Способ измерения магнитной восприимчивости жидких сред и его вариант

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 33/ к Й,ООР) ирГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТ СПИ АВТО ЗОБРЕТЕН ХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Агрофизический научнодовательский институт Всесоюдена Ленина академии сельскственных наук им.В.И.Ленина(53) 621.317.44(088.8) л и ч а ю щ и и с я тем, что, с цельюповыаения стабильности нуля и сниженияпорога чувствительности, модулируюткоэффициент формы оболочки в направлении оси магнитной чувствительности,которую ориентируют вдоль вектора магнитной индукции поля, действующего вжидкой среде, с помощью создания внут"ри оболочки пульсирующего давления,выделяют составляющую магнитйой индукции внутри оболочки с частбЪейизменения коэффициента формы оболочкипри постоянном магнитном поле, а магнитную восприимчивость жидких средопределяют из выражения сьевсслезной орхозяй(56) 1. Чечернмерения, М(54) СПОСОБ ИЗ иков В,И.изд-во Иос гнитныеун-та е свидетельство ССС 6 01 й 33/16, 28.11. ИЕРЕНИЯ ИА ИТНОйЕГО ВАРИАН- где ицио имагнитной вос- заключающийсоставкцииая ся в том, что магниточувствительныипреобразователь с немагнитной оболочкой помещают в жидкую среду, на которую.воздействуют магнитным полем, о т е ПРИИИЧИВОСТИ ЖИДКИХ СРЕДТц).(57) 1. Способ измеренияприимчивости жидких сред среднее значение к эффента формы;глубина модуляции,коента Формы;амплитуда переменнойляющей магнитной индупостоянная составляюмагнитной индукции1027 й 9 где Мр 81- 8 е 2. Способ измерения магнитной восприимчивости жидких сред заключающийся в том, что магниточувствительный .преобразователь с немагнитной оболочкой помещают в жидкую среду, на которую воздействуют магнитным полем, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что; с целью повышения стабильности нуля и снижения порога чувствительности,;модулируют коэффициент формы оболочки в направлении оси магнитной чувствительности, которую ориентируют вдоль вектора магнитной инИзобретение относится к магнитнымизмерениям и может быть использованопри измерениях магнитной восприимчивости жидких сред непосредственно висследуемой среде, 5Известен способ измерения магнитной восприимчивости жидких сред,основанный на втягивании ампулы сжидкостью в зону максимальной магнитной индукцией магнитной системы3,Недостаток указанного способа - .узкие функциональные возможности.Известен также способ измерениямагнитной восприимчивости, закЛючающийся в том, что магниточувствительный преобразователь с немагнитнойоболочкой помещают в жидкую среду,накоторую воздействуют магнитным полем 2 1,Недостатками известного способа 20являются низкая стабильность. нуляи высокий порог чувствительности.Цель изобретения - повышение стабильности нуля и снижение порогачувствительности, 25Поставленная цель достигается тем,что согласно способу, заключающемуся;в том,что магниточувствительный преобразователь с немагнитной оболочкой помещают в жидкую среду,на которую воздействуют магнит- "ным полем, модулируют коэффициент формы оболочки в направлении оси магнитной чувствительности,которую ориентируют вдоль вектора магнитной индукции поля, действующего вжидкой среде, с помощью создания внут.ри оболочки пульсирующего давления,дукции поля, действующего в жидкой, среде, с помощью создания внутриоболочки пульсирующего . давления, выделяют составляоцую магнитного поля внутри оболочки с комбинационными частотами, образованными частотой магнитного поля и частотой изменения коэффициента формы при переменном магнитном поле, и по отношению указанной составляющей к амплитуде индукции переменного магнитного поля судят об измеряемом параметре. 2выделяют составляющую магнитной индукции внутри оболочки с частотой изменения коэффициента формы оболочки при постоянном магнитном поле,а магнитную восприимчивость жидких сред определяют из выраженияВХо." фе среднее значение коэффициента Формы;глубина модуляции коэффициента Формы;амплитуда переменной составляющей магнитной индукции; постоянная составляющая магнитной индукци Согласно способу, заключающемуся во том, что магниточувствительный преобразователь с немагнитной оболочкой помещают в жидкую среду, на которую воздействуют магнитным полем, модулируют коэффициент формы оболочки в направлении оси магнитной чувствительности, которую ориентируют вдоль вектора магнитной индукции поля, действующего в жидкой среде, с помощью создания внутри оболочки пульсирующего давления, выделяют составляющую магнитного поля внутри оболочки с комбинационными частотами, образованными частотой магнитного поля и частотой изменения коэффициента формы при переменном магнитном поле, и по отношению указанной составляющей. к амплитуде переменного магнитного поля судят об измеряемом параметре.59пропорциональная производной этой составляющей. Эта ЭДС усиливается усилителем 7 частоты модуляции и детектируется Фазочувствительным детектором 8, к выходу которого подключен усилитель 9 постоянного тока и выходной показывающий прибор 10 с нулем посредине шкалы. Опорный сигнал Фазочувствительного детектора8 снимается с генератора 6 низкой частоты через Фазосдвигаоцую цепь 11, необходимость которой вызвана сдвигом на 90 ЭДС, индуцируемой в катушке 4 индуктивности, по отношению к переменной составляющей магнитной индукции, Наличие фазочувствительного детектора 8 позволяет измерить магнитную вослриимчивость как парамагнитных, так и диамагнитных жидкостей.Магнитная восприимчивость слабо- магнитных жидкостей определяется по . формуле из ( 4 )10276 нитной модулируемой оболочки при постоянном магнитном поле равна из (2) В.28 Й 1 ъзВ сои%+, (1)а при переменном из (3) 8. - Весои юфйофтп (ем 2 " Х. я сов (ию+Я)+ сов (ы-Я) й, СйТаким образом, при ЭС перваясоставляющая магнитной индукции равнамагнитной индукции, действующий всреде, а втоРая.- прямо пропорциональфна магнитной восприимчивости среды,Согласно предлагаемому способувыделяют (преимущественно частотнымиметодами ) и измеряют вторую составляющую магнитной индукции и по ней 20судят о магнитной восприимчивости среды. При этом индукция внешнего маг"нитного поля, входящая в выражениедля второй составляющей, учитывается градуировочной константой, если Ииндукция при измерениях неизменна,либо измеряется и учитывается отдельно, если индукция изменяется от однойточки измерения к другой или во времени по известному закону. 39На чертеже представлено устройст,во для измерения магнитной восприимчивости проточной жидкости,Устройство содержит немагнитнуюэластичную. модулируемую оболочку 1,размещенную внутри трубопровода 2с исследуемой жидкостью (поперечноесечение ). Трубопровод находится вмагнитном поле постоянного магнита3. Внутри оболочки размещен индукционный магниточувствительный преобразователь (катушка 4 индуктивности ). Ось катушки и ось оболочки,имеющей Форму эллипсоида вращения,ориентированы вдоль вектора магнитной индукции магнита 3. Модуляциякоэффициента формы оболонки обеспечивается гидравлической системой 5,преобразуюцей электрические колебания в колебания давления немагнитнойжидкости, заполняющей изнутри оболочку. Гидравлическая система 5 управляется электрическим генератором6 низкой частоты. Внутри оболочки1 в результате модуляции возникаетпеременная составляющая магнитнойиндукции с частотой модуляции Я ,амплитуда которой пропорциональнаНа выходе катушки 4 образуется ЭДС,8- .Ж= -- 1 (Ь)Оп.где:В - амплитуда переменной составляющей магнитной индукции, измеряемой магнитоцувствительным преобразователем и последующими звеньями измерительной цепи;В- постоянная составляющая магнитной индукции, представляющая собой индукцию в зазоре постоянного магнита 3.По Формуле (6 ) можно оценить порог чувствительности на уровне шумов я и , описанного устройства. Для оболочки, имеющей отношение высоты вдоль оси к диаметру Р/ Д = 0 5,среднее значение коэффициента формы0 фПриняв индукцию в зазоре магнитаорог чувств катушки с измерительной цепью к переменной составляющей магнитной индукции на уровне шумов Вцп = 0,1 нТл, получим следующее значение порога чувствительности к объемной магнитной восприимчивости жидкости: дп 0 рц, = 1,4 1 О ед. СИ при щ = 0,1ФУчитывая, что объемная магнитная восприимчивость воды составляет зеН 0 = -0,72 -1 О 6 ед.СГСМ== - 0,9 10 ед,СИ, нетрудно видеть,НдОчто столь низкий порог чувствительности позволяет измерять магнитную восприимчивость воды с погрешностью не менее 1 Ф, что дает воэможность7 . 1027 б 59 8контролировать наличие в ней приме- измерения магнитной восприимчивостисей и растворенных веществ. Этот по- большинства слабомагнитных жидкостейрог чувствительности двстаточен для с большой точностью., Составитель Т.КрасноваРедактор С.Квятковская Техред Л. Пекарь Корректор С.Яекмарв та ветаи т ивет тВ в вите тте ее ев еЗаказ 4733/50 Тираж 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и .открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб д. 4/5е ве тееива тааае ит еа ев ее ветви т ттттетееще еа тфилиал ППП "1 атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4