Измеритель постоянного тока

Измеритель постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сеаетсиин

Социалистических

Республик (iu849086 (6l ) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 03.10.79 (21) 28235б8/18-21 с присоединением заявки М (23 ) П риоритет (51) NL. К,н.

G О1 R 19/25

Н 03 К 13/20

Воударотввнный квинтет

СССР

Опубликовано 23,07,81, Бюллетень Ж27 до делам нзобрвтеннй и открмтнй (53} ЛK б21.317..7 (088.8) Дата опубликования описания 23.07.81!

Н. М. Мельников и А. И. Жерновой т

Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ТрудовогоГКрасщюо

Знамени технологический институт им. Ленсовета "-.— -.. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в системах контроля тока, основанных на измерении методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

Известен измеритель постоянного тока, содержащий дифференциальный магнитопровод с двумя плоскопараллельными воздушными . зазорами между полюсными наконечниками, источник постоянного подмагничивающего поля, установленный между внутренними ветвями магиитонровода, два измерительных блока ЯМР, блок вычитания частот, цифровой частотомер (1)., Недостаток этого устройства — значительная сложность.

Наиболее близким по технической сущности является измеритель постоянного тока, содержа,щий первичный преобразователь выполненный в виде охватывающего проводник с контролируемым током магнитопровода из магнитомягкого материала с плосколараллельным воздуитным зазором между полюснымн наконечниками, измерителънъ и блок ЯМР, на выходе которого включен цифровой частотомер 12).

Однако известное устройство позволяет измерять лишь весьма большие токи. Кроме того, имеющая место величина относительной неоднородности магнитного ноля в воздушном зазоре обуславливает низкую точность измерения.

Цель изобретения — расширение пределов измерения постоянного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в измерителе постоянного тока, содержащем первичнъ и преобразователь, выполненный в виде охватывающего проводник с контролируемым током магнитопровода иэ магнитомягкого материала с плоскопараллельным: воздушным зазором между полюсными наконечниками, измерительный блок ядерного магнит ного резонанса, на,выходе которого включен цифровой частотомер, полюсные наконечники выполнены в виде постоянных магнитов, а в воздушный зазор введен движущийся носитель предварительно поляризованных ядер.

На фнг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого измерителя постоянного тока; на фиг. 2 — общий внд использованного развертки осциллографа 12 напряжения, синхронного с напряжением источника модуляции магнитного поля, на экране непрерывно наблюдаются сигналы ЯМР.. Так как за период модуляции. условия резонанса повторяются дважды, то на экране видны два сигнала симметри ное расположение которых относительно центра развертки свидетельствует о наступлении резонанса при нулевом значении ьюдулирующего поля. При этом показания цифрового частотомера 14, измеряющего частоту генератора 8, пропорциональны измеряемой суммарной магнитной индукции, т.е. магнитной индукции постоянных магнитов 4 и магнитной индукции поля, создаваемого контролируемым током в проводнике 15. Линейная за висимость между контролируемым током в проводнике 15 и показаниями цифрового частотоме- ра 14 имеет место в широком диапазоне от нескольких миллиампер до нескольких килоампер, Предлагаемое выполнение первичного преобразователя позволяет создавать даже при отсутствии измеряемого тока в воздушном зазоре магнитное поле, относительная неоднородносп которого 10 o на 1 см, а индукция более

° э

0,1 Т. Это делает возможным расширить пределы измерения постоянного тока методом

ЯМР, т.е. измерять ток практически до нуля.

Введение в первичный преобразователь предварительно поляризованной движущейся жидкости способствует повышенной точности измерения. Это объясняется тем, что амплитуда сигнала ЯМР в движущемся образце значительно превышает амплитуду сигнала в неподвижном образце. Увеличение амплитуды сигнала

ЯМР в движущемся образце в свою очередь объясняется притоком в первичный преобразователь поляризованных ядер, появившихся при прохождении образца в магнитном поле до входа в преобразователь. С введением движущегося носителя предварительно поляризованных ядер уменьшается также время релаксации.

Формула изобретения

Измеритель постоянного тока, содержащий первичнь|й преобразователь, выполненный в виде охватывающего проводник с контролируемым током магнитопровода из магнитомягкого материала с плоскопараллельным воздушным зазором между полюсными наконечниками, измерительный блок ядерного магнитного резонанса, на выходе которого включен цифровой частотомер, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов измерения точности, полюсные наконечники выполнены в виде постоянных магнитов, а в воздушный

3 849086 4 в устройстве первичного преобразователя . (без дополнительно введенного носителя поляризованных ядер) .

Измеритель постоянного тока содержит первичный преобразователь, в состав которого входит трубопровод 1 с проточной жидкостью (например НзО), поляризатор 2, магнитопро вод 3 из магнитомягкого материала с постоянными магнитами 4 на полюсах, между которыми расположены катушки 5 регистрации 1о и катушка 6 модуляции. Измерител ный блок ядерного магнитного резонанса (ЯМР), обведенный на фиг. 1 пунктирной линией, состоит из генераторов низкой 7 частоты и высокой 8 частоты, усилителя 9 высокой частоты, демодулятора 10, усилителя 11 низкой частоты, осциллографа 12. Катущка 5 регистрации вместе с конденсатором 13 образуют колебательный контур генератора 8 высокой частоты. Выходная измерительная информация воспринима ется цифровым частотомером 14. На фиг. 1 и 2 показан также проводник с контролируемым током 15.

Работа устройства происходит следующим образом.

3а время пребывания жидкости в сильном магнитном поле поляризатора 2 в ней возникает неравновесная ядерная намагн;яениость, которая при дальнейшем течении жидкости по расположенному в слабом поле трубопроводу 1 уменьшается в результате естественной релаксации и достигает на и од: первичного преобразователя (анализатора) значения M.

Намагниченности М пропорциональна интенсивность А сигнала ЯМР.

А = КМ, где М вЂ” намагниченность;

А — интенсивность сигнала ЯМР;

К вЂ” коэффициент, зависящий от параметров схемы и однородности поля постоянных магнитов 4.

При резонансе, когда частота генератора совпадает с частотой, прецессии ядер, добротность колебательного контура уменьшается вследствие поглощения энергии атомными ядрами, что приводит к уменьшению напряжения на контуре. Для периодического прохождения через резонанс нндукция магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами 4 и проводником 15 с контролируемым током, модулируется вблизи резонансного значения с помощью катушек 6, питающихся от генератора 7 низкой частоты. Напряжение высокой частоты, модулированного сигналом ядерного резонансного поглощения, подается на усилитель 9 высокой частоты, а затем на демодулятор 10, выделяющий сигнал ЯМР, который через усилитель 11 низкой частоты поступает на осциллограф 12, При подаче на пластины

5 849086 & зазоР введен движУщийсЯ носитель пРедваРитель- 1. Авторское свидетельство (;(;CP Q 411629 но поляризованных ядер. кл. Н 03 К 13/20, 1972.

2. Спектор С. А. Измерение больших постоЙсточннки информации, янных токов. Л., "Энергия", 1978, с. 54, 59— принятые во внимание при экспертизе 60 (прототип). фиа2 ю

Составитель Л. Морозов

Редактор В. Лазаренко Техред А. Ач Корректор В.Синицкая

Заказ 6084/57 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.; д. 4/S

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4