Вихретоковый преобразователь

.В. Серебренн епропетровский орде сударственный униве Украины сТрудового Красн тет им. 300-лет ссией) ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ зоб тение относится электромагнитны ред и может быть нтроля электропр анизотропных ср фом поверхности,области свойств змере сложныхно для кразличныным рель использоваводностид со слож с ышение тоц" их ЩИ ко Известен индуктивный датчик, магнитопровод которого выполнен в виде ферритовой шайбы, перпендикулярно плоскости которой по окружности, на равных расстояниях друг от друга, неподвижно закреплены три ферритовых стержня с измерительными обмотками, а четвертый с обмоткой возбуждения закреплен соосно с шайбой с возможностью возвратно-поступательного движения, Если к торцам датчика приложить контролируемую среду, в зависимости от рельефа ее поверхности цент" ральный стержень переместится, однако все четыре торца стержней датчика будут контактировать с поверхностью среды и зазор будет отсутствовать1 Недостатками этого датчика являютс сравнительно малый диапазон отстройки от изменений зазора, связанный с ограничением хода центрального стерж" ня, в пределах которого осуществляетя компенсация изменений начальной индуктивности, а также значительное увеличение погрешностей измерений.при возрастании электропроводности контролируемой среды и повышение частоты питающего тока. Последнее связано с тем, что магнитные моменты контуров вихревых токов, наводимых в среде под каждым стержнем, направлены противопаложно собственным магнитным момен там датчика и ослабляют их. С увели чением электропроводности среды ичастоты питающего тока этот эффект усиливается,О Цель изобретения - пов ности измерений.диэлектрическую шайбу, перпендикулярно плоскости которой по окружности на равных расстояниях друг от друга расположены три неподвижных диэлектрических стержня, имеющие на концах идентичные измерительные обмотки, центральный диэлектрический стержень, закрепленный соосно с шайбой с возможностью возвратно-поступательного движения с расположенной на нем обмоткой возбуждения, снабжен круглой эластичной мембраной, резиновой подвеской, тремя компенсирующими обмотками, тремя корректирующими обмотками и двумя латунными кольцами, расположенными в пазах центрального стержня, при этом обмотка возбуждения размещена на мембране, которая по периметру присоединена при помощи резиновой подвески к диэлектрической шайбе, а центр мембраны жестко закреплен на центральном стержне, компенсирующие обмотки идентичны с изме"рительными и расположены на концах неподвижных стержней симметрично изме" рительным обмоткам относительно обмотки возбуждения, одна из корректирующих обмоток расположена на диэлектрической шайбе со стороны компенсирующих обмоток, а две другие корректирующие обмотки расположены на латунных кольцах, разменных симметрично относительно первой корректирующей обмотки, при этом все обмотки датчика соединены между собой последовательно и согласно.На фиг. 1 приведен вихретоковый преобразователь, разрез; на фиг, 2- то же, вид со стороны измерительных обмоток.Индуктивный датчик содержит диэлектрическую шайбу 1, три неподвижных диэлектрических стержня 2, измерительные обмотки 3, центральный ди" электрический стержень 11, обмотку возбуждения на эластичной мембране 5, резиновую подвеску б, три компенсирующих обмотки 7, корректирующую обмотку. 8, два латунных кольца 9, две маловитковые корректирующие обмотки 10 и пружину 11.На диэлектрической шайбе 1, пер" пендикулярно ее плоскости, по окружности на равном расстоянии друг от друга расположены три неподвижных диэлектрических стержня 2. Со стороны закругленных торцов на этих стержнях укреплены измерительные обмотки 3. Центральный диэлектрический5 1 О 15 го г 5 эо 35 4 о 45 Гсли к торцам датчика приложить среду со сложным рельеФом поверхности, центральный стержень переместится в ту либо другую сторону, соответствующим,образом деформируя мембрану так, что величина зазора между обмоткой возбуждения и контролируемой поверхностью останется приблизительно постоянной, Так, в случае впадиныфиг. 1 ). мембрана с обмоткой возбуждения прогибается в сторону рабочих стержень 1 закреплен с воэможностьювозвратно-поступательного движенияс помощью пружины 11. Эластичнаямембрана 5 с размещенной на ней об"моткой возбуждения в центральной час.ти жестко соединена с центральнымдиэлектрическим стержнем, а по периметру с помощью резиновой подвески бзакреплена на шайбе, На нерабочихконцах стержней 2 симметрично измерительным обмоткам относительно мембраны 5 расположены компенсирующиеобмотки 7, идентичные с измерительными. Со стороны компенсирующих обмоток, коаксиально относительно центрального стержня, закреплена корректирующая обмотка 8, а на центральномстержне симметрично относительно этойобмотки в пазах укреплены два латунных кольца 9 и две корректирующих обмотки 10, причем все обмотки устройства соединены между собой последовательно и согласно,Устройство работает следующим образом.Бсли к рабочим торцам датчика приложить среду с ровной поверхностью,центральный стержень переместится втакое положение, чтр торцы всех четырех стержней будут находиться на одном уровне. При этом мембрана приметплоскую форму, а коэффициенты взаимной индуктивности соответственно между обмоткой, размещенной на мембране 5,и,обмотками 3 и 7 станут равны междусобой так как компенсирующие обмотки 7 идентичны измерительным обмоткам 3 и расположены симметрично другдругу относительно мембраны 5). В таком состоянии датчика контур тока,наводимый в среде от обмотки возбуждения, имеет максимальный диаметр. Латунные кольца 9 с корректирующими обмотками 10 расположены симметрично относительно корректирующей обмотки 8,поэтому их влияние на обмотку 8,953602 6 маловитковой корректирующей обмот 51 О торцов, при этом возрастают коэффициенты взаимной индуктивности между обмоткой возбуждения и измерительными обмотками 3. Однако это не вносит погрешности в измерения, так как на такую величину уменьшится взаимная индукция между обмоткой возбуждения и компенсирующими обмотками 7. Аналогичный эффект компенсации изменения коэффициентов взаимной индукции наблюдается в случае выпуклости ре" льефа, когда мембрана прогибается в сторону нерабочих торцов стержней,Обмотка возбуждения выполнена на тонкой мембране, например стекло" текстолитовой, поэтому при деформа" циях растягивается резиновая подвеска, а межвитковые расстояния остаются практически неизменными . С увеличением деформации мембраны резиновая подвеска растягивается сильнее и соответственно уменьшаются размеры кон" тура наводимых в среде вихревых токов. Так как контролируемые образцы например руды цветных металлов, пред" ставляют собой слабопроводящие среды область малых значений обобщенного параметра на годографе полного сопротивления), это приводит к снижению величины вносимого в катушку большого диаметра активного сопротивления.Коррекция этой погрешности осу" ществляется следующим образом, В случае прогиба мембраны в сторону рабочих торцов в обмотку 8 входит часть первого латунного кольца 1, фиг. 1 причем тем большая, цем меньше диаметр наводимого в среде контура вихревых токов. Это вызывает увеличение вносямого в датчик активного сопро" тивления и компенсирует погреШность, связанную с деформацией мембраны и соответствующим уменьшением контуров вихревых токов. Однако при введении в обмотку 8 латунного кольца изменяется не только активное сопротив" ление датчика,но и уменьшается его индуктивное сопротивление область больших значений обобщенного параметра), что является нежелательным. Поэтому в обмотку .8 вместе с латунным кольцом 9 вводится маловитковая корректирующая обмотка 10, цто приводит к увеличению взаимоиндукции обмо" ток 8 и 10, корректируя влияние латунного кольца на реактивное сопро" тивление датчика. Аналогичным образом с помощью. вторых латунного кольца и кой осуществляется коррекция, погрешностей при прогибе мембраны в сторону нерабочих торцов стержней,Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным является уменьшение погрешностей измерений при контроле содержания полезногокомпонента в электропроводящих средах,например рудах цветных металлов, цтоснижает потери руды при добыче итехнологической переработке сырья. Формула и зобретения15 Вихретоковый преобразователь, содержащий диэлектрическую шайбу, перпендикулярно плоскости которой поокружности, на равных расстоянияхдруг от друга, расположены три непо 2 О движных диэлектрических стержня,имеющие на концах идентичные измери"тельные обмотки, центральный диэлектрицеский стержень, закрепленный соосно с шайбой с возможностью возврат"25 нс-поступательного движения с расположенной на нем обмоткой возбуждения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности, он снабжен круглой эластичной мембраной, реЗО зиновой подвеской, тремя компенсирующими обмотками, тремя корректирую.- щими обмотками и двумя латунными кольцами, расположенными в пазах централь"ного стержня, при этом обмотка возбуждения размещена на мембране, ко"торая по периметру присоединена припомощи резиновой подвески к диэлектрической шайбе, а центр мембраны жестко закреплен на центральном стержне,4 О компенсирующие обмотки идентичны сизмерительными и расположены на кон"цах неподвижных стержней симметричноизмерительным обмоткам относительнообмотки возбуждения, одна из коррек"45 тирующих обмоток расположена на диэлектрической шайбе со стороны компенсирующих обмоток, а две другие корректирующие обмотки расположены налатунных кольцах, размещенных симмет"рицно относительно первой корректирую"щей обмотки, при этом все обмотки датчика соединены между собой последовательно и согласно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе551. Авторское свидетельство СССРпо заявке й 2706325кл. С 01 В 33/00, 02.01.79.итель М. ЛебедевА. Бабинеца ехрев комитета ССи открытийская наб. Г е 4/5 Проектная ороду ли а Ещактор Г. Каа 272/75 8 НИИ Пираж дарс изо МоскваЛв ЛППП "Патен 717венногретениЫ.й5 Раг. У оректорМ, Варошдписное