SU1126910A1

SU1126910A1 - Device for measuring relative magnetic permeability of loose material having weak ferromagnetic characteristics

Info

Publication number: SU1126910A1
Application number: SU833585467A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Иванович Кобяков; Владимир Альбертович Дрейман; Жорж Михайлович Притыка; Дим Миргарифанович Мирзаянов
Original assignee: Уфимский Нефтяной Институт
Priority date: 1983-04-28
Filing date: 1983-04-28
Publication date: 1984-11-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ СЛАБОФЕРРОМАГНИТНЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ , содержащее симметричную дифференциальную магнитную систему с воздушными зазорами и обмотку возбуждени , катушку обратной св зи, последовательно соединенные усилитель и индикатор, отличающеес тем, что, с целью повышени чувствительности и точности измерени относительной магнитной проницаемости , магнитна система выполнена из С-образного и Т-образного магнито- проводов, жестко и магнитно соединенных в одном узле, обмотка возбуждени расположена на среднем стержне Т-образного магпитопровода, две идентичные секции измерительной обмотки соединены последовательновстречно и подключены к входу уси (Л лител , при этом они расположены . на С-образном магнитопроводе симметрично его оси. Р2DEVICE FOR MEASURING THE RELATIVE MAGNETIC PERMEABILITY weakly ferromagnetic LOOSE MATERIALS comprising symmetrical differential magnetic system with air gaps, and coil excitation coil feedback serially connected amplifier and an indicator, characterized in that, in order to increase the sensitivity and accuracy of measuring the relative magnetic permeability of the magnetic the system is made of C-shaped and T-shaped magnetic conductors rigidly and magnetically connected in one node, winding ozbuzhdeni located on the middle rod-shaped magpitoprovoda T, two identical sections of the measuring coil are connected posledovatelnovstrechno and connected to the input of Wuxi (A divisor, wherein they are located. C-shaped magnetic core symmetrically to its axis. P2

Description

Изобретение относитс к технике магнитных измерений и может быть использовано, в гастности, при определении относительного содержани магнитных включений в огарке обжигового газа при обжиге колчедана, Известно устройство дл измерени относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных материалов, содержащее дифференциальную магнитную систему, в воздушных зазорах которой помещена подвижна система Ij , Известное устройство сложно -по конструкции, причем измерение производитс при неуравновешенном состо нии дифференциальной магнитной системы, что приводит к низкой точности измерени . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаем му результату вл етс устройство дл измерени относительной магнитн проницаемости слабоферромагнитных суспензий, содержащее симметричную дифференциальную магнитную систему, выполненную в виде двойного рма,, к да ветвь которого имеет воздушный зазор и снабжено намагничивающей катушкой. В воздушном зазоре ветви размещен образец. Кроме того, устго ство содержит индикатор, расположен ный в измерительной диагонали сигфш ричной дифференциальной магнитной системы, и последовательно соединенные катущку обратной св зи, раз мещенную в ветви магнитной cиcтe шI5 и усршитель, вход которого соединен с индикатором магнитного пол . Инди катор состоит из ферромагнитного сердечника с рамкой, укрепленных на оси, котора вращаетс на двух шари ковЫх подшршниках и соединена с вал синхронного микроэлектродвигател . На оси размещены также контактные кольца, к которым припа ны вьшоды рамки к которые при помощи контактн щеток и соединительных проводов подключены к входу усилител . Выход усилител через миллиамперметр подклю чен к катушке обратной- св зи Zj . Недостатком известного устройств вл етс сложность конструкции и ма ла надежность из-за наличи подвижко системы и токосъемных контактовj низкат чувствительность в силу мало площади рабочего зазора, а также низка точность, обусловленна вли 1 02 нием внешн х полей и температурной погрегпностью, что ограничивает область его- применени . Цель изобретени - повышение чувствительности и точности измерени относительной магнитной проницаемости с одновременным упрощением конструкции , . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл измерени относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных сыпучих материалов , содержащем симметричную дифференциальную магнитную системз с воздушными зазорами и обмотку возбуждени , катушку обратной св зи, последовательно соединеннь;е усилитель и индикатор , магнитна система выполнена из С-образного и Т-образного магнитопроводов5 жестко и магнитно соединенных в одном узле, обмотка возбуждени расположена на среднем стержне Т-образного магнитопровода, две идентичные секции измерительной обмотки соединены последоп ательновстречно и.подключены к входу усилител ,, при этом они расположены на С--образном магнитопроводе симметрично его оси. На чертеже схематично изображено устройство, общий вид. Устройство содер ит симметричную дифференциальную магнитную систему, выполненную в виде С-образного маг- нитопрОЕОда с воздушным зазором 2и Т-образного магнитопровода 3 с ГОлюскым наконечником 4. Магнитопроводы } 3 жестко и магнитно соедкенны в узле 5. Жесткое еподвижнов ) соединение магнитоггроводов I и 3при разъемной констрзкцин устрой ства исключает возможность нарушени симметрии магнитной системы под действием вибрации, тохгчков и т.п. Магнитна св зь Г- агнитопрово- ДОН 1 и 3 3 узле 5 исключает вли ние воздушного зазора в этом соединении (например, ггутем пришлифсвкк соедин екг ЕХ плоскостей) .- Симметричные рабочие воздушные зазоры 6 к 7 сбразованы полюсньи наконечником 4 и верхней частью магтттопроЕс-да . В воздушном 7 разкеще:; образац 8. На стержне Т-обра ного магнетопровода 3 размецеиа ODKC-TK-J, 3 воз- буждекн . Ип,ентичные селкии 0 и измерительной .;-г с )метрично распчоложены на чакт;--: маг- 3П26910 нитопровода 1 и отсто т на равном рассто нии от воздушного зазора. Катушка 12 обратной св зи расположена 3 магнитной ветви, где размещен образец 8„ Кроме того, устройство j содержит усилитель 13 и индикатор 4. Устройство работает следующим образом. Обмотка 9 возбу здени подключена к источнику питани и создает ра- f-g бочий магнитный поток . Длина пути рабочих потоков Ф, и g остаетс неизменной дл левой и правой и правой частей данной симметричной магнитной системы, что обеспечи jj пает однородность магнитной индукации по длине 2 рабочих воздушных зазоров 6 и 7. Идентичные секции 10 и 11 измерительной обмотки соединены последовательно-встречно и go поскольку магнитна система симмет-рична , то при отсутствии в продуктепроводе слабоферромагнитных сыпучих материалов и в силу равенства магФ , ЭДС на нитных потоков входе уси.т1ител 13 будет равна нулю , т.е. uE If, - Ец2 О При подаче по продуктопроводу сыпучих материалов, содержащих зо ферромагнитные частицы, равновесие дифференциальной магнитной системы нарушаетс и на входе усилител 13 по вл етс ЭДС и Ец, значение которой пр мо пропорционально величи- ,, не Л - разности потоков Ф, и Ф , т.е. &E,H,44f ,)--Е„,-Е„ ,, где f - частота напр жени питани ; О Т и максимальные значени магнитных потоков Ф, ИФ2. в свою очередь значени ЭДС Е и EJJ 5 индуктированные в идентичных 5 секци х измерительной обмотки, опре ел ютс по формулам: Е, -W CG -bGg+G,); (2) E,/: -IgW3-W,(G,), (3) 50 где la ток в обмотке возбуждени ; Wn число витков обмотки возбужу дени ; W - число в тков секции изме- 55 ритепьной обмотки; GQ суммарна магнитна проводимость левой или правой G тор ней нь1. луч мос и с зор где 8 С зат где С мери коси слаб лов тел лива зате тел кату части эоздушного зазора за исключением рабочей его части длиной f; Gg - проводимость на пути магнитных потоков с ребер и боковые граней одной половины симметричной магнитной цепи; и Gg соответственно проводи мость продуктопровода и равной ему по длине рабочей части симметрич кого врздушного зазора. л уменьщени потоков рассе ни ы полисного наконечника А и верхчасти магнитопровода 1 закруглеПодставл (2) и (3) в () пом Е, ig. Wg. W,(,) ормула дл определени проводии калиброванного продуктопровода мметричного ему воздушного заимеет вид r(WofUry-, С, (и„|-, ПЛд - абсолютна магнитна npoHH- цаемость воздуха; Шг - относительна магнитна проницаемость ферромагнитного сыпучего материала -h - площадь горизонтального сечен воздушного зазора между полюсньм наконечником 4 и верхней частью магнитопровода 1 , равна произведению рабочей д ины калиброванного продуктопровода и ТОЛЩ1ШЫ набора h маг- нитопровода b - величина воздушного зазорас учетом (5) н (6) уравнение (4) етс в вкце u--;i TiB B- n|yo|((u,-0-Ci(Ur-i), С Ij,Wg. W,..,Uef едовательно, ЭДС на выходе изтельной обмотки зависит от от- ельной магнитной проницаемости ферромагнитных сыпучих материа Эта ЭДС подаетс на вход усилив 13 след щей системы, где уситс по току и напр жению, а вьтр мл етс . С выхода усили выходной ток поступает на жу 12 обратной св зи и создаетThe invention relates to a technique of magnetic measurements and can be used, in gastric, in determining the relative content of magnetic inclusions in the calcined calcined gas during roasting of pyrites. A device is known for measuring the relative magnetic permeability of weakly ferromagnetic materials containing a differential magnetic system, in air gaps of which a moving system is placed Ij, A known device of complex design, the measurement being made in an unbalanced state, the differential second magnetic system, which leads to low accuracy of measurement. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for measuring the relative magnetic permeability of weakly ferromagnetic suspensions, containing a symmetric differential magnetic system, made in the form of a double box, to which branch has an air gap and is equipped with a magnetizing coil. In the air gap branches placed sample. In addition, the device contains an indicator located in the measuring diagonal of the sigfriche differential magnetic system and connected in series feedback feedback located in the branch of the magnetic system WI5 and the receiver, whose input is connected to the indicator of the magnetic field. The indicator consists of a ferromagnetic core with a frame, fixed on the axis, which rotates on two ball-shaped supports and is connected to the shaft of a synchronous micro-electric motor. Contact axes are also placed on the axis, to which the frame outlets are attached to which, by means of contact brushes and connecting wires, are connected to the amplifier input. The output of the amplifier via a milliammeter is connected to the feedback coil Zj. A disadvantage of the known devices is the complexity of the design and low reliability due to the presence of a movable system and current collection contacts, low sensitivity due to the small working gap, as well as low accuracy due to the influence of external fields and temperature tolerance, which limits its area - application. The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measuring the relative magnetic permeability while simplifying the design,. The goal is achieved by the fact that in a device for measuring the relative magnetic permeability of weakly ferromagnetic granular materials containing symmetric differential magnetic systems with air gaps and an excitation winding, a feedback coil, are connected in series; an amplifier and an indicator; the magnetic system is made of C-shaped and The T-shaped magnetic cores 5 are rigidly and magnetically connected in one node, the field winding is located on the middle core of the T-shaped magnetic circuit, two identical The measuring sections of the measuring winding are connected sequentially and connected to the amplifier input, while they are located on the C - shaped magnetic core symmetrically to its axis. The drawing schematically shows the device, a general view. The device contains a symmetric differential magnetic system made in the form of a C-shaped magnetoproduct with an air gap of 2 and a T-shaped magnetic core 3 with a Goljusky tip 4. The magnetic cores} 3 are rigidly and magnetically coupled in the node 5. A rigid motionless connection of the magnetogrowses I and 3 A detachable design of the device eliminates the possibility of the symmetry breaking of the magnetic system under the action of vibration, tochgchkov, etc. The magnetic coupling of G-plug and DON 1 and 3 3 to node 5 eliminates the influence of the air gap in this connection (for example, by connecting the EH of planes by symmetrical connection) .- Symmetrical working air gaps 6 to 7 disassembled the pole with tip 4 and the upper part of the magnetic section. Yes . In the air 7 times:; sample 8. On the rod of the T-shaped magnet duct, 3 are ODKC-TK-J, 3 are excited. The ip, the same sekii 0 and the measuring one; - g c) is metrically located on the pitch; -: mag- ny 3p26910 of the conduit 1 and is located at equal distance from the air gap. The feedback coil 12 is located 3 magnetic branches, where the sample 8 is placed. In addition, device j contains amplifier 13 and indicator 4. The device operates as follows. The winding 9 of the building is connected to a power source and creates a working flux magnetic flux. The path length of the working flows F, and g remains unchanged for the left and right and right parts of this symmetric magnetic system, which ensures that the magnetic induction is uniform along the length of 2 working air gaps 6 and 7. Identical sections 10 and 11 of the measuring winding are connected in series and go, since the magnetic system is symmetric, then in the absence of weakly ferromagnetic granular materials in the product pipeline and by virtue of the equality of the magF, the emf at the fluxes of the input of force 13 will be equal to zero, i.e. uE If, - Ец2 О When applying bulk materials containing co ferromagnetic particles through the product pipeline, the equilibrium of the differential magnetic system is disturbed and EMF and Ец appear at the input of amplifier 13, the value of which is directly proportional to the value and f, i.e. & E, H, 44f,) - E ", - E", where f is the frequency of the supply voltage; О T and maximum values of magnetic fluxes Ф, ИФ2. in turn, the EMF values E and EJJ 5 induced in the identical 5 sections of the measuring winding are determined by the formulas: E, -W CG -bGg + G,); (2) E, /: -IgW3-W, (G,), (3) 50 where la is the current in the field winding; Wn the number of turns of the winding excite a day; W is the number in the section of the measured 55 winding winding; GQ is the total magnetic conductivity of the left or right G-to-Ny1. ray moc and s zor where 8 С satures where С meri mow weakly catch bodies of the body of the cutter part of the air gap except for its working part of length f; Gg is the conductivity in the path of magnetic fluxes from the ribs and the side faces of one half of the symmetric magnetic circuit; and Gg, respectively, of the conduit of the product pipeline and equal to it along the length of the working part of the symmetric vzdushnogo gap. l reduce the fluxes of the polysk tip A and the upper part of the magnetic circuit 1 are round A substitution (2) and (3) in () per E, ig. Wg. W, (,) the formula for determining the conduction of a calibrated product line of an air-tight it takes the form r (WofUry-, С, (and "| -, Pld - absolute magnetic npoHH- air persistence; Shr - relative magnetic permeability of ferromagnetic granular material -h - area the horizontal section of the air gap between the polar tip 4 and the upper part of the magnetic circuit 1 is equal to the product of the working length of the calibrated product pipeline and the THICKNESS of the set h of the magnetic conductor b - the size of the air gap taking into account (5) n (6) equation (4) in the total u- - ; i TiB B- n | yo | ((u, -0-Ci (Ur-i), С Ij, Wg. W, .., Uef, consequently, the emf at the output of the winding depends on the individual magnetic permeability of ferromagnetic bulk materials matter This EMF is fed to the input of the amplification of the 13 following system, where it is absorbed by current and voltage, and is switched on. From the output of the output, the output current goes to the feedback circuit 12 and creates

магнитодвижущую силу, котора уравновешивает симметричную дифференциальную магнитную систему. Выходно ток, проход щий по катушке 12 обратной св зи, регистрируетс с помощью индикатора 14, шкала которого отградуирована в значени х относительной магнитной проницаемости.magnetomotive force that balances a symmetric differential magnetic system. The output current passing through the coil 12 of the feedback is recorded by means of an indicator 14, the scale of which is calibrated in terms of the relative magnetic permeability.

По сравнению с прототипом устройство имеет более простую конструкцию; повышенную чувствительность; более высокую точность.Compared with the prototype, the device has a simpler design; hypersensitivity; higher accuracy.

Простота конструкции обеспечиваес тем, что предлагаемое устройство не имеет вращающихс элементов; уменьшено количество сборных деталей и узлов, а также ввиду от- сутстви подвижных токосъемных контактов .The simplicity of the design is ensured by the fact that the proposed device has no rotating elements; reduced the number of prefabricated parts and assemblies, as well as due to the absence of movable collector contacts.

Повьшение чувствительности уст- ройства достигаетс тем, что конструкци магнитной системы позвол ет в широких пределах измен ть рабочую длину Е воздушных зазоров о а следовательно, и площадь продуктопровода в зависимости от магнитной проницаемости сыпучих материалов.The increase in the sensitivity of the device is achieved by the fact that the design of the magnetic system allows within wide limits to change the working length E of the air gaps and, consequently, the area of the pipeline depending on the magnetic permeability of bulk materials.

Действительно, чувствительность предлагаемого устройства пр мо пропорциональна площади S горизон тального сечени продуктопровода, что следует из определени чувствительности с использованием зависимостей (4) - (6).Следовательно, увеличение параметров, определ ющих S (в частности, 1) приведет к повышению чувствительности.Indeed, the sensitivity of the proposed device is directly proportional to the area S of the horizontal cross section of the pipeline, which follows from determining sensitivity using dependencies (4) - (6). Consequently, an increase in the parameters determining S (in particular, 1) will lead to an increase in sensitivity.

Более высока точность предлагаемого устройства обуславливаетс за счет уменьшени вли ни температурной погрешности.The higher accuracy of the proposed device is due to the reduction of the effect of temperature error.

Известно, что с изменением температуры мен ютс параметры обмотки возбузвдени и магнитной цепи. Это приводит к изменению магнитного потока TI , создаваемого обмоткой возбуждени , а следовательно, и потоков , и р2 It is known that as the temperature changes, the parameters of the excitation winding and the magnetic circuit change. This leads to a change in the magnetic flux TI created by the excitation winding, and consequently, fluxes and p2

В устройстве при изменении Ф потоки Ф, измен ютс одинаково , так как обмотка возбуткдени расположена на среднем стержне Т-образного магнитопровода. ПоэтомуIn the device, when Φ varies, the flux Φ, change in the same way, since the winding is located on the middle core of the T-shaped magnetic circuit. therefore

разность 4 потоков Р, и Р2 равна U Р Р - 2 S при колебани температуры, не измен етс . В прототипе обмотка возбуждени состоит из двух секций, поэтому неточность их изготовлени неизбежно приводит при колебани х температуры к дополнительной погрешности.the difference of 4 flows P, and P2 is equal to U P P - 2 S with temperature fluctuations, does not change. In the prototype, the excitation winding consists of two sections, so the inaccuracy of their manufacture inevitably leads to additional error in case of temperature fluctuations.

Claims

DEVICE FOR MEASURING RELATIVE MAGNETIC PERMEABILITY OF WEAK-FERROMAGNETIC BULK MATERIALS, containing a symmetric differential magnetic system with air gaps and an excitation coil, a feedback coil, an amplifier and an indicator connected in series, characterized in that, with a view to increasing the relative sensitivity and magnetic sensitivity, the system has a magnetic sensitivity made of C-shaped and T-shaped magnetic cores, rigidly and magnetically connected in one node, the excitation winding The unit is located on the middle rod of the T-shaped magnetic circuit, two identical sections of the measuring winding are connected in series and connected to the input of the amplifier, while they are located. on a C-shaped magnetic circuit symmetrically to its axis.

Oh ~ Oh