RU2480779C2 - Ferroprobe shunt - Google Patents

Ferroprobe shunt Download PDF

Info

Publication number
RU2480779C2
RU2480779C2 RU2011130050/28A RU2011130050A RU2480779C2 RU 2480779 C2 RU2480779 C2 RU 2480779C2 RU 2011130050/28 A RU2011130050/28 A RU 2011130050/28A RU 2011130050 A RU2011130050 A RU 2011130050A RU 2480779 C2 RU2480779 C2 RU 2480779C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
core
flux
windings
shunt
magnetic
Prior art date
Application number
RU2011130050/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011130050A (en
Inventor
Владимир Иванович Большаков
Владлен Георгиевич Иванов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт имени академика А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт имени академика А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт имени академика А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова")
Priority to RU2011130050/28A priority Critical patent/RU2480779C2/en
Publication of RU2011130050A publication Critical patent/RU2011130050A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2480779C2 publication Critical patent/RU2480779C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: ferroprobe shunt includes a core closed for an excitation flow made of soft magnetic material, excitation, measurement and feedback windings, at the same time the core is made in the form of a truss with two contact sites connected by arc plates, at the same time excitation windings are arranged at longitudinal, and measurement and feedback ones - on their orthogonal transverse sides of arc plates in close proximity to contact plates.
EFFECT: detection of zones with higher and lower concentration of magnetic flows in ferroprobe structures.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области измерения параметров магнитного поля конструкций из ферромагнитного материала, например корпуса судна.The invention relates to the field of measuring the magnetic field parameters of structures made of ferromagnetic material, for example a ship hull.

Феррозондовый шунт как датчик магнитного потока предназначен для выявления в конструкциях зон с повышенной и пониженной концентрацией магнитного потока, определения пространственной ориентации потоков, а также в качестве звена системы автоматического регулирования, формирующего сигнал рассогласования между исходным магнитным потоком объекта и потоком компенсации.A flux-gate shunt as a magnetic flux sensor is designed to identify zones with increased and decreased magnetic flux concentration in structures, determine the spatial orientation of fluxes, and also as a link in an automatic control system that generates a mismatch signal between the initial magnetic flux of an object and a compensation flux.

Известна конструкция однокомпонентного феррозонда с двумя сердечниками из магнитомягкого материала с нанесенными на каждом из них обмотками возбуждения и общими для сердечников обмотками измерительной, обратной связи и компенсационной. Известны также конструкции феррозондов с замкнутыми для поля возбуждения сердечниками, например тороидальными и эллипсоидальными (Афанасьев Ю.В. Феррозонды, Л., Энергия, 1969 г.; Ю.В.Афанасьев и др. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. Л., Энергия, 1972 г.).A known design of a single-component flux gate with two cores of soft magnetic material with excitation windings deposited on each of them and common measuring, feedback, and compensation windings for the cores. Also known are the designs of fluxgates with cores closed for the excitation field, for example, toroidal and ellipsoidal (Afanasyev Yu.V. Ferrozondy, L., Energia, 1969; Yu.V. Afanasyev and other magnetometric transducers, devices, installations. L., Energy, 1972).

Регистрируемой величиной таких феррозондов является напряженность магнитного поля, действующего вдоль продольной оси измерительной обмотки. Датчики такого типа обычно устанавливают в окрестности конструкции и таким образом регистрируют компоненты ее поля рассеивания.The recorded value of such flux gates is the magnetic field acting along the longitudinal axis of the measuring winding. Sensors of this type are usually installed in the vicinity of the structure and thus the components of its scattering field are recorded.

Наиболее близким по существу предложением является изобретение по патенту США №6.456.069 В1 от 24.09.2002 г., в котором сердечник феррозонда выполнен в виде буквы Е и при этом его ножки установлены на поверхность конструкции - прототип.The closest to the essence of the proposal is the invention according to US patent No. 6.456.069 B1 from 09.24.2002, in which the core of the flux gate is made in the form of the letter E and at the same time its legs are installed on the surface of the structure - the prototype.

Обмотка возбуждения наматывается на среднюю ножку, измерительные обмотки - между ножками на основание, а калибровочные - на каждую ножку. Такой феррозонд регистрирует магнитный поток, ответвляющийся из корпуса объекта и проходящий по его сердечнику.The field winding is wound on the middle leg, the measuring windings between the legs on the base, and the calibration windings on each leg. Such a fluxgate registers a magnetic flux branching from the body of the object and passing through its core.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

1) зависимость режима возбуждения и, как следствие, зависимость чувствительности от магнитной проводимости промежутка между ножками датчика и телом конструкции и проводимости участка конструкции, примыкающего к ножкам датчика;1) the dependence of the excitation mode and, as a consequence, the dependence of the sensitivity on the magnetic conductivity of the gap between the legs of the sensor and the body of the structure and the conductivity of the section of the structure adjacent to the legs of the sensor;

2) восприимчивость датчика к магнитным полям внешних источников, направления которых параллельны осям измерительных обмоток.2) the susceptibility of the sensor to the magnetic fields of external sources, the directions of which are parallel to the axes of the measuring windings.

Сущность изобретения заключается в:The invention consists in:

- выборе конфигурации сердечника, обеспечивающего постоянство магнитного сопротивления потоку возбуждения за счет замкнутости по магнитомягкому материалу;- the choice of the core configuration, ensuring the constancy of the magnetic resistance to the excitation flow due to the closure of the soft magnetic material;

- введении в конструкцию сердечника площадок для создания магнитного контакта с телом объекта;- introducing pads into the core structure to create magnetic contact with the body of the object;

- размещении измерительных обмоток в непосредственной близости от контактных площадок на ортогональных к поверхности объекта поперечных сторонах шунта.- placement of the measuring windings in the immediate vicinity of the contact pads on the transverse sides of the shunt orthogonal to the surface of the object.

В результате регистрируемой величиной феррозондового преобразователя становится магнитный поток.As a result, the magnetic flux becomes the recorded value of the flux-gate transducer.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конфигурация сердечника феррозондового шунта с месторасположением обмоток возбуждения, измерительных и обратной связи, а также путь магнитного потока возбуждения. На фиг.2 приведен вид в анфас установленного на поверхности объекта феррозондового шунта с обмотками, пути силовых линий магнитного потока в объекте, части этого потока, замыкающегося через магнитопровод, сердечника и потока внешних источников, параллельного продольной оси шунта.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the configuration of the core of the flux-gate shunt with the location of the field windings, measuring and feedback, as well as the path of the magnetic flux of the field. Figure 2 shows a full-face view of a flux-gate shunt with windings installed on the surface of the object, the paths of the magnetic flux lines of the object, a part of this flux closing through the magnetic circuit, the core and the flux of external sources parallel to the longitudinal axis of the shunt.

Основой феррозондового шунта является сердечник специальной формы 1. В сборе сердечник представляет собой ферму с двумя контактными площадками 2, соединенными арочными пластинами 3. Из технологических соображений сердечник выполняется сборным. Обмотки возбуждения 4 наносятся на продольные стороны, а измерительные обмотки 5 и обратной связи 6 - на поперечные стороны пластин сердечника.The core of the flux-gate shunt is a core of a special shape 1. Assembled, the core is a truss with two contact pads 2 connected by arched plates 3. For technological reasons, the core is prefabricated. Field windings 4 are applied to the longitudinal sides, and measuring windings 5 and feedback 6 to the transverse sides of the core plates.

Обмотки возбуждения наносятся на каждую из продольных сторон и соединяются между собой так, чтобы образовывалось замкнутое поле возбуждения, как показывают силовые линии 7 (фиг.1).Field windings are applied to each of the longitudinal sides and are interconnected so that a closed field of excitation is formed, as shown by the field lines 7 (Fig. 1).

Измерительные обмотки и отрицательной обратной связи наносятся на каждую пару поперечных сторон и соединяются между собой последовательно и согласно по отношению к полю, замыкающемуся через шунт.Measuring windings and negative feedback are applied to each pair of transverse sides and connected together in series and according to the field that closes through the shunt.

Чтобы не загромождать чертежи, соединения между обмотками, а также возможно востребованные компенсационные и калибровочные обмотки на чертежах не показаны.In order not to clutter the drawings, the connections between the windings, as well as possibly the required compensation and calibration windings are not shown in the drawings.

На фиг.2 показан феррозондовый шунт, установленный на корпусе объекта 8, силовые линии магнитного поля 9 внутри объекта, силовые линии поля 10, замыкающиеся через сердечник шунта и силовые линии магнитного поля внешних источников 11.Figure 2 shows a flux-gate shunt mounted on the body of the object 8, the lines of force of the magnetic field 9 inside the object, the lines of force of the field 10, which are closed through the core of the shunt and the lines of magnetic field of the external sources 11.

Феррозондовый шунт позволяет судить о магнитном потоке в корпусе и в других элементах объекта путем регистрации потокосцепления части потока, замыкающегося через сердечник феррозондового шунта с витками измерительных обмоток.The flux gate shunt allows you to judge the magnetic flux in the body and in other elements of the object by registering the flux linkage of a portion of the flux that closes through the core of the flux gate shunt with turns of the measuring windings.

Стабильность и независимость работы шунта от магнитной проводимости материала объекта и магнитного сопротивления промежутка между корпусом объекта и сердечником обеспечиваются замкнутостью поля возбуждения полностью по магнитомягкому материалу сердечника, а высокая магнитная проницаемость материала, во много раз превышающая проницаемость материала объекта, обеспечивает эффект шунтирования.The stability and independence of the shunt from the magnetic conductivity of the material of the object and the magnetic resistance of the gap between the body of the object and the core are ensured by the closure of the excitation field completely along the soft magnetic core material, and the high magnetic permeability of the material, many times higher than the permeability of the material of the object, provides a shunt effect.

В целях снижения магнитного сопротивления промежутка между корпусом объекта и шунтом сердечник предлагается выполнять с контактными площадками. При этом необходимо предусматривать возможность обработки поверхности объекта в местах соприкосновения с площадками шунта.In order to reduce the magnetic resistance of the gap between the body of the object and the shunt, the core is proposed to be performed with pads. In this case, it is necessary to provide for the possibility of processing the surface of the object in places of contact with the shunt sites.

Измерительные обмотки и обмотки отрицательной обратной связи предполагается размещать на каждой из пар поперечных пластин сердечника шунта в непосредственной близости к контактным площадкам. Такое расположение обеспечивает максимальное потокосцепление витков обмоток с ответвляющимся из объекта магнитным потоком.Measuring windings and negative feedback windings are supposed to be placed on each of the pairs of transverse plates of the shunt core in close proximity to the contact pads. This arrangement provides the maximum flux linkage of the turns of the windings with magnetic flux branching from the object.

При этом потокосцепление с магнитными полями внешних источников, направление которых совпадает с плоскостью витков обмоток, отсутствует.In this case, flux linkage with magnetic fields of external sources, the direction of which coincides with the plane of the turns of the windings, is absent.

Техническими преимуществами феррозондовых шунтов перед прототипом являются:The technical advantages of flux gate shunts over the prototype are:

1. Возможность определения в феррозондовых конструкциях зон с повышенной и пониженной концентрацией магнитных потоков, зависимостей их пространственной ориентации и уровней от режимов и условий работы объекта;1. The possibility of determining in flux-gate structures of zones with increased and reduced concentrations of magnetic fluxes, the dependences of their spatial orientation and levels on the modes and conditions of the object;

2. Возможность создания на базе феррозондовых шунтов датчиков магнитного потока, установленных во внутренних помещениях непосредственно на корпусе и других элементах конструкции, системы компенсации магнитного поля объекта, действующей по принципу замкнутого контура.2. The possibility of creating magnetic flux sensors based on flux-gate shunts installed in the interior directly on the housing and other structural elements, an object magnetic field compensation system acting on the principle of a closed loop.

Claims (1)

Феррозондовый шунт, включающий в себя замкнутый для потока возбуждения сердечник из магнитомягкого материала, обмотки возбуждения, измерительные и обратной связи, отличающийся тем, что сердечник выполнен в виде фермы с двумя контактными площадками, соединенными арочными пластинами, при этом обмотки возбуждения расположены на продольных, а измерительные и обратной связи - на ортогональных к ним поперечных сторонах арочных пластин в непосредственной близости от контактных пластин. A flux gate shunt, which includes a core made of soft magnetic material closed for the excitation flow, field windings, measuring and feedback, characterized in that the core is made in the form of a truss with two contact pads connected by arched plates, while the field windings are located on the longitudinal and measuring and feedback - on the transverse sides of the arched plates orthogonal to them in the immediate vicinity of the contact plates.
RU2011130050/28A 2011-07-19 2011-07-19 Ferroprobe shunt RU2480779C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011130050/28A RU2480779C2 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Ferroprobe shunt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011130050/28A RU2480779C2 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Ferroprobe shunt

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011130050A RU2011130050A (en) 2013-01-27
RU2480779C2 true RU2480779C2 (en) 2013-04-27

Family

ID=48805285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011130050/28A RU2480779C2 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Ferroprobe shunt

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2480779C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2628735C1 (en) * 2016-03-29 2017-08-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (ФГУП "Крыловский государственный научный центр") Superimposed ferroprobe shunt

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU407252A1 (en) * 1971-06-09 1973-11-21
US6278272B1 (en) * 1999-03-05 2001-08-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Integrating fluxgate magnetometer
US6456069B1 (en) * 1999-03-05 2002-09-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fluxgate magnetic field sensor incorporating ferromagnetic test material into its magnetic circuitry
RU2238572C2 (en) * 2002-11-04 2004-10-20 Башкирский государственный аграрный университет Attachable ferromagnetic coercimeter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU407252A1 (en) * 1971-06-09 1973-11-21
US6278272B1 (en) * 1999-03-05 2001-08-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Integrating fluxgate magnetometer
US6456069B1 (en) * 1999-03-05 2002-09-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fluxgate magnetic field sensor incorporating ferromagnetic test material into its magnetic circuitry
RU2238572C2 (en) * 2002-11-04 2004-10-20 Башкирский государственный аграрный университет Attachable ferromagnetic coercimeter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2628735C1 (en) * 2016-03-29 2017-08-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (ФГУП "Крыловский государственный научный центр") Superimposed ferroprobe shunt

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011130050A (en) 2013-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9535098B2 (en) Current transducer for measuring an electrical current
JP5366418B2 (en) Current detector and watt-hour meter using the same
JP2007167616A5 (en)
JP6541962B2 (en) Current sensor and measuring device
KR20120091724A (en) Device for detecting lf and lma of wire rope
RU2480779C2 (en) Ferroprobe shunt
JP6317443B2 (en) Apparatus, arrangement and method for measuring current intensity in a primary conductor through which current flows
JP4192708B2 (en) Magnetic sensor
TWI457583B (en) Three - axis magnetic field sensing device with magnetic flux guide
JP2013186053A (en) Magnetic inspection system for magnetic sensors
JP2012198053A (en) Magnetic sensor and current sensor using the same
US11360162B2 (en) Current sensor with magnetic field circulation
RU2724304C1 (en) Electric current converter
RU103926U1 (en) ELECTROMAGNETIC CONVERTER TO DEFECTOSCOPE
KR101364684B1 (en) Unit for Detecting Magnetic Leakage Flux Using Electromagnetic Induction and Non-destructive Testing System and Method Using th Same
KR101300028B1 (en) Othogonal Type Thin Film Flux Gate Sensor Unit
JP2013108796A (en) Magnetic sensor and current sensor using same
WO2014034583A1 (en) Apparatus for detecting minute magnetic metal foreign bodies
JP2017219456A (en) Magnetic field measurement device
RU146123U1 (en) DEVICE FOR EXPRESS CONTROL OF MAGNETIC CHARACTERISTICS OF SHEET ELECTROTECHNICAL STEEL
PL212769B1 (en) The manner and device for testing of discontinuity of the structure of ferromagnetic details on small testing area
TW202401018A (en) Current measuring device capable of measuring current in a wide range from a small current to a large current
Moskowicz A special permalloy core for fluxgate sensors-construction and investigation
JP2010071960A (en) Magnetic balance type current sensor
RU2399059C1 (en) Two-component velocity sensor for electroconductive liquid

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 12-2013 FOR TAG: (73)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 12-2013

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200720