Устройство для измерения относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных сыпучих материалов

Устройство для измерения относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных сыпучих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ СЛАБОФЕРРОМАГНИТНЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ , содержащее симметричную дифференциальную магнитную систему с воздушными зазорами и обмотку возбуждения , катушку обратной связи, последовательно соединенные усилитель и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения относительной магнитной проницаемости , магнитная система выполнена из С-образного и Т-образного магнитопроводов, жестко и магнитно соединенных в одном узле, обмотка возбуждения расположена на среднем стержне Т-образного магпитопровода, две идентичные секции измерительной обмотки соединены последовательновстречно и подключены к входу уси (Л лителя, при этом они расположены . на С-образном магнитопроводе симметрично его оси. Р2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

as> SU(ш

З(59 6 Ol R 33 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТ0РСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ дифференциальную магнитную систему с воздушными зазорами и обмотку возбуждения, катушку обратной связи, последовательно соед. ненные усилитель и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения относительной магнитной проницаЕмости, магнитная си =тема выполнена из С-образного и Т-образного магнитопроводов„ жестко и магнитно соединенных в одном узле, обмотка возбуягдения расположена на среднем стержне Т-образного магпитопровода, две идентичные секции измерительной обмотки соединены последовательновстречно и подключены к входу усилителя, при этом они расположены . на С-образном магнитопроводе симметрично его оси. (21) 3585467/24-21 (22) 28. 04. 83 (46) 30. 11.84. Бюл. Ф 44. (72) А.И. Кобяков, В. А. Дрейман, Ж.M.Ïðèòûêà и Д.М.Мирзаянов (71) Уфимский нефтяной институт (53) 621. 317. 44 (088. 8) (56) 1. Черньпчов Е.Г., Чернышова Н.Г., Чечурина Е.И. Измеритель магнитной . индукции индукционного типа. Магнитные измерения на постоянном и переменном токе. M., Стандартгиз, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

У 629505, кл. G 01 R 33/12, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОТНОСИТЕЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ СЛАБОФЕРРОМАГНИТНЫХ СЫПУЧИХ NATEРИАЛОВ, содержащее симметричную

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1126910

Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано, в частности, при определении относительного содержания магнитных включений в огарке обжигового газа при обжиге колчедана.

Известно устройство для иэмере" ния относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных материалов, содержащее дифференциальную магнитную систему, в воздушных зазорах которой помещена подвижная система (I) .

Известное устройство сложно по конструкции, причем измерение про- 15 изводится при неуравновешенном состоянии дифференциальной магнитной системы, что привоцит к низкой точности измерения.

Наиболее близким к ??редлагаемому по технической сущности и достигаемо"*

I му результату является устройство для измерения относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных

25 суспензий, содержащее симметричную дифференциальную магнитну?о систему, выполненную в виде. двойного ярма, каж" дая ветвь которого имеет воздушный зазор и снабжено намагничивающей катушкой. В воздушном зазоре ветви размещен образец. Кроме того, устой- ство содержит индикатор, расположенный в измерительной диагонали симметричной дифференциальной магнитной системы, и последовательно соединенные катушку обратной связи, размещенную в ветви магнитной систе??ь?, и усилитель, вход которого соединен с индикатором магнитного полн. Индикатор состоит иэ ферромагнитного @ сердечника с рамкой, укрепленных на оси, которая вращается на двух шаркковых подшипниках и соединена с валом синхронного микроэлектродвигателя.

На оси размещены также контактные кольца, к которым припаяны выводы рамки и- которые при помощи контактных щеток и rîåäèíèòåëüíûõ проводов подключены к входу усилителя. Выход усилителя черезмиллиамперметр под<?во-.50 чен к катушке обратной. связи )2) .

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и малая надежность иэ-за наличия подвижной системы и токосъемных контактов, ниэкач чувствительность в силу малой площади рабочего зазора, а также низкая точность, обусловленная влиянием внешних полей и температурной погрешностью, что ограничивает область его применения.

Цель из обре тения — повышение чу в" т. вительности и точности измерения относительной магнитной проницаемости с одновременным упрощением конструкц и??, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных сыпучих материалов, содержащем симметричную дифференциальную магнитную систему с воздушными зазорами и обмотку возбуждения, катушку обратной связи, последовательно соединенные усилитель и индикатор, магнитная система выполнена иэ С-образного и . .-образного магнитопроводов, жестко и магнитно соединенных в одном узле, обмотка возбуждения расположена на среднем стержне Т-образного магнитопровода, две идентичнь?е секции измерительной обмотки соединены последовательновстречно и подключе?о? к входу усилителя, при этом они расположены на С-абра"íîì магнитопроводе симметрично его оси.

На чертеже схематично иэображеьс устройство, общий вид.

Устройство содер>йит симметричную дифференциальную магнитную систему, выполненную в виде С-образного магнитопровода 1 с воздушным зазором

2 ?? Т-образного магнитопровода 3 с полюсным наконечником 4 Магнитопроводы 1 и 3 жестко и магнитно соедеенны в o= ?ле 5, Уесткое ???еподвиж

??ое) соединение магнитo;,роводов 1 и

3 при разьемной конструкции устройства исключает возможность нарушения симметрии магнитной истемы под действием вибрации, толчка::-: к т и; Магнитная св??зь магнитопрово» дов 1 tg 3 в узле $ T o?<?öo -.:е;- gä? H ноздушного зазора в зтом соец;;? ник (на??ример., путем пркшпифсвкк оедихтяем?,у? п тоско п й) . Гчммвтр -,?нее ра— боч??е воздушные з -. воры F„ ? oßпазованы полюс??ым наконечником 4 и верхней часть?о маг??итопровода :.. Ы воздушном зазоре 7 раэмеще. образец

8 Ча стер ::н"- " -об ?-зно-. ":,.;топровода 3 размеще»а обмотк:л 3 Doòбужденкя,, H ",и -ны,с г:=,qy и?. Д р и".!мерктельно??? обм -,";-;,; -;мме т>ично рясГ; оложены на Ве в ;н -й ч ioò& маг

1126910

3 нитопровода 1 и отстоят на равном расстоянии от воздушного зазора.

Катушка 12 обратной связи расположена в магнитной ветви, где размещен образец 8. Кроме того, устройство

5 содержит усилитель 13 и индикатор 14.

Устройство работает следующим

Образом.

Обмотка 9 возбуждения подключена к источнику питания и создает рабочий магнитный поток Ф . Длина пути рабочих потоков Ф, и Ф< остается неизменной для левой и правой и правой частей данной симметрич-. ной магнитной системы, что обесгечивает однородность магнитной индукапии по длине рабочих воздушных зазоров 6 и 7. Идентичные секции

10 и 11 измерительной обмотки соединены последовательно-встречно и поскольку магнитная система симметричная, то при отсутствии в продуктопроводе слабоферромагнитных сыпучих материалов и в силу равенства магнитных потоков, и 2 ЭДС на 2 входе усилителя 13 будет равна нулюфт4еВ Е =Š— Е =0

А "2

При подаче по продуктопроводу сыпучих материалов, содержащих 30 ферромагнитные частицы, равновесие дифференциальной магнитной системы нарушается и на входе усилителя 13 появляется ЭДС Ь Е>, значение которой прямо пропорционально величине Ь P — разности потоков 1 и Р2 т.е, части воздушного зазора за исключением рабочей его части длиной

G — проводимость на пути магнит5 ных потоков с ребер и боковых граней одной половины симметричной магнитной цепи;

G и G соответственно проводи— а мость продуктопровода и равной ему по длине рабочей части симметричного врздушного зазора.

Для уменьшения потоков рассеяния торцы полюсного наконечника 4 и верхней части магнитопровода 1 закруглень;. Подставляя (2) и (3} в (i), получим

Ец-ЕО - Ц2 = г - Т j

Формула для определения проводимости калиброванного продуктопровода и симметричного ему воздушного зазора имеет вид О Prg где д — абсолютная магнитная прони цаемость воздуха;

Ш вЂ” относительная магнитная проницаемость ферромагнитного сыпучего материала;

S=l 11 плОщадь гОризонтальнОгО .сечения воздушного зазора между полюсным наконечником 4 и верхней частью магнитопровода 1, равная произведению рабочей длины калиброванного продуктопровода и толщины набора11магнитопровода, .\

Ь вЂ” величина воздушного зазора. где f — - частота напряжения питания; д 9 — максимальные значения

2 магнитных потоков P и 2 .

В свою очередь значения ЭДС Е и

Е . индуктированные в идентичных 45

04

Ф секциях измерительной обмотки, определяются по формулам: (2) (3) so ток в обмотке возбуждения; число витков обмотки возбуждения; число витков секции изме- Я ритепьной обмотки; суммарная магнитная проводимость левой или правой

С учс ом (5) и (6) уравнение (4) запишется в виде

4 „= 1з% МдР (P„<)=g(y„1)

И

1 1 " о Б

Следовательно, ЭДС на выходе измерительной обмотки зависит от От» носительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных сыпучих матерна» лов. Зта ЗДС подается на вход усилв" теля 13 следящей системы, где усиливается по току и напряжению, а затем выпрямляется. С выхода усилителя выходной ток поступает на катушку 12 обратной связи и создает

1126910

С ос тавитель В . Шуль гин

Редактор М.Петрова Техрер N,Ãåðãåëü Корректор С,"ерни

Заказ 8687/35 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4!5

Филиал ППП Патент", r Ужгород, ул.Проектная, 4 магнитодвижущую силу, которая уравновешивает симметричную дифференциальную магнитную систему. Выходной, ток, проходящий по катушке 12 обратной связи, регистрируется с помощью индикатора 14, шкала которого отградуирована в значениях относительной магнитной проницаемости.

По сравнению с прототипом устройство имеет более простую конструкцию, повышенную чувствительность, более высокую точность.

Простота конструкции обеспечивается тем, что предлагаемое устройство не имеет вращающихся элементов; уменьшено количество сборных деталей и узлов, а также ввиду отсутствия подвижных токосъемных контактов.

Повышение чувствительности устройства достигается тем, что конструкция магнитной системы гозволяет в широких пределах изменять рабочую длину Р воздушных зазоров 3 а следовательно, и площадь S=h-f продуктопровода в зависимости от магнитной проницаемости сыпучих материалов, Действительно, чувствительность предлагаемого устройства прямо пропорциональна площади S горизон тального сечения продуктопровода, что следует из определения чувствительности с использованием зависимостей (4) — (6).Следовательно, 5 увеличение параметров, определяющих

S (в частности, Х) приведет к повышению чувствительности.

Более высокая точность предлагаемого устройства обуславливается

10 за счет уменьшения влияния температурной погрешности.

Известно, что с изменением температуры меняются параметры обмотки возбуждения и магнитной цепи. Это приводит к изменению магнитного потока Pq создаваемого обмоткой возбуждения, а следовательно, и потоков Р» и P, .

В устройстве при изменении Ф . 10 потоки . Р„и Ф изменяются одинаково, так как обмотка возбуждения расположена на среднем стержне

Т-образного магнитопровода. Поэтому разность 4 г потоков Р, и Р2 равная h 9 Р, —, при колебаниях температуры не изменяется. В прототипе обмотка возбуждения состоит из двух секций, поэтому неточность нх изготовления неизбежно приводит

"-С при колебаниях температуры к дополнительной погрешности.