Устройство для измерения магнитнойвосприимчивости образцов слабомагнитныхвеществ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к 88Т. саид-ву (22) Заявлено 110379 (gf } 2734234/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.81.бюллетень № (51)М. Кл.з

G 01 R 33/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317., 44 (088. 8) Дата опубликования описания 3006,8 1! (72) Авторы изобретения

A.È.Ñèíÿêîâ и A.Ï.Ùåëêèí! !

1 (71) Заявитель (54),УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ

ВОСПРИИМЧИВОСТИ ОБРАЗЦОВ СЛАБОМАГНИТНЫХ

ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения магнитной восприимчивости слабомагнитных веществ, например при аттестации крупногабаритных мер магнитной воспрйимчивости, выполненных в виде колец и сплошных или полых < цилиндров. Такие меры используются для проверки каротажной аппаратуры, предназначенной для измерения.магнитной восприимчивости горных пород в скважинах.

Известно устройство для измерения магнитной восприимчивости образцов слабомагнитных веществ, содержащее 15 астатический магнитомеханический тесламетр, снабженный подставкой, на которую в процессе измерения помещается исследуемый образец (1) .

Недостатком известного устройства 20 является низкая помехозащищенность, что требует его установки на специальном фундаменте, как Лравилор.,в загородном павильоне. Измерения, проводимые с помощью такого устройства 25 длительны и трудоемки, что создает неудобства при эксплуатации.

Известно устройство для измерения магнитной восприимчивости слабомагнитных веществ, содержащее источник 30 переменного тока, намагничивающий соленоид, магазин взаимной индуктивности, трансформатор тока, индикатор нуля (вибрационный гальванометр) и две включенные встречно измерительные обмотки (2) .

Однако известное устройство граду ируется с помощью стандартных образцов, погрешность определения магнитной восприимчивости которых целиком входит в погрешность измерения. Кро" ме того, использование стандартных образцов имеет ряд недостатков, связанных с изменением со временем их структуры или состава (например, вследствие выражения неоднородности и влияния атмосферных воздействий), что влечет эа собой и изменение их магнитных свойств. Указанные недостатки снижают точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности.

Лля достижения указанной цели в устройство для измерения магнитной восприимчивости образцов слабомагнитных веществ, содержащее источник переменного тока, к первому выходу которого подключены последовательно соединенные первичная обмотка трансформатора тока и первичная обмотка мага842659

::=ила I) "аимпой индуктивности, à Ко н "орому выходу — первый вынод намаг;, и -.инающего соленоида, а также инди",IIað нуля, первый вход которого под .:л."з->еи к двум измерительным обмоткам со;..ди>изиным последовательно со вто)-..-»ио."- обмоткой магазина взаимной и.*,::, :. к::.:.злости и вторичной обмоткой

>:р.-:.нсформатора тока, а, второй вход и::, клю-IEH к отводу потенциометра, подсоединенного параллельно вторичной О обмотке трансформатора тока, введены ко. гкутатор и мера магнитного момента н ниде катушки с обмоткой, первый выво:.; которой подключен ко второму выход - источника переменного тока втоI

15 зой нынад — к первому выходу коммута anà, :çò->роА выход которого подключен ко =:тарому выводу намагничивающего ..". :. ..-a:: ".ца, а вход — к первичной обмот:(".. :..ã;):=.::- иа взаимной индуктинности, П ;-.тс.м мера магнитного момента рас- 20 и:.> .).".: †::;а внутри одной иэ измеритель-«-;: a ) . <-1 т о к .

- =-;з-:.еже представлена блок-схема,: a i ýàéaòâà для измерения магнитной эо з .;р;:.имчи но сти образцон слабомагнит- g5

:iе«т)екiГ .отн, устройство содержит источник 1 пе gQ .;э ни ого тока, к ко торому посл едонательпо подключены первичная обмотка 2 трансформатора 3 тока, первичная ЗО об" .".,з -": |агазина 5 взаимной индук,.).",и. ко второму выходу коммута,-а;Iз)., .. .зд; >IMчен второй выход намагн;> ; иа«з>..)-::-o соленоида 7. Индикатор

В ..; л я "-, еое з отвод поте нциометра 9, > — .. -,. Ую обмотку 10 трансформатора .и,-. и вторичную обмотку 11 мага«::.. 5,-:за.:;i1íîé индуктивности, пододинаконым и соединенным ,о. -" «з)з, ельно и встречно измеритель

)б«, ка. 12 и 13 Мера 14.магнит- 40

«..а та а виде катушки подклю.-, .,ни«! из своих концов ко второ,> " :., вЂ,) источника 1 переменного то.»;..:; t — к первому выходу ком...а 6, вход которого .подключен

; ")iI 1aA обмотке 4 магазина 5 вза° ««i )i- .>iI.;i y ктивн ости . Измерительные

;.:Gñ т ii 2 и 13 намотанные на полом ци.IL- .нцрическом каркасе, изготовлен;а."I из немагнитного непроводящего ма- 5О тер-,а>та„помещены внутри намагничиваi;щг;о соленоида 7 на равных расстояи;;х о.с его центра в эоне однороцногс

>:)а;-нитного поля.

Устройство для измерения магнитной

:=..осприимчиности образцов слабомагнитнеществ работает следующим обра3 Oi.!, При протекании тока от источника 1

).еромепного тока по первичной обмотке ,? гран сформатора 3 тока, первичной

c t>:,;:-.тке 4 магазина 5 взаимной индук.i vi > :ости и намагничинающему соленоиду

7 .э одинаковых встречно включенных из;-)ерительных обмотках 12 и 13, расположенных внутри соленоида 7 в зоне 65 однородного магнитного поля, наводятся равные по величине, но противоположно направленные электродвижущие силы (ЭДС) ° Поэтому ток в цепи индикатора 8 нуля должен отсутствовать.

Однако ввиду невозможности изготовления обмоток 12 и 13 совершенно инден тичными в них наводятся неодинаковые

ЭДС и через индикатор 8 нуля ротекает некоторый начальный ток, содержащий как реактинную, так и активную составляющие. Для компенсации реактивной составляющей используется магазин 5 взаимной индуктивности, а для компенсации активной составляющей трансформатор 3 тока и потенциометр

9. После компенсации начального тока внутрь измерительной обмотки 12 вводится исследуемый образец 15, внесение которого вызывает разбаланс тока во вторичной цепи, отмечаемый с помощью индикатора 8 нуля. Реактивная составляющая тока разбаланса обусловлена магнитными свойствами (магнитной восприимчивостью) образца 15, а актив. ная составляющая его электрическими свойствами (пронодимостью) . Изменяя коэффициент взаимной индукции между первичной и вторичной цепями посредством магазина 5 взаимной индуктивности и регулируя актинную составляющую тока вторичной цепи с помощью потенциометра 9, после ряда последовательных приближений вновь добиваются отсутствия тока во вторичной цепи.

Изменение показаний магазина 5 взаимной индуктивности непосредственно переводится при этом н магнитную восприимчивость образца 15. Величина коэффициента взаимной индуктивности не зависит от тока, протекающего по первичной цепи, а полностью определяется магнитной восприимчивостью образца 15 и постоянной намагничинающего соленоида 7.

При градуировке устройства меру 14 магнитного момента помещают на место образца 15, с помощью коммутатора 6 отключают намагничинающий соленоид 7 и нключают меру 14 магнитного момента последовательно с первичной обмоткой 4 магазина 5 взаимной индуктивности. При протекании переменного тока по первичной цепи но вторичной цепи наводятся направленные встречно

ЭДС вторичной обмотки 11 магазина 5 взаимной индуктивности и ЭДС, обусловленная взаимодействием переменного магнитного потока меры 14 магнитного момента с измерительной обмоткой 12, а также ЭДС вторичной обмотки

10 трансформатора 3 тока. Изменяя коэффициент взаимоиндукции между первичной 4 и вторичной 11 обмотками магазина 5 взаимной индуктивности и активную составляющую тока с помощью потенциометра 9, добиваются баланса амплитуд и фаз, наводи>ых во вторичной цепи ЭДС, отмечаемого с помощью

842659

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Резник Э.Е.Астатический магнитометр MA-21.- Геофизическая аппаратура, вып. 29, Л., Недра,1966 с., 15 — 23, Формула изобретения 2. JournaI of Reseasch of the

Устройство для измерения магнитной NationaI Buzeau of Standards. 1954. восприимчивости образцов слабомагнит- 40 No 3, ч. 53, р. 173-184, Fig.16, 17.

ВНИИПИ Заказ

Тираж 732 П

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород,ул.Проектная,4 индикатора 8 нуля. Мерой конпенсации

ЭДС, наведенной в измерительной обмот ке 12 мерой 14 магнитного момента является величина коэффициента взаим.ной индукции между первичной 4 и вторичной 11 обмотками магазина 5 взаимной индуктивности. Коэффициент взаи5 моиндукции не зависит от величины -. тока протекающего в первичной цепи, 4 определяется постоянной меры 14 магнитного момента. Последняя в виде катушки с током эквивалента в отношении создаваемого ею момента магнитного поля сплошному цилиндру из веществ с некоторой магнитной. восприимчивостью 8, помещенному в магнитное попе 4 такой величины, что магнитный момент М цилиндра равен магнитному моменту катушки с током

М вЂ” Ж НЧ, .. где М - магнитный момент цилиндРа; 20 .Н вЂ” напряженность магнитного пол я;

Ч вЂ” объем цилиндра;

На основании этого следует, что магнитная восприимчивость аттестуемого образца определяется по формуле мм

П ° К со . где п — показания магазина взаимной

1 индуктивности при градуировке; 30

n2 — показания магазина взаимной индуктивности при измерении; постоянная меры магнитного ймм момента; постоянная намагничивающего 35 соленоида; ч — объем аттестуемого образца ных веществ, содержащее источник переменного тока, к первому выходу которого подключены последовательно соединенные первичная обмотка трансформатора тока и первичная обмотка магазина взаимной индуктивности, а ко второму выходу — первый вывод намагничивающего соленоида, а также индикатор нуля, первый вход которого подключен к двум измерительным обмоткам соединенным -последовательно со вто-ричной обмоткой магазина взаимной индуктивности и вторичной обмоткой тран. сформатора тока, а второй вход подключен к отводу потенциометра, подсоединенного параллельно вторичной обмотке трансформатора тока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения точности, в него введены коммутатор и мера магнитного момента в виде катушки с обмоткой, первый вывод которой подключен ко второму выходу источника переменного тока, второй вывод — к первому выходу коммутатора, второй выход которого подключен ко второму выводу намагничивающего соленоида, а вход — к первичной обмотке магазина взаимной индуктивности, при этом мера магнитного момента расположена внутри одной из измерительных обмоток.