SU1307414A2 - Устройство дл измерени относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных сыпучих материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к магнит- ным измерени м и  вл етс  дополнительным к основному авт.св.№ II26910, Цель - повьшение точности измерени  магнитной проницаемости частиц (Ч) слабоферромагнитных сьшучих материалов при различной температуре, по значению которой определ ют концентрацию этих Ч в сыпучих веществах или суспензи х. Дл  достижени  цели в устройство ввод т ртутный термометр .с капилл ром (К) 17 и плоской, секционированной по длине К 17 компенсационной обмоткой 18, профилированной по закону измерени  магнитной проницаемости Ч в зависимости от температуры . 2 ил. С S (Л с П fr т гоо с со о 4 т 017 N) Pui.2

Description

Изобретение относитс  к магнитным измерени м, может быть использовано, в частности, дл  определени  концентрации слабоферромагнитных включений в оглрке обжигового газа при обжиге колчедана и  вл етс  дополнительныг-i к основному авт.св. N 1126910,

Цель изобретени  повыгаение точности измерени  магнитной проницаемости - магнитных частиц при различной температуре, по значению которой оп реде-л ют концентрацию этих частиц в сыпучих веще ствах или. сз спензи х.

На фиг. 1 приведено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - ртутньм термометр с профилированной компенсационной обмоткой.

Устройство содержит симметричную дифференциальную магнитную систему, выполненную в виде С-образьюго маг- нитопровода 1 с воздушным зазором 2 и Т-образного магнитопровода 3 с полюсным наконечником 4, Магнитопрово- ды i и 3 жестко и магнитно соединеггь в узле 5. Симметричные рабочие воздушные зазоры 6 и 7 образованы полюсным наконечником 4 и верхней частью магнитопровода 1, Б воздушном зазоре 7 размещен образец 8, На стержне Т-образного магнитопровода 3 размещена обмотка 9 возбуждени . СВРСЦИИ 0 и i измерительной обмотки симметрично расположены на верхней части магнитопровода 1 и отсто т на равном рассто нии от воздушного 2, Катушка 12. обратной св зи расположена на магнитной ветви, где размешен образец 8. Кроме того, устройство содержит усилитель 13 и индикатор 14. В за зоре 6 расположен термометр 15, который содержит резервуар с ртутью 16, капилл р 17 и плоскую профилированную компенсационную обмотку 18 (фиг, 2),.

Устройство работает следуюцгим образом .

Обмотка 9 возбуждени  подключена к: источнику синусоидального напр жени  и создает рабочий магпитный поток Ф..Длина пути рабочих потоков ф, и ф остаетс  неизменной дл  левой .н правой частей симметричной магнитно системы, что обеспечивает однородност магнитной индукции в рабочих воздушных зазорах 6 и 7.

Вначале рассмотрим работу устройства , когда в образце 8 отсутствуют магнитные частицы при фиксированной темцературе образца, например, -50,

-

074142

О, (началоотсчета термометра).

При этом в силусимметрии магнитной

системы равнымипотоками ф., и ф в

10

20

25

Ю

.35

40

секци х измер.ительной обмотки индук- ЭДС„

Е,,, 4,44fI-L, ф, C,W, , ()

Е, 4,44fW,, ф C.W, (2)

где f - частота напр жени  питани ;

ф.. и Ф„ максимальные значени  магнитных потоков ip и 4 i; W,i и W, число витков первой и второй секций измерительной обмотки; С - посто нный коэффициент. Кроме того 5 перпендикул рным магнитным потоком ф пронизываетс  вс  плогдадь S контура компенсационной обмотки 18, а на ее выходе индуктиру етс  максимальна  ЭДС

ЕКГЛ .(3)

где К - коэффициент, завис щий от геометрических и магнитных характеристик магнитопровода.

Перва  секцр   10 измерительной обмотки и компенсационна  обмотка 18 соединены между собой последовательно согласно, причем соотношение чисел их витков выбираетс  так, чтобы выполн лось условие

ш

Так как секции измерительной обмотки соединены последовательно встречно, то ЭДС на выходе усилител  13 равна нулю, т.е.

йЕп Е,, Е,„- S,,,, О, (5) , и дифференциальна  магнитна  система находитс  в равновесии.

При наличии магнитных частиц в веществе образца равновесие дифференциальной системы наруБ1аетс 5 на входе усилител  13 по вл етс  ЭДС

йЕи С,(,и -1 ) ,

(6)

где С - посто нный коэффициент;

(Л|, - относительна  магнитна  проницаемость магнитных частиц при неизменной температуре образца и окружающей среды.

ЭДС подаетс  на вход усилител  13 с.педкщей системл, где усиливаетс  по току и напр жению, а затем выпр мл етс . С выхода усилител  ток поступает на катушку i 2 обратной св зи и создает магнитодвижущую силу, котора  уравновешивает дифференциальную магнитную систему. Выходной ток, проход щий по катушке 12, регистрируетс  с помощью индикатора 14, отградуированного в единицах концентрации маг3130

нитных частиц в сыпучем веществе или в суспензии образца 8.

Магнитна  проницаемость или магнитна  проводимость образца, содержа- щего магнитные час тицы, функционально св зана с концентрацией их в веществе образца. Объемную концентрацию К магнитных частиц в образце можно определить как отношение объема магнит- ных частиц V к объему V образца,т.е. /V. Пусть объему V соответствует часть зазора f-, равна  сГ, а оставшейс  части объ ема, равной V-V , - зазор сЛ- 1/ Тогда магнитную проводимость Gji образца можно представить в виде суммы двух составл ющих

-

GK G +G,, ib ,i|, (7

где G - проводимость магнитных час-

тиц, занимающих объем V ; G - проводимость других веществ образца, не обладающих магнитными свойствами; 1 - рабоча  длина образца; h - толщина набора магнитопровода .

Формула проводимости дл  воздушного зазора, симметричного относительно образца, равного ему по площади, имеет вид

(8)

G - i О ГО ,f

-О Г Cf

Из изложенного с учетом (7) и (8) следует, что магнитна  проводимость образца функционально св зана с концентрацией в нем магнитных частиц с одинаковыми или близкими магнитными свойствами, т.е. G G|(K). При прочих равных услови х Е j, Е (G) 5 const, Ewj Е„(СР const. Поэтому

ДЕи . AE(G,), (9) При изменении температуры показа- ние индикатора измен етс  за счет температурной погрешности, обусловленной изменением магнитной проница44

емости (восприимчивости) магнитных частиц образца от действи  температуры . Выходную ЭДС компенсатора можно записать в ввде

Е., Kcf,S(t),

(10)

5 -

5

25

30

35 .

где S(t) - закон изменени  площади контура компенсационной обмотки от температуры образца.

При этом уравнение (5) с учетом температурной коррекции запишетс  как лЕм Е - E,,j, (11)

С увеличением температуры ртуть в термометре 15 подн тмаетс  по капилл ру 7 и закорачивает часть контура компенсационной обмотки 18. В результате ЭДС Ej уменьшаетс  на величину увеличени  Е. Вследствие того дл  однородных магнитных частиц, наход щихс  в образце при различной температуре, сумма Ец. остаетс  практически посто нной, что сводит к минимуму температурную погрешность, вызванную изменением магнитной.прог ницаемости магнитных частиц от температуры , и повьш ает точность измерени  концентрации этих частиц в веществе образца.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  относительной магнитной проницаемости слабоферромагнитных сыпучих материалов по авт. св. № 1126910, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введен помещенный в симметричньм относительно вертикальной оси воздушньй зазор магнитной системы, параллельно продольным размерам магнитопроводов ртутный термометр с плоской секционированной по длине капилл ра термометра компенсационной обмоткой, подключенный к измерительной обмотке, причем секции компенсационной обмотки профилированы по закону изменени  магнитной проницаемости магнитных частиц в зависимости от температуры.

   и

   3

   б