Трехконтурный индикатор изменений электропроводности материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХасцедавчекнииРЕСПУБЛИК ОПИ ЗОБРЕТ СТВУ е после ключенный регистрат экран, ох о т л и ч с целью п катушки з Гайл ий ститут рассто каждой етельство СССР790, 1980,паратура.47-58. но из КАТОРТИ МАТЕРИА подклю- индукиемныеоложенныесоединен. ОС) 1,0,пр тор етр пр тушк ые п де етр г растях Ваай ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИД(46) 07.01.85. Бюл. Р (72) О,Е. Вилитис, А. Г.Ф. Бейдер и У.В, Ян (71) Физико-энергетич Ан Латвийской ССР (53) 620.179.14(088.8 (56) 1, Авторское сви В 945768, кл. С 01 И2. Геофизическая а Вып, 44, Л 1970, с. (54)(57) ТРЕХКОНТУРНЬЙ ИЗЖНЕНИЙ ЭЛЕКТРОПРОВ ЛОВ, содержащий генер чейную к генератору к тивности, две ндентич катушки индуктивности в параллельных плоско 801133539 А овательно-встречно, подк выходу приемных катушекр и электростатическийатывающий все катушки,а ю щ и й с я тем, что,вышения чувствительности,Фиксированы коаксиально,ие 3 между генераторнойз приемных катушек выбраношения 1-1, 3) 3ЬО, 1-03 3- нормированный ди емных катушек,- нормированный д нераторной катушности. Это объясняется тем, что геометрическое разнесение генераторной катушки относительно приемных катушек приводит к необходимости использовать сложные конструктивные несущие элементы трехкатушечной системы, обеспечивающие жесткость взаимного расположения всех катушек и, тем самым, снижающие величину ложных сигналов, источниками которых является изменение температуры корпуса, механические воздействия на него и др. Кроме того, величина расстояния между катушками существенно влияет на чувствительность устройства.Цель изобретения - повышение чувствительности индикатора.Указанная цель достигается тем, что в трехконтурном индикаторе измен нений электропроводности материалов, содержащем генератор, подключенную к генератору катушку индуктивности, две идентичные приемные катушки индуктивности, расположенные в параллельных плоскостях и соединенные последовательно-встречно, подключенный к выходу приемных катушек регистратор и электростатический экран, охватывающий все катушки, катушки индуктивности зафиксированы коаксиаль но, а расстояние 1 между генераторной и каждой из приемных катушек выбрано из соотношения(1, 1-1,3 М,0 = О, 1-О,3 3 я при Ъ 1 О,дг где 3 п - нормированный диаметр приемных катушек,3 г - нормированный диаметр генераторной катушкиа На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого индикатора.Трехконтурный индикатор измененийэлектропроводности материалов содержит генератор 1 переменного тока, связанный с генераторной катушкой 2 индуктивности, и две идентичныеприемные катушки 3 и 4 индуктивностиВсе катушки жестко зафиксированы коаксиально посредством трубчатого корпуса 5, расположены в параллельныхплоскостях. Приемные катушки индуктивности соединены встречно-последовательно и подключены к регистратору 6, причем все катушки помещены в электростатический экран 7. Генераторная катушка 2 индуктивности отстоит от каждой из приемных катушек 1 1133539Изобретение относится к средствам,испытания материалов, может бытьиспользовано для выявления неоднород"костей, обуславливающих изменениеэлектрических и магнитных параметровэтих материалов и кроме того, позволяет осуществлять неразрушающийконтрогь физических и химическихсвойств материалов, связанных сих электропроводностью, а также может быть применено прн индикацииФазовых переходов в твердых телах,Известен индикатор измененийэлектропроводности материалов, отличающийся высокой точностью и разрешающей способностью, который содержит опорный и измерительный генераторы сигналов и две катушки индуктивности, одна из которых включена в измерительный контур. Изме. нение электропроводности исследуемого материала вызывает изменениеимпеданса измерительной катушкииндуктивности, что, в свою очередь,изменяет частоту измерительного гене- лратора. Изменение разности частотобоих генераторов регистрируетсярегистратором, который индицируетизменение электропроводности этогоматериала 11 .Недостатком данного индикатора,является неспособность работать вусловиях высокого уровня внешнихкак промышленных таки атмосФерных)помех. Это обуславливается тем, чтовызванные помехами изменения электромагнитного поля воздействуют на из-мерительную катушку индуктивностии регистрируются регистратором инди",катора, что снижает разрешающую способность и, тем самым, чувствитель Оность индукатрра.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является трехконтур-:ный индикатор изменений электропро-45водности материалов, содержащийгенератор, подключенную к генератору генераторную катушку индуктивности, две идентичные приемные катушкн индуктивности, расположенные в па 50раллельных плоскостях и соединенныепоследовательно-встречно, подключенный к выходу приемных катушек регистратор и электростатический экран,охватывающий,все катушки. Оси всех ,55катушек параллелекшОднако известный индикатор не обеспечивает достаточной чувствитель3 11 3 и 4 на расстоянии, определяемом соотношении 1,1-1,3)дг г, =.0,1- 0,3 при 4 я1 П 3 , где п - нормированный относительно расстояния до объекта 8 эЫ ективный диаметр при емных катушек, бг - нормированный диаметр генераторной катушки 2,Электростатический экран 7 выполнен из коллоидального гранта и обеспечивает защиту от сигналов помех электростатического происхождения. Выполнение этого экрана из коллоидального грайита устраняет недостатки, свойственные экранам, выполненным из других материалов. При этом такой экран практически не вносит в катушки дополнительных потерь. Последнее обусловлено тем,что выбранный материал экрана - коллоидальный графит - имеет относитель но низкую электрическую проводимость, и, следовательно, потери, воз. никающие в результате вихревых токов в экране, минимальны, Генераторная катушка выполнена без ферромагнитного сердечника, Это обусловлено тем, что наличие нелинейного магнито провода при больших возбуждающих магнитных полях, создаваемых генераторной катушкой, приводит к появлению неуравновешенного сигнала на выходе системы диАФеренциально включеннык приемных катушек. Компенсация в регистраторе этого сигнала, содержащего составляющие высших гармоник основной частоты генератора, является сложной практической задачей, Приемные катушки индуктивности работают при относительно небольших интенсивностях магнитного поля. Поэтому они могут, в частном случае, иметь Ферромагнитные сердечники. Сечение приемных катушек в общем случае характеризуется эквивалентным эдЮективным диаметром.Индикатор работает следующим образом.При изменении электро- или магнит проводности геометрически ограничен ного электропроводящего объекта 8, находящегося в зоне чувствительности приемных катушек 3 и 4 индуктивности, или при нахождении в этой зоне объекта, имеющего постоянные магнитоэлектрические параметры, диеренциальный сигнал на выходе встречно включенных приемных катушек 3 и 4 изменяется за счет вихревых токов, возникающих в объекте 8е 33539 4вследствие неодинаковой электромагнитной связи между ним и каждой изприемных катушек 3 и 4 индуктивности.В результате изменяется величинапеременного напряжения на входе реги.стратора, где этот сигнал преобразуется в удобную для индикации форму. Таким образом, регистраторомлибо фиксируется информация об из менении электропроводности контролируемого объекта, либо дополнительнопоявляется воэможность регистрациисигнала о его присутствии в зонечувствительности индикатора. Последнее может использоваться для контроля материалов в геологоразведочной технике и других областях.При отсутствии объекта или припостоянстве его.магнитоэлектрическихпараметров сигнал на выходе приемныхкатушек 3 и 4 соответственно равеннулю или является постояннык. Внешние, отдаленные источники электромагнитных полей наводят практическиодинаковый сигнал помех в каждой изприемных катушек 3 и 4 индуктивносчи.Благодаря встречно-последовательномувключению приемных катушек 3 и 4 обаэти сигнала помех вычитаются и навыходе катушек сигнал о помех практически отсутствуют.При этом высокая чувствительностьи простота конструкции индикаторадостигнуты тем, что генераторная катушка индуктивности расположена коаксиально относительно приемных катушеки отстоит от каждой из них на расстоянии 1 , величина которого определена соотношением 40 (1,1-1,3)Дг= 0,1-0,3при ) 103 вгРезультаты экспериментальной проверки этих соотношений приведены в ц таблице. Как видно из полученных данных,максимальная чувствительнбсть дости,гается только при выполнении ооотно ения(1,1-1,3) д,) Е= 0,1-0,3 при ) 10.3 о.дгИ Использование предлагаемого индикатора позволяет создать простые надежные и помехозащищенные контроль но-измерительные устройства для ре1133539 раз- элек Нормированныйсигнал (относительная чувствительность) Соотношениедиаметров3а,Расстояние междугенераторной иприемными каРасчетное значение нормированного сигна- ла 0,25 1,00 10 1,00 0,57 О, 125 0,6 20 0,5 0,5 0,53 0,05 0,078 0,065 0,083 0,071 50 1,25 Составитель И. КесоянТехред Т.Фанта Редактор В. Петраш Корректор А. Тяско Заказ 9944/37 Тираж 898 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий 1 13035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Эгистрации с высокой точностью и решающей способностью изменений тропроводности. Укаэанные соотношения простран .ственного взаимного расположения всех катушек индикатора и их диаметров обеспечивают наибольшую чувствительность индикатора при наименьших габаритах системы генераторной и 10 приемных катушек. Жесткая коаксиальная фиксация всех трех катушек в трубчатом корпусе, минимизация их диаметров и общей длины трехкатушечной системы обеспечивают жесткость и простоту конструкции системы катушек. При этом достигается стабильность показаний индикатора, что обуславливает его высокую разрешающую способность,и, следовательно, высокую чувствительность независимо от внешних услбвий.