CZ52899A3 - Feromagnetická sonda s oválným jádrem - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález řešení se týká feromagnetické sondy, tak zvaného fluxgate senzoru, s oválným jádrem, která je určena k přesnému měření slabých magnetických polí.

Dosavadní stav techniky

Feromagnetické sondy se používají pro měření slabých magnetických polí v geofyzice, lékařské diagnostice, navigaci a pro bezkontaktní měření elektrických proudů. Významné je i jejich vojenské použití - např. při hledání nevybuchlé munice a bomb, detekci vozidel a navádění střel. Nejčastěji se používají feromagnetické sondy s toroidním jádrem, méně jsou používány feromagnetické sondy s oválným jádrem.

Hlavní nevýhodou feromagnetických sond s toroidním jádrem je nízká citlivost a malá odolnost proti vlivům kolmého magnetického pole

Dále jsou známy feromagnetické sondy s oválným jádrem, které mají oproti senzorům s toroidním jádrem vysokou citlivost a jsou odolnější proti vlivu kolmých polí. Jejich zásadní nevýhodou je však značná úroveň rušivých napětí na výstupu pramenící z nevyvážení. Zdrojem tohoto nevyvážení může být např. nerovnoměrnost průřezu jádra nebo jeho magnetických vlastností. Zatímco toroidní feromagnetické sondy lze vyvažovat natáčením jádra vůči snímací cívce tak, že rušivé napětí je minimalizováno, konstrukce dosavadních feromagnetických sond s oválným jádrem žádné takové nastavení neumožňuje.

Podstata vynálezu

Shora uvedené nedostatky známých feromagnetických sond odstraňuje feromagnetická sonda s oválným jádrem podle předkládaného vynálezu, sestávající z jádra s pevným budicím vinutím a ze snímací cívky. Podstatou této feromagnetické sondy je, že průřez alespoň jednoho z ramen oválného jádra ve směru kolmém k jeho podélné ose je po délce tohoto alespoň jednoho ramene proměnný. V jednom z možných provedení se průřez jednotlivých ramen rozšiřuje v opačných směrech. Výhodné je, je-li snímací cívka na oválném jádře s budicím vinutím uložena posuvně.

Výhodou tohoto uspořádání je, že magnetický obvod jádra má po délce se měnící průřez, takže posouváním snímací cívky vůči jádru se mění vyvážení obou ramen sondy. Tímto posouváním lze tedy najít polohu snímací cívky odpovídající nejlepšímu vyvážení sondy, tedy minimální úrovni rušivého signálu na výstupu. V této poloze je pak obvykle snímací cívka zafixována.

Přehled obrázků na výkrese

Příklad provedení feromagnetické sondy s oválným jádrem podle předkládaného řešení je schematicky naznačen na přiloženém výkrese.

Příklad provedení vynálezu

Magnetické jádro feromagnetické sondy podle uvedeného příkladu je tvarem podobné oválu, ale šířka jeho ramen 1 a 2 se po délce poněkud mění. Zatímco v jednom směru se jedno z ramen i, 2 rozšiřuje, druhé se zužuje. Na tomto oválném jádru je obvyklým způsobem umístěno budicí pevné vinutí, které není pro lepší přehlednost na výkrese uvedeno, přes které je navinuta snímací cívka 3. V jednom z výhodných provedení je tato snímací cívka 3 vytvořena jako posuvná. Posuvem snímací cívky 3 se mění poměr efektivních průřezů ramen £ 2 jádra vůči této snímací cívce 3, čímž se nastavuje magnetická symetrie feromagnetické sondy. V podstatě se zde mění vyvážení obou ramen 1_a 2. Takto lze snadno najít polohu snímací cívky, která odpovídá nejlepšímu vyvážení feromagnetické sondy a v této poloze snímací cívku zafixovat. Pro některé aplikace, například pro laboratorní použití, není třeba snímací cívku 3 zafixovat tak, aby byla zcela nepohyblivá, ale stačí její upevnění s ponecháním určitého stupně volnosti pohybu tak, aby bylo možné případné další vyvažování. Jinou možností, jak feromagnetickou sondu vyvážit, je změnou geometrie snímací cívky 3, a to přidáním či ubráním určitého počtu závitů, případně změnou polohy respektive umístění některých závitů při zachování jejich původního počtu. Celý proces vyvažování se děje ve výrobní fázi feromagnetické sondy. Způsob zhotovení jádra feromagnetické sondy může být různý. Lze například s výhodou využít způsobu podle českého patentu č.280 460, který chrání způsob vytvoření jádra feromagnetické sondy leptáním.

Průmyslová využitelnost

Feromagnetickou sondu s oválným jádrem podle předkládaného řešení lze použít například k měření slabých magnetických polí při navigaci, určování polohy feromagnetických předmětů nebo pro bezkontaktní měření elektrických proudů.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Feromagnetická sonda s oválným jádrem opatřeným pevným budicím vinutím a snímací cívkou, vyznačující se tím, že průřez alespoň jednoho z ramen (1JT a^aebo _z(2) oválného jádra ve směru kolmém k jeho podélné ose je po délce tohoto alespoň jednoho ramene (1,2) proměnný.
2. 2. Feromagnetická sonda podle nároku 1,vyznačující se tím, že průřez jednotlivých ramen (1^^.(2) se rozšiřuje v opačných směrech.
3. 3. Feromagnetická sonda podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že snímací cívka (3) je na oválném jádře s pevným budícím vinutím uložena posuvně.