SU940036A1

SU940036A1 - Device for measuring magnetic fraction content in substances

Info

Publication number: SU940036A1
Application number: SU803212868A
Authority: SU
Inventors: Борис Александрович Иванов; Николай Михайлович Свиридов; Юрий Алексеевич Скрипник; Валерий Иванович Ручкин; Александр Иванович Бурлакин; Павел Томович Захаров
Original assignee: Киевский технологический институт легкой промышленности
Priority date: 1980-12-04
Filing date: 1980-12-04
Publication date: 1982-06-30

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ МАГНИТНОЙ ФРАКЦИИ В ВЕЩЕСТВАХ(54) DEVICE FOR MEASURING THE CONTENT OF MAGNETIC FRACTION IN SUBSTANCES

1one

Изобретение относитс к неразрушающему контролю материалов и может быть использовано дл измерени содержани магнитной фракции в железной руде и продуктах ее обогащени .The invention relates to non-destructive testing of materials and can be used to measure the content of the magnetic fraction in iron ore and its enrichment products.

Известно устройство дл определени магнитной фракции в руде, содержащее измерительный датчик в виде катушки индуктивности , подключенной к генератору, усилитель-формирователь , частотный детектор и регистрирующий прибор, контролирующее изменение частоты генератора в зависимости от содержани магнитной фракции 1.A device for determining the magnetic fraction in the ore is known, comprising a measuring sensor in the form of an inductor connected to a generator, an amplifier driver, a frequency detector and a recording device that controls the frequency variation of the generator depending on the content of the magnetic fraction 1.

Недостаток устройства - высока погрещность измерени , св занна с температурным дрейфом частоты генератора.The disadvantage of the device is a high measurement error due to temperature drift of the generator frequency.

Известно также устройство, основанное на измерении разности сигналов, снимаемых с измерительных колебательных контуров 2.It is also known a device based on measuring the difference of signals taken from the measuring oscillatory circuits 2.

Недостатком этого устройства вл етс погрешность, обусловленна нескомпенсированным шумом выпр мителей на выходе каждого из контуров и температурным дрейфов индуктивных датчиков.The disadvantage of this device is the error due to the uncompensated noise of the rectifiers at the output of each of the circuits and the temperature drifts of the inductive sensors.

Наиболее близким по технической сущности вл етс устройство дл измерени концентрации магнитной фракции в руде.The closest in technical essence is a device for measuring the concentration of a magnetic fraction in an ore.

содержащее автогенератор, усилитель-формирователь , частотный детектор, регистрирующий прибор, измерительный и компенсационный датчики в виде катушек индуктивности , расположенных взаимно перпендикул рно на одном П-образном магнитопроводе , два синфазно работающих переключател (управл емых коммутационным генератором), один из которых поочередно включает во врем задающего цепь авто10 генетратора измерительный и компенсационный датчики, а другой поочередно подключает к выходу частотного детектора два сглаживающих фильтра, включенные встречно на входе регистрирующего прибора 3.containing an oscillator, a driver amplifier, a frequency detector, a recording device, measuring and compensating sensors in the form of inductors located mutually perpendicularly on one U-shaped magnetic circuit, two in-phase switches (controlled by a switching generator), one of which turns on the time of the auto10 generators circuit measuring and compensating sensors, and the other alternately connects two smoothing filters to the output of the frequency detector, including Data counter to the input of the recording device 3.

Недостаток устройства - наличие ком15 мутаторов, привод щих к увеличению переходных процессов, что снижает быстродействие и чувствительность устройства.The drawback of the device is the presence of commutators leading to an increase in transients, which reduces the speed and sensitivity of the device.

Цель изобретени - повыщение точности измерени содержани магнитной фрак20 ции в веществах.The purpose of the invention is to increase the accuracy of measuring the content of magnetic fraction in substances.

Поставленна цель достигаетс за счет того, что в устройство, содержащее автогенератор , усилитель-формирователь, частотный детектор, регистрирующий прибор, измерительный и компенсационный датчики.This goal is achieved due to the fact that the device contains an oscillator, an amplifier-shaper, a frequency detector, a recording device, and measuring and compensation sensors.

выполненные в виде катушек индуктивности , подключенные к выходу усилител формировател , и коммутационный генератор , дополнительно введен измерительнокомпенсационный датчик, включенный во врем задающую цепь автогенератора, введены два амплитудных модул тора, нагру женные на измерительный и компенсационный датчики соответственно и подключенные модулирующими входами к выходу коммутационного генератора, а сигнальными входами - к выходу усилител -формировател параллельно входу частотного детектора, последовательно включенные между выходом частотного детектора и входом регистрирующего прибора избирательный усилитель частоты коммутации и синхронный детектор, управл ющий вход которого соединен с выходом коммутационного генератора .made in the form of inductors, connected to the output of the amplifier of the driver, and the switching generator, the measuring compensating sensor, connected during the master oscillator circuit, was additionally introduced; two amplitude modulators, loaded on the measuring and compensation sensors, respectively, and connected by the modulating inputs to the switching generator output, were inserted and by the signal inputs to the output of the amplifier maker parallel to the input of the frequency detector, in series with m I am waiting for the frequency detector output and the input recording apparatus selective switching frequency amplifier and a synchronous detector control input connected to the output of the switching generator.

Кроме того, измерительный и компенсационный датчики расположены на взаимно перпендикул рных част х двух У-образных магнитопроводов, а измерительно-комненсационный - на двух других, параллельно расположенных част х этих магнитопроводов , разделенных прослойкой диэлектрика с большим магнитосопротивлением и теплопроводностью , и образующих биссектрису угла между ос ми измерительного и компенсационного датчиков, которые включены так, что их магнитные потоки, замыкающиес соответственно через контролируемый материал и образцовую меру, в параллельно расположенных част х магнитопроводов направлены в противоположные стороны.In addition, the measuring and compensating sensors are located on mutually perpendicular parts of two Y-shaped magnetic circuits, and measuring and compensating sensors are located on two other, parallel parts of these magnetic circuits, separated by a dielectric layer with high magnetoresistance and thermal conductivity, and forming the angle bisector of axes of measuring and compensating sensors, which are included so that their magnetic fluxes, closing respectively through the controlled material and exemplary measures In parallel spaced portions of the magnetic cores in opposite directions.

На чертеже приведена структурна схема предлагаемого устройства (Oi - Ф -магнитные потоки измерительно-компенсационного , измерительного и компенсационного датчиков соответственно).The drawing shows a structural diagram of the proposed device (Oi - F - magnetic fluxes of measuring and compensating, measuring and compensating sensors, respectively).

Устройство содержит автогенератор 1, усилитель-формирователь 2, амплитудные модул торы 3 и 4, частотный детектор 5, избирательный усилитель 6 частоты коммутации , синхронный детектор 7, регистрирующий прибор 8, измерительно-компенсационный 11, измерительный 9 и компенсационный 12 датчики в виде катушек Индуктивности , прослойку диэлектрика 10, У-образные магнитопроводы 13 и 14, коммутационный генератор 15. Кроме того, на схеме показаны контролируемый материал 16 и образцова мера 17.The device contains an auto-oscillator 1, an amplifier-shaper 2, amplitude modulators 3 and 4, a frequency detector 5, a selective amplifier 6 switching frequencies, a synchronous detector 7, a recording device 8, measuring and compensation 11, measuring 9 and compensating 12 sensors in the form of Inductance coils , the dielectric layer 10, the Y-shaped magnetic circuits 13 and 14, the switching generator 15. In addition, the diagram shows the controlled material 16 and the sample measure 17.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

С выхода автогенератора 1 сигнал поступает в усилитель-формирователь 2 с низким выходным импедансом, откуда после ограничени и фильтрации подаетс на частотный детектор 5 и амплитудные модул торы 3 и 4, на модулирующие входы которых подаетс напр жение коммутационного генератора 15, частота которого гораздо ниже частоты автогенератора 1. В результате амплитудной модул ц-ии сигнала несущей частоты автогенератора 1 магнитные потоки Oj и Ф4 соответствующих датчиков измен ютс по синусоидальному закону, так как эти потоки, пронизыва соответствующие магнитопроводы 13 и 14,From the output of the auto-oscillator 1, the signal enters the amplifier-shaper 2 with a low output impedance, from where it is limited and filtered to the frequency detector 5 and amplitude modulators 3 and 4, to the modulating inputs of which the voltage of the switching generator 15 Oscillator 1. As a result, the amplitude modulus of the c-u signal of the carrier frequency of the Oscillator 1, the magnetic fluxes Oj and F4 of the respective sensors vary sinusoidally, since these fluxes penetrate sponds to the magnetic cores 13 and 14,

одновременно пронизывают в противоположных направлени х и катущку индуктивности измерительно-компенсационного датчика 11, то при равенстве собственных индуктивностей измерительного и компенсационногоat the same time, the inductance of the measuring and compensation sensor 11 is penetrated in opposite directions, then, with the own inductances of the measuring and compensation

датчиков 9 и 12, а также при равенстве магнитных свойств контролируемого материалаи образцовой меры 16 и 17, низкочастотные переменные составл ющие магнитных потоков Ф и Ф4 взаимно скомпенсированы. Изменение магнитных свойств контролируемогоsensors 9 and 12, as well as with equal magnetic properties of the controlled material and model measures 16 and 17, the low-frequency variable components of the magnetic fluxes F and F4 are mutually compensated. Change in the magnetic properties of the controlled

материала 16 вызывает по вление нескомпенсированной переменной составл ющей суммарного магнитного потока, обусловленного сложением потоков Ф и Ф4 с магнитными потоками Ф) и Фз , что, в свою очередь, приводит к периодическому изменению общей индуктивности измерительнокомпенсационного датчика 11, вход щего во врем задающую цепь автогенератора 1, с частотой модул ции.material 16 causes the appearance of an uncompensated variable component of the total magnetic flux due to the addition of the fluxes F and F4 with the magnetic fluxes F) and Fz, which, in turn, leads to a periodic change in the total inductance of the measuring compensating sensor 11 entering during the master circuit of the autogenerator 1, with a modulation frequency.

Таким образом, возникает частотна модул ци сигнала автогенератора 1 с частотой коммутационного генератора 15, при этом девиаци частоты автогенератора пропорциональна измер емому параметру.Thus, frequency modulation of the signal of the oscillator 1 with the frequency of the switching generator 15 occurs, and the frequency deviation of the oscillator is proportional to the parameter being measured.

Частотно-модулированный сигнал с выхода автогенератора 1 через усилитель-формирователь 2, частотный детектор 5, избирательный усилитель 6 и синхронный детектор 7 подаетс на регистрирующий прибор 8. Причем опорным напр жением синхронногоThe frequency-modulated signal from the output of the oscillator 1 through the amplifier-shaper 2, the frequency detector 5, the selective amplifier 6 and the synchronous detector 7 is fed to the recording device 8. And the reference voltage of the synchronous

5 детектора 7 вл етс сигнал с коммутационного генератора 15.5 of the detector 7 is a signal from the switching generator 15.

Замена двух синфазно работающих переключателей амплитудными модул торами позвол ет уменьшить коммутационные помехи и улучшить динамические характеристикиReplacing two in-phase switches with amplitude modulators reduces switching noise and improves dynamic performance.

0 устройства, что существенно повбилает точность измерений. Использование дифференциального чувствительного элемента, состо щего из катущек, размещенных на магнитопроводах , с хорощим тепловым конс такто.м через прослойку снижает температурный дрейф сигнала.0 device, which significantly twists the measurement accuracy. The use of a differential sensing element consisting of coils placed on the magnetic cores with a good thermal contact through the layer reduces the temperature drift of the signal.

Claims

1. A device for measuring the content of the magnetic fraction in substances, comprising an auto-oscillator, a booster amplifier, a frequency detector, a registering device, measuring and compensating sensors made in the form of inductors connected to the amplifier booster output, and a switching generator, characterized in that , in order to improve measurement accuracy due to