Устройство для измерения относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных сыпучих материалов

,ЯО 13074 1 К ЗЗ 1 г ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОРОНИЦАЕМОСТИЬШУЧИХ МАЕРИА Г ГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Уфимский нефтяной институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 1126910, кл. С 01 К 33/12, 1983,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯСИТЕЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ПСЛА 5 ОФЕРРОМАГНИТНЫХ СЛОВ(57) Изобретение относится к магнитным измерениям и является дополнительным к основному авт.св.У 1269 О,.Цель - повышение точности измерениямагнитной проницаемости частиц (Ч)слабоферромагнитных сыпучих материалов при различной температуре, позначению которой определяют концент"рацию этих Ч в сыпучих веществах илисуспензиях. Для достижения цели вустройство вводят ртутный термометр.с капилляром (К) 17 и плоской, секционированной по длине К 17 компенсационной обмоткой 18, профилированной по закону измерения магнитнойпроницаемости Ч в зависимости от температуры, 2 ил.ИЗО 5 РЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К МНГГП 1 ТИЬ 1 Мизмерениям, может оыть использовано,в частности, для Определения концентрации слабоферромагнитньгх включенийв оглрке обжигового газа при обжигеколчедана и является дополнительнымк основному авт.св. Р 1126910,Цель изобретения - повышение точности измерения магнит 11 ой проницаемости магнитных частиц при различнойтемпературе, по знач 1 пл 1 о которой определя 1 от концентраци 1 о этих частиц всыпучих веществах или суспензиях,На фиг.приведено предлагаемоеустройство, общий вид; на фиг. 2ртутный термометр с профилированнойкомпенсационной обмотко 11.Устройство содержит симмстопчпуюдифференциальную магнитную систему,выполненную в виде С-образного магнитопровода 1 с воздушным зазором 2и Т-образного магнитопровода. 3 с полюсным наконечником 4. Магнитопроводы 1 и 3 жестко и магнитно соедипень 1в узле 5, Симметричнь 1 е рабочие воздушные зазоры 6 иобразованы пол 1 ос.ным наконечником 4 и верхней часть 1 омагнитопровода 1, В воздушном зазоре 7 размещен образец 8, 1 а стержнеТ-образного магнитопровода. 3 размещена обмотка 9 возбуждения. 0 кции Ои 11 измерительной обмотки симь 1 трично расположены на верхней ча 1 И магнитопровода 1 и отстоят на равно 135 расстоянии от воздушного зазора 2, Ка- тушка 12 обратной связи располохена на магнитной ветви где раямшен образец 8, Кроме того, устройство содержит усилитель 13 и индикатор 14. В за-. зоре б расположен термометр 5, который содержит резервуар с ртутью 16, капилляр 17 и плоскую профилированну 1 о компенсационную обмотку 18 (фиг. 2)Устройство работает следующим обЯ разом.Обмотка 9 возбуждения подк.поченак источнику синусоидального Напряжения и создает рабочий магнитный поток Ф .,Длина пути рабочих потоков ф и ф остается неизменной для левой :л правой частей симметричной магнитной системы, что обеспечивает однородность магнитной индукции в рабочих воздушных зазорах б и .Вначале рассмотрим работу устройства, когда в образце 8 отсутствуют магнитные частицы при фиксированной температуре образца, например, -50,О, 20 С (начало отсчета термометра), При этом в силу симметрии магнитной системы равны 1 ли потоками Фи ф в секциях измерительной обмотки индуктиру 1 отся ЭДСЕ,= 4,4401 Ф= Сл,где Г - частота напряжения питания; ф и Ф- максимальные значения маг ялнитных потоков ф и Ф; Ь 1 л и И число:Зитков первой и второйсекций измерительной обмотки;С - постоянный коэффициент.Кроме того, перпендикулярным магнитным потоком ф пронизывается вся площадь Б контура компенсационной обмотки 18, а на ее выходе индуктируется максимальная ЭДСЕ = 1; Ф, Я ( 3 ) где Ы, - коэффициент, зависящий о т геом е трич е ских и магии 1 ных характеристик ма гнитоп р ов ода .Первая секция 1 0 измерительной о бмотки и компенсационная обмотка 1 8 саед ине ны между собой последовательно согласно , причем соотношение чисел их витков выбирается так, чтобы выполнял о с ь условие( 4 )Т а к ка к секции изм е ри т ельной о бмо тки соединены и о следо за тельно встречно, т о ДС на выходе усилителя 1 3 равна пулюи дифференциальная магнитная система 1 ьаходится в равновесии.При наличии магнитных частиц в веществе образца равновесие дифференциальной системы нарушается, на входе усилителя 13 появляется ЭДСЬЕ, = С (,и -1), (б) где С - постоянный коэффициент;,1 - относительная магнитная проницаемость магнитных частицпри неизменной температуреобразца и окружающей среды. ЭДС подается на вход усилителя 13 следящей системы, где усиливается по току и напряжению, а затем выпрямляется. С выхода усилителя ток поступает на катушку 12 обратной связи и создает магнитодвижущую силу, которая уравновешивает дифференциальную магнитную систему. Выходной ток, проходящий по катушке 12, регистрируется с 1 и 1 мощью индикатора 14, отградуирова 11 ного в единицах концентрации маг 1307414нитных частиц в сыпучем веществе илив суспензии образца 8. Магнитная проницаемость или магнитная проводимость образца, содержа щего магнитные частицы, функционально связана с концентрацией их в веществе образца. Объемную концентрацию К магнитных частиц в образце можно определить как отношение объема магнит ных частиц Ч к объему Ч образца,т.е. К=Ч /Ч. Пусть объему Ч соответствует часть зазора Р, равная д, а оставшей, ся части объема, равной Ч-Ч - зазор д - сР Тогда магнитную проводимость Ск образца можно представить в виде суммы двух составляющих где С - проводимость магнитных частиц, занимающих объем ЧСц - проводимость других веществобразца, не обладающих магнитными свойствами;1 - рабочая длина образца;25Ь - толщина набора магнитопровода.Формула проводимости для воздушного зазора, симметричного относительно образца, равного ему по площади,ЗОимеет видС1 Ь(8)Из изложенного с учетом (7) и (8) следует, что магнитная проводимость 35 образца функционально связана с кон-, центрацией в нем магнитных частиц с одинаковыми или близкими магнитными свойствами, т.е, Ск = Ск(К). При прочих равных условиях Е и= Е (Ск)40 ф сопзгЕ и - Е (С, ) = сопв.ОрИ 2ПоэтомуЕ и =Е и (Си)(9)При изменении температуры показа ние индикатора изменяется за счет температурной погрешности, обусловленной изменением магнитной проницаемости (восприимчивости) магнитныхчастиц образца от действия температуры. Выходную ЭДС компенсатора можнозаписать в видеЕ= Кф 8(г.), (10)где 8(г.) - закон изменения площадиконтура компенсационной обмотки оттемпературы образца,При этом уравнение (5) с учетомтемпературной коррекции запишется какЕи - Еи + Ек ЕигС увеличением температуры ртутьв термометре 15 поднимается по капилляру 17 и закорачивает часть контуракомпенсационной обмотки 18. В результате ЗДС Еуменьшается на величину увеличения Е. Вследствие тогодля однородных магнитных частиц, находящихся в образце при различнойтемпературе, сумма Е+ Е к остаетсяпрактически постоянной, что сводитк минимуму температурную погрешность,вызванную изменением магнитной.про-.ницаемости магнитных частиц от температуры, и повышает точность измеренияконцентрации этих частиц в веществеобразца. Формула изобретенияУстройство для измерения относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных сыпучих материалов по авт, св. 9 1126910, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен помещенный в симметричный относительно вертикальной оси воздушный зазор магнитной системы, параллельно продольным размерам магнитопроводов ртутный термометр с плоской секционированной по длине капилляра термометра компенсационной обмоткой, подключенный к измерительной обмотке, причем секции компенсационной обмотки профилированы по закону изменения магнитной проницаемости магнитных частиц в зависимости от температуры.1307414 Составитель О. РаевскРедактор Т. Митейко Техред И.Попович ктор атаи каз 16 47 ВНИИПИ по дела 035 у Мос д. 4/5 ая наб. Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектн ираж 731 дарственного изобретений и а, Ж, Рауш