KR830001110B1 - 자력계장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자력계장치

제1도는 자력계 검출기를 이용하여 선박의 자기 시그니쳐(signature)를 얻기 위한 테스트 범위의 단면도.

제2도는 제1도에 도시된 장치의 일부가 절개되어 그 안의 자기장치를 도시한 도면.

제3도는 본 발명의 자력계 장치의 또 하나의 온도를 도시한 도면.

제4도는 본 발명의 한 실시예의 일부단면과 일부절개도.

제5도는 본 장치에 사용되는 자력계 장치의 짐벌(gimbal)장치의 다른 도면.

제6도는 본 발명과 자력계 장치의 작동을 도시한 회로도.

제7도는 또 하나의 실시예를 도시한 제4도와 같은 도면.

본 발명은 일반적으로 자기 검출장치에 관한 것으로, 특히 자력계 장치에 관한 것이다.

자력계란 것은 자계의 세기를 측정하기 위한 계측기를 말한다. 널리 사용되는 한 자력계는 지구의 자계, 특히 지구자계의 수직성분의 변화를 나타내는 출력신호를 제공하는 형태의 것이다. 이 자력계는 지구자계의 수직성분의 교란을 검출하기 위해 수직방향의 영구장소에 배치되며, 지구자계의 교란은 예를 들어 자성체가 접근되어서 일어난다.

많은 경우에, 자력계가 부착되는 구조물은 자력계가 절대적으로 수직으로 되게 하도록 적절히 배향되지 못한다. 따라서, 이같은 상황에서는, 지지구조물이 움직이면 자력계가 스스로 수직으로 배향되게 하는 짐벌장치에 의해 지지되는 자력계가 그 안에 있는 외함이 자력계장치에 포함된다.

그러나, 지지구조물이 옆으로 움직이면 수평으로 유지된(gimbaled) 자력계가 흔들려서 잘못된 출력신호를 낸다는 문제가 있다.

본 발명의 주목적은 간단하고 효과적인, 자력계를 다시 정렬시키는 장치를 제공하는 것이다.

대체로 본 발명은 자력계 검출기가 그 안에 배치되어 외부의 자기교란을 감지하는 외함과, 상기 검출기가 수직으로 배향되도록 자유로이 흔들리게 하고 검출기를 지지하기 위한 지지구조물을 포함하고 있어서, 상기 검출기는 정상 작동온도에서는 고체로 되지만 비교적 높은 온도에서는 액체로 되어 검출기가 흔들리게 움직이게 하는 물질 안에 걸려 있고, 이 물질을 상기 높은 온도로 가열하는 히이터가 포함되는 자력계 장치를 공급하는 것이다.

또한 이같이 수평으로 유지하는 장치내의 자력계는 선적시 특별한 주의를 하지 않으면 손상된다. 이것은 시간이 소모되고 비교적 비용이 드는 과정이 된다.

본 발명의 자력계 장치는 이들 결점을 제거한다. 본 장치는 외부 자기교란을 감지하는 자력계 검출기를 내포하고 있는 외함을 포함한다. 그 검출기는 수직으로 배향되기 위해 자유로이 흔들리도록 되는 방식으로 지지된다. 그 검출기는 검출기의 정상작동 온도에서 흔들리는 동작을 방지하기 위해 고체로 되지만 비교적 높은 온도에서는 흔들리는 동작을 허용하도록 액체로 되는 물질 안에 걸려진다. 그 물질을 높은 온도로 가열하기 위한 장치도 또한 마련된다. 이런 방식으로 그 물질은 선적 중에는 고체상태로 유지되고 설치 중에는 자력계 검출기가 수직으로 배향되게 하기 위하여 가열되며 그 다음 예, 된 작동중에는 고체로 된다.

제1도는 자력계 장치의 대표적인 한 용도를 도시한다. 선박이 그 자체의 자기로 인해 지구의 자게, 특히 그 수직성분에 어떤 영향을 미치는가를 결정하기 위하여, 그 선박의 자기 시그니쳐는 선박을 일렬의 자력계장치를 지나가게 이동시키므로써 얻어진다. 제1도에서 선박 10은 보호관 14에 내장되어 있는 자력계 장치의 열 12위를 방금 지나간 것이다. 선박 10의 통과 및 접근으로 인한 각 자력계 장치로부터의 출력신호는 케이블 16에 의해 감시국 18로 공급되어서 선박의 자기 시그니쳐가 얻어진다.

제2도에서 자력계 장치 20은 유림섬유나 플라스틱 같은 비자성 재료로 만들어진 보호관 14내에 위치되어 있는 것이 도시된다. 보호관 14는 관을 물의 본체의 베드(bed)에 삽입하는 중에 도움을 주기 위해 뾰족한 단부 22를 가진다. 삽입단계 중에 관은 자력계장치, 특히 그 검출기부분이 지구자계의 수직성분을 측정하기 위해 수직상태로 되도록 가능하면 거의 수직으로 된다.

그러나, 도시되겠지만 많은 형태의 자력계 장치의 검출기부분이 수직으로 배향되기 위하여 자유롭게 흔들리도록 설치되므로 어느 정도의 오차는 허용된다.

자력계 장치의 또 다른 용도가 제3도에 도시되며, 여기서 자력계 장치의 패키지 24는 구조물 26에 부착된다. 이 팩키지 24는 수직상태로 되도록 부착되며 구조물 26에 의한 어떠한 기울어지는 동작도 그것이 구조물에 연결되어 있음으로 해서 구조물과 함께 기울어지는 자력계 장치로부터 대응하는 출력신호를 일으킬 것이며 그리하여 지구자계의 수직성분에 대해 다르게 배향된다. 이같은 측정을 하기 위한 본 발명에 따른 자력계 장치가 제4도에 도시된다.

자력계 장치 20에는 중심축 A 주위로 대칭으로 배치되고 상부 및 하부 단부 캡(cap) 34와 35를 가진 관 32의 형태로 외함부분에 내장되는 자력계 검출기 30이 포함된다. 주위매체가 액체인 환경내에서 사용된다면 음의 부력을 전달하기 위해 이 장치의 하부에는 추 37이 있어도 된다.

자력계 장치 30은 자유롭게 흔들리도록 외함 32내에 부착되어서, 이같은 작용은 공지된 방식데로 그리고 제5도에 도시된데로 상호직고하는 축 X와 Y 주위를 회전하게 하는 짐벌장치 40에 의하여 되어진다.

제4도를 다시 한번 참조하면, 짐벌장치 40은 자력게 검출기 30의 작동에 이용되는 전자부품 44가 내장된 프린트 회로기판 42의 하단에 지지된다. 이 프린트 회로기판 42은 상부 단부 캡 34에 연결되는 브라켓 46에 의하여 다시 지지된다. 소켓장치 48은 자력계 장치에서 나오고 또 들어가는 전력 및 신호를 케이블 16를 경유하여 도통시키는 작용을 한다.

본 발명에 의하면, 외함 32은 자력계 검출기가 매달려지는 물질 50을 내포하고 있다. 물질 50은 검출기의 정상작동 온도에서는 검출기가 흔들리는 동작을 방지하도록 고체이지만 비교적 높은 온도에서는 검출기가 작동되기 위해 수직상태로 되게 하도록 액체로 되는 형태의 물질이다. 적절한 융점을 가진 여러 광물왁스가 그 물질로 사용하기에 적합하며 액체상태인 동안 짐벌장치 40을 덮으면 좋은 레벨까지 외함32내로 넣어진다 이와같이 되어서, 그 물질이 고체상태일 때는 고체화된 왁스가 검출기를 외함에 대해 견고하게 유지하므로 자력계 검출기를 외함에 부딪히지 않고 자력계 검출기가 취급되어질 수 있으며 충격과 진동을 받아도 된다. 설치중에는, 물질 50에 열이 가해져서 자력계 검출기 30의 수평을 맞추는 동작을 허용하여 수직으로 배향되게 하도록 적어도 자력계 검출기의 부근에서는 그 물질을 녹인다. 그 다음에 열이 제거되어 물질 50은 고체화된 형태로 되돌아가서 검출기 30으로부터의 어떠한 출력신호라도 장치 20의 상대적인 기울어짐이나 혹은 자기체의 접근으로 일어나는 자기교란을 표시하게 된다.

제6도는 검출기 부근의 그 물질을 녹이는 가열작용을 하는 한 장치를 도시한다. 한 형태에 있어서 검출기 30은 교류구동 전원 64로부터 교류구동 신호를 공급받는 주위에 환상권선 62를 가지고 있는 환상코아 60을 포함한다. 교류구동 신호는 f₁의 주파수를 가진다. 솔레노이드 혹은 감지권선 66이 코아 60 주위에 감겨지며 지구의 자기효과를 무효로 만들기 위해 이용되는 권선 62와 코일 68도 또한 포함된다. 주파수 f₁인 구동신호의 각 사이클이 2f₁의 주파수를 가진 어떤 외부자계도 변조하는 효과를 가지는 양과 음의 포화로 환상코아 60을 구동시킨다. 자계의 변조는 감지권선 66에 의해 공급되는 출력신호로 된다. 본 장치의 감도를 증가시키기 위해, 전위차계 70으로 조정할 수 있는 값을 가진 작은 전류가 지구자계와 같고 반대가 되, 자계를 공급하기 위해 코일 68에 공급되어서 정상정지 작동상태에서 감지권선 66은 출력신호를 공급하지 않는다.

그 다음에 검출기의 다른 배향이나 교란자기의 영향에 있어서 자계가 변하면, 키패시터 72에 의해서 증폭기 74에 결합된 감지권선 66으로부터 출력신호가 나올 것이다. 증폭된 신호는 구동회로 64로부터 주파수 2f₁의 신호를 추가로 공급받는 위상 혹은 동기 검출기 76으로 공급되며, 이 주파수는 위상 검출기 76으로 공급되는 다른 신호의 주파수와 같다. 위상 검출기 76은 사실상 구동전원 64로부터 게이트 신호를 받아서 증폭기 74로부터 적분기 78로 가는 신호를 게이트하는 전자식 스위치로서 작동하며, 적분기의 출력신호는 선 80을 경유하여 감지권선 66으로 피이드백된다. 감지권선 66으로 피이드백되는 적분기 출력신호는 권선을 통하여 전류를 흘려보내서 교란을 방해하고 무효화시키므로 감지권선 66의 이전 출력신호와 그에 따라 위상검출기 76으로의 입력 및 적분기 78로 가는 출력이 0으로 된다. 그러므로 적분기 78의 출력단 82에서의 전압은 변화를 방해하기 위해 얼마나 많은 신호가 피이드백되었는가를 나타내며, 따라서 변화의 크기를 나타내는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 있어서, 전원 90은 코일 68에 비교적 높은 전류를 공급하여 코일이 검출기를 둘러싸고 있는 물질을 액화시키기에 충분한 열을 발생하게 하기 위해 마련된다. 수동으로 혹은 전기적으로 작동되는 스위치장치 92, 전원 90을 본 장치를 초기에 설치하기 위하여 코일 68에 연결하기 위하여 선택하도록 그리고 그 다음에는 지구의 자계의 초기에 지속적으로 무효시키기 위하여 낮고 조정할 수 있는 전류를 선택하도록 마련된다.

제7도는 물질 50이 녹도록 높은 온도로 가열시키는 또 하나의 장치를 도시한다. 제7도의 실시예는 물 매체내에서의 작동을 허용하도록 외함 32안에 배치되는 것이 좋은 가열코일 94를 포함하고 있다. 코일 94는 자력계 검출기 30 주위에 배치되며 물질 50이 검출기 30 주위에서 액체상태로 있을 때 짐벌작용을 하도록 자력계 검출기로부터 이격되어 있다. 코일 94를 가열시키기 위한 전류는 케이블 16을 통하여 공급된다.

Claims (1)

1. 외부 자기교란을 감지하기 위해 자력계 검출기가 그 안에 배치되는 외함과, 수직으로 배향되기 위해 그 검출기를 자유로이 흔들리게 하는 검출기를 지지하기 위한 지지구조물과, 히이터로 구성되고, 상기 검출기는 정상온도에서는 고체이지만 그 검출기의 흔들리는 동작을 허용하도록 비교적 높은 온도에서는 액체로 되는 물질 속에 매달려지며, 상기 히이터는 그 물질을 높은 온도로 가열하기 위해 마련되는 자력계 검출장치.

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