SU1027660A1 - Зонд дл измерени магнитной восприимчивости жидких и сыпучих сред - Google Patents

Abstract

1. ЗОНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ ЖИДКИХ И СЫПУЧИХ СРЕД, содержащий источник магнитного пол  и магниточувствительный преобразователь, жестко св занные между собой и заключенные в немагнитный цилиндрический герметичный корпус , и измерительный блок, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и чувствительноети измерений, корпус выполнен из двух отличающихс  по длине цилиндрических частей, диаметр одной из которых превышает диаметр другой в 2-5-раз , с механизмам периодического перемещени  источника магнитного пол  и Mai- ниточувствительного преобразовател , расположенным внутри части корпуса с большим диаметром. W. г VAf . //J-/г/ . -J i -f Фм f

Description

2. Зонд по п., отличающийс  тем, что механизм периодического перемещени  выполнен в виде электродвигател  и общей рамы, на которой жестко укреплены источник магнитного пол , магниточувствительный преобразователь и измерительный блок, периодически, перемещающиес  электродвигателем, также жестко укрепленным на общей раме, по немагнитным направл ющим, установленным внутри корпуса.

Изобретение относитс  к измерени м магнитной восприимчивости жидких и сыпучих сред непосредственно в исследуемой среде и предназначено дл  определени  магнитных характеристик илистых донных отложений, придонных слоев воды в мор х и океанах с целью изучени  их свойств и разведки полезных ископаемых, дл  контрол  концентрации химических растворов в сосудах и реакторах (магнитное титрование), дл  контрол содержани  магнитных примесей в жид кост х, в том числе контрол  качест ва очистки промышленных сточных вод от железосодержащих примесей. Известны зондовые устройства дл  измерени  магнитной восприимчивости горных пород и руд в скважинах,содержащие источник магнитного пол  и магнитомувствительный преобразователь , заключенные в цилиндрически немагнитный корпус СJ. Однако стабильность нул  и чувствительность их недостаточны. Известны зонды, использующиес  дл  измерени  магнитной восприимчивости донных морских отложений, которые содержат заключенные в цилинд рический немагнитный корпус источни магнитного пол  (цилиндрическа  намагничивающа  катушка ) и магниточув ствительный преобразователь (датчик Холла, вставленный в катушку, или измерительна  катушка, разнесенна  по оси корпуса с намагничивающей ка тушкой ) С2 3. Недостатками известных зондов  в л ютс  низка  температурна  и. време на  стабильность нул , что обусловлено изменением температуры окружаю щей среды, во времени и в результате разогрева питающим током размеров намагничивающей и измерительжэй катушки и их взаимного рассто ни . Со ответственно, зонды имеют высокий порог чувствительности, не позвол ющий измер ть магнитную восприимчивость слабомагнитных жидкостей, в том числе морской воды, водных растворов химических веществ и примесных вод. Цель изобретени  - повышение точности и чувствительности измерений за счет повышени  стабильности нул  и снижени  порога чувствительности. Указанна  цель достигаетс  тем, что в зонде, содержащем источник магнитного пол  и магниточувствительный преобразователь, жестко св занные между собой и заключенные в немагнитный цилиндрический герметичный корпус, и измерительный блок, корпус выполнен из двух отличающихс  по длине цилиндрических частей, диаметр одной из которых превышает диаметр другой в 2-5 раз , с механизмом периодического перемещени  источника магнитного пол  и магниточувствительного преобразовател , расположенном внутри части корпуса с большим диаметром. Кроме того, механизм периодического перемещени  выполнен в виде электродвигател  и общей рамы, на которой жестко укреплены источник магнитного пол , магниточувствительный преобразователь и измерительный блок, периодически перемещающиес  электродвигателем, также жестко укрепленным на одной раме, по немагнитным направл ющим, установленным внутри корпуса. На фиг.1 изображено устройство зонда; на фиг.2 - вариант конструкции зонда с размещенными на общем каркасе источником магнитного пол , магниточувствительным преобразователем , узлами измерительного устройства и электродвигателем. Зонд {фиг.1 Xсодержит немагнитный цилиндрический герметичный корпус состо щий из узкой концевой масти 1 и широкой -ости 2 в 2-5 раз большего диаметра.Внутри корпуса размещены источник 3 магнитного пол , магниточувствительный преобразователь k, жестко св занные между собой звеном 5, и механизм 6 периодического перемещени  источника пол  и преобразовател  из узкой концевой части 1 корпуса (фиг.1а;в широкую часть 2 (фиг.16).Внутри корпуса могут размещатьс  также узлы измерительного блока 7 и блока 8 управлени  перемещением и измерением. Приводом механизма перемещени  может служить электродвигатель 9 либо пнев мо-или гидроцилиндр. Вариант реализа ции устройства перемещени  содержит длинный вал электродбигател  10 с резьбой, направл ющие штыри 11, жест ко закрепленные по отношению к элект родвигателю 9, трубки 12, в которые вход т штыри 11 и которые жестко укреплены на раме 13, несущей блоки 7 и 8, источник 3 магнитного пол  и первичный преобразователь k. На конце трубок установлен фланец 1 с резьбой по оси корпуса, в которую ввинчиваетс  вал двигател  10. Устройство работает следующим образом. При измерени х зонд ввод т в исследуемую среду с магнитной восприимчивостью зе. целиком или до установ ленного уровн  (,отметки на широкой части корпуса. Механизм 6 перемещени , управл емый блоком 8, осуществл ет периодическое перемещение источника 3 пол  и магниточувствительного преобразовател  из узкой части корпуса 1 (фиг.1а)в широкую часть 2 (фиг.1 б). Это достигаетс  вращением вала электродвигател  10, который ввинчива сь или вывинчива с из фланца И, скольз щего вместе с трубками 12 по штыр м 11, перемещают раму 13 с установленными на ней источником 3 пол  и преобразователем k. В крайнем нижнем и в крайнем верх нем положени х источника пол  и пре образовате   электродвигатель 9 откл чаетс , и преобразователем произво дитс  измерение индукции магнитного пол  источника 3. Начальное значение магнитной индукции источника 3 в преобразователе t компенсируетс  при настройке зонд с помощью дополнительного источника пол  или электрической схемы).В полож нии, когда источник 3 пол  и преобра ователь введены в узкую часть орпуса зонда 1, исследуема  среда риближена к ним, поэтому магнитное оле источника 3 замыкаетс  через реду и измер етс  преобразователем . При этом магнитна  индукци  в пребразователе измен етс  в зависимости от знака восприимчивости среды и ориентации источника пол  и преобразовател . В положении,.когда источник 3 пол  и преобразователь перемещены в широкую часть корпуса {фиг.15), силовые линии источника магнитного пол , действующего на. преобразователь , замыкаютс  внутри корпуса, практически не проника  в среду. Измер ема  преобразователем k магнитна  индукци  в этом случае  вл етс  нулем отсчета магнитной восприимчивости и характеризует температурное или временное смещение нул  зонда. . Значение магнитной восприимчивости среды определ етс  по разности показаний измерительного устройства в одном и другом положени х источника пол  и преобразовател , благодар  чему обеспечиваетс  высока  стабильность нул  измерений и низкий порог чувствительности. Получение разности показаний обеспечиваетс  либо в самом измерительном устройстве, либо на его выходе по ступенчатому приращению показаний. При перемещени х источника 3 пол  и преобразовател  важно обеспечить удаление от них ферромагнитных элементов и узлов зонда, неподвижно установленных внутри корпуса ( например, электродвигател  9) либо перемещение этих элементов и узлов вместе с источником пол  ц преобразователем, иначе нулевой уровень показаний зонда будет смещатьс  при перемещени х источника пол  и преобразовател  внутри зонда. В представленном на фиг.2 варианте выполнени  зонда все его узлы, включа  электродвигатель 9 и редуктор 15, неподвижно укреплены на общей раме 16, что обеспечивает посто нство их положени  по отношению к источнику 3 пол  и преобразователю 4 при перемещении последних внутри корпуса. Перемещение обеспечиваетс  с помощью шестеренок с бортиками 17, приводимых в движение электродвигателем 9 с редуктором 15, и таких же пассивных шестеренок 18, установленных на рдме 16 и перемежающихс  по немагнитным зубчатым рейкам 19, жестко установленным внутри корпуса. Перемещение источника 3 пол  и преобразовател  из одного положени в другое осуществл етс  с периодом 10г20 с. При этом в течение 3.5 с осуществл етс  измерение в одном и столько же в другом положени х, и по 2-5 с расходуетс  на перемещение из одного положени  в другое.В интер времени, когда происход т измерени , двигатель выключаетс  и не создает помех измерительному устройству . В качестве источника 3 магнитного пол  целесообразно использовать намагничивающую катушку, питаемую током с частотой, выбираемой из усло ви  исключени  погрешности от электропроводности среды. Использование переменного намагничивающего пол  вместо посто нного исключает вли ни магнитного пол  Земли на результат измерений магнитной восприимчивости среды, Магниточувствительным преобразователем 4 может служить феррозонд, преобразователь Холла, измерительна  катушка. Использование феррозонда и преобразовател  Холла предпочтительнее , так как измерительна  катушка имеет выходной сигнал, совпадающий по частоте с намагничивающим полем, что затрудн ет борьбу с наводками от источника пол  на измерительную цепь Оси намагничивающей катушки и маг ниточувствительного преобразовател  могут быть ориентированы вдоль оси зонда или перпендикул рно к ней. Рассто ние между источником 3 пол  и преобразователем 4 выбираетс  приблизительно равным наружному диаметру широкой части 2 зонда. Такое рассто ние обеспечивает проникновение намагничивающего пол  в среду в положении, когда источник пол  и преобразователь введены в узкую часть зонда, и практически полное замыкание-его внутри зонда в положении , когда они наход тс  в широкой части зонда. Возможно также размещение магниточувствительного преобразовател  внутри намагничивающей катушки. Благодар  выполнению зонда в положении, при котором источник пол  и преобразователь наход тс  в широкой части корпуса, производитс  автоматически корректировка нул , а в положении,при котором источник пол  и преобразователь введены в узкую часть корпуса, - измерение магнитной восприимчивости.среды,чем и обеспечиваетс  высока  стабильность нул  и низкий порог чувствительности . Размещение источника пол , преобразовател  узлов измерительного устройства и электродвигател  на общем каркасе, перемещающемс  внутри немагнитного корпуса зонда, исключает смещение нул  магнитной восприимчивости за счет изменени  положени  источника пол  и преобразовател  по отношению к ферромагнитным эле юнтам зонда (электродвигатель , детали узлов измерительного устройства ).

Claims (2)

1. ЗОНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ ЖИДКИХ И СЫПУЧИХ СРЕД, содержащий источник магнит- ного поля и магниточувствительный преобразователь, жестко связанные между собой и заключенные в немагнитный цилиндрический герметичный корпус, и измерительный блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерений, корпус выполнен из двух отличающихся по длине цилиндрических частей, диаметр одной из которых превышает диаметр другой в 2-5 раз , с механизмом периодического перемещения источника магнитного поля и магниточувствительного преобразователя, расположенным внутри части корпуса с большим диаметром. ς

SU ,„.1027660 >

J 027660

2. Зонд поп.1, отличающийся тем, что механизм периодического перемещения выполнен в виде электродвигателя и общей рамы, на которой жестко укреплены источник магнитного поля, магниточувствитель ный преобразователь и измерительный блок, периодически, перемещающиеся электродвигателем, также жестко укреп ленным на общей раме, по немагнитным направляющим, установленным внутри корпуса.