Зонд для опробования магнетитовых руд

1 О П И С А Н И 1 Е 1,ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистицеских Республик(51) Ч. г,". заявки Ю присоединением Гасударственный квинтет вааэта Мннкатраа СССР ва дваи нзабретвннй в аткрытнй) Опубликован 05,12.77. Бюллетень Мц ования описания 23.12.7 3) УДК. Кудрявцев,ляев н Б. Н. Тнхонов ео нзн изводственное объединени й ордена Ленина и орден дарственный университет Научно-ии Ленинград Знамени г 71) Заявители вого КрасногоА, Жданова 54) ЗОНД ОПРОБОВАНИЯ МАГНЕТИТОВЫХ РУД Известно та строй нвост во для измерения магннтной восприимдержашее генератокатушкой, магнитнылнзнрован путем вкную цепь с компен н пород н руд, соль с генераторной нт которой стабня резистора, н прием ой катушкой,ную це й мом люче ионн Изобретение относится к устройствамдля измерения магнитной восприимчивостисред н предназначается для выделения смагнетнтовых руд н опредепення в ннх содержания железа прн опробовании стенок 5горных выработок и оценки качества рудноймассы в навалах н вагонетках,Известна аппаратура РИМВ - 1, предназначенная для опробования магнетнтовцх1 руд. Измерительный зонд РИМ В 1 1 Ссостоит нз генераторной н прнемной катушек,осн которых расположены на однойпрямойна расстоянии ОД м одна ог другой. Первичное поле, создаваемое генераторной катушкой, не скопенсировано. При помещении 15зонда в магннтную среду пронсходнт ослабление снгнала в приемной катушке. Сигналпоступает на усилитель, а затем на фазочувствительный выпрямитель, после чего онподается на регистратор, Недостатком аппаратуры РИМВявляется низкая чувствнтельность прн опробовании слабомагннтных руд,зависимость показаний ог неровностей поверхности исследуемой среды, а также недостаточная стабильность магнитного момента 2 генераторной катушки в отновеннн воздействия магнитной среды. Для опробования маг нетнтовых руд используется аппаратура МФ. Измерительный зонд выполнен в виде рамки, которая питается от геперать рв сннусондальных колебаний, В : зорнтельном канаде содержится ряд нелинейных элементов, Они затрудняют расчет цепк, .потому что для получения высокой чувствительностинеобходнмо обеспечить оптимальные пелнчн.: ны частоты тока н напряжения питания, нндуктнвностн рамки и т.д. Зонд не нсключает влияния неровностей стенок выработки, так как не обладает фокус нрующнмн,свойствамн, С этой аппаратурой можно производить ляшка относительные определения магннтной воспрнимчивостн, т.е. при градунровке необходимо использовать эталоны.Недостатком устройства является завнсимость показаний от неровностей поверхностиисследуемой среды.:гБель изобретении - устранениеотмеченного недостатка и повышение точности измерений, Это достигается тем, что оси катушек, в генераторной и приемных цепяхзщща расположены параллельно друг другуи поверхности среды удалены одна от другой на расстоянье, удовлетворяющее условию-- 026 - "О,вгде Ь 1 - расстояние между осями генераторной и приемной катушек; 15Ь - расстояние между осями генераторйой и компенсвционной катушек;й - расстояние до плоскости, проходящей через оси катушек к вершинамконтактных выступов, 20При соблюденни этого условия происходит фокусировка зонда, на кривой геометрическогО фактора появляется экстремум,вобпасти которого впияние неровностейисследуемой среды минимально,На фиг, 1 изображена кострукция зондавид спереди; нв фиг, 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - электрическая схема зонда;на фиг. 4 - график геометрического фактора, .выражв ющего зависимость выходного сигнала от расстояния между зондом и поверхностью исследуемой среды,Зонд состоит иэ генератора катушки 1с ферромагнитным сердечником 2, параллельно которой расположены приемная катушка3 и компенсационная катушка 4, Приемнаяи компенсационная катушки намотаны нвкаркасы иэ немагнитного и непроводящегоматериала. На фиг,. 1 и 2 обозначены:- длины обмоток генераторной,40С 1 Й 1 кприемной и компенсационной катушек;д д с - их диаметры. Контактные выспф ктупы 5 обеспечивают определенное расстояние между катушками и поверхностью средЫ456, Генераторная катушка 1 подключена к1генератору 7 синусоидвльного напряжениянизкой частоты посредством резистора 11(фиг. 3), Величина сопротивления резистора11 выбирается исходя из условия, обеспе-Э50чивающего стабильность магнитного момента генераторной катушки 1 при воздействиисреды 6. Обмотки приемной катушки 3 икомпенсационной катушки 4 подключеныпоследовательно и встречно ко входу усилителя 9, сигнал с которого поступает нарегистратор 10. Генератор и усилительпитаются от блока питания 8,Работа предложенного зонда заключаетсяв следующем, Генератэрная катушка 1 соз-60дает в окружающем пространстве перемен ьй1 Х1+ОДм цричем(2) В т (3)где у - магнитная восприимчивость среды в системе СИ;ЗЕ - кажущаяся восприимчивость;6 - э. д. с. приемной 3 и компенсационной 4 катушек в воздухе;Яп,8,6. - геометрические факторы приемной катушки 3, компенсационной катушки 4 и зонда в целом,Если длина обмоткч каждой катушки превосходит ее диаметр, то влиянием дд ,с можно пренебречь и вычислять Я и по формулам:6 щ-Л б 1 иное магнитное попе. В воздухе,при отсутстч вин магнитной среды это пола индуцирует во встречно вклю;внных обмотках приемной катушки 3 и компенсационной катушки 4 одн-,паковые по амплитуде, но противоположные по фазе ЭДС,:. котсрые взаимно компенсируют одна другую. Над исследуемой магнит ной средой с помощью контактных выступов, зонд располагается так, чтобы оси катушек .1, 3 и 4 находилйсь от поверхности среды 6 на одинаковом расстоянии. Полем генераторной катушки. 1 происходит намвгничи. ванне среды 6, врезультате чего появляется вторичное магнитное поле. Поскольку обмотки приемной 3 и компенсационной 4 катушек расположены жа разпичных, расстояниях от генераторной катушки 1, вторичные ЭДС в них индуцируемые, имеют различные амплитуды. В результате нв входе усилителя 9 появляется раэностная ЭДС ЬЕ, по величине которой определяется магнитная восприимчивост ",среды 6.Настройка зонда на нулевую ЭДС в воздухе осуществляется подбором числа витков компенсациочной катушки 4, Она сохраняется в процессе измерений в случае жесткого крепления всех катушек, фиксирующего расстояние между ними.Как показали исследования, при условии стабильности магнитного момента генерагорной катушки для зонда справедливо соотношение;где 3 - расстояние от осей катушек доповерхности среды;к -расстояние между магнитными.гполюсами генераторной катушкий равное8= о,ьа е5Значения 6 можно вычислять по тем жеФормулам (4 И) - (р), ррвдввризнлвно злмвнив 1 И .на 1 к и Ьк соответственно.Геометрический фактор 9 в качествефункции Ы выражает характер завнсимости ф от расстояния зонда до поверхносуи В Силу формулы (3) из-зв различной окоройуи убыввння 6 н м кривая йрможет иметь экстремум в некоторой точкеЕсли принять высоту контактныхыннвМвйвыстУйов 5 й =Ь 4 пх;й то на величинУ йфпрактически не будут влиять малые изменения зазора между зондом и поверхностьюи небольшие неровности последней, Зонд 2 Орри этом приобретает фокусирующие свойсгва.Как показали исследования функции Фчтобы обеспечить фокусировку, необходимовыполнение условия;25- -0,260,23Ь.к 7)1 п," иПосле выбора Ггр й В у УУвеличина Ь находится как абсцисса мак- зОйй /симума геометрического фактора(Ь й( ЬттвЗонд рассматриваемого типа бйл изготовлен со следующими параметрами; 1 лн170 мьц хт 168 мм;=64 мм;Ьд у 195 мм; ЬН лл 25 мм. На генераторную катушку 1 подавалось синусоидальное напряжение 105 В частотой ЭОО тц,При этом изменение кажущейся магнитной 1восприимчивости на 1 ед СИ вь)эывает появление ЭДС Ф113 мВ. 40Для зонда, имеющего указанные параметры, по формулам (Э)-(6) был рассчитанграфик 6 й выражающий зависимость ЬЯот расстояния до магнитной среды (сплошная кривая, см. фиг. 4), С этим же зондом 45в соответствии с формулой (1) были получены экспериментальные значения 6, ко 6торые хорошо согл(асуются с теоретическими данными (точкФ на фиг. 4).В результате расчетов и эксперимента подтверджено положение о том, что при выполнении условия (7 ) график зависимости измеряемой ЭДС",: ор расстояния до магнитной среды имеет экстремум (фиг. 4). В области максимума наблюдаются лишь незначительные изменения ЭДСй т,е, влияние воздушного зазоре )4 инимально, а поэтому можно производить измерения на неровной пове рхн ости.Согласно данным фиг, 4 Ь,уй,л Ой 21 ЬПр а поэтому длина контактных выступов для рассматриваемого зонда )составляет)в= трах = 41 мм.Предлагаемый зонд имеет фокусировку благодаря которой значительно уменьшивает-, ся влияние неровностей поверхности среды порядка 2 см.ф ормула иэобре тенияЗонд для опробования магнетитовых руд, содержащий генераторную цепь с генераторной катушкой и резистором, приемную цепь с компенсационной катушкой и контактные выступы, обеспечивающие определенное расстояние между катушками н поверхностю исследуемой среды, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений путем уменьшения влияния неровностей поверхности исследуемой среды, оси катушек в генераторной и приемной цепях расположены параллельно одна другой, а расстояние между осями удовлетворяет соотношению- -ОЖ -О,1 и 1 ъгде .3 - расстояние между осями генеПреторной и приемной катушек;- расстояние между осями генеКраторной и компенсационной катушек;Ь - расстояние от плоскости, проходящей через оси генераторной и приемной катушек до вершин ко (тактных выступов,Подлисное С 3035, 1 тент", г, Ужгород, ул. Проектная,лиал ППП С остави тельедактор Н. Разумова Техред ЗАа аказ 4770/12 Ти цниипи гос драж 7171у арственного комитетпо делам изобрева, Ж, раушская на Корректор Н. Ковале овета Министровний и открытийд 4/5