f5) ИНДУКЦИОННЫЙ МАГНИТОПРИЕМНИКf5) INDUCTION MAGNETIC RECEIVER
Изобретение относитс к технике регистрации и измерени переменных магнитных полей и может быть исполь зовано дл магнитных исследований в геофизике, а также в качестве прием ных антенн низкочастотного диапазона. Известен магнитоприемник, содержащий катушку индуктивности, состо щую из двух секций, разнесенных таким образом, что отношение напр жени холостого хода к индуктивности вл етс максимальным 1J. Недостатком магнитоприемника вл етс низка надежность. Известен также индукционный магнитоприемник , содержащий провод щий виток, охватывающий ферритовый сердечник и проход щий сквозь централь ное отверстие замкнутого магнитопро вода с выходной обмоткой 2J. Недостатком известного магнитоприемника вл етс низка чувствительность . Цель изобретени - повышение чувствительности Поставленна цель достигаетс тем, что индукционный магнитоприемник, , содержащий провод щий ви1-ок, охватывающий ферритовый сердечник и проход щий сквозь центральное отверстие замкнутого магнитопровода с выходной обмоткой, снабжен ферритовыми кольцами с тороидальными обмотками, причем провод щий виток проходит сквозь ферритовые кольца и в области каждого кольца виток разделен на две части, которые подключены к началу и концу торроидальной обмотки ферритового кольца. На фиг. 1 представлена схема индукционного магнитоприемника; на фиг. 2 - конструкци ферритовых колец . Магнитоприемник содержит провод щий виток 1, ферритовый сердечник 2, замкнутый магнитопровод 3 с выходной обмоткой , феррито.вые кольца 5 и 6 с торроидальными обмотками 7 и 8. Ферритовые кольца 5 и 6 содержат верхнюю 9 и нижнюю 10 части про вод щего витка 1, -соединенные с из л тором 11 и соответственно с начал и концом.торроидальной обмотки 7 или 8. Рассмотрим работу индукционного магнитоприемника без компенсирующих колец. При наличии переменного магнитного потока сигнала фс в провод щем витке 1 наводитс ЭДС, величи на которой равна , . где 1Я) - частота сигнала; //о -ICT Гн/м; - действующа магнитна прон цаемость ферритового серде ника 2; S - площадь провод щего витка Hjj - напр женность магнитного п л сигнала, ЭДС вызывает ток i в витке. Протекание по витку тока вызывает маг нитный поток самоиндукции ф,. Индуктивность витка определ етс отношением потока самоиндукции Ф1 к току L L 1, - . L момет быть расчитана или измерена . Если обозначить через S попереч ное сечение тороида замкнутого магнитопровода 3 -г число витков обмотки 4 замкнутого магнитопровода 3, средний радиус кольца замкнутого магнитопровода 3, а магнитна проницаемость, то ЭДС на выходе обмотки 4 будет IUoW%Q , тЯтл/гЧиЛь где г - активное сопротивление провод щего витка 1. Модуль выходного сопротивлени индукционного магнитоприемника на вы ходе обмотки .. . oiJ-rW&r. (Ny/- -LK-L) BbiK иит V к + ОЛСИт Если определить эффективность магнитоприемника как то из выражений (2) и (З) может быть получено значение эффективности Ло М .% Vv-vy -ni CwJ.-ij Обычно 77 ц, поэтому выражение 4 может бить упрощено Анализ выражени () показывает, что эффективность в основном определ етс индуктивностью провод щего витка 1 - L, поэтому снижение Ц,, поскольку обычнооЛ|( г, и определ ет увеличение эффективности Р. Рассмотрим теперь работу магнитоприемника с ферритовыми кольцами 5 и 6, как элементами компенсации. Когда ток протекает по провод щему витку 1, то, благодар тому, что верхн часть 9 и нижн часть 10 разделены изол тором 11, то он протекает по торридальной обмотке 7. Торроидальна обмотка 7 подключаетс к разрыву провод щего витка 1 таким образом, что магнитный поток этой обмотки фу направлен в противоположную сторону потока самоиндукции Ф,, Таким образом, общий магнитный поток сЬ, создаваемый током i, протекающим через провод щий виток 1, будет складыватьс из двух, направленных навстречу друг другу потоков самоиндукции - потока самоиндукции ij и потоков компенсации . То есть ф-.,, где N - число ферритовых колец или элементом компенсации. В этом случае результирующа индуктивность .провод щего витка 1 будет равна отношению потокосцеплени с током, т.е. . i . Ф. Фь ЫФк .. .Чик5к , , к И - i i - ait p.к , где /UK магнитна проницаемость ферритового кольца 5;The invention relates to a technique for recording and measuring alternating magnetic fields and can be used for magnetic research in geophysics, as well as receiving antennas of a low frequency range. A magnet receiver is known, comprising an inductance coil consisting of two sections spaced in such a way that the ratio of the no-load voltage to inductance is maximum 1J. The disadvantage of a magnetic receiver is low reliability. An induction magnetic receiver is also known, which contains a conductive coil that encloses a ferrite core and passes through a central opening of a closed magnetic conductor with an output winding 2J. A disadvantage of the known magnetic receiver is low sensitivity. The purpose of the invention is to increase the sensitivity. The aim is achieved by the fact that an induction magnetic receiver, containing a conductive cable, covering the ferrite core and passing through the central hole of a closed magnetic conductor with an output winding, is provided with ferrite rings with toroidal windings, and the conducting coil passes through ferrite rings and in the area of each ring coil is divided into two parts, which are connected to the beginning and end of the toroidal winding of the ferrite ring. FIG. 1 shows an induction magnetic receiver circuit; in fig. 2 - ferrite ring structures. The magnetic receiver contains a conductive coil 1, a ferrite core 2, a closed magnetic conductor 3 with an output winding, ferrite rings 5 and 6 with toroidal windings 7 and 8. Ferrite rings 5 and 6 contain the upper 9 and lower 10 parts of the continuous coil 1, -connected with lator 11 and, respectively, from the beginning and end of the toroidal winding 7 or 8. Consider the operation of an induction magnetic receiver without compensating rings. If there is a variable magnetic flux of the fs signal in the conducting coil 1, an emf is induced, the magnitude of which is equal to,. where I) is the frequency of the signal; // o-ICT GN / m; - the current magnetic permeability of ferrite core 2; S is the area of the conducting coil Hjj — the intensity of the magnetic signal π l of the signal; the emf induces a current i in the coil. The flow through the current loop causes a magnetic flux of self-induction φ ,. The inductance of a loop is determined by the ratio of the self-induction flux F1 to the current L L 1, -. L momat be calculated or measured. If we denote by S the cross section of the toroid of the closed magnetic circuit 3 is the number of turns of the winding 4 of the closed magnetic circuit 3, the average radius of the ring of the closed magnetic core 3, and magnetic permeability, then the EMF at the output of the winding 4 will be IUoW% Q resistance of the conductive loop 1. Module of the output resistance of the induction magnetic pickup on you during winding ... oiJ-rW & r. (Ny / - -LK-L) BbiK иит V к + ОЛСИт If you determine the effectiveness of a magnetic receiver, then the value of the efficiency Lo M.% Vv-vy -ni CwJ.-ij can be obtained from expressions (2) and (3) Therefore, expression 4 can be simplified. Analysis of expression () shows that the efficiency is mainly determined by the inductance of the conducting coil 1 - L, therefore the decrease in Q ,, since usually L | (r, and determines the increase in the efficiency of R. Consider now the operation of the magnetic receiver with ferrite rings 5 and 6 as compensation elements. When current flows through the conductive turn 1, then, due to the fact that the upper part 9 and lower part 10 are separated by insulator 11, it flows through the torrial winding 7. The toroidal winding 7 is connected to the discontinuity of the conducting coil 1 in such a way that the magnetic flux of this winding fu the opposite side of the self-induction flow F ,,, Thus, the total magnetic flux cb created by the current i flowing through conductive coil 1 will consist of two self-induction flows directed towards each other, the self-induction flux ij and the compensation fluxes. That is, f -. ,, where N is the number of ferrite rings or an element of compensation. In this case, the resultant inductance of the conducting coil 1 will be equal to the ratio of the flux linkage with the current, i.e. . i. F. Fyfk ... Chik5k,, KI - i i - ait pk, where / UK is the magnetic permeability of the ferrite ring 5;