RU2799233C1 - Устройство для диагностики электромагнитного поля - Google Patents
Устройство для диагностики электромагнитного поля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2799233C1 RU2799233C1 RU2023107792A RU2023107792A RU2799233C1 RU 2799233 C1 RU2799233 C1 RU 2799233C1 RU 2023107792 A RU2023107792 A RU 2023107792A RU 2023107792 A RU2023107792 A RU 2023107792A RU 2799233 C1 RU2799233 C1 RU 2799233C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- multiplexer
- magnetic field
- input
- sensors
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области измерений и может быть использовано для точной диагностики магнитного поля при электролизе алюминия. Технический результат: возможность диагностики электромагнитного поля. Сущность: устройство для диагностики электромагнитного поля включает датчик - измеритель магнитного поля, измерительный модуль, мультиплексор, микроконтроллер, рабочую станцию, корпус. Корпус выполнен форме куба из токонепроводящего материала. На нижней части корпуса выполнены отверстия. Внутри корпуса установлен измерительный модуль в форме куба, выполненного из полых трубок, которые жестко соединены между собой в ячейки в форме квадрата. В местах соединения полых трубок выполнены квадратные сквозные отверстия, в которых установлены датчики с возможностью съема. В качестве датчика - измерителя магнитного поля используют датчики Холла, которые соединены через переходники между собой, шинопроводами и подключенные к входу мультиплексора. Выход мультиплексора соединен с входом микроконтроллера, выходы которого соединены с рабочей станцией - персональным компьютером. Рядом с корпусом установлена тренога, на которой с возможностью съема закреплен дроссель, который находится над верхней поверхностью корпуса. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области системного анализа и управления и может быть использована для точной диагностики магнитного поля при электролизе алюминия.
Известно устройство для контроля уровня напряженности магнитного поля (патент РФ № 243611 опубл. 10.12.2011). Устройство включает антенный датчик с двумя выходами, усилитель, звено частотной коррекции, пороговый элемент и сигнальное устройство, причем для измерения напряженности магнитного поля используют антенный датчик, подключенный двумя выходами к входам усилителя, а выход которого подключен к входу звена частотной коррекции, выходом соединенный с входом амплитудного детектора, выход которого подключен к входу порогового элемента, содержащего электронное реле, а выходы порогового элемента присоединены при помощи логического элемента ИЛИ к входу сигнального устройства.
Недостатком данного устройства является малое количество датчиков, всего один, что снижает точность диагностики. Также к недостаткам относится сложность конструкции и отсутствие программного обеспечения для визуализации результатов контроля.
Известно устройство для определения параметров магнитного поля электроустановок (патент РФ № 2310875 опубл. 20.11.2007). Устройство состоит из блока подключения, блока контроля и срабатывания и блока сигнализации, включающая вторичную обмотку измерительного трансформатора тока с подключенным к ней реле тока КА1 первой ступени контроля с нормально разомкнутым блок-контактом и нормально замкнутым блок-контактом, реле тока КА2 второй ступени контроля с нормально разомкнутым блок-контактом и нормально замкнутым блок-контактом, вторичную обмотку измерительного трансформатора напряжения с подключенным к ней реле напряжения KV третьей ступени контроля с блок-контактом, а также индикаторы - зеленую, желтую и красную сигнальные лампы и источник для их питания: «-» шина и «+» шина.
Недостатком данного устройства является низкая достоверность диагностики превышения предельно-допустимых значений постоянного и переменного магнитных полей.
Известно ультразвуковое устройство для контроля ферромагнитных изделий (патент РФ № 2031404, опубл. 20.03.1995). Устройство представляет собой электромагнитно-акустический преобразователь выполнен в виде стержневого магнита, охваченного по боковой поверхности концентратором магнитного потока в виде ферромагнитного цилиндра, рассеченного по образующим на четыре равных части, и расположенных у рабочего торца магнита, лежащих в одной плоскости четырех катушек возбуждения, имеющих форму секторов и охватывающей их кольцевой измерительной катушки. Устройство снабжено тремя дополнительными цепями из последовательно соединенных датчиков коррекции резонансного усилителя, который подключен к блоку коррекции, четырьмя регуляторами амплитудного значения тока возбуждения, входы которых соединены с генератором возбуждения, управляющие входы - с соответствующими выходами блока коррекции, а выходы подключены к соответствующим катушкам возбуждения, а также усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, к сигнальному входу которого подключена измерительная катушка, к управляющему входу - пятый выход блока коррекции, его выход соединен с входом измерительного блока. Датчики коррекции представляют собой преобразователи Холла, закрепленные на соответствующих частях концентратора магнитного потока, токовые цепи которых соединены с выходом генератора переменного тока.
Недостатком данного устройства является небольшое количество датчиков Холла, всего 4 датчика, которое не дает достаточно полную картину из-за ограниченной области измерений, снижая, таки образом. Достоверность контроля. Также к недостаткам относится отсутствие портов для подключения данного устройства к персональному компьютеру и программного обеспечения для графической визуализации процесса диагностики изделия.
Известно устройство коррекции электромагнитного поля электролизера Холла (патент РФ № 2245398 опубл. 27.01.2005). Представляет собой ванну с бортами и подиной, анод, жидкий катод и катодные шины, содержащее шинопровод для пропускания корректирующего тока, отличающееся тем, что шинопровод для пропускания корректирующего тока выполнен в виде замкнутого контура из труб из немагнитного слабо проводимого материала, разделенных параллельными короткой стороне ванны перемычками на не менее чем три независимые секции и уложенных по внутреннему периметру ферромагнитного корпуса ванны под кладкой огнеупорного кирпича, а внутри секций расположены управляющие обмотки с возможностью подключения к независимым источникам питания постоянным, переменным или импульсным переменным током.
Недостатком данного устройства является низкая степень достоверности диагностики электромагнитного поля из-за отсутствия датчиков Холла.
Известно устройство для контроля напряженности магнитных полей переменного и постоянного тока (патент РФ № 2572294, опубл. 10.01.2016), принятое за прототип. Устройство содержит датчик Холла, сигнал с которого через усилитель поступает на вход звена частотной коррекции, соединенного с двухпозиционным переключателем. Выход положения I соединен с пороговым элементом постоянного поля, а выход положения II через амплитудный детектор - с пороговым элементом переменного поля. Пороговые элементы соединены с сигнальным устройством и жидкокристаллическим алфавитно-цифровым дисплеем. К дисплею также подключен элемент контроля уровня заряда батарей внешнего питания устройства.
Недостатком данного устройства является малое количество датчиков Холла, только один датчик, что значительно снижает область измерений и контроля.
Техническим результатом является создание устройства для диагностики электромагнитного поля.
Технический результат достигается тем, что корпус, выполнен форме куба, из токонепроводящего материала, на нижней части которого выполнены отверстия, внутри корпуса установлен измерительный модуль в форме куба выполненный из полых трубок, которые жестко соединены между собой в ячейки в форме квадрата, а в местах соединения полых трубок выполнены квадратные сквозные отверстия, в которых установлены датчики с возможностью съема, в качестве датчика - измерителя магнитного поля используют датчики Холла, которые соединены через переходники между собой, шинопроводами и подключенные к входу мультиплексора, который выходом соединен с входом микроконтроллера, выходы которого соединены с рабочей станцией, которая является персональным компьютером с разработанным программным обеспечением, рядом с корпусом установлена тренога, на которой с возможностью съема закреплен дроссель, который находится над верхней поверхностью корпуса.
Устройство для диагностики электромагнитного поля поясняется следующими фигурами:
фиг. 1 - вид сверху устройства для диагностики электромагнитного поля
фиг. 2 - вид соединения измерительного комплекса, состоящего из полых трубок с датчиками А3144, и мультиплексора при помощи шинопроводов
фиг. 3 - вид размещения датчика А3144 в местах пересечения трубок, где:
1 - корпус;
2 - мультиплексор;
3 - микроконтроллер;
4 - рабочая станция;
5 - датчик;
6 - переходник;
7 - ячейка;
8 - трубка;
9 - шинопровод;
10 - измерительный модуль;
11 - тренога;
12 - дроссель.
Устройство для диагностики электромагнитного поля содержит корпус 1, выполненный в форме куба, из токонепроводящего материала, например из дерева. Измерительный модуль 10 выполнен в форме куба из полых трубок 8. Трубки 8 жестко соединены между собой под углом 90° в ячейки 7. Ячейки 7, выполнены в форме квадрата, размером 400 х 400 мм. В каждой ячейки 7 в местах соединения полых трубок 8 выполнены квадратные сквозные отверстия, в которых установлены датчики 5 с возможностью съема. Датчики 5 соединены через переходники 6, а между собой через шинопровод 9. В низу корпуса 1 выполнены отверстия, в которые установлены шинопроводы 9 соединенные со входами мультиплексора 2. Мультиплексор 2 входы которого соединены проводами со входами микроконтроллера 3, выход которого соединен со входом рабочей станции 4, представляющей собой персональный компьютер с разработанным программным обеспечением. Рядом с корпусом 1 установлена тренога 11, на которой с возможностью съема закреплен дроссель 12, который находится над верхней поверхностью корпуса 1.
Устройство для диагностики электромагнитного поля работает следующим образом. Дроссель 12 подключается к источнику питания и имитирует электромагнитное поле, которое генерирует электролизер. На измерительный модуль 10 подается входное воздействие в виде электромагнитного поля. Датчики 5 измеряют интенсивность воздействия магнитного поля на измерительный модуль 10. Датчики 5 передают полученные данные об интенсивности воздействия магнитного поля, например ослабление или усиление, через шинопровод 9, на мультиплексор 2. Мультиплексор 2 объединяет сигналы, полученные с датчиков 5 в единую функцию выхода, и передает в контроллер 3. Контроллер 3 выполняет обработку сигнала, полученного с мультиплексора 2, осуществляет интерпретацию полученного сигнала в форму, которую обрабатывает рабочая станция 4. Посредством программного обеспечения, рабочая станция 4 выполняет обработку полученного сигнала и выполняет построение графического изображения распределения интенсивности влияния электромагнитного поля на измерительный модуль 10. Полученная графическая интерпретация позволяет отследить динамику изменения магнитного поля, которое генерирует электролизер в процессе эксплуатации, спрогнозировать момент его износа и выработать комплекс мероприятий по увеличению срока службы электролизера.
Устройство за счет большого количества датчиков Холла в конструкции, а именно 100 единиц, которые позволяют охватить большую площадь окружающего пространства, тем самым получить более достоверные результаты измерений.
Claims (1)
- Устройство для диагностики электромагнитного поля, включающее датчик - измеритель магнитного поля, измерительный модуль, мультиплексор, микроконтроллер, рабочую станцию, корпус, отличающееся тем, что корпус выполнен форме куба из токонепроводящего материала, на нижней части которого выполнены отверстия, внутри корпуса установлен измерительный модуль в форме куба, выполненный из полых трубок, которые жестко соединены между собой в ячейки в форме квадрата, а в местах соединения полых трубок выполнены квадратные сквозные отверстия, в которых установлены датчики с возможностью съема, в качестве датчика - измерителя магнитного поля используют датчики Холла, которые соединены через переходники между собой шинопроводами и подключены к входу мультиплексора, который выходом соединен с входом микроконтроллера, выходы которого соединены с рабочей станцией, которая является персональным компьютером с программным обеспечением, рядом с корпусом установлена тренога, на которой с возможностью съема закреплен дроссель, который находится над верхней поверхностью корпуса.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2799233C1 true RU2799233C1 (ru) | 2023-07-04 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2174235C1 (ru) * | 2000-07-11 | 2001-09-27 | Рязанская государственная радиотехническая академия | Устройство для измерения периодических магнитных полей и получения их распределений в пространстве и во времени |
| CN103235273A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-08-07 | 中南林业科技大学 | 基于板材拉伸热致磁效应的五点位三维磁场测量装置 |
| JP5774397B2 (ja) * | 2011-07-13 | 2015-09-09 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | マトリックス方式鉄道車両内磁界測定装置 |
| RU2572294C1 (ru) * | 2014-08-27 | 2016-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Устройство для контроля напряженности магнитных полей переменного и постоянного токов |
| US20200400761A1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-12-24 | Lexmark International, Inc. | Sensor array for reading a magnetic puf |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2174235C1 (ru) * | 2000-07-11 | 2001-09-27 | Рязанская государственная радиотехническая академия | Устройство для измерения периодических магнитных полей и получения их распределений в пространстве и во времени |
| JP5774397B2 (ja) * | 2011-07-13 | 2015-09-09 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | マトリックス方式鉄道車両内磁界測定装置 |
| CN103235273A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-08-07 | 中南林业科技大学 | 基于板材拉伸热致磁效应的五点位三维磁场测量装置 |
| RU2572294C1 (ru) * | 2014-08-27 | 2016-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Устройство для контроля напряженности магнитных полей переменного и постоянного токов |
| US20200400761A1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-12-24 | Lexmark International, Inc. | Sensor array for reading a magnetic puf |
| RU2775608C1 (ru) * | 2021-09-20 | 2022-07-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Автоматизированное рабочее место измерения многомерного распределения магнитного поля |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4295095A (en) | Apparatus and method for detecting the location of metallic objects having alternating current passing therethrough | |
| CN101734172B (zh) | 一种能够补偿齿槽效应的磁浮列车悬浮间距传感器 | |
| WO2017015998A1 (zh) | 一种传感器、用于分析传感器的测量信号的方法以及检测物体的方法 | |
| CN101681716A (zh) | 具有单向通量补偿的电力变压器 | |
| KR100778242B1 (ko) | 용접 결함 검사용 용접선 검출 장치 | |
| US3329929A (en) | Method for underwater detection and system therefor | |
| CN105301665A (zh) | 一种金属传感器以及用于该金属传感器检测被包围在介质中物体的方法 | |
| CN110488096A (zh) | 一种电磁场强度测量无人机系统与测量方法 | |
| RU2799233C1 (ru) | Устройство для диагностики электромагнитного поля | |
| CN102854536A (zh) | 五棒式边长可调型海缆探测天线阵及其探测方法 | |
| US3897684A (en) | Permanent magnet type e.m. current meters | |
| CN201589599U (zh) | 可补偿齿槽效应的磁浮列车悬浮间距测量装置 | |
| JP2001066337A (ja) | 電界／磁界分布可視化装置 | |
| SE462998B (sv) | Foerfarande och anordning foer bestaemning av tillstaandet hos isoleringen av ett foeremaal framstaellt av elektriskt ledande material,belagt med en elektrisk isolering och anordnat i ett elektriskt ledande medium | |
| CN114485365A (zh) | 一种多通道钢筋混凝土钢筋结构扫描方法 | |
| CN114114433A (zh) | 全张量梯度的坝体渗漏通道探测装置及方法 | |
| SU938124A1 (ru) | Электромагнитное устройство дл контрол внутреннего диаметра ферромагнитных труб | |
| WO2019226067A1 (ru) | Способ неразрушающей дефектоскопии анода алюминиевого электролизера | |
| SU789730A1 (ru) | Способ многочастотного вихретокового контрол и преобразователь дл его осуществлени | |
| JP5076970B2 (ja) | 課電式電路事故探査装置及び事故探査方法 | |
| US20210048471A1 (en) | Electrical utility multifunctional device | |
| FI59176B (fi) | Elektrolyscell | |
| CN210270141U (zh) | 用于轨交车辆的电流传感器及其缺陷检测装置 | |
| RU106375U1 (ru) | Устройство для измерения электропроводности растворов электролита в контролируемом непрерывном потоке | |
| JPH03199903A (ja) | 送電線弛度検知装置 |