Устройство для определения параметров магнитных сред

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СфветсиииСоциалистнчесиикРеспублик и 9494(5)М. Кд. 6 01 й 33/00 3 Ъвударстюимй комитет СССР до делан изобретений и открытий( 54 7 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНЫХ СРЕДИзобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для определения параметров магнитных полей в жидких или сыпучих магнитных средах с повышенной или высокой магнитной5 восприимчи вост ью,Известно устройство для определения параметров магнитного поля, содержащее датчик, помещенный в область1 О пространства, в которой производится измерение, причем по выходному сигналу датчика судят о параметрах среды1. Недостатком известного устройства является низкая точность опре 15 деления параметров магнитного поля в жидких и сыпучих средах ввиду непосредственного контакта датчика с веществом среды.Известно также устройство для определения параметров магнитных сред, содержащее первый магниточувствительный преобразователь в немаг-нитной оболочке, вход которого под 2ключен к выходу блока питаний, авыход - к входу усилителя 2,Недостатком известного устройст"ва является зависимость результатовизмерений от формы оболочки и величины магнитной восприимчивости среды, что снижает точность определенияпараметров магнитного поля,Цель изобретения - повышение точности устройства.Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый магниточувствительный преобразователь в не- магнитной оболочке, вход которого подключен к выходу блока питания, а выход - к входу первого усилителя, введен второй усилитель, вычислитель и второй магниточувствительный преобразователь в немагнитной оболочке, вход которого подключен к выходу блока питания, а выход подсоединен через второй усилитель к первому входу вычислителя, ко второму входукоторого подключен выход первого уси"лителя, при этом оболочка первогопреобразователя выполнена в видесплющенного эллипсоида вращения, оболочка второго преобразователя - в 5виде вытянутого эллипсоида вращения,а оси чувствительности преобразователей совпадают с осями вращения обо"лочек и параллельны вектору магнитного поля среды. 0На чертеже представлена блок" схемаустройства.Устройство для определения параметров магнитных сред (жидких илисыпучих) содержит первый и второй 15магниточувствительные преобразователи 1 и 2, размещенные соответственнов первой и второй немагнитных оболочках 3 и 4.Оболочка 3 образована вращением 20эллипса вокруг его короткой оси, аоболочка 4 образована вращениемэллипса вокруг его длинной оси,Входы преобразователей 1 и 2 подключены к выходу блока 5 питания, а 25их выходы подсоединены соответственночерез первый усилитель б и второйусилитель 7 к входам вычислителя 8.Оболочки 3 и 4 помещены в среду 9.Устройство работает следующим зообразом.Магниточувствительные преобразователи 1 и 2, заключенные соответственно в первую немагнитную оболочку 4,помещают в жидкую среду 9.35При этом индукция В. и напряженность Н магнитного. поля внутриполой немагнитной эллипсоидальнойоболочки 3 и 4, помещенной в магнитную среду 9 так, что ее ось совпа вдает с вектором индукции поля, определяются выражениямиЭ+( 1, ),Е ВЕ Ц)1 ЖН- + ) е Не 2),где В, Н - индукция и напряженностьмагнитного поля в среде9 (существующие до внесения оболочки 3 и 4);Я- коэффициент Формы оболоч.ки 3 и 4;ЗЕ - магнитная восприимчивость среды 9,Из формулы (1) и. (2) видно, что индукция и напряженность магнитногоа поля внутри оболочек 3, 4 и в среде 5 в общем случае, не совпадают, Индукция внутри оболочки равна индукции в среде только при 1) = 1, т, е, при полости в форме бесконечно. тонкой щели, перпендикулярной вектору индукции. В остальных случаях индукция внутри оболочки меньше индукции в среде 9. Напряженность магнитного поля в оболочке совпадает с напряженностью в среде 9 только при Й: 0;е, для оболбчки в форме бесконечно вытянутого вдоль вектора магнитной индукции эллипсоида, При И 4 0 напряженность поля внутри оболочки выше, чем в среде 9,В данном случае, для магнитопроз)рачных преобразователей 1 и 2 и оболочек 3 и 4 в .Форме эллипсоидов вращения, индукцию ВЕ и/или напряженность Нр магнитного поля в среде 9 определяют по епростым формуламй,-й =фо "Ч "Ь Н .Ц) Н . (. ы,1Му -М Н "-Н,И 8%ул2- Э ВФ 1 Иа.-йфо 1 Ф 2 11 В)где В В ., Н , Н ; индукции и напря- И женности магнитного поля внутри оболочек 3 и 4, непосредственно измеряемые магни- точувствительными преобразователями 1 и 2; Й, М - коэффициенты форм первой и второйоболочек 3 и 4; ,О = 4 и 1 О Гн/м- магнитная проницаемость вакуума.Для оболочек, форма которых отличается от эллипсоида вращения, зависчмость между измеренными значениями В В 2(или НН ) и магнитнои индукцией В и/или напряженностью магнитного поля Н в среде может быть установлена экспериментально.При измерениях центры оболочек 3, 4 и заключенных в них преобразователей 1 и 2, а также оси вращения обо5 941 лочек 3, 4 и оси максимальной чувствительности преобразователей 1 и 2 совмещают. Оболочки 3 и 4 разносят на расстояние, исключающее их влияние на параметры магнитного поля в них. 5При измерениях преобразователи 1 и 2 с оболочками 3 и 4 вводят в исследуемую среду 9, оси оболочек 3, 4 и оси максимальной чувствительности преобразователей 1 и 2 ориентиру- ф ют вдоль векторов магнитной индукции в среде 9.Возможно использование двух работающих параллельно Функциональных пре образователей, один иэ которых выра" 1 батывает сигнал, пропорциональный ВЕ, а другой - Н, По отношению этих сигналов можно определять магнитную проницаемость среды.Погрешности измерения индукции и 20 напряженности магнитного поля в магнитной среде предлагаемым устройством близки к погрешностям измерения этих параметров внутри оболочек ( 1) .и составляют существенно меньшую 25 величину по сравнению с известным устройством (174 при измерении индукции, если Ве = 0,8 и 1, 114 при измерении напряженности, если НЕ " =0,2 и 1). . зоСледовательно, предлагаемое устройство обеспечивают решение важной метрологической задачи повышения точности измерения параметров магнитного поля в жидких и сыпучих маг- зз нитных средах и может быть использова нодля исследования временной стаби 1 пьности и характера седиментации магнитных жидкостей и суспенэий путем Фиксации устройства в кювете с жидкостью 40Ж 914 6 или суспензией и наблюдения изме нения во времени В й Н среды.формула изобретенияУстройство дпя определения пара"метров магнитных сред, содержащеепервый магниточувствительный преобразователь в немагнитной оболочке,вход которого подключен к выходу бЛока питания, а выход - к входу перво"го усилителя, о т л .и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышенияточности, в него введен второй усилитель, вычислитель и второй магниточувствительный преобразователь внемагнитной оболочке, вход которогоподключен к выходу блока питания, авыход подсоединен через второй усилитель к первому .входу вычислителя,ко второму входу которого подключенвыход первого усилителя, при этомоболочка первого преобразователявыполнена в виде сплющенного эллипсоида вращения, оболочка второго пре-образователя - в виде вытянутогоэллипсоида вращения, а оси чувстви-тельности преобразователей совпадаютс осями вращения оболочек и параллельны вектору магнитного поля среды.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Афанасьев Ю. В. и др. Средства измерений параметров магнитногополя. Л 1979, с, 79.2, Ливотов Л. Л.,Николаев А. АСемевский О. Б. Морской магнитометр МБМ. -геофизическая аппаратура", Л., "Недра", вып, 69, 1979,с. 31-40.оставитель В. Новожиловехред Т, Маточка Н. Рогули Корректор писное 4/ 4. Редактор е е Заказ 4830/3 Тираж 717 ИИПИ Государствен по делам изобрет 035, Москва, ЖгоийРау Пкомитета СССРи открытийшская наб., д Кос