Способ определения кажущейся магнитной восприимчивости тел с плоской поверхностью
Сущность изобретения: определяют магнитную восприимчивость в виде отношения сигналов, возбуждаемых в приемных катушках магнитным телом и катушкой отраженного источника, затем меняют местами катушки намагничивающую и отраженного источника и определяют новое значение магнитной восприимчивости, вычисляют по среднему значению окончательное значение кажущейся магнитной восприимчивости тела. 2 ил.
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике измерений кажущейся магнитной восприимчивости тел, имеющих хотя бы одну плоскую поверхность, например, ферритового образца, дробленой руды на плоской поверхности и т.д., в лабораторных условиях.
Известен способ измерения кажущейся магнитной восприимчивости методом непосредственного моделирования отраженного источника, основанный на использовании системы параллельных плоских (намагничивающей) и приемных катушек, симметрично расположенных в одной или нескольких параллельных плоскостях, и отраженного источника ОИ, представляющего собой катушку, идентичную намагничивающей катушке, которая располагается на некотором расстоянии D от последней и включена с ней последовательно встречно. Сначала измеряют сигнал Iои, возбуждаемый в приемных катушках отраженным источником, являющимся физическим эквивалентом плоского магнитного полупространства с предельным значением кажущейся магнитной восприимчивости ои' =2 ед. СИ, затем измеряют сигнал Iт, возбуждаемый в приемных катушках, контролируемым телом с величиной кажущейся магнитной восприимчивости т'. Причем плоская поверхность контролируемого образца параллельна плоскости намагничивающей катушки и отстоит от последней на расстоянии d = D/2. Из линейной зависимости возбуждаемых в приемных катушках сигналов от кажущейся магнитной восприимчивости следует Iои = С ; (1) Iт = С2 (2) В формулах (1) и (2) коэффициенты преобразования С1 и С2 не равны из-за неидентичности намагничивающей катушки и катушки отраженного источника. Недостаток известного способа заключается в низкой точности измерения, обусловленной неидентичностью катушек намагничивающей и отраженного источника, что приводит к погрешности моделирования намагниченного полупространства с ои'=2 ед. СИ и соответствующей погрешности измерения кажущейся магнитной восприимчивости ферромагнитных тел. Причина неидентичности катушек заключается в технологии изготовления катушек, конструктивной особенностью которых является большое отношение длины к ширине (> 5), в результате чего неизбежно неконтролируемое вспучивание обмоток по длинной стороне каркаса и непостоянство сечения катушек в целом. Это является причиной несоответствия тарировки от отраженного источника (коэффициент С1) чувствительности при измерении кажущейся магнитной восприимчивости тел, которая зависит от размеров намагничивающей катушки (коэффициент С2). Обозначая через C и абсолютную и относительную неидентичности катушек (т.е. неодинаковость коэффициентов С1 и С2), причем С = С1 - С2 и = , получим =2. (3) Из формулы (4) легко получить формулу относительной погрешности измерения т' кажущейся магнитной восприимчивости тел, имея в виду, что = , (4) где = при =0 (т.е. при отсутствии неидентичности). С учетом (3) и (4) имеем = . (5) Следовательно, относительная погрешность измерения известного способа (прототипа) равна относительной неидентичности катушек намагничивающей и отраженного источника. Исследования показали, что величины коэффициент < 0,02 - 0,03 (2-3%) добиться не удается. Целью изобретения является повышение точности измерения кажущейся магнитной восприимчивости тел. Суть предлагаемого способа состоит в том, что производится поочередно определение отношения сигналов и , причем катушки меняются местами, в результате чего знак коэффициента неидентичности меняется на обратный и погрешность т' . При определении среднего значения погрешности т'* по предлагаемому способу получим на основе (5) в виде*т=0,5 - = 0,52. (6)
Из (6) следует, например, что при = 0,02 (2%) погрешность предлагаемого способа т'* =0,5 0,02 0,02 = 2 10-4 или 0,02%, что в 100 раз лучше, чем у способа прототипа. Предлагаемый способ поясняется фиг.1 и 2. Сначала систему плоских симметрично расположенных катушек, состоящую из намагничивающей (НК) 1 и приемных 3 катушек, располагают на расстоянии D от катушки отраженного источника (ОИ) 2 (см. фиг.1,а) и измеряют сигнал Iои1, возбуждаемый в приемных катушках 3 катушкой ОИ 2. Затем намагничивающую 1 и приемные 3 катушки размещают на расстоянии d = D/2 от плоской поверхности контролируемого тела 4 (см. фиг.1, б) и измеряют сигнал Iт1, возбуждаемый в приемных катушках 3 контролируемым телом. Величину кажущейся магнитной восприимчивости т1' тела вычисляют по формуле
= =2. После этого меняют местами катушки намагничивающую 1 и отраженного источника 2. Систему симметрично расположенных катушек, состоящую из катушки ОИ 2 и приемных катушек 3, располагают на расстоянии D от НК 1 (см. фиг. 2, а) и измеряют сигнал Iои2, возбуждаемый в приемных катушках 3 намагничивающей катушкой 1. Затем катушку ОИ 2 и приемные катушки 3 размещают на расстоянии d = D/2 от плоской поверхности контролируемого тела 4 (см. фиг. 2,б) и измеряют сигнал Iт2, возбуждаемый в приемных катушках 3 контролируемым телом. Величину кажущейся магнитной восприимчивости т2' тела вычисляют по формуле
= =2. Окончательное значение кажущейся магнитной восприимчивости определяется по формуле
= += + ед. CИ
С помощью данного способа определено значение кажущейся магнитной восприимчивости ферритового образца, используемого при нормировании выходных характеристик датчиков МВ-3, выпускаемых серийно. Благодаря внедренному способу, погрешность нормирования выходной характеристики датчиков МВ-3 снижена с 1 до 0,1%, что позволило увеличить точность определения процентного содержания магнитного железа в руде.
Формула изобретения
т= и ,
где Iт1 , Iт2 - выходные сигналы системы измерительных катушек при воздействии на них полем намагничивающей катушки в присутствии исследуемого тела до и после смены мест намагничивающей катушки и катушки отраженного источника соответственно;
Iou1 , Iou2 - выходные сигналы системы измерительных катушек при воздействии на них полем катушки отраженного источника и намагничивающей катушки до и после смены их мест соответственно.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в приборостроении для определения магнитной проницаемости деталей сложной формы
Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для определения импульсной магнитной проницаемости сердечников, контроль величины которых необходим при разработке и производстве блоков магнитных головок, Целью изобретения является повышение точности измерения импульсной магнитной проницаемости путем исключения влияния величины сопротивления потерь испытуемого сердечника
Способ измерения магнитной восприимчивости оксидных композиций и солей в жидкой и твердой фазах // 2134417
Изобретение относится к области физических методов измерения магнитных характеристик веществ, а точнее к тем из них, которые используются при повышенных и высоких температурах
Индукционное зондовое устройство // 2165091
Измеритель магнитной восприимчивости // 2177611
Изобретение относится к метрологическому обеспечению средств магнитного каротажа и может быть использовано для градуировки и проверки приборов, предназначенных для измерения магнитной восприимчивости горных пород в скважинах
Изобретение относится к области измерения магнитного момента, намагниченности и магнитной восприимчивости, в частности к измерению индуктивного и постоянного моментов крупногабаритного тела (например, корабля)
Изобретение относится к области измерения магнитного момента (ММ)
Изобретение относится к области измерения магнитного момента (ММ) меры ММ в виде квадратной катушки с током
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при разработке энергетических устройств, действие которых основано на свойстве магнитной вязкости ферромагнетиков
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при разработке энергетических устройств, действие которых основано на свойстве магнитной вязкости ферромагнетиков