RU2328754C2 - Magnetometric module for measuring-analytical set for testing open magnetic systems - Google Patents
Magnetometric module for measuring-analytical set for testing open magnetic systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2328754C2 RU2328754C2 RU2006118122/28A RU2006118122A RU2328754C2 RU 2328754 C2 RU2328754 C2 RU 2328754C2 RU 2006118122/28 A RU2006118122/28 A RU 2006118122/28A RU 2006118122 A RU2006118122 A RU 2006118122A RU 2328754 C2 RU2328754 C2 RU 2328754C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetometric
- sensors
- magnetic
- module
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам измерения характеристик постоянного магнитного поля в рабочей области магнитных систем промышленного и научно-исследовательского назначения в случаях, когда характерные размеры такой области составляют величину от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров, а необходимый шаг пространственной дискретизации измерений параметров магнитного поля имеет значения от нескольких десятых долей до единиц миллиметров. Наибольшая потребность в проведении детализированного мониторинга пространственного распределения таких параметров магнитного поля, как направление и модуль вектора напряженности Н (вектора магнитной индукции В) магнитного поля и вычисляемых на основе таких измерений силовых характеристик магнитного поля, возникает при испытаниях различного рода магнитных сепараторов и железоотделителей. Сложность проведения таких измерений заключается в том, что в достаточно большом объеме рабочего пространства магнитной системы (до 0,3 м3) необходимо провести большое количество замеров с достаточно высокой точностью фиксации относительных перемещений магнитометрических датчиков.The invention relates to means for measuring the characteristics of a constant magnetic field in the working area of magnetic systems for industrial and research purposes in cases where the characteristic dimensions of such an area are from several tens of centimeters to several meters, and the necessary step of spatial sampling of measurements of magnetic field parameters has values from a few tenths to units of millimeters. The greatest need for detailed monitoring of the spatial distribution of such magnetic field parameters as the direction and magnitude of the magnetic field vector H (magnetic induction vector B) and the magnetic field strength calculated on the basis of such measurements arises from tests of various kinds of magnetic separators and iron separators. The complexity of such measurements lies in the fact that in a sufficiently large volume of the working space of the magnetic system (up to 0.3 m 3 ) it is necessary to carry out a large number of measurements with a sufficiently high accuracy of fixing the relative movements of the magnetometric sensors.
Применяемый в настоящее время дискретно-выборочный способ измерения параметров магнитного поля, с ручным позиционированием магнитометрического зонда отличается большой трудоемкостью и низкой точностью. Оценка магнитных систем сепараторов и железоотделителей производится по одному параметру - значению модуля вектора индукции магнитного поля В в отдельных (реперных) точках рабочего пространства.Currently used discrete sampling method for measuring magnetic field parameters, with manual positioning of the magnetometric probe is very labor intensive and low accuracy. Evaluation of the magnetic systems of separators and iron separators is carried out according to one parameter - the value of the module of the magnetic field induction vector B in separate (reference) points of the working space.
Однако объективная оценка эффективности магнитной системы и ее технологических характеристик невозможна без учета силового параметра, определяющего извлекающую и удерживающую способность системы. Как известно, сила воздействия поля магнитной системы на сепарируемые магнитовосприимчивые частицы в большинстве практически важных случаев пропорциональна произведению H·gradH, где Н - модуль вектора напряженности магнитного поля Н, связанного с вектором магнитной индукции в воздушной среде соотношением В=μ0Н, где μ0 - магнитная проницаемость вакуума (при этом система с меньшей напряженностью, но большим значением градиента, в ряде случаев может иметь лучшие силовые характеристики, чем система с большей напряженностью). Таким образом, для объективной оценки магнитной системы необходимо иметь детализированную топографическую картину магнитного поля с данными по замеру напряженности (индукции) магнитного поля в таком количестве точек, которого будет достаточно для определения значений градиента этих величин в исследуемой области.However, an objective assessment of the effectiveness of the magnetic system and its technological characteristics is impossible without taking into account the power parameter that determines the extracting and holding ability of the system. As is known, in most practically important cases, the force of the magnetic system field on the separated magnetically susceptible particles is proportional to the product H · gradH, where H is the magnitude of the magnetic field vector H associated with the magnetic induction vector in air with the relation B = μ 0 N, where μ 0 is the magnetic permeability of the vacuum (in this case, a system with a lower tension but a large gradient value, in some cases, may have better power characteristics than a system with a higher tension). Thus, for an objective assessment of the magnetic system, it is necessary to have a detailed topographic picture of the magnetic field with data on the measurement of the magnetic field strength (induction) at such a number of points that will be sufficient to determine the gradient values of these quantities in the studied region.
Парк приборов, являющихся средствами контроля (измерения) параметров магнитных систем, ограничивается в настоящее время гауссметрами (тесламетрами) общего назначения, имеющими зонд ручного позиционирования с датчиком Холла. Технические и программные средства для комплексного тестирования открыто-градиентных магнитных систем сепараторов и железоотделителей, с получением трехмерной картины (топографии) поля, в том числе и по силовому параметру (H·gradH), отсутствуют.The fleet of instruments, which are means of monitoring (measuring) the parameters of magnetic systems, is currently limited to general-purpose gauss meters (teslameters) that have a manual positioning probe with a Hall sensor. There are no hardware and software tools for comprehensive testing of open-gradient magnetic systems of separators and iron separators, with obtaining a three-dimensional picture (topography) of the field, including the force parameter (H · gradH).
Известно из SU 321969, 19.11.1971, например, устройство для измерения магнитного поля в ускорителях заряженных частиц, которое состоит из магнитомодуляционных датчиков; датчики этого типа представляют собой пермаллоевый зонд, у которого для съема сигнала и создания поля имеются сигнальная и компенсирующая обмотки, возбуждение датчика осуществляют с помощью компенсирующей обмотки. С помощью этих датчиков суммируют сигналы четных гармоник и токи подмагничивания, компенсируют суммарный сигнал гармоник с датчиков до нуля в заданный момент времени изменением суммарного токаIt is known from SU 321969, 11/19/1971, for example, a device for measuring the magnetic field in charged particle accelerators, which consists of magnetomodulating sensors; Sensors of this type are a permalloy probe, in which there are signal and compensating windings for signal collection and field creation, the sensor is excited by means of a compensating winding. Using these sensors, the signals of even harmonics and bias currents are summarized, and the total harmonic signal from the sensors is compensated to zero at a given point in time by a change in the total current
Из SU 953608, 23.08.1981 известен малогабаритный высокочуствительный магнитометр для измерения величины и знака напряженности магнитных полей малой интенсивности. Известный магнитометр содержить генератор, дифференциальный феррозонд, фильтр, делитель частоты на два, Д-триггер. Однако известный магнитометр сложен в изготовлении и настройке имеет все же большие габариты и, кроме того, также не обеспечивает проведение многофункционального тестирования магнитных систем.From SU 953608, 08.23.1981 a small-sized highly sensitive magnetometer is known for measuring the magnitude and sign of the intensity of low-intensity magnetic fields. A well-known magnetometer contains a generator, a differential fluxgate, a filter, a frequency divider into two, D-trigger. However, the known magnetometer is difficult to manufacture and configure, yet it has large dimensions and, in addition, also does not provide multifunctional testing of magnetic systems.
Из RU 2261456, 27.09.2005 известно устройство для определения параметров, характеризующих намагниченность объекта, включающее трехкомпонентный датчик, три усилительно-преобразовательных блока, генератор переменных напряжений, регистрирующий блок, углоизмерительное устройство, устройство обработки информации. С помощью данного устройства проводят измерение в выбранной опорной системе координат проекций вектора магнитной индукции внешнего магнитного поля и проекций результирующего вектора индукции магнитного поля объекта и внешнего магнитного поля в разных точках пространства и по измеренным проекциям векторов магнитной индукции в первой и во второй точках пространства определяют параметры, характеризующие намагниченность объекта с по определенной системе уравнений. Устройство достаточно сложно в исполнении, процесс измерения длителен и не позволяет осуществить полное тестирование магнитных систем.A device for determining parameters characterizing the magnetization of an object is known from RU 2261456, 09.27.2005, including a three-component sensor, three amplifier-converter blocks, an alternating voltage generator, a recording unit, an angle measuring device, an information processing device. Using this device, measurements are made in the selected reference coordinate system of the projections of the magnetic induction vector of the external magnetic field and the projections of the resulting vector of induction of the magnetic field of the object and the external magnetic field at different points in space and the parameters are determined from the measured projections of the magnetic induction vectors in the first and second points of space characterizing the magnetization of an object with a certain system of equations. The device is quite difficult to perform, the measurement process is long and does not allow for full testing of magnetic systems.
Из SU 900228, 23.01.1982 известно устройство для измерения магнитных полей, например, при диагностике, разведке полезных ископаемых, содержащее датчик Холла, источник питания, измерительный усилитель, блок сравнения, трансформаторы. Через участки датчиков, заключенные между каждым из токовых эдектродов и смежными с ним холловскими электродами, пропускают вспомогательный ток и сравнивают между собой напряжения между каждым из холловских электродов и смежными с ними токовыми электродами. Данный способ также не обеспечивает полное тестирование магнитных систем.From SU 900228, 01/23/1982 a device for measuring magnetic fields is known, for example, in diagnostics, mineral exploration, comprising a Hall sensor, a power source, a measuring amplifier, a comparison unit, transformers. Auxiliary current is passed through sections of sensors enclosed between each of the current electrodes and adjacent Hall electrodes and the voltages between each of the Hall electrodes and current electrodes adjacent to them are compared. This method also does not provide full testing of magnetic systems.
Из RU 2232399, 10.07.2004 известен магнитомеханический тесламер, содержащий три идентичных магнитомеханических преобразователя, установленных на общем основании, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны, при этом на том же основании установлен еще один идентичный преобразователь, который расположен таким образом, что оси чувствительности двух из четырех преобразователей взаимно перпендикулярны, а оси поворота параллельны, и еще двух преобоазователей, оси чувствительности которых параллельны, а их оси поворота перпендикулярны. Основной областью применения таких тесламетров являются:A magnetomechanical teslamer is known from RU 2232399, 07/10/2004, containing three identical magnetomechanical transducers mounted on a common base, the sensitivity axes of which are mutually perpendicular, while on the same base there is another identical transducer, which is located in such a way that the sensitivity axes of two of four transducers are mutually perpendicular, and the rotation axes are parallel, and two more preobrazovateli, the sensitivity axes of which are parallel, and their rotation axes are perpendicular. The main scope of such teslameters are:
- обеспечение службы непрерывных измерений вариаций магнитного поля Земли в условиях стационарных геомагнитных обсерваторий;- providing a service for continuous measurements of variations in the Earth's magnetic field in stationary geomagnetic observatories;
- обеспечение наземных (и морских) магнитотеллургических методов исследований глубинного строения Земли;- providing land (and sea) magnetotellurgical methods for studying the deep structure of the Earth;
- измерение магнитных свойств слабомагнитных веществ, материалов и горных пород;- measurement of the magnetic properties of weakly magnetic substances, materials and rocks;
- проведение магнитовариационных дифференциальных измерений для разделения магнитных аномалий на рудные и безрудные;- conducting magnetovariational differential measurements to separate magnetic anomalies into ore and oreless;
- индикация сверхслабых полей при аттестации мер магнитной индукции и др.- indication of superweak fields during certification of measures of magnetic induction, etc.
С помощью такого тесламетра по измеренным значениям составляющей вектора индукции В, вектора магнитного момента, чувствительности устройства к магнитной индукции поля вычисляют модуль вектора индукции В и его составляющие, магнитное склонение и наклонение в любой геомагнитной системе координат и угол рассогласования систем координат в горизонтальной плоскости. Однако и данный тесламетр не обеспечивает возможности осуществления полного многофункционального тестирования магнитных систем и, в частности, магнитных систем открыто-градиентных сепараторов и железоотделителейUsing such a teslameter, the absolute value of the induction vector B and its components, the magnetic declination and inclination in any geomagnetic coordinate system, and the mismatch angle of the coordinate systems in the horizontal plane are calculated from the measured values of the component of the induction vector B, the vector of magnetic moment, the sensitivity of the device to magnetic field induction. However, this teslameter does not provide the possibility of full multifunctional testing of magnetic systems and, in particular, magnetic systems of open-gradient separators and iron separators
Тестирование магнитных систем сепараторов и железоотделителй необходимо осуществлять на всех стадиях жизненного цикла этого оборудования и, учитывая тот факт, что число сепараторов только на одном горно-обогатительном комбинате с магнитной системой обогащения минерального сырья может достигать несколько сотен с суммарной производительностью в десятки тысяч тонн в час, недостаточно точное и оперативное их тестирование может привести к весьма значительным технологическим и экономическим потерям.Testing of magnetic systems of separators and separators must be carried out at all stages of the life cycle of this equipment and, given the fact that the number of separators at only one mining and processing plant with a magnetic mineral processing system can reach several hundred with a total capacity of tens of thousands of tons per hour , insufficiently accurate and operational testing of them can lead to very significant technological and economic losses.
Таким образом, применяемые в настоящее время дискретные способы измерения параметров магнитного поля с устаревшим инструментальным функционально-методическим оформлением и ручным позиционированием зонда с датчиком Холла отличаются большой трудоемкостью и низкой точностью. Оценка магнитных систем сепараторов и железоотделителей производится по одному параметру- значению модуля вектора индукции магнитного поля В в отдельных точках рабочего пространства.Thus, the currently used discrete methods of measuring magnetic field parameters with outdated instrumental functional and methodical design and manual positioning of the probe with a Hall sensor are very labor intensive and low accuracy. The magnetic systems of separators and iron separators are evaluated according to one parameter, the value of the module of the magnetic field induction vector B at individual points in the working space.
Технической задачей данного изобретения является обеспечение возможности оперативного сбора большого массива данных по измерению величин отдельных компонент вектора магнитной индукции в любой части рабочей области открытой магнитной системы и, в частности, например, в любом объеме между поверхностью барабана магнитного сепаратора и границей той области, которую в процессе сепарации занимает сырье, при заданной точности измерения как параметров магнитного поля, так и изменения координат магнитометрических датчиков.The technical task of this invention is the ability to quickly collect a large array of data for measuring the values of the individual components of the magnetic induction vector in any part of the working area of an open magnetic system and, in particular, in any volume between the surface of the drum of the magnetic separator and the boundary of the region that the separation process is occupied by raw materials, for a given accuracy of measurement of both magnetic field parameters and changes in the coordinates of magnetometric sensors.
Техническая задача достигается тем, что магнитометрический модуль измерительно-аналитического комплекса для тестирования открытых магнитных систем (в частности, магнитных систем открыто-градиентных сепараторов и железоотделителей), включающий в себя по меньшей мере одну одномерную или двумерную матричную систему магнитометрических датчиков (например, датчиков Холла, магниторезистивных или других магниточувствительных датчиков), закрепленных в обойме, которая установлена на подвижной каретке, предназначенной для перемещения и позиционирования датчиков над плоской или цилиндрической поверхностью магнитной системы в пределах выбранной зоны тестирования, и электронно-коммутирующий блок, сопряженный с блоком обработки и сохранения информации.The technical problem is achieved by the fact that the magnetometric module of the measuring and analytical complex for testing open magnetic systems (in particular, magnetic systems of open-gradient separators and iron separators), which includes at least one one-dimensional or two-dimensional matrix system of magnetometric sensors (for example, Hall sensors , magnetoresistive or other magnetosensitive sensors), mounted in a holder, which is mounted on a movable carriage, designed to move and position sensors on a flat or cylindrical surface of the magnetic system within the selected test area, and an electronic switching unit, coupled with the information processing and storage unit.
При этом магнитометрический модуль измерительно-аналитического комплекса для тестирования открытых магнитных систем включает в себя одномерную (горизонтальную или вертикальную) матричную систему магнитометрических датчиков, закрепленную на подвижной каретке, которую перемещают по плоской или цилиндрической поверхности магнитной системы в пределах выбранной зоны тестирования, определяемой протяженностью и положением двух направляющих, по которым движется каретка.In this case, the magnetometric module of the measuring and analytical complex for testing open magnetic systems includes a one-dimensional (horizontal or vertical) matrix system of magnetometric sensors mounted on a movable carriage, which is moved along a flat or cylindrical surface of the magnetic system within the selected test zone, determined by the length and the position of the two guides along which the carriage moves.
При этом магнитометрический модуль измерительно-аналитического комплекса для тестирования открытых магнитных систем включает в себя двумерную матричную систему магнитометрических датчиков, закрепленную на подвижной каретке, которую перемещают по плоской или цилиндрической поверхности магнитной системы в пределах выбранной зоны тестирования, определяемой размерами и положением двух направляющих, по которым движется каретка.In this case, the magnetometric module of the measuring and analytical complex for testing open magnetic systems includes a two-dimensional matrix system of magnetometric sensors mounted on a movable carriage, which is moved along a flat or cylindrical surface of the magnetic system within the selected test zone, determined by the size and position of the two guides, which moves the carriage.
Заявленный магнитометрический модуль измерительно-аналитического комплекса для тестирования открытых магнитных систем содержит матричную систему, которую непрерывно или дискретно перемещают в направлении, перпендикулярном направлению движения каретки и линии расположения магнитометрических датчиков, например, удаляясь от магнитной системы так, чтобы все датчики одномерной горизонтальной матричной системы или датчики нижнего ряда двумерной матричной системы оставались равноудаленными от поверхности магнитной системы.The claimed magnetometric module of the measuring and analytical complex for testing open magnetic systems contains a matrix system that is continuously or discretely moved in a direction perpendicular to the direction of movement of the carriage and the location line of the magnetometric sensors, for example, moving away from the magnetic system so that all the sensors of the one-dimensional horizontal matrix system or The sensors of the lower row of the two-dimensional matrix system remained equidistant from the surface of the magnetic system.
Данный магнитометрический модуль измерительно-аналитического комплекса для тестирования открытых магнитных систем включает матричную систему, которую дискретно перемещают по направлению, вдоль которого расположены датчики, на расстояние, равное mL/n, где L - шаг расположения датчиков на одной линии, m и n - целые числа (m<n), при этом величина L/n определяет желаемый шаг дискретизации топографической картины магнитного поля.This magnetometric module of the measuring and analytical complex for testing open magnetic systems includes a matrix system that is discretely moved in the direction along which the sensors are located at a distance equal to mL / n, where L is the step of the sensors on the same line, m and n are integer numbers (m <n), and the L / n value determines the desired sampling step for the topographic picture of the magnetic field.
Магнитометрический модуль измерительно-аналитического комплекса для тестирования открытых магнитных систем по изобретению содержит каретку, на которой закреплена обойма с матричной системой, которую перемещают без проскальзывания на роликах в виде зубчатых колес по направляющим, покрытым зубчатой или перфорированной лентой, таким образом, что угол поворота роликов однозначно определяет расстояние, пройденное кареткой вдоль направляющих.The magnetometric module of the measuring and analytical complex for testing open magnetic systems according to the invention comprises a carriage on which a holder with a matrix system is fixed, which is moved without slipping on the rollers in the form of gear wheels along guides covered with a gear or perforated tape, so that the angle of rotation of the rollers uniquely determines the distance traveled by the carriage along the guides.
Координаты магнитометрических датчиков в момент считывания информации однозначно определяют по их положению в матричной системе, углу поворота роликов каретки и величине перемещения системы вдоль и перпендикулярно линии расположения датчиков.The coordinates of the magnetometric sensors at the time of reading the information are uniquely determined by their position in the matrix system, the angle of rotation of the carriage rollers and the amount of movement of the system along and perpendicular to the line of sensors.
При этом магнитометрические датчики, размещенные в узлах матричной системы, ориентированы таким образом, что они измеряют только нормальную или одну из двух тангенциальных компонент вектора магнитной индукции.In this case, the magnetometric sensors located in the nodes of the matrix system are oriented in such a way that they measure only the normal or one of the two tangential components of the magnetic induction vector.
Магнитометрический модуль может включать в себя три матричные системы с разной ориентацией магнитометрических датчиков, дискретное смещение которых позволяет обеспечить поэтапное перемещение узлов разных матричных систем в одни и те же точки рабочего пространства для получения набора всех трех компонент вектора магнитной индукции в выбранных точках пространства.A magnetometric module can include three matrix systems with different orientations of magnetometric sensors, the discrete displacement of which allows for the phased movement of nodes of different matrix systems to the same points in the workspace to obtain a set of all three components of the magnetic induction vector at selected points in space.
Итак, предлагаемый магнитометрический модуль предназначен для использования в составе измерительно-аналитического комплекса для определения векторных характеристик постоянного магнитного поля открытых магнитных систем (в частности, магнитных систем открыто-градиентных сепараторов и железоотделителей). Он включает в себя матричную систему магнитометрических датчиков (например, датчиков Холла, магниторезистивных или магниточувствительных датчиков другого типа), устройство для ее перемещения и позиционирования, электронные элементы для сопряжения с блоком обработки и сохранения информации (в частности, многоканальный электронный коммутатор). Заявленный измерительно-аналитический комплекс, включающий матричную систему датчиков, например датчиков Холла, блок для ее перемещения и позиционирования, электронно-измерительный блок, блок обработки информации с пакетом специальных программ, позволяет получить детальную информацию об изменении нормальных и тангенциальных составляющих вектора индукции магнитного поля с визуализацией на мониторе пространственных зависимостей не только индукции B=f(X,Y,Z), но и силовых характеристик (силового фактора H.gradH=g(X,Y,Z), определяемых значениями магнитной индукции поля и ее градиента в исследуемых точках. При этом имеется возможность учета физических характеристик различных фракций перерабатываемого сырья и расчета параметров, определяющих эффективность процесса сепарации при различных технологических условиях, что в конечном счете позволяет вырабатывать рекомендации по совершенствованию технологического процесса с учетом реальной картины магнитного поля системы.So, the proposed magnetometric module is intended for use in the measuring and analytical complex for determining the vector characteristics of the constant magnetic field of open magnetic systems (in particular, magnetic systems of open-gradient separators and iron separators). It includes a matrix system of magnetometric sensors (for example, Hall sensors, magnetoresistive or magnetosensitive sensors of another type), a device for moving and positioning it, electronic elements for interfacing with a processing unit and storing information (in particular, a multi-channel electronic switch). The claimed measuring and analytical complex, including a matrix system of sensors, for example, Hall sensors, a unit for moving and positioning it, an electronic measuring unit, an information processing unit with a special program package, allows you to obtain detailed information about the change in the normal and tangential components of the magnetic field induction vector with visualization on the monitor of spatial dependencies of not only the induction B = f (X, Y, Z), but also the force characteristics (force factor H.gradH = g (X, Y, Z), determined by the values magnetic induction of the field and its gradient at the points under study, while it is possible to take into account the physical characteristics of various fractions of the processed raw materials and calculate the parameters that determine the efficiency of the separation process under various technological conditions, which ultimately allows us to develop recommendations for improving the technological process taking into account the real picture of the magnetic system fields.
На фиг.1 показано, что матричная система (1), содержащая магнитометрические датчики (2), закреплена на подвижной каретке (3), которую перемещают по плоской или цилиндрической поверхности (4) магнитной системы в пределах выбранной зоны тестирования, определяемой протяженностью и положением двух направляющих (5), по которым движется каретка. Направляющие (5) закрепляются на тестируемом участке магнитного барабана с помощью съемных держателей.Figure 1 shows that the matrix system (1) containing magnetometric sensors (2) is mounted on a movable carriage (3), which is moved along a flat or cylindrical surface (4) of the magnetic system within the selected test zone, determined by the length and position two guides (5) along which the carriage moves. The guides (5) are fixed on the test section of the magnetic drum using removable holders.
На фиг.2 представлен эскиз магнитометрического модуля, перемещаемого над магнитной системой (6), находящейся под цилиндрической обечайкой барабана (7). Подвижную каретку (3) перемещают на зубчатых роликах (8) по направляющим, покрытым зубчатой лентой (9). Обойму (10) с матрицей магнитометрических датчиков(2) устанавливают в каретке по нормали к поверхности магнитной системы.Figure 2 presents a sketch of a magnetometric module, moved above the magnetic system (6) located under the cylindrical shell of the drum (7). The movable carriage (3) is moved on the gear rollers (8) along the guides covered with the gear belt (9). A holder (10) with a matrix of magnetometric sensors (2) is installed in the carriage along the normal to the surface of the magnetic system.
Матрица с магнитометрическими датчиками может быть одномерной и устанавливаться в обойме вертикально, как это показано на позиции (11) фиг.3. В этом случае для получения наиболее полного массива данных по измерению магнитной индукции в исследуемом рабочем пространстве при заданном положении направляющих матрицу перемещают между вертикальными стойками обоймы в горизонтальном направлении.The matrix with magnetometric sensors can be one-dimensional and mounted vertically in the holder, as shown in position (11) of FIG. 3. In this case, to obtain the most complete array of data on the measurement of magnetic induction in the investigated working space at a given position of the guides, the matrix is moved between the vertical racks of the cage in the horizontal direction.
Матрица с магнитометрическими датчиками может быть одномерной и устанавливаться в обойме горизонтально, как это показано на позиции (12) фиг.4. В этом случае для получения наиболее полного массива данных по измерению магнитной индукции в исследуемом рабочем пространстве при заданном положении направляющих матрицу перемещают в пределах рамки обоймы в вертикальном направлении. Выбор между двумя вышеупомянутыми вариантами ориентации матрицы зависит от структуры магнитного поля тестируемой системы.The matrix with magnetometric sensors can be one-dimensional and mounted horizontally in the holder, as shown in position (12) of FIG. 4. In this case, to obtain the most complete array of data on the measurement of magnetic induction in the investigated working space at a given position of the guides, the matrix is moved within the frame of the cage in the vertical direction. The choice between the two above-mentioned matrix orientation options depends on the magnetic field structure of the system under test.
В том случае, когда наиболее важным требованием, предъявляемым к измерительному комплексу, является высокая скорость сбора данных, используют двумерную матрицу магнитометрических датчиков, изображенную на позиции (13) фиг.5.In the case when the most important requirement for the measuring complex is a high speed of data collection, use a two-dimensional matrix of magnetometric sensors shown in position (13) of FIG. 5.
На позиции (14) фиг.2 изображена регулировочная гайка, с помощью которой сводят до минимума зазор между поверхностью магнитной системы и нижними магнитометрическими датчиками, установленными в обойме (10). Перемещение обоймы по вертикали контролируют с помощью шкалы (15). Величину перемещения всего модуля вдоль направляющих определяют по углу поворота зубчатого ролика, который измеряют с помощью датчика угла поворота ролика (16).At position (14) of FIG. 2, an adjustment nut is shown, with which the gap between the surface of the magnetic system and the lower magnetometric sensors installed in the holder (10) is minimized. The movement of the cage vertically is controlled using a scale (15). The amount of movement of the entire module along the guides is determined by the angle of rotation of the gear roller, which is measured using the sensor of the angle of rotation of the roller (16).
Перемещение матричной системы вдоль направлений AD и АА′, обозначенных на фиг.1, может осуществляться непрерывно, и шаг пространственной сетки, на которой производится замер параметров магнитного поля вдоль этих направлений, может быть произвольным. В то же время минимальный шаг этой сетки вдоль направления АВ равен расстоянию между соседними магнитометрическими датчиками. Для снятия этого ограничения матричную систему дискретно перемещают по направлению, вдоль которого расположены датчики, на расстояние mL/n, где L - шаг расположения датчиков на одной линии, m и n - целые числа (m<n), при этом величина L/n определяет желаемый шаг дискретизации топографической картины магнитного поля вдоль данного направления.The movement of the matrix system along the directions AD and AA ′ indicated in FIG. 1 can be carried out continuously, and the step of the spatial grid on which the magnetic field parameters are measured along these directions can be arbitrary. At the same time, the minimum step of this grid along the direction AB is equal to the distance between adjacent magnetometric sensors. To remove this restriction, the matrix system is discretely displaced in the direction along which the sensors are located, at a distance of mL / n, where L is the step of the sensors on the same line, m and n are integers (m <n), while L / n determines the desired discretization step of the topographic picture of the magnetic field along a given direction.
Каждая из вышеперечисленных матричных систем состоит из однотипных магнитометрических датчиков с одинаковой пространственной ориентацией, обеспечивающей измерение или нормальной, или одной из двух тангенциальных компонент вектора магнитной индукции. Для обеспечения возможности одновременного измерения всех трех компонент вектора магнитной индукции в одной обойме размещают три скрепленные между собой геометрически идентичные матричные системы с различной ориентацией датчиков. При этом датчики различных матричных систем, расположенные в примыкающих к друг другу узлах, имеют две одинаковые координаты и несовпадающие третьи координаты, отличающиеся на величину Δ, равную смещению одной матричной системы по отношению к другой. Перемещая магнитометрический модуль вдоль направляющих на величину Δ, добиваются поэтапного перемещения узлов разных матричных систем в одни и те же точки рабочего пространства и получают набор всех трех компонент вектора магнитной индукции в выбранных точках пространства.Each of the above matrix systems consists of the same type of magnetometric sensors with the same spatial orientation, providing measurement of either normal or one of the two tangential components of the magnetic induction vector. To ensure the possibility of simultaneous measurement of all three components of the magnetic induction vector, three geometrically identical matrix systems with different sensor orientations are placed in one holder. In this case, the sensors of various matrix systems located in adjacent to each other nodes have two identical coordinates and mismatching third coordinates differing by Δ equal to the displacement of one matrix system relative to another. By moving the magnetometric module along the guides by Δ, they achieve a phased movement of the nodes of different matrix systems to the same points in the workspace and get a set of all three components of the magnetic induction vector at selected points in space.
Предварительная обработка сигнала производится в электронно-коммутирующем блоке (17), в состав которого входят стабилизированный источник питания, усилитель сигнала, блок формирования опорных импульсов, многоканальный электронный коммутатор и аналого-цифровой преобразователь. Выходной сигнал с магнитометрических датчиков после предварительного усиления подают на вход многоканального электронного коммутатора, блок управления которым связан с датчиком угла поворота ролика и блоком формирования опорных импульсов. С выхода электронно-коммутирующего блока сигнал поступает на блок сохранения и обработки информации, включающий в себя персональный компьютер с соответствующим программным обеспечением.Signal pre-processing is performed in an electronic switching unit (17), which includes a stabilized power source, a signal amplifier, a reference pulse generating unit, a multi-channel electronic switch, and an analog-to-digital converter. The output signal from the magnetometric sensors, after preliminary amplification, is fed to the input of a multi-channel electronic switch, the control unit of which is connected to the roller angle sensor and the reference pulse generation unit. From the output of the electronic switching unit, the signal is sent to the information storage and processing unit, which includes a personal computer with appropriate software.
Таким образом применение комплекса позволит автоматизировать процесс измерений, повысить точность и информативную ценность получаемых данных, даст возможность распечатывать протоколы замеров и создавать электронный архив рабочих параметров систем.Thus, the use of the complex will automate the measurement process, increase the accuracy and informative value of the obtained data, make it possible to print measurement protocols and create an electronic archive of the operating parameters of the systems.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006118122/28A RU2328754C2 (en) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Magnetometric module for measuring-analytical set for testing open magnetic systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006118122/28A RU2328754C2 (en) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Magnetometric module for measuring-analytical set for testing open magnetic systems |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006118122A RU2006118122A (en) | 2007-12-10 |
| RU2328754C2 true RU2328754C2 (en) | 2008-07-10 |
Family
ID=38903486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006118122/28A RU2328754C2 (en) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Magnetometric module for measuring-analytical set for testing open magnetic systems |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2328754C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699235C1 (en) * | 2019-03-12 | 2019-09-04 | Андрей Борисович Захаренко | Method for measuring magnetic induction of permanent magnets |
-
2006
- 2006-05-26 RU RU2006118122/28A patent/RU2328754C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699235C1 (en) * | 2019-03-12 | 2019-09-04 | Андрей Борисович Захаренко | Method for measuring magnetic induction of permanent magnets |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006118122A (en) | 2007-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2141481B1 (en) | Device and method for acquiring a field by measurement | |
| CA2178332A1 (en) | Sensor system for detecting, locating and identifying metal objects | |
| TWI463161B (en) | Distributed analysis device | |
| Cardelli et al. | Surface field measurements in vector characterization of Si-Fe magnetic steel samples | |
| US5642045A (en) | Magnetic field gradiometer with improved correction circuits | |
| CN103901362B (en) | The three axle magnetic detection modules based on multichannel SQUID Magnetic Sensors | |
| CA2373688C (en) | Measurement of magnetic fields | |
| Peyton | Electromagnetic induction tomography | |
| CN108828477A (en) | A kind of TMR array scanning formula rock magnetism detector | |
| CN105122076A (en) | Distribution analyzing device and distribution analyzing method | |
| RU2328754C2 (en) | Magnetometric module for measuring-analytical set for testing open magnetic systems | |
| US20070108975A1 (en) | Magnetic-field-measuring probe | |
| CN103293493B (en) | Based on space magnetic field and the full tensor gradiometry system and method for spatial coherence | |
| CN106289206A (en) | A kind of apparatus and method that stably magnetic field environment is provided | |
| CN106093476A (en) | A kind of scanning magnetic probe microscope | |
| JPH09243725A (en) | Method of measuring magnetic distribution, magnetic distribution measuring device, and magnetic detector plate | |
| JP4607883B2 (en) | Magnetic field measurement probe | |
| Hofer et al. | Analyzing 2D current distributions by magnetic field measurements | |
| Georgievich et al. | Multielement triaxial fluxgate gradiometer with variable base | |
| Pasadas et al. | Automatic parameter selection for Tikhonov regularization in ECT Inverse problem | |
| Uhlig et al. | Lorentz force eddy current testing: validation of numerical results | |
| CN109100664A (en) | A kind of measurement method of space small magnetic field | |
| WO2022190753A1 (en) | Inspecting device and inspecting method | |
| JP7364485B2 (en) | Magnetic field measurement device, magnetic field measurement method, and magnetic field measurement program | |
| RU2518616C2 (en) | Method for measuring deformations of items from nonmagnetic materials and device for its implementation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080527 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120527 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130720 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160527 |