RU2628735C1

RU2628735C1 - Superimposed ferroprobe shunt

Info

Publication number: RU2628735C1
Application number: RU2016111904A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Большаков; Владлен Георгиевич Иванов; Алексей Сергеевич Смирнов
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2017-08-21

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: device contains a core of a material with a magnetic permeability closed up for the excitation flux, exceeding the conductivity of the article material by tens or more, is made in the form of a truss with transverse arched magnetic circuits with two contact pads connected by a longitudinal magnetic bearing windings of the excitation, measurement and feedback applied to them. Between the longitudinal magnetic circuits of the superimposed ferroprobe shunt core, parallel to it, a ferroprobe insulated from the ferromagnetic material with its excitation windings and a measuring one is installed, and its negative feedback winding simultaneously covers the longitudinal magnetic circuits of the superimposed ferroprobe shunt core and the ferroprobe.

EFFECT: increasing the noise immunity of the superimposed ferroprobe shunt.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области определения параметров магнитного поля и может быть использовано для измерения интенсивности потока магнитной индукции и его ориентации в элементах конструкции из ферромагнитного материала, например в обшивке корпуса судна.The invention relates to the field of determining the parameters of a magnetic field and can be used to measure the intensity of the flux of magnetic induction and its orientation in structural elements made of ferromagnetic material, for example, in the hull of a ship.

Известны накладные датчики определения параметров магнитного поля, действующего в ферромагнитных конструкциях (патент США №6456069, 24.09.2002 г.).Known overhead sensors for determining the parameters of the magnetic field acting in ferromagnetic structures (US patent No. 6456069, 09.24.2002).

Сущность предложений по данному патенту заключается в проведении потока возбуждения датчика непосредственно через конструкцию изделия из ферромагнитного материала.The essence of the proposals for this patent is to conduct the flow of excitation of the sensor directly through the design of the product from a ferromagnetic material.

Недостатками предлагаемых датчиков являются зависимости свойств датчиков от характеристик сопрягаемых деталей и промежутков между ними, а также восприимчивость датчиков к магнитным полям внешних источников.The disadvantages of the proposed sensors are the dependence of the properties of the sensors on the characteristics of the mating parts and the gaps between them, as well as the susceptibility of the sensors to the magnetic fields of external sources.

Наиболее близким техническим решением является устройство (патент RU №2480779 С2, 19.07.2011 г.), содержащее замкнутый для потока возбуждения сердечник из материала с магнитной проницаемостью, превышающей проницаемость материала изделия в десятки раз и более. Сердечник выполнен в виде фермы с двумя поперечными арочными магнитопроводами с контактными площадками, соединенными продольными магнитопроводами, с нанесенными на них обмотками возбуждения, измерительными и отрицательной обратной связи.The closest technical solution is the device (patent RU No. 2480779 C2, 07/19/2011), containing a core closed from the excitation flow from a material with a magnetic permeability exceeding the permeability of the product material by tens or more times. The core is made in the form of a truss with two transverse arched magnetic circuits with contact pads connected by longitudinal magnetic circuits, with excitation windings deposited on them, measuring and negative feedback.

Существенным недостатком прототипа является его восприимчивость к магнитным полям внешних источников. Такими источниками являются агрегаты электрооборудования и неоднородность распределения по элементам конструкции судна потоков магнитной индукции.A significant disadvantage of the prototype is its susceptibility to magnetic fields of external sources. Such sources are electrical equipment units and heterogeneity of the distribution of magnetic fluxes over the structural elements of the vessel.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности накладного феррозондового шунта.The aim of the invention is to increase the noise immunity of the overhead flux-gate shunt.

Технический результат изобретения обеспечивается тем, что в устройстве, содержащем замкнутый для потока возбуждения сердечник из материала с магнитной проницаемостью, превышающей проводимость материала изделия в десятки раз и более, выполнен в виде фермы с поперечными арочными магнитопроводами с двумя контактными площадками, соединенными продольными магнитопроводами с нанесенными на них обмотками возбуждения, измерительными и обратной связи. При этом, согласно изобретению, между продольными магнитопроводами сердечника накладного феррозондового шунта, параллельно им, установлен изолированный от изделия из ферромагнитного материала феррозонд со своими обмотками возбуждения и измерительной, а его обмотка отрицательной обратной связи одновременно охватывает продольные магнитопроводы сердечника накладного феррозондового шунта и феррозонда.The technical result of the invention is ensured by the fact that in a device containing a core closed for the excitation flow from a material with a magnetic permeability exceeding the conductivity of the product material by a factor of tens or more, it is made in the form of a truss with transverse arched magnetic circuits with two contact pads connected by longitudinal magnetic circuits with deposited on them excitation windings, measuring and feedback. Moreover, according to the invention, between the longitudinal magnetic circuits of the core of the overhead flux-gate shunt, parallel to them, a flux-gate isolated from the product of ferromagnetic material is installed with its own excitation and measuring windings, and its negative feedback winding simultaneously covers the longitudinal magnetic circuits of the core of the overhead flux-gate and flux-gate.

Таким техническим решением достигается также упрощение конструкции накладного феррозондового шунта за счет отказа от изготовления и расположения в непосредственной близости от контактных площадок измерительных обмоток и обмоток обратной связи.This technical solution also achieves the simplification of the design of the overhead flux-gate shunt due to the refusal to manufacture and the location in the immediate vicinity of the contact pads of the measuring and feedback windings.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена установка на поверхности изделия накладного феррозондового шунта, а на фиг.2 показаны ответвляющийся из ферромагнитного материала изделия, действующий на него поток индукции и силовые линии магнитного поля внешних источников.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows the installation of a surface-mounted flux-gate shunt on the surface of a product, and Fig. 2 shows a branching from a ferromagnetic material of a product, an induction flux acting on it, and magnetic field lines of an external source.

На фиг. 1, 2 приняты следующие обозначения:In FIG. 1, 2 the following notation is accepted:

1 - изделие из ферромагнитного материала;1 - product made of ferromagnetic material;

2 - накладной феррозондовый шунт;2 - overhead flux-gate shunt;

3 - сердечник накладного феррозондового шунта, выполненный в виде фермы с двумя поперечными арочными магнитопроводами с контактными площадками, соединенными продольными магнитопроводами;3 - core overhead flux-gate shunt, made in the form of a truss with two transverse arched magnetic circuits with contact pads connected by longitudinal magnetic circuits;

4 - обмотки накладного феррозондового шунта, установленные на продольных магнитопроводах сердечника;4 - windings of the overhead flux-gate shunt installed on the longitudinal magnetic circuits of the core;

5 - феррозонд, изолированный от изделия из ферромагнитного материала;5 - a flux gate isolated from a product of ferromagnetic material;

6 - обмотки феррозонда, возбуждения и измерительные;6 - windings of a flux gate, excitation and measuring;

7 - обмотка отрицательной обратной связи феррозонда, одновременно охватывающая продольные магнитопроводы накладного феррозондового шунта и феррозонда;7 - a negative feedback winding of a flux gate, simultaneously covering the longitudinal magnetic circuits of the overhead flux gate and a flux gate;

[A] - силовые линии потока магнитной индукции;[A] - field lines of the flux of magnetic induction;

[B] - силовые линии магнитного поля внешних источников.[B] - magnetic field lines of external sources.

На намагниченное изделие из ферромагнитного материала 1 устанавливается накладной феррозондовый шунт 2. На продольные магнитопроводы сердечника 3 нанесены обмотки накладного феррозондового шунта 4 по типовой схеме (не указаны). Между продольными магнитопроводами сердечника 3, параллельно его продольной оси, установлен феррозонд 5, изолированный от изделия из ферромагнитного материала 1. На феррозонде 5 размещены обмотки феррозонда, возбуждения и измерительные 6 (не указаны). При этом указана обмотка отрицательной обратной связи 7 феррозонда 5, одновременно охватывающая продольные магнитопроводы сердечника 3 накладного феррозондового шунта 2 и феррозонда 5.An overhead flux-gate shunt 2 is installed on a magnetized product made of ferromagnetic material 1. The windings of the overhead flux-gate shunt 4 are applied to the longitudinal magnetic circuits of the core 3 according to a typical scheme (not indicated). Between the longitudinal magnetic circuits of the core 3, parallel to its longitudinal axis, a flux gate 5 is installed, isolated from the product of ferromagnetic material 1. On the flux gate 5 are placed the windings of the flux gate, excitations and measuring 6 (not indicated). At the same time, a negative feedback winding 7 of the fluxgate 5 is indicated, simultaneously covering the longitudinal magnetic cores of the core 3 of the overhead fluxgate shunt 2 and the fluxgate 5.

Работа накладного феррозондового шунта 2 осуществляется в результате использования для его сердечника 3 материала с магнитной проницаемостью, существенно, в десятки раз и более превышающей магнитную проницаемость материала изделия 1. При выполнении этого условия происходит ответвление части потока магнитной индукции [А] из ферромагнитного материала изделия 1 в накладной феррозондовый шунт 2 через одну из его контактных площадок сердечника 3. Далее, пройдя по продольным магнитопроводам сердечника 3, ответвившаяся часть потока переходит обратно в общий поток магнитной индукции [А] через другую контактную площадку сердечника 3.The work of an overhead flux-gate shunt 2 is carried out as a result of using a core material 3 with a magnetic permeability substantially ten times or more higher than the magnetic permeability of the product material 1. When this condition is met, a part of the magnetic flux [A] is branched out from the ferromagnetic material of the product 1 in the consignment note, a flux-gate shunt 2 through one of its contact pads of the core 3. Then, passing along the longitudinal magnetic circuits of the core 3, the branch part of the flow passes about back into the general magnetic flux [A] through another contact pad of the core 3.

При прохождении потока магнитной индукции [А] по продольным магнитопроводам сердечника 3 в обмотках 4 накладного феррозондового шунта 2 создается выходной сигнал, пропорциональный проходящему потоку магнитной индукции [А]. Кроме того, вследствие восприимчивости накладного феррозондового шунта к магнитному полю [В] внешних источников, действующему вдоль его продольной оси, в его измерительной обмотке 4 будет создаваться сигнал, искажающий результаты измерения потока магнитной индукции [А], действующего в конструкции из ферромагнитного материала изделия 1.When the magnetic induction flux [A] passes through the longitudinal magnetic circuits of the core 3, an output signal is created in the windings 4 of the flux-gate shunt 2 that is proportional to the passing magnetic flux [A]. In addition, due to the susceptibility of the applied flux-gate shunt to the magnetic field [B] of external sources acting along its longitudinal axis, a signal will be generated in its measuring winding 4, which will distort the results of measuring the flux of magnetic induction [A] acting in the structure of the ferromagnetic material of the product 1 .

Для повышения помехозащищенности накладного феррозондового шунта 2 к воздействию магнитных полей внешних источников [В], его продольные магнитопроводы и установленный между ними изолированный от соприкосновения с ферромагнитным материалом изделия 1 феррозонд 5 одновременно охватываются обмоткой 7 отрицательной обратной связи феррозонда 5. В результате действующее на феррозонд 5 магнитное поле [В] внешних источников уменьшается, соответственно, уменьшаются и воздействующие на накладной феррозондовый шунт 2 помехи от магнитных полей [В] внешних источников.To increase the noise immunity of the laid-on flux-gate shunt 2 to the influence of magnetic fields of external sources [B], its longitudinal magnetic circuits and the flux-probe 5 isolated from the contact with the ferromagnetic material of the product 1 are simultaneously covered by the negative feedback coil 7 of the flux-gate 5. As a result, it acts on the flux-gate 5 the magnetic field [V] of external sources decreases, respectively, the interference from magnetic fields [V] acting on the consignment note flux-gate shunt 2 also decreases External Expansion sources.

Техническим результатом осуществления изобретения является повышение помехозащищенности накладного феррозондового шунта 2.The technical result of the invention is to increase the noise immunity of the overhead flux-gate shunt 2.

Claims

An overhead flux-gate shunt containing a core closed from the excitation flux of a material with magnetic permeability tens of times or more higher than the conductivity of the ferromagnetic material of the product is made in the form of a truss with transverse arched magnetic circuits with two contact pads connected by longitudinal magnetic circuits with excitation windings deposited on them, measuring and feedback, characterized in that between the longitudinal magnetic circuits of the core of the overhead flux-gate shunt, in parallel and m, a flux-gate isolated from a product made of ferromagnetic material is installed with its own excitation and measuring windings, and its negative feedback winding simultaneously covers the longitudinal magnetic circuits of the core of the overhead flux-gate shunt and flux-gate.