вращается на двух шаркковых подшипниках и соединена с валом синхронного микроэлектродвигателя. На аси размещены также контактные кольца, к которым припаяны выводы рамки икоторые при помощи контактных щеток и соединительных проводов подключены к входу усилителя, Выход усилителя черезмиллиамперметр подсж-.50 чен к катушке обратной, связи 2 .Недостатком известного устройства является сложность конструкции и малая надежность из-за наличия подвижной системы и токосъемных контактов, ,55 ниэкач чувствительность в силу малой площади рабочего зазора, а также низкая точность, обусловленная влиянием внешних полей и температуркойпогрешностью, чта ограничивает область его применения,Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измеренияотносительной магнитной проницаемостис одновременным упрощением конструкции,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для измеренияотносительной магнитной проницаемостислабоферромагнитных сыпучих материалов, содержащем симметричную дифференциальную магнитную систему с воздушными зазорами и обмотку возбуждения,катушку обратной связи, паследоватЕльНО СОЕДИНЕННЬ:Е УСИЛИТЕЛЬ Идикатор, магнитная система выполнена из С-обраэнога и -образногомагнитопроводов, жестко и магнитносоединенных в одном узле, обмоткавозбуждения расположена на среднемстержне Т-образного магнитопровода,две идентичнье секции измерительнойобмотки соединены последовательновстречно и подключены к входу усилителя, при этом они расположены на С-образном магнитопроводе симметрично его оси.На чертеже схематично иэображеьс устройство, общий вид.Устройство содержит симметричную дифференциальную магнитную систему, выполненную в виде С-образного магнитопровода 1 с воздушным зазором 2 и Т-образного магнитопровода 3 с полюсным наконечником 4 Магнитопроводы 1 и 3 жестко и магнитно саедеенны в узле 5, Уесткое Ьеподвижное) соединение магнитопроводов 1 к 3 при разьемной конструкции устройства исключает возможность нарушения симметрии магнитной системы под действием вибрации, толчков к тп; Магнитная связь мягнитапрова дав 1 и 3 в узле 5 исключа; лияние ваздушнога зазора в этом саецкнении Ьапример., путем пркшлифсвкк аединяемьа плоскостей) Симметричные ра - бочке воздушныеазоры,;,бгазованы полюсным наконечником 4 и верх.- ней частью магнитопровада :. В воздушном зазоре 7 размещен образец 8 ЧЗ стержнеаб)азна" "8 "Рто - провода 3 размещена абматк, 3 возбуждения, Иден-.ичные с: в ;.пик .Д ризмерительной обма;";-;,.; - -ммет ичн рясГ;алажены на Ве: ;ней част. маг1126910 3нитопровода 1 и отстоят на равном расстоянии от воздушного зазора. Катушка 12 обратной связи расположена в магнитной ветви, где размещен образец 8. Кроме того, устройство5 содержит усилитель 13 и индикатор 14.Устройство работает следующим Образом,Обмотка 9 возбуждения подключена к источнику питания и создает ра бочий магнитный поток Ф , Длина пути рабочих потоков Ф, и ф 2 остается неизменной для левой и правой и правой частей данной симметрич" ной магнитной системы, что обесгечивает однородность магнитной индукации по длинерабочих воздушных зазоров 6 и 7. Идентичные секции 10 и 11 измерительной обмотки соединены последовательно-встречно и поскольку магнитная система симметричная, то при отсутствии в продукто. проводе слабоферромагнитных сыпучих материалов и в силу равенства магнитных потоков У, и Ч 2 ЭДС на д 5 входе усилителя 13 будет равна нулюу тае адЕ =Е - Е =0Ц А "2При подаче по продуктопроводу сыпучих материалов, содержащих 30 ферромагнитные частицы, равновесие дифференциальной магнитной системы нарушается и на входе усилителя 13 появляется ЭДС 6 Е, значение которой прямо пропорционально величине Ь 9 - разности потоков 9 и 92 т.е. д=Ф,Н 14 д(,9 м, Фпг 1- о о 2части воздушного зазораза исключением рабочей егочасти длинойС - проводимость на пути магнит 9ных потоков с ребер и боковыхграней одной половины симметричной магнитной цепи; С и С соответственно проводи -амость продуктопровода иравной ему по длине рабочей части симметричного врздушного зазора.Для уменьшения потоков рассеяния торцы полюсного наконечника 4 и верхней части магнитопровода 1 закруглень;. Подставляя (2) и (3) в (1), получимЫЕо ц 2 у Тв У И (С СоФормула для определения проводимости калиброванного продуктопровода и симметричного ему воздушного зазора имеет вид где рд - абсолютная магнитная проницаемость воздуха;Ш - относительная магнитнаяпроницаемость ферромагнитного сыпучего материала;8=211 площадь горизОнтальногОсечения воздушного зазорамежду полюсным наконечником 4 и верхней частьюмагнитопровода 1 , равнаяпроизведению рабочей длиныкалиброванного продуктопровода и толщины набора 6 магнитопровода,ЛЬ - величина воздушного зазора.где Е - частота напряжения питания; 409 И 9 - максимальные значения2магнитных потоков9, и 92 .В свою очередь значения ЭДС Е и Е . индуктированные в идентичных 45 Р 2 3секциях измерительной обмотки, определяются по формулам:(2) (3)ток в обмотке возбуждения; число витков обмотки возбуждения;число витков секции изме ритепьной обмотки;суммарная магнитная проводимость левой или правой С учстом (5) и (б) уравнение (4)запишется в виде ЯдЕ= - 1 з%,М, Ро - Р=С 10-1), тИгде С= -- , 1 116 11 ц" в БСледовательно, ЭДС на выходе измерительной обмотки зависит от относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных сыпучих материалов. Зта ЗДС подается на вход усиди" теля 13 следящей системы, где усиливается по току и напряжению, а затем выпрямляется, С выхода усилителя выходной ток поступает на катушку 12 обратной связи и создает1126910 С ос тавитель В . Шуль гинРедактор М.Петрова Техред М,Гергель Корректор С,ерни Заказ 8687/35 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д,45Филиал ППП Патент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4 магнитодвижущую силу, которая уравновешивает симметричную дифференциальную магнитную систему. Выходной ток, проходящий по катушке 12 обратной связи, регистрируется с помощью индикатора 14, шкала которого отградуирована в значениях относительной магнитной проницаемости.По сравнению с прототипом устройство имеет более простую конструкцию; повышенную чувствительность; более высокую точность.Простота конструкции обеспечивает. ся тем, что предлагаемое устройство не имеет вращающихся элементов; уменьшено количество сборных деталей и узлов, а также ввиду отсутствия подвижных токосъемных контактов.Повышение чувствительности устройства достигается тем, что конструкция магнитной системы гозволяет в широких пределах изменять рабочую длину Р воздушных зазоров 3 а следовательно, и площадь Б=Ь Ф продуктопровода в зависимости от магнитной проницаемости сыпучих материалов,Действительно, чувствительность предлагаемого устройства прямо пропорциональна площади Я горизон тального сечения продуктопровода,что следует из определения чувствительности с использованием зависимостей (4) - (6).Следовательно,5 увеличение параметров, определяющихЯ (в частности, Х) приведет к повышению чувствительности,Более высокая точность предлагаемого устройства обуславливается1 О за счет уменьшения влияния температурной погрешности.Известно, что с изменением температуры меняются параметры обмоткивозбуждения и магнитной цепи. Это15 приводит к изменению магнитного потока, создаваемого обмоткойвозбуждения, а следовательно, и потоков Р иВ устройстве при изменении Ф20 потоки Р и Ч изменяются одинаково, так как обмотка возбуждениярасположена на среднем стержнеТ-образного магнитопровода. Поэтомуразностьф потоков Р иравная ЬУР, - , при колебанияхтемпературы не изменяется, В прототипе обмотка возбуждения состоитиз двух секций, поэтому неточностьнх изготовления неизбежно приводит."С при колебаниях температуры к дополнительной погрешности.