ФЕРРОЗОНД ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕМЕНТОВ МАГНИТОМЕТРА

Настоящее устройство относится к области измерения магнитных величин. В частности, к области преобразования постоянного или медленно меняющегося параметра магнитного поля (МП) в сердечнике феррозонда в электрический сигнал при диагностике элементов магнитометра.
Из предшествующего уровня техники известны устройства преобразования (феррозонды) постоянного или медленно меняющегося параметра МП в электрический сигнал, состоящие из магниточувствительного элемента (МЧЭ) [1].
Из предшествующего уровня техники известны феррозонды, состоящие из МЧЭ, размещенного в корпусе, выполненном из немагнитного материала [2]. Немагнитный материал корпуса (диамагнетик, парамагнетик) практически не оказывает воздействия на параметры постоянного или медленно меняющегося внешнего МП. При этом в сердечнике феррозонда формируется МП с напряженностью внешнего МП и индукцией практически в μ раз больше (в случае внешней среды - воздух или вакуум), чем индукция внешнего МП, где μ>>1 - магнитная проницаемость сердечника феррозонда. Выходной электрический сигнал феррозонда, в частности, определяется параметрами МП в его сердечнике. Немагнитный корпус, например, выполненный из алюминия, защищает МЧЭ феррозонда от внешних воздействующих факторов - механических, влаги, попадания посторонних частиц и т.п.
Недостатками известных устройств [1, 2] является сложность их использования для диагностики блока электронного преобразователя сигнала (ЭПС) феррозонда, сложность определения уходов характеристики преобразования МП феррозондом при проведении его температурных испытаний [3]. Эти недостатки следуют из необходимости применения эталона внешнего МП, например, дорогостоящего стандартного эталона МП или колец Гельмгольца.
Известен датчик вращения вала с магнитным датчиком [4]. Устройство предназначено для контроля угла поворота вала (числа оборотов) и содержит магнит на оси, предназначенной для сопряжения с контролируемым объектом, и два МЧЭ, размещенных внутри корпуса выполненного из ферромагнитного материала. Корпус имеет два отверстия - для вывода цепей МЧЭ и для оси. При вращении оси устройство формирует изменяющиеся сигналы МЧЭ. Устройство при исполнении МЧЭ в виде феррозонда также может быть использовано для диагностики элементов феррозондового магнитометра вместо стандартного эталона МП или колец Гельмгольца. При этом для формирования требуемого уровня его выходного сигнала - эталона МП для диагностики элементов магнитометра необходимо устанавливать его ось в заданное угловое положение. Для автоматизированного обеспечения точного углового положения необходим прецизионный привод для оси с магнитным датчиком, преобразователь угла поворота вала в электрический сигнал и устройство управления приводом.
Недостатком устройства является сложность конструкции датчика вращения и необходимость применения дорогостоящего прецизионного привода, преобразователя угла поворота вала в электрический сигнал и устройства управления приводом при его использовании для автоматизированной диагностики элементов магнитометра.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в упрощении конструкции устройства и процедуры диагностики элементов феррозондового магнитометра.
Данная задача достигается за счет того, что феррозонд для диагностики элементов магнитометра характеризуется тем, что магниточувствительный элемент выполнен феррозондового типа, введен источник постоянного тока, выводы которого подключены к обмотке магниточувствительного элемента.
Феррозонд для диагностики элементов магнитометра иллюстрируется фиг. 1, где 1 - ферромагнитный корпус, 2 - МЧЭ, 3 - источник постоянного тока, 4 - выходные шины, 5 - цепи возбуждения МЧЭ.
Устройство работает следующим образом. В сердечнике МЧЭ - 2 (феррозондового типа) создают МП постоянным током, поступающим в обмотку МЧЭ от источника постоянного тока 3. Это эталонное МП является эквивалентом МП в этом же сердечнике при воздействии внешнего МП стандартного эталона или колец Гельмгольца в отсутствии ферромагнитного корпуса. При этом на выходных шинах 4 устройства формируется сигнал равноценный сигналу, получаемому от воздействия внешнего МП на стандартный феррозонд (МЧЭ), предназначенный для комплектования магнитометра с МЧЭ, размещенным внутри немагнитного корпуса.
Применение устройства позволяет исключить влияние индустриальных помех, упростить методики контроля элементов магнитометра, исключить дорогостоящее оборудование, автоматизировать процесс диагностики как ЭПС, так и температурных уходов характеристики преобразования МЧЭ, не поддающейся автоматизации по традиционной методике [3] с внешним эталоном МП.
Для диагностики ЭПС внешний корпус полезной модели может быть выполнен в виде стационарной конструкции любой формы, не требующей оперативной установки и изъятия МЧЭ. Например, корпус из ферромагнитного материала данного устройства может быть выполнен по конструкторской документации немагнитного корпуса для МЧЭ исходного феррозонда.
Для диагностики температурных уходов характеристики преобразования феррозонда или его МЧЭ, предназначенных для комплектования магнитометра, конструкция корпуса полезной модели любой формы должна обеспечивать оперативную установку и изъятие указанного феррозонда или МЧЭ. Например, конструкция корпуса полезной модели представляет собой куб с отверстием для вывода электрических цепей, одна из стенок которого крепится винтами. Электрические цепи могут быть выведены через отверстие корпуса. В качестве ферромагнитного материала корпуса устройства может быть использован, например, пермаллой.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является упрощение конструкции устройства и процесса диагностики элементов магнитометра как вследствие исключения дорогостоящего эталона внешнего МП или колец Гельмгольца, так и вследствие отсутствия прецизионного привода при автоматизации.
Литература
1. Датчик индукции магнитного поля магнитомодуляционный (феррозонд) НВ0391.5-35, URL: http://ukrsk.com.ua/datchik_HB0391_5-35.html.
2. Узел феррозондовый УФ-2, КМИВ.411511.005.
3. Магнитометр аналоговый МА-5, Технические условия КМИВ.411172.004 ТУ.
4. Патент US 5670877 A1 (Hughes Electronics), 23.09.1997.