МАГНИТНЫЙ ДАТЧИК

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения характеристик магнитных полей преимущественно в геологической разведке, при поиске заглубленных в почву объектов и так далее.
Известен измеритель магнитного поля, работа которого основана на эффекте Холла [1], заключающемся в возникновении поперечной разности потенциалов при прохождении электрического тока в поперечном ему магнитном поле. Недостаток известного технического решения заключается в зависимости холловского напряжения от температуры, что снижает точность и достоверность измерений.
Известен магниторезистор [2], электрическое сопротивление которого зависит от величины магнитного поля. Недостаток известного устройства заключается в зависимости сопротивления магниторезистора от температуры, что снижает точность и достоверность измерений.
Известен оптический датчик магнитного поля [3], в котором используется магнитооптический эффект Фарадея, заключающийся в повороте плоскости поляризации света при его прохождении через магнтитооптический ротатор, помещенный в продольное магнитное поле. Недостаток известного устройства заключается в высокой стоимости элементов оптического тракта.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является магнитная антенна [4], содержащая основание, два постоянных магнита в форме полусфер, расположенных навстречу друг другу одноименными полюсами, полый стержень с разновеликими магнитопроводами, круговые кольцевые магниты, установленные на стержне, ферритовые стержни, выполненные в виде конуса вращения и установленные основаниями на наружной поверхности магнитов, кожух и контакты для присоединения коаксиального кабеля. Результирующая магнитных полей антенны может изменяться как за счет перемещения магнитопроводов внутри стержня, так и за счет перемещения кольцевого магнита. При этом происходит изменение характеристик магнитных полей, образующихся на торцах магнитопроводов и
обеспечивается согласование антенны с телевизором в широком диапазоне частот.
Недостаток известного устройства заключается в низких потребительских свойствах, что обусловлено большими массогабаритными характеристиками.
Задачей полезной модели является повышение потребительских свойств за счет снижения массогабаритных характеристик.
Решение поставленной задачи в соответствии с п.1 формулы полезной модели обеспечивается тем, что в известное устройство, содержащее первый полусферический концентратор, второй полусферический концентратор, ферритовый стержень, внесены следующие усовершенствования: он дополнительно содержит решетчатый концентратор и катушку индуктивности, при этом катушка индуктивности размещена в центральном отверстии решетчатого концентратора на его оси, ферритовый стержень размещен в центральном отверстии катушки индуктивности на его оси, первый полусферический концентратор и второй полусферический концентратор размещены на оси центрального отверстия решетчатого концентратора, решетчатый концентратор размещен между первым полусферическим концентратором и вторым полусферическим концентратором, первый полусферический концентратор вогнутой частью обращен к решетчатому концентратору, а второй полусферический концентратор вогнутой частью обращен к решетчатому концентратору.
Такое построение магнитного датчика позволяет повысить потребительские свойства за счет снижения массогабаритных характеристика путем оптимизации пространственного расположения элементов магнитного датчика.
В частном случае в соответствии с п.2 формулы полезной модели решетчатый концентратор содержит концентрически расположенные в одной плоскости кольца, соединенные радиальными спицами, причем кольца и радиальные спицы выполнены из электропроводного материала.
В частном случае в соответствии с п.3 формулы полезной модели первый полусферический концентратор выполнен из снабженного изоляцией свернутого в спираль стержня из электропроводного материала.
В частном случае в соответствии с п.4 формулы полезной модели второй полусферический концентратор выполнен из снабженного изоляцией свернутого в спираль стержня электропроводного материала.
В частном случае в соответствии с п.5 формулы полезной модели катушка индуктивности выполнена секционной.
Сущность полезной модели поясняется описанием конкретного варианта конструктивного выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
- на фиг.1 приведен продольный разрез магнитного датчика,
- на фиг.2 приведен вид варианта конструктивного выполнения решетчатого концентратора магнитного поля.
Магнитный датчик содержит (фиг.1) решетчатый концентратор 1, первый полусферический концентратор 2, второй полусферический концентратор 3, катушка индуктивности 4 и ферритовый стержень 5. Катушка индуктивности 4 размещена в центральном отверстии решетчатого концентратора 1 на его оси, ферритовый стержень 5 размещен в центральном отверстии катушки индуктивности 4 на его оси, первый полусферический концентратор 2 и второй полусферический концентратор 3 размещены на оси центрального отверстия решетчатого концентратора 1, решетчатый концентратор 1 размещен между первым полусферическим концентратором 2 и вторым полусферическим концентратором 3, первый полусферический концентратор 2 вогнутой частью обращен к решетчатому концентратору 1, а второй полусферический концентратор 3 вогнутой частью обращен к решетчатому концентратору 1.
Магнитный датчик работает следующим образом. Внешнее переменное магнитное поле создает в решетчатом концентраторе 1 электрический ток, который создает переменное электромагнитное поле, направляемое полусферическими концентраторами 2 и 3 на ферритовый стержень 5. Ферритовый стержень 5 формирует электромагнитное поле, создающее в катушке индуктивности электрический ток. Величина этого тока пропорциональна значению измеряемого магнитного поля. Измеряя протекающий в катушке индуктивности 4 электрический ток, можно определить величину измеряемого магнитного поля.
В частном случае в соответствии с п.2 формулы полезной модели решетчатый концентратор содержит (фиг.2) концентрически расположенные в
одной плоскости кольца 6, соединенные радиальными спицами 7, причем кольца 6 и радиальные спицы 7 выполнены из электропроводного материала.
Такой вариант конструктивного выполнения решетчатого концентратора 1 работает следующим образом. Электрические токи, возникающие в кольцах 6 и спицах 7, формируют электромагнитное поле, воздействующее на полусферические концентраторы 2 и 3.
В частном случае в соответствии с п.3 формулы полезной модели первый полусферический концентратор 2 выполнен из снабженного изоляцией свернутого в спираль стержня из электропроводного материала.
В частном случае в соответствии с п.4 формулы полезной модели второй полусферический концентратор 3 выполнен из снабженного изоляцией свернутого в спираль стержня из электропроводного материала.
Такой вариант конструктивного выполнения первого (второго) полусферического концентратора 2 (3) работает следующим образом. Формируемое решетчатым концентратором 1 электромагнитное излучение создает в свернутом в спираль стержне электродвижущую силу, которая формирует воздействующее на ферритовый стержень 5 электромагнитное излучение.
В частном случае в соответствии с п.5 формулы полезной модели катушка индуктивности 4 выполнена секционной.
Такой вариант конструктивного выполнения катушки индуктивности 4 работает следующим образом. Электрические токи, возникающие в каждой секции, суммируются и регистрируются измерительным прибором.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Калимуллин С.К. Измеритель магнитной индукции. Заявка на патент РФ на изобретение №2000127048, приор. 2000.10.27, публ. 2002.10.10, МПК 7 G 01 R 33/07.
2. Бараночников М. Л. Микромагнитоэлектроника. Т.1. М,: ДМК Пресс. 2001. С.67-69.
3. Ураксеев М.А. Оптический датчик магнитного поля. Заявка на патент РФ на изобретение №2000117724, приор. 2000.07.04, публ. 2002.07.27, МПК 7 G 01 R 33/032.
4. Остриков М.Ф., Шабаков Е.И., Фирсенков А.И. и др. Комнатная магнитная антенна. Патент РФ на изобретение №2097882, приор. 1992.10.09, публ. 1997.11.27, МПК 6 Н 01 Q 7/08.