SU669204A1

SU669204A1 - Weighing apparatus with magnetic suspension

Info

Publication number: SU669204A1
Application number: SU2470556A
Authority: SU
Inventors: Илья Федорович Голубев; Борис Филиппович Кобозев; Овсей Григорьевич Кацнельсон; Александр Николаевич Воробьев
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6603
Priority date: 1977-04-07
Filing date: 1977-04-07
Publication date: 1979-06-25

Description

1one

Изобретение относитс к приборам дл физико-химических исследований, св занных с изMepeiffleM усилий, действующих на тело, изолированное от внешней среды, и может быть ис1юльзовано в химической, нефт ной, пищевой и других отрасл х промьшшенности.The invention relates to devices for physicochemical research associated with the MepeiffleM of forces acting on a body isolated from the external environment, and can be used in the chemical, petroleum, food and other industrial sectors.

Известны приборы дл измерени усилий, действующих на тело, изолированное от вне1лней среда, содержащие помещенный в герметичный корпус сердечник в виде железного стержн и уравновешивающее устройство, выполненное в виде соленоида, св занного с электронно-след щей системой, св занной с устройством дл измерени веса 1.Instruments for measuring forces acting on a body isolated from external medium are known, comprising a core in the form of an iron rod placed in a sealed enclosure and a balancing device made in the form of a solenoid connected to an electron-tracking system connected to a weight measuring device. one.

Однако такие приборы имеют дадостаточные точность и чувствительность измерешш, обусловленные механической реакцией проводов, соедин ющих соленоид с весами, и нагревом соленоида при прохождении в нем тока. К тому же, они отличаютс конструкционной сложностью, обусловленной необходимостью изготовлени отверстш в герметичном корпусе дл вывода проводов , соедин ющих катущку датчика с электронно-след щей системой.However, such devices have a sufficient accuracy and sensitivity, due to the mechanical reaction of the wires connecting the solenoid to the scales, and the heating of the solenoid when current flows through it. In addition, they are characterized by structural complexity, due to the need to make holes in a sealed enclosure for the output of wires connecting the sensor coil with the electron-track system.

Ндаболее близким к изобретению по технической сущности вл етс прибор дл измерени усилий, действуюидах на тело, изолированное от внещней среды, содержаидай помещенный в герметичный корпус сердечник в виде посто нного магнита и уравновещивающее устройство 2.However, closer to the invention, the technical essence is a device for measuring forces acting on a body isolated from external media, containing a permanent magnet core and a balancing device 2 placed in a sealed enclosure.

Однако чувствительность и точность измерьНИИ данного прибора недостаточны, вследствие статичности системы, обусловленной наличием даух мапштов, сверху и снизу поплавка, вызывающих при перемещении поплавка.However, the sensitivity and accuracy of the measurement of this device is insufficient, due to the static nature of the system, due to the presence of douh mapshta, above and below the float, causing the float when moving.

Целью изобретени вл етс .повышение точ-; ности и чувствительности измерений прибора.The aim of the invention is to increase precisely; the sensitivity and sensitivity of the instrument measurements.

Это достигаетс тем, что посто нные магниты уравн юешнвающего устройства обращены This is achieved by the fact that the permanent magnets of the equipping device are reversed.

s к рфугу плоскост ми разноименных полюсов , а центрирующее устройство выполнено в виде двух диамагнитных пластин, расположенных так, что их гексагональные оси перпендикул рны плоскост м полюсов сердечника, причем штос0 кости разноименньк полюсов сердечника и посто нных магнитов -уравновещивающего устройства параллельны друг к другу, причем уравновеи шающее устройство может быть дополнительно снабжено двум компенсационными магнитами , расположенными под основанием, сердечник может быть снабжен дополнительным посто нным магнитом, расположенным над основным, а уравновепгавающее устройство снабжено дополнительным компенсационным магнитом, расположенным над дополнительным посто нным магнитом сер дечника, причем два основных посто нных магнита уравновешивающего устройства расположены на уровне посто нного магнита.s to the rfugu by the planes of opposite poles, and the centering device is made in the form of two diamagnetic plates arranged so that their hexagonal axes are perpendicular to the planes of the poles of the core, with the stitches of the bazaars of the poles of the core and the permanent magnets of the balancing device parallel to each other, moreover, the balancing device may be additionally equipped with two compensation magnets located under the base, the core may be equipped with an additional permanent magnet The device is located above the main one, and the equilibrating device is equipped with an additional compensation magnet located above the additional permanent magnet of the core, and the two main permanent magnets of the balancing device are located at the level of the permanent magnet.

На фиг, 1 изображена принци1шальна схема .предлагаемого устройства, на фиг, 2, 3 и 4 -то ж возможные варианты.FIG. 1 shows a schematic diagram of the proposed device, FIGS. 2, 3 and 4 are possible options.

Весы с магнитной подвеской содержат гермети«ь ный корпус 1, подвижный посто нный магнит 2 сердечника; посто нные магниты 3 уравновешивающего устройства, обращенные друг к другу плоскост ми разноименных полюсов так, что подвижный магнит сер дечника висит на магнитных раст жках, при этом на подвижный посто нный магнит 2 сер дечника действуют одновременно две силы, одна из которых поддерживает его во взвешенном состо нии , а друга центрирует его в горизонтальной плоскости; устройство дл измерени веса выполненноев виде коромысловых аналитических весов 4; центрирующее устройство, выполненное в виде двух диамагнитных пластин 5 из пиролитического графита или висмута,расположенных в корпусе так,что их гексогональные оси перпендикул рны плоскости полюсов посто нного магнита сер- . дечника; исследуемое тело 6, подвешенное с помощью нити 7 в нижней части сердечника.Scales with magnetic suspension contain hermetic enclosure 1, movable permanent magnet 2 of the core; permanent magnets 3 of the balancing device, facing each other by opposite polarity planes so that the moving magnet of the core hangs on magnetic stretch, and two forces simultaneously act on the movable permanent magnet 2 of the core, one of which supports it in a weighted condition, and the friend centers it in a horizontal plane; a device for measuring the weight of an accomplished form of beam balance analytical weights 4; A centering device, made in the form of two diamagnetic plates 5 made of pyrolytic graphite or bismuth, located in the body so that their hexagonal axes are perpendicular to the plane of the poles of the permanent magnet ser-. decik; the test body 6, suspended by means of a thread 7 at the bottom of the core.

В весах с магнитной подвеской, показанных на фиг. 2, уравновешивающее устройство состоит из двух компенсационных посто нных магнитов 8, расположенных ниже подви шого посто нного магнита сердечника.In magnetic suspension scales shown in FIG. 2, the balancing device consists of two compensating permanent magnets 8 located below the movable permanent magnet of the core.

В весах с магнитной подвеской показанных на фиг. 3, подвижный посто нный магнит сердечника выполнен в виде двух соединенных между собой гюсто нных магнитов 2 и 9, а уравновешивающее устрюйство состоит из двух основных магнитов 3 и одного компенсационного магнита 10, причем компенсационный магнит расположен на уровне нижнего подаижного посто нного магнита, In magnetic suspension scales shown in FIG. 3, the movable permanent magnet of the core is made in the form of two coupling magnets 2 and 9 interconnected, and the balancing device consists of two main magnets 3 and one compensation magnet 10, the compensation magnet located at the level of the lower single direct magnet,

В весах с магнитной подвеской, показанных на фиг. 4, устройство дп уравновешивани состоит из двух основных посто нных магнитов 3, расположенных выше подвижного посто нного магнита сердечника и одного компенсационного магнита 11, расположенного над посто нным подвижным магнитом сердечника таким образом, что плоскости их разноименньк полюсов параллельны . Магнитна подвеска полностью устойчива по вертикальной оси.In magnetic suspension scales shown in FIG. 4, the dp balancing device consists of two main permanent magnets 3 located above the movable permanent magnet of the core and one compensation magnet 11 located above the permanent movable magnet of the core in such a way that the planes of the opposite poles are parallel. Magnetic suspension is completely stable along the vertical axis.

При перемещении подвижного магнита 2 сердечника вверх равнодействующа раст гивающих сил, действующих от магнитов 3 на магнит 2, непрерьтио уменьшаетс . Когда эта результирующа сила становитс равной весу подвижной системы, движение магнита 2 сердечника прекращаетс , и магнит 2 свободно висит под магнитом 3. Обратное вление имеет место при движении магнита 2 сердечника вниз, при этом равнодействующа двух раст гивающих сил, действующих от магнитов 3 на магнит 2, увеличиваетс и движение тела прекращаетс .When the moving magnet 2 of the core moves upwards, the resultant tensile forces acting from the magnets 3 on the magnet 2 are continuously reduced. When this resultant force becomes equal to the weight of the moving system, the movement of the core magnet 2 is stopped, and the magnet 2 hangs freely under the magnet 3. The reverse phenomenon occurs when the core magnet 2 moves downwards, while the resultant two tensile forces acting from the magnets 3 on the magnet 2, increases and body movement ceases.

Таким образом, подвижный магнит висит на магнитных pact жкax, обеспеч свающих ему устойчивость в вертикальной плоскости. В горизонтальной плоскости така магнитна подвеска неустойчива. Дл достижени устойчивости в горизонтальной плоскости применены пластины 5 из диамагнитного материала графита или висмута , отталкивающего магнит 2 сердечника и, тем самым, центрирующего его. Лри данном расположении 1ЮЛЮСОВ магнитов 2 и 3 (см. фиг. 1) на магнит 2 сердечника действуют одновременно две силы, одна из которых поддерживает его во взвешенном состо нии, а друга отталкивает его от диамагнитных пластин, то есть центрирует его.Thus, a movable magnet hangs on magnetic pact lcds, which ensure its stability in a vertical plane. In the horizontal plane, such a magnetic suspension is unstable. To achieve stability in the horizontal plane, plates 5 made of a diamagnetic material of graphite or bismuth, which repels the magnet 2 of the core and thus centering it, are used. In this arrangement of 1LUSES of magnets 2 and 3 (see Fig. 1), two forces simultaneously act on the magnet 2 of the core, one of which maintains it in a suspended state, while the other pushes it away from the diamagnetic plates, i.e. it centers it.

Весы с магнитной подвеской работают следующим образом.Scales with magnetic suspension work as follows.

В корпус 1 помещают исследуемое тело 6, которое с помощью нити 7 подвешивают к нижней части магнита 2 сердечника. Затем корпус герметически закрывают и с внешней его стороны устанавл1шают посто нные магниты 3, жестко св занные между собой и с коромыслом аналитических весов 4, при этом сердечник с исследуемым телом переходат во взвешенное состо ние. Центрирование сердечника осуществл ют с гюмощью диамагнитных пластин 5, расположенных в корпусе так, что их гексагональные оси, в направлении которых диамагнитные материалы имеют наибольшую магнитную восприимчивоста, перпендлкул рны плоскости полюсов посто шюго магнита сердечника. Затем посто нные магниты соедин ют с одавм плечом коромысловых аналитических весов 4 и уравновешивают вес магнитной подвески, состо щей из посто нных магнитов 3, магнита 2 сердечника и исследуемого тела. При изменении веса исследуемого тела происходит изменение веса всей магнитной подвески, что и фиксируетс на аналитических весах.In the case 1 is placed the test body 6, which is hung using the thread 7 to the bottom of the core magnet 2. Then the casing is hermetically sealed and permanent magnets 3 are fixed on its outer side, rigidly connected with each other and with the balance beam of the analytical balance 4, while the core with the test body is transferred to the suspended state. The centering of the core is carried out with the hemoplasty of the diamagnetic plates 5 located in the housing so that their hexagonal axes, in the direction of which the diamagnetic materials have the greatest magnetic susceptibility, are perpendicular to the plane of the poles of the permanently magnet of the core. Then the permanent magnets are connected to one arm of the beam analytical balance 4 and the weight of the magnetic pendant consisting of the permanent magnets 3, the core 2 magnet and the body under study is balanced. When the weight of the investigated body changes, the weight of the entire magnetic suspension changes, which is fixed on the analytical balance.

Claims

In order to increase the carrying capacity of the magnetic suspension with a possible increase in the weight of the test body, placed in a closed vessel, the design changes shown in FIG. 2-4. These structural changes make it possible to achieve a large bearing capacity of the magnetic suspension, more than 20 g, while the well-known diamagnetic suspension of Valdron has a bearing capacity of 4 g, and a large amount of ferromagnetic material is used to create the magnetic field. The performance of the balancing device in the form of permanent magnets, facing each other by the planes of opposite poles so that the movable magnet of the core hangs on magnetic strands, and two forces simultaneously act on the movable permanent magnet of the core, one of which supports it in a suspended state niii, while the friend centers it in a horizontal plane, it also allows an increase in the carrying capacity of the magnetic suspension. Claim 1. Magnetic suspension scales containing a permanent magnet core, a balancing device consisting of permanent magnets located around the core and connected to a weighing device, and a center device; that in order to increase the accuracy and sensitivity of the measurement, the permanent magnets of the balancing device face each other by the planes of opposite poles, and the centering device is made in the form of two diameters of rotary plates arranged so that their hexagonal axes are perpendicular to the planes of the core poles, and the planes of opposite core poles and permanent magnets of the balancing device are parallel to each other, 2. The weights of claim 1, characterized in that the balancing device is additionally equipped with two compensatory magnets, located under the main. 3. Scales according to Claim 1, characterized in that the core is provided with an additional magnet located above the main one, and the balancing device is equipped with an additional compensation magnet located above the permanent magnet of the core, and the two main constant magnets of the balancing device are magnet. Sources of information taken into account in the examination 1. Katsnelson EG, Edelstein L.S. Automatic measuring devices with magnetic suspension. M., 1974, p. Iso

2. USSR author's certificate number 431441 Cl. G 01 N 27/72, 1972.