SU1007052A1 - Индукционный датчик - Google Patents

Abstract

ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК, содержащий измерительную, компенсационную и перпендикул рные к ним возбуждающие обмотки, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  чувствительности и пространственной избирательности, компенсационна  обмотка снабжена механизмом дл  перемещени  вдоль своей оси, обмотки размещены на немагнитном диэлектрическом каркасе, а возбуждающие обмотки выполнены плоскими с внутренним диаметром, меньшим внутреннего диаметра измерительной и компенсационной обмоток.

Description

i

-0

(Л

г.

1л.л

сд to

-0 2

fplAZ.

Изобретение относитс  к области магнитных измерений и может быть использовано дл  анализа магнитных свойств объектов и дл  неразрушающего контрол .

Известен датчик, содержащий включенные встречно две секции приемной катущки, расположенные внутри возбуждающей катуЩки соосно и симметрично ей. Это устройство выполнено также в виде воздушного трансформатора, но отличаетс  параллельным расположением возбуждающей и приемных катушек, при этом первичный поток возбуждени  пронизывает приемные катущки в одном направлении, создава  в них при измерении одинаково направленные изменени  ЭДС, разность которых и  вл етс  выходным сигналом 1.

Величина первичного токосцеплени  с приемными катушками остаетс  в процессе измерени  практически неизменной и не зависит от измер емой величины. Все это нар ду с отсутствием компенсации начального сигнала обуславливает низкую чувствительность и точность этого устройства.

Известен также датчик, содержащий магнитопровод в виде коаксиальной трубки и стержн  с радиальными перемычками в средней части, на которых размещены намагничивающие обмотки. Измерительна  и компенсационна  обмотки (приемные) расположены на стержне по обе стороны от перемычек симметрично 2.

Изменение измер емой величины в этом датчике приводит к , противоположным изменени м ЭДС на приемных обмотках, что повышает чувствительность. Однако чувствительность и этого датчика не высока, так как весь магнитный поток, создаваемый намагничивающей обмоткой, проходит через магнитопровод с приемными обмотками и внесение в поле датчика объекта измерени  практически не измен ет суммарного первичного потока, пронизывающего приемные обмотки, а перераспредел ют этот поток между ними. Недостатком также  вл етс  и то, что из-за неидентичности приемных обмоток и их магнитопроводов начальный сигнал оказываетс  не полностью скомпенсированным, что отрицательно сказьшаетс  на точности и разрешающей способности измерени . Кроме того, известньш датчик имеет значительный размер чувствительной зоны, что затрудн ет его использование дл  измерени  в локальных зонах, на неровных поверхност х, а также мелких объектов.

Цель изобретени  - повышение чувствительности и пространственной избирательности .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в индукционном датчике, содержащем измерительную , компенсационную и перпендикул рные к ним возбуждающие обмотки, компенсационна  обмотка снабжена механизмом дл  перемещени  вдоль своей оси.

обмотки размещены на немагнитном диэлектрическом каркасе, а возбуждающие обмотки выполнены плоскими с внутренним диаметром , меньшим внутреннего диаметра измерительной и компенсационной обмоток. На фиг. I изображена электрическа  схема датчика; на фиг. 2 - конструкци  датчика; на фиг. 3 и 4 - две проекции устройства с условно показанным распределением магнитных силовых линий при

отсутствии объекта измерени ; . на фиг. 5 и 6 - то же, вблизи объекта.

На корпусе 1 (фиг. 2), выполненном из немагнитного диэлектрического материала, расположены возбуждающие обмотки 2, соединенные между собой встречно (фиг. 1). Перпендикул рно оси возбуждающих обмоток 2 размещены каркасы 3 и 4 из аналогичного материала с измерительной 5 и компенсационной 6 обмотками. Соединенными между собой последовательно и согласно (фиг. 1), механизм 7 пе-ремещен  каркаса 4 вдоль оси выполнен, например, в виде резьбовой пары.

Датчик работает следующим образом.

Возбуждающие обмотки 2 подключены

к источнику переменного тока. При отсутствии объекта измерени  (фиг. 3 и 4) возбуждающа  обмотка 2 датчика создает в пространстве переменный магнитный поток, расход щийс  симметрично во все стороны от ее оси и замыкающийс  на другом конце обмотки. Этот поток инду цирует в одинаковых измерительной 5 и компенсационной б обмотках одинаковые по амплитуде, но противоположные по фазе ЭДС, которые компенсируют друг друга и начальный разностный сигнал датчика равен нулю. Полной компенсации добиваютс  перемещением компенсационной обмотки 6 вдоль своей оси. При внесении в возбуждающее (первичное) поле датчика 8 магнитного объекта (фиг. 5 и 6), в последнем возникает вторичное магнитное поле, поток

0 которого увеличивает первичный поток через измерительную обмотку 5 и компенсирует часть первичного потока через обмотку 6. Кроме того, нарушаетс  и симметри  самого первичного потока вследствие смещени  и сгущени  в сторону объекта

5 с магнитной проницаемостью большей, чем у воздуха. При этом магнитный поток через компенсационную обмотку 6 уменьшаетс , а через измерительную обмотку 5 увеличиваетс , еще более усилива  зависимость разностного сигнала приемных обмоток от измер емой величины - магнитной проницаемости объекта или рассто ни  до него.

Тот же результат достигаетс , если вместо двух приемных обмоток использовать

, одну с возможностью ее перемещени  вдоль своей оси и расположенную так, чтобы ось намагничивающих обмоток пересекала ее в средней части. При. этом перемещение.

необходимое дл  компенсации начального сигнала, оказываетс  в два раза меньше. Дл  локализации и повышени  однородности пол  в зоне измерени  использованы две возбуждающие обмотки. При большем количестве этих обмоток происходит сильное пространственное ограничение первичного пол  и чувствительность падает . Наружный диаметр приемных обмоток принимаетс  в зависимости от желаемого размера чувствительной зоны.

Использование каркаса из немагнитного и непровод шего материала с предложенной схемой установки катушек позвол ет использовать в измерении пространственное изменение возбуждающего пол  в присутствии объекта, которое нар ду с регистрацией результата взаимодействи  возбуждающего (первичного) пол  с наведенным в объекте (вторичным)полем, служит дополнительным источником информации, позвол ющим повысить чувствительность датчика. Сформированное распределение возбуждающего пол  в пространстве дает возможность перемещением компенсационной обмотки измен ть в ней ЭДС и полностью с-компенсировать начальный сигнал, повысив тем самым точность измерени . Зона чувствительности задаетс  диаметром измерительной катушки, расположением и формой возбуждающих катушек.

Фиг. 2 V/// / /

Фиг. 5

5

Фиг,Л

Фиг. 6 x/////x//// // 7/ //////// f ////

Claims (1)

1. ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК, содержащий измерительную, компенсационную и перпендикулярные к ним возбуждающие обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и пространственной избирательности, компенсационная обмотка снабжена механизмом для перемещения вдоль своей оси, обмотки размещены на немагнитном диэлектрическом каркасе, а возбуждающие обмотки выполнены плоскими с внутренним диаметром, меньшим внутреннего диаметра измерительной и компенсационной обмоток.

   -0 а

   г.

   Фиг. 1