RU1779987C - Measuring chamber of magnetomechanical gas analyzer - Google Patents

Measuring chamber of magnetomechanical gas analyzer

Info

Publication number
RU1779987C
RU1779987C SU894773345A SU4773345A RU1779987C RU 1779987 C RU1779987 C RU 1779987C SU 894773345 A SU894773345 A SU 894773345A SU 4773345 A SU4773345 A SU 4773345A RU 1779987 C RU1779987 C RU 1779987C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas analyzer
magnetic system
magnetic
measuring chamber
composite permanent
Prior art date
Application number
SU894773345A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марина Алексеевна Чохели
Николай Иванович Клевец
Александр Иванович Гриднев
Владимир Яковлевич Беляев
Виктор Исаевич Городецкий
Александр Евгеньевич Некрасов
Original Assignee
Научно-Производственное Объединение "Магнетон"
Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Медтехника Производственного Объединения "Медаппаратура"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-Производственное Объединение "Магнетон", Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Медтехника Производственного Объединения "Медаппаратура" filed Critical Научно-Производственное Объединение "Магнетон"
Priority to SU894773345A priority Critical patent/RU1779987C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1779987C publication Critical patent/RU1779987C/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

Сущность изобретени : используетс  сборна  конструкци  магнитной системы, вход щей в состав измерительной камеры газоанализатора и состо щей из однород- нонамагниченных участков. Направление их намагниченности вычисл етс  по приведенным соотношени м. Кроме того, сечение элементов магнитной системы могут быть треугольным. 3 ил. сл СSUMMARY OF THE INVENTION: A prefabricated magnetic system is used, which is part of the measuring chamber of a gas analyzer and consists of uniformly magnetized sections. The direction of their magnetization is calculated from the above relations. In addition, the cross section of the elements of the magnetic system can be triangular. 3 ill. sl c

Description

Изобретение относитс  к газоаналитическому приборостроению и может быть использовано в промышленной медицине и других област х, где требуетс  определить содержание компонента в газовых смес х, а также в качестве первичного преобразовател  в системах контрол  и автоматического регулировани , содержани  газовых компонентов в дыхательных и других газовых смес х.The invention relates to gas analytical instrumentation and can be used in industrial medicine and other fields where it is required to determine the content of a component in gas mixtures, as well as a primary converter in control and automatic control systems, the content of gas components in breathing and other gas mixtures .

Известен магнитомеханический газоанализатор нэ кислород, содержащий магнитную систему (МС), формирующую неоднородное магнитное поле, между полюсами которой расположена приемна  камера 1.Known magnetomechanical gas analyzer ne oxygen containing a magnetic system (MS), forming an inhomogeneous magnetic field, between the poles of which is the receiving chamber 1.

Недостатком такого устройства  вл етс  низка  чувствительность и точность измерений в св зи с низкой интенсивностью пол  в рабочем объеме.A disadvantage of such a device is the low sensitivity and accuracy of measurements due to the low field intensity in the working volume.

Известен также магнитомеханический компенсационный газоанализатор кислорода , содержащий МС, создающую неоднородное поле в рабочей зоне за счет формы полюсных наконечников 2.Also known is a magnetomechanical compensating gas analyzer of oxygen containing MS, which creates an inhomogeneous field in the working area due to the shape of the pole pieces 2.

Недостатком этой конструкции  вл етс  низка  чувствительность и точность измерений , а также больша  его масса, значительную часть которой составл ет маг- нитопровод МС.The disadvantage of this design is the low sensitivity and accuracy of measurements, as well as its large mass, a significant part of which is the magnetic circuit MS.

Наиболее близкой по технической сущности -к предполагаемому изобретению  вл етс  измерительна  камера магнитомеханического газоанализатора на кислородсодержаща  МС с полюсными наконечниками ,.между которыми расположенClosest to the technical nature of the proposed invention is a measuring chamber of a magnetomechanical gas analyzer on an oxygen-containing MS with pole tips, between which is located

3 33 3

0000

VJVj

р arctg -f + 3еp arctg -f + 3e

О)ABOUT)

чувствительный элемент (ротор) 3. Указанна  конструкци  измерительной камеры газоанализатора выбрана за прототип.sensitive element (rotor) 3. The specified design of the measuring chamber of the gas analyzer is selected as a prototype.

Недостатком этого устройства  вл етс  низка  чувствительность и точность измерений , а также больша  масса его. Указан- ные недостатки св заны с неоптимальной конструкцией МС.The disadvantage of this device is its low sensitivity and accuracy, as well as its large mass. These drawbacks are associated with the non-optimal design of the MS.

Цель изобретени  - повышение чувствительности и точности измерений, а также снижение массы газоанализатора.The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measurements, as well as to reduce the mass of the gas analyzer.

Поставленна  цель достигаетс  путем выполнени  в измерительной камере маг- нитомеханического газоанализатора, содержащей МС с рабочим зазором, размещенную в корпусе с входным и выходным патрубками, и поворотный ротор, расположенный в рабочем зазоре магнитной системы, а направление намагниченности элементов составных магнитов магнитной системы составл ет с поперечной осью симметрии магнитной системы в плоскости ротора угол, определ емый из соотношени This goal is achieved by performing in the measuring chamber a magnetomechanical gas analyzer containing an MS with a working gap, located in the housing with inlet and outlet nozzles, and a rotary rotor located in the working gap of the magnetic system, and the direction of magnetization of the elements of the composite magnets of the magnetic system is the transverse axis of symmetry of the magnetic system in the plane of the rotor is an angle determined from the relation

BJ, BlcBJ, Blc

к поперечной оси системы, совпадающей сto the transverse axis of the system, coinciding with

направлением расположени  поворотногоdirection of rotation

ротора,rotor

где j - номер участка магнитной системы:where j is the number of the portion of the magnetic system:

BxJ / BxdS; By / BjdS(2)BxJ / BxdS; By / BjdS (2)

SjSSjs

Sj - площадь поперечного сечени  j-ro участка;Sj is the cross-sectional area of the j-ro site;

Bx, By - компоненты вектора индукции в рабочей области газоанализатора.Bx, By are the components of the induction vector in the working area of the gas analyzer.

Дл  обеспечени  указанной ориентации намагниченности (ОН) на участках МС последн   должна быть выполнена из высококоэрцитивных ПМ, например, КС37, Nd- Fe-B и т.д.In order to provide the indicated magnetization orientation (OH) in the MS regions, the latter should be made of highly coercive PM, for example, KC37, Nd-Fe-B, etc.

Отличительной особенностью предлагаемой измерительной камеры магнитоме- ханического газоанализатора  вл етс  МС, представл юща  из себ  сборную конструкцию с оптимальной ОН на участках, что ранее не использовалось.A distinctive feature of the proposed measuring chamber of the magnetomechanical gas analyzer is the MS, which is a prefabricated design with optimal OH in areas that have not been previously used.

Предлагаема  конструкци  измерительной камеры магнитомеханического газоанализатора позволит существенно повысить чувствительность и точность измерений концентрации газа в смеси за счет повышени  интенсивности магнитного пол  в рабочей зоне газоанализатора. Кроме того значительно уменьшаетс  масса измерительной камеры, т.к. МС предполагаемой конструкции из высококоэрцитивных магнитотвердых материалов выполн етс  без магнитопровода.The proposed design of the measuring chamber of the magnetomechanical gas analyzer will significantly increase the sensitivity and accuracy of measuring the concentration of gas in the mixture by increasing the intensity of the magnetic field in the working area of the gas analyzer. In addition, the weight of the measuring chamber is significantly reduced, since The MS of the proposed design from highly coercive hard magnetic materials is made without a magnetic circuit.

На фиг.1 приведена конструкци  предлагаемой измерительной камеры магнитомеханического газоанализатора, состо ща  из магнитной системы 1 и ротора 2. На фиг.2 показано сечение МС, состо щей из 16 участков , и оптимальна  ориентаци  намагниченности на участках, полученна  поFigure 1 shows the design of the proposed measuring chamber of a magnetomechanical gas analyzer, consisting of a magnetic system 1 and rotor 2. Figure 2 shows a cross section of an MS consisting of 16 sections, and the optimal orientation of the magnetization in the sections obtained by

формуле (1). В случае, когда участки имеют в сечении размеры 5x5 мм, а рабочий зазор равен 3 мм, оптимальные значени  показанных углов равны: у ф 36°;у (pi -28°,у рз 61°, 13°. На остальных участках МСformula (1). In the case when the sections have a cross-sectional dimension of 5x5 mm and the working gap is 3 mm, the optimal values of the angles shown are: f φ 36 °; y (pi -28 °, rz 61 °, 13 °. In other MS sections

оптимальную ОН легко получить, учитыва  симметрию распределени  намагниченности относительно продольной d - d и поперечной q - q осей МС, Нужно учесть, что оптимальна  ОН на участках МС не зависитthe optimal OH is easy to obtain, taking into account the symmetry of the distribution of magnetization with respect to the longitudinal d - d and transverse q - q axes of the MS, It must be taken into account that the optimal OH in the MS regions is independent

от величины намагниченности, т.е. от вида магнитотвердого материала (МТМ). В св зи с этим возможно изготовление МС из различных высококоэрцитивных МТМ. Однако участки их МТМ одного типа должны располагатьс  в МС симметрично относительно продольной d - d и поперечной q - q осей МС. Допустимый угол отклонени  ОН от оптимального значени  равен + 3°. Увеличение этого угла снижает интенсивность пол  вon the magnitude of the magnetization, i.e. from the type of hard magnetic material (MTM). In this connection, it is possible to fabricate MS from various highly coercive MTMs. However, sections of their MTM of the same type should be located in the MS symmetrically with respect to the longitudinal d - d and transverse q - q axes of the MS. The permissible angle of deviation of OH from the optimum value is + 3 °. Increasing this angle decreases the floor

рабочей зоне газоанализатора на 5% и более . Угол разориентации намагниченности отдельных участков МС меньше, чем на 3° практически трудно достичь при технологии обработки, намагничивани  и сборки МС.the working area of the gas analyzer by 5% or more. The angle of disorientation of the magnetization of individual sections of the MS is less than 3 ° is practically difficult to achieve with the processing, magnetization and assembly of the MS.

Дл  снижени  трудоемкости сборки МС возможны варианты, приведенные на фиг.З.To reduce the complexity of assembling the MS, the options shown in FIG. 3 are possible.

Магнитную систему изготавливают следующим образом.The magnetic system is made as follows.

Вырезают указанные участки из заготовок ПМ пр моугольной конфигурации или прессуют указанные профильные участки МС в специальных пресс-формах, форма и размеры таких участков ПМ с пр молинейной текстурой определ ютс  на этапе проектировани  МС. Затем участки намагничивают каждый в отдельности вдоль текстуры и производ т сборку, соедин   отдельные части МС. например, эпоксидным клеем. При сборке необходимоThe indicated sections are cut from rectangular blanks of PM or the indicated profile sections of MS are pressed in special molds; the shape and dimensions of such sections of PM with a straight texture are determined at the stage of designing the MS. Then, the sections are magnetized individually along the texture and assembled, connecting separate parts of the MS. for example, epoxy glue. When assembling necessary

обеспечить совпадение осей легкого намагничивани  участком МС с рассчитанной по формуле (1) ориентацией намагниченности. После сборки МС готова к работе и ее можно поместить в корпус измерительной камерыto ensure that the axes of easy magnetization coincide with the MS region with the magnetization orientation calculated by formula (1). After assembly, the MS is ready for use and can be placed in the housing of the measuring chamber

газоанализатора.gas analyzer.

Предлагаема  конструкци  измерительной камеры мзгнитомеханического газоанализатора по сравнению с прототипом обеспечивает более высокую интенсивность пол  в рабочей зоне, что приводит к увеличению вращающегос  механического момента, действующего на рабочее тело газоанализатора .The proposed design of the measuring chamber of the magnetic-mechanical gas analyzer in comparison with the prototype provides a higher intensity of the floor in the working area, which leads to an increase in the rotating mechanical moment acting on the working body of the gas analyzer.

В св зи с увеличением пол  повышаетс  чувствительность газоанализатора и точность измерени  концентрации газа, т.к. ротор газоанализатора поворачиваетс  на больший угол.Due to the increase in the field, the sensitivity of the gas analyzer and the accuracy of measuring the gas concentration increase, since the gas analyzer rotates a larger angle.

Кроме того, МС газоанализатора может быть выполнена без магнитопровода( рма), т.к. и без него обеспечиваетс  высока  интенсивность пол  за счет предлагаемой конструкции . Последнее преимущество весьма важно дл  бортовых приборов.In addition, the MS of the gas analyzer can be performed without a magnetic circuit (PM), because and without it, high floor intensity is provided due to the proposed construction. The latter advantage is very important for avionics.

Указанные преимущества обеспечиваютс  путем оптимальной ОН на участках сборной МС. Ориентаци  намагниченности, описываема  формулой (1), обеспечивает наивысшую интенсивность пол  МС в центре рабочей зоны газоанализатора. Последнее  вл етс  одним из .условий эффективной работы газоанализатора, т.к. механический вращающий момент, деист- вующий на рабочее тело газоанализатора, равенThese advantages are provided by optimal OH at the precast MS sites. The orientation of the magnetization described by formula (1) provides the highest intensity of the MS field in the center of the working zone of the gas analyzer. The latter is one of the conditions for the effective operation of a gas analyzer, since the mechanical torque acting on the working body of the gas analyzer is

М fcvHAHI.(3)M fcvHAHI. (3)

где к - объемна  магнитна  восприимчивость исследуемого газа;where k is the volumetric magnetic susceptibility of the test gas;

v - объем, занимаемый газом на рабочем теле (роторе);v is the volume occupied by the gas on the working fluid (rotor);

Н - интенсивность ПРТЯ МС в центре рабочей зоны;H is the intensity of the STDI MS in the center of the working area;

ЛН - градиент пол  МС;LN - gradient floor MS;

I - длина ротора.I is the length of the rotor.

Покажем, что ОН описываетс  формулой (1). Согласно теории о потокосцеплении, магнитный поток, создаваемый ПМ сквозь заданную поверхность, равенWe show that OH is described by formula (1). According to the theory of flux linkage, the magnetic flux generated by the PM through a given surface is

J ,(4) J, (4)

1 V1 V

где I - ток, протекающий по контуру поверхности , согласованным в направлением положительной нормали к поверхности правилом правоходового винта,where I is the current flowing along the surface contour, agreed in the direction of the positive normal to the surface by the rule of the propeller,

v - объем ПМ,v is the volume of PM

J3 - поле, создаваемое током,J3 - field created by current,

О - намагниченность ПМ.O - magnetization PM.

Из (4) следует, что дл  обеспечени  мак- симума магнитного потока (в данном случае и магнитной индукции) необходимо совпадение ориентации векторов В и 5. Таким образом, оптимальна  ОН совпадает с ориентацией пол  указанного тока.From (4) it follows that to ensure the maximum magnetic flux (in this case, magnetic induction), the orientation of vectors B and 5 must coincide. Thus, the optimal OH coincides with the orientation of the field of the indicated current.

В случае МС газоанализатора в качестве поверхности, сквозь которую максимизируетс  магнитный поток, необходимо вз ть весьма узкую полосу, проход щую черезIn the case of the MS of the gas analyzer, as a surface through which the magnetic flux is maximized, it is necessary to take a very narrow strip passing through

центр рабочей области и параллельную продольной оси МС. Контур, по которому течет ток, создающий оптимальное ориентирующее магнитное поле, представл ет двухпроводную линию (дл  двухмерной модели МС, т.е. в случае плоскопараллельного пол ).the center of the workspace and parallel to the longitudinal axis of the MS. The circuit through which current flows, creating an optimal orienting magnetic field, represents a two-wire line (for a two-dimensional model of the MS, i.e. in the case of a plane-parallel field).

Как известно, виток с током эквивалентен (в смысле создани  пол ) магнитному листку. В данном случае двухпроводна  лини  эквивалентна линейному магнитному диполю, т.к. магнитный листок представл ет собой бесконечно тонкую полоску. В св зи с этим ОН совпадает с ориентацией пол  линейного дипол , т.к. участки МС выполнены из ПМ с пр молинейной текстурой, то дл  определени  среднего (на j-м участке) значени  оптимальной ОН, необходимо проинтегрировать каждую компоненту пол  дипол  и подставить указанные интегралы в (1).-Арктангенс в (1) должен быть вычислен с учетом знаков числител  и знаменател ,As is known, a current loop is equivalent (in the sense of creating a floor) to a magnetic sheet. In this case, a two-wire line is equivalent to a linear magnetic dipole, because the magnetic sheet is an infinitely thin strip. In this regard, OH coincides with the orientation of the field of a linear dipole, because MS sections are made of PM with a linear texture, then to determine the average (in the jth section) value of the optimal OH, it is necessary to integrate each component of the dipole field and substitute the indicated integrals in (1). - The arc tangent in (1) should be calculated with taking into account the numerator and denominator signs,

Испытани  показатели, что МС, выполненна  по схеме фиг.2, обеспечивает на 50% большую интенсивность пол , чем МС- прототип. При этом масса газоанализатора с предлагаемой МС на 30% меньше, Предлагаема  измерительна  камера магнито- механическогогазоанализатораTests show that the MS, made according to the scheme of FIG. 2, provides a 50% higher floor intensity than the MS prototype. The mass of the gas analyzer with the proposed MS is 30% less. The proposed measuring chamber of the magnetomechanical gas analyzer

обеспечивает достижение указанной цели, а положительный эффект имеет  рко зыра- женный характер.ensures the achievement of the specified goal, and the positive effect is brightly contaminated.

Claims (2)

1. Измерительна  камера магнитомеха- нического газоанализатора, содержаща  магнитную систему с рабочим зазором, размещенную в корпусе с входным и выходным патрубками, и поворотный ротор, расположенный в рабочем зазоре магнитной системы , отличающа с  тем, что, с целью повышени  чувствительности, магнитна  система выполнена в виде двух противолежащих составных посто нных магнитов, а направление намагниченности элементов составных посто нных магнитов составл ет с поперечной осью симметрии магнитной системы в плоскости поворотного ротора угла, определ емый из соотношени 1. The measuring chamber of the magnetomechanical gas analyzer, comprising a magnetic system with a working gap, located in the housing with inlet and outlet nozzles, and a rotary rotor located in the working gap of the magnetic system, characterized in that, in order to increase the sensitivity, the magnetic system is made in the form of two opposite composite permanent magnets, and the direction of magnetization of the elements of composite permanent magnets is with the transverse axis of symmetry of the magnetic system in the plane of the rotational ora angle defined by the relationship: BLBL де агсгд -Ј±3°. Bide agsgd -Ј ± 3 °. Bi гдеВх / BxdS; Ву / BydS,where Bx / BxdS; Woo / BydS, SlSiSlsi Si - площадь поперечного сечени  j-ro элемента составного посто нного магнита;Si is the cross-sectional area of the j-ro element of the composite permanent magnet; Вх, By - компоненты пол  линейного магнитного дипол , ориентированного вдоль продольной оси магнитной системы.Вх, By are the components of the field of a linear magnetic dipole oriented along the longitudinal axis of the magnetic system. 2. Камера по п.1,отличающа с  тем, что, с целью повышени  технологичности , элементы составных посто нных магнитов выполнены с треугольным сечением.2. The chamber according to claim 1, characterized in that, in order to improve manufacturability, the elements of the composite permanent magnets are made with a triangular section. ft./ft./
SU894773345A 1989-12-25 1989-12-25 Measuring chamber of magnetomechanical gas analyzer RU1779987C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894773345A RU1779987C (en) 1989-12-25 1989-12-25 Measuring chamber of magnetomechanical gas analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894773345A RU1779987C (en) 1989-12-25 1989-12-25 Measuring chamber of magnetomechanical gas analyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1779987C true RU1779987C (en) 1992-12-07

Family

ID=21486802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894773345A RU1779987C (en) 1989-12-25 1989-12-25 Measuring chamber of magnetomechanical gas analyzer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1779987C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 2744234, кл. 324-36, 1976. Агейкин С.И. Магнитные газоанализаторы. - М.: Госэнергоиздат, 1963, с.21. Авторское свидетельство СССР № 761898, кл. G 01 N 27/72, 1978. Поливанов К.М, Теоретические основы электротехники. Ч.З. - М.: Энерги , 1969, г..352. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3369512B2 (en) Small single-phase electromagnetic drive
EP0418033A1 (en) Electromagnetic flowmeter
Halbach Conceptual design of a permanent quadrupole magnet with adjustable strength
RU1779987C (en) Measuring chamber of magnetomechanical gas analyzer
Rooksby et al. Crystal structure and magnetic properties of cobalt ferrite at low temperatures
JPS571915A (en) Electromagnetic flowmeter
JPS5774612A (en) Linear displacement detection
SE8605403D0 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE PERCENTAGE OF PARAMAGNETIC SUBSTANCES IN SUBSTANCE MIXTURES
JPS57203913A (en) Rotation detector
GB1416925A (en) Magnetic-field-sensing apparatus
JPS5585249A (en) Vortex flow detector
SU1018018A1 (en) Magnetoelectric measuring mechanism
SU636481A1 (en) Swirl-type rate-of-flow meter
Nakata et al. Numerical analysis of flux distribution in permanent-magnet stepping motors
JPH02213723A (en) Electromagnetic flow meter for conductive fluid
SU1742503A1 (en) Electric pulse magnetic transducer
JPS5712317A (en) Direction meter
US3260931A (en) Diamagnetic gaussmeter
JPS5524614A (en) Faraday effect detector
JPS5798809A (en) Electromagnetic flowmeter
SU1293659A1 (en) Permanent-magnet ratiometer
SU606104A1 (en) Electromagnetic flometer
SU830161A2 (en) Torque measuring device
JPS57153216A (en) Magnetic rotary sensor
JPS56153204A (en) Detector for rotating angle