Измеритель тока

Измеритель тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Совхоз Советскик

Социалистических

Республик

"" 666486 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 100576 (21) 2359668/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51 М. Кл.

G 01 R 15/02

G 01 R 19/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317. .7 (088 ° 8) Опубликовано 050679, Бюллетень М9 21

Дата опубликования описания 050679 (72) Авторы изобретения

I0.В.Тарасов, R.È.ÀëåêñàHäðoâ, Г.A.×å÷óëèí, Г.N.Æèëoâ и С.З.Брегман

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета и Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности (71) Заявители (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОКА

Изобретение относится к аппаратуре для измерения сильных электрических токов, например, в многоамперных токопроводах руднотермических и ста5 леплавильных печей, а также в электролизных установках.

Известны устройства для измерения больших токов, содержащие первичный преобразователь (пояс Роговского), шунт, измерительный трансформатор и вторичный измерительный прибор (1).

У этих устройств сложная конструкция.

Наиболее близок к предлагаемому измерителю тока килоамперметр, осно15 ванный на явлении взаимодействия магнитного поля с двухфазным (жидкостногаэовым или жидкостно-жидкостным) магнетиком (2).

Этот килоамперметр состоит из токопровода, который охватывает концентратор магнитного потока в виде трубы из магнитомягкого материала, причем труба имеет разрез вдоль токопровода. Разрез образует воздушный зазор, внутри которого концентрируется магнитное поле, созданное измеряемым током, проходящим по токопроводу °

Воздушный зазор концентратора и установленная в нем прозрачная стеклянная трубка вместе со шкалой образуют измерительный канал, в котором под действием пондеромоторных сил магнитного поля жидкий магнетик с большой магнитной проницаемостью поднимается в зазоре на высоту, пропорциональную квадрату измеряемого тока.

Недостатком этого устройства является уменьшение точности показаний, снимаемых по положению границы раздела фаэ, которая может расплываться из-за смачиваемости стекла магнитной жидкостью. Кроме того, вследствие резко неоднородного магнитного поля, градиент которого направлен в сторону воздушного зазора концентратора, а также из-за испарения дисперсионной среды, нагреваемой тсц<опроводом, повышается плотность и вязкость магнитной жидкости, находящейся в стеклянной трубке, что приводит к увеличению погрешности измерений.

Хотя этот процесс идет медленно, при длительном включении прибора жидкость в трубке может загустеть настолько, что измерение тока становится затруднительным. ббб486

Цель изобретения — повышение. точности измерения.

Достигается эта цель тем, что в измерителе тока, содержащем проводник, концентратор магнитного поля в виде цилиндра .с воздушным зазором вдоль образующей, прозрачный герметичный сосуд с двухфазным магнетиком, Размещенный в воздушном зазоре магнитного концентратора, воздушный зазор концентратора выполнен неравномерным, например, в виде клина, схо-. дящегося книзу, герметичный сосуд выполнен плоским с широкой гранью,совпадающей по форме с воздушным зазором, и полностью заполнен жидким парамагнетиком, причем в парамагнетик помещена прозрачная капля-индикатор иэ нерастворимого и несмешиваемого с ним жидкого диамагнетика, например фторорганической жидкости, которая соприкасается с обеими параллельными стен- Я9 ками сосуда.

На чертеже изображено устройство в двух проекциях.

Устройство содержит проводник 1, концентратор магнитного потока 2 в виде набора ферромагнитных пластин; прозрачный герметичный сосуд 3, целиком заполняемый магнитной жидкостью; отсчетное устройство (шкалу) 4. 5 капля жидкости, нерастворимая и не смешиваемая с магнитной жидкостью.

Концентратор выполняют в виде набора пластин, чтобы уменьшить потери в стали при измерении переменного тока.

В качестве жидкого парамагнетика используют коллоидный раствор магнетика в керосине.

В качестве капли-индикатора вводят фторорганическую жидкость (марки МД-Зф), являющуюся диамагнетиком. 40

Сосуд выполняют плоским, в виде клина. Расстояние между стенками несколько миллиметров. При такой толщине сосуда жидкий парамагнетик не прозрачен для световых лучей. 45

При прохождении тока по проводнику возникает магнитное поле, которое концентрируется в зазоре магнитного концентратора. Силовое воздействие магнитного поля на неоднородный магнетик выражается в том, что возникает сила, действующая на каплю-индикатор.

Капля поднимается в зазоре на высоту, пропорциональную квадрату измеряемого тока. Отсчет снимают по шкале против капли, положение равновесия которой определяется равенством магнитной силы и силы тяжести, действующей на каплю.

Наличие в жидком парамагнетике кап-® ли-индикатора из диамагнитной жидкости приводит к тому, что в области магнитного поля образуются две границы раздела между магнетиками (верхляя и нижняя поверхности капли), которые находятся в местах с различной напряженностью магнитного поля.

Удельная поверхностная сила, дей» ствующая на границу двух магнетиков в неоднородном магнитном поле, а(Н )- НлР„(1) где tuo — магнитная постоянная;

Н - напряженность магнитного поля; р - относительная магнитная проницаемость магнетика — массовая плотность магнетика; йЖ вЂ” градиент магнитной проницаемости на границе раздела магнетиков.

Действующая на каплю-индикатор . результирующая сила определяемая пер-, Р вым слагаемым в уравнении (1),приводит к тому,что при определенной напряженности магнитного поля в зазоре капля начинает двигаться в сторону уменьшения градиента магнитного поля ф капли<к,р жидкого парамагнетика).

При уменьшении тока капля возвращается в первоначальное положение под действием силы тяжести.

Таким образом, равновесное положение капли в воздушном зазоре концентратора определяется равенством действующих на нее магнитной силы и силы тяжести.

Но магнитная сила пропорциональна

Н, а следовательно квадрату тока, и создающего магнитное поле в зазоре, так как

@НсП = 1.

Второе слагаемое в уравнении (1) характеризует сжатие капли-индикатора под действием магнитного поля, что исключает нарушение ее целостности.

Точность измерения тока предложенным устройством не зависит от качества магнитной жидкости, поскольку в магнитном поле находится весь объем жидкости, а градиент напряженности поля значительно меньше, чем в концентраторе известного килоамперметра (магнитными силами перемешается капля, а не столб жидкости). Точность измерения повышается также за счет сближения плотности жидкости капли и магнитной жидкости.

Так как перемещение кайли в сосуде не сопровождается никакими побочными явлениями (прилипанием, растеканием и т.д.), то значительно повышается точность показаний устройства.

Как показали лабораторные испытания образца,он обладает достаточной чувствительностью для выбранного диапазона измерений.При диапазоне 0,5-15 ка чувствительность в средней части шкалы 0,01 мм/а.

Формула изобретения

Измеритель тока, содержащий проводник, концентратор магнитного поля, 5 666486 6 выполненный в виде цилиндра с воздуш- магнетик помещена прозрачная капляным зазором вдоль образующей, проэ- индикатор из нерастворимого н несмерачный герметичный сосуд с двухфаз-, шиваемого с ним жидкого диамагнетика, ным магнетиком, размещенный в воэдуш- например фторорганической жидкости, ном зазоре магнитного концентратора, которая соприкасается с обеими парало т л-и ч а ю щ.и и с я тем, что, лельными стенками сосуда. с целью повышения точности измерения, 5 воздушный зазор концентратора выпол- Источники информации, принятые цен неравномерным, например, в виде во внимание при экспертизе клина, сходящегося книзу, герметнч- 1. Шваб A. Измерения на высоком ный сосуд выполнен плоским с широкой напряжении, Энергия, 1974, гранью, совпадающей по форме с воэ- ð с. 155, рис. 134. душным зазором, и полностью заполнен 2. АвторСкое свидетельство СССР жидким парамагнетиком, причем в пара- к 482685, G 01 R 19/00, 25.09.72 °

Составитель Б. Веремейкин

Редактор Б.федотов Техред Л. Алферова Корректор А. Власенко

Эаказ 3179/36 Тираж 1089 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4