磁懸液濃度測定裝置的製作方法

2023-06-11 00:04:01

專利名稱:磁懸液濃度測定裝置的製作方法
本發明與應用磁的方法研究或分析材料有關，如用於磁粉探傷中，測定所應用的磁懸液的濃度或其磁特性。
在磁粉探傷中所用的磁懸液是在一定量的液體中加入適量的磁粉而成，它的濃度範圍為1-30g/l。利用磁懸液對外表現的磁特性可對其濃度進行測定。如以下文獻提出交流電橋法磁懸液濃度測定裝置R.Rabinovici and V.Badescu，「A simple device for concentration measurements of the magnetic material in ferrofluids」，Revue Roumaine de Physique，Vol.22，no.8，pp.891-892，1977採用自感式傳感器作為交流電橋的一個臂，內部流通被測磁懸液。用另一參數相同的自感作為交流電橋的另一臂。交流電橋的另兩臂為電阻。被測磁懸液濃度變化轉換成傳感器自感量的變化，再轉換成交流電橋輸出電壓的變化，再經放大和解調器到記錄儀表。該裝置雖能快速和連續測定，也便於外場操作，但最大缺點是靈敏度低。
本發明便是針對上述缺點作的改進，完成磁粉探傷中低濃度磁懸液的測定。
附圖1是磁懸液濃度測定裝置的電原理圖。圖中〔1〕為測試用互感式傳感器，〔2〕為結構、尺寸和參數儘可能相同的補償用互感式傳感器。兩個互感式傳感器副繞組同相相串接組成交流電橋兩橋兩臂。交流電橋另兩臂由電阻〔3〕、〔4〕和平衡電位器〔5〕組成。〔6〕為小電容量平衡電容器。兩互感式傳感器原繞組同相相串接後接向激勵電源〔7〕，激勵電源〔7〕是經穩頻和穩幅的電源。
以上各部分組成變壓器電橋形式。電橋輸出經選頻放大器〔8〕和解調器〔9〕到記錄儀表〔10〕。
附圖2是本發明所用互感式傳感器的結構圖。圖中〔11〕為原繞組，〔12〕為副繞組，副繞組匝數大於原繞組匝數。〔13〕為原副繞組的框架。〔14〕為原副繞組間屏蔽。〔15〕為構成磁路的鐵殼。〔16〕是被測磁懸液流通的玻璃管。
本發明的要點也是利用磁懸液對外表現的磁特性對其濃度進行測定，但採用交流電橋中的變壓器電橋形式。測試用互感式傳感器中放玻璃管，補償用互感式傳感器安置在近旁對稱位置上。在磁懸液流入玻璃管前，調節電橋的平衡電位器和平衡電容器，使電橋輸出基波分量為零，以此消除由於兩個互感式傳感器不對稱產生的「漏輸出」。圖一中平衡電容器也可能與平衡電位器下部相併接，平衡效果最好。當磁懸液從玻璃管中流通時，測試用互感式傳感器參數發生變化，電橋輸出中就有反映磁懸液濃度的基波分量存在，經選頻放大器和解調器到記錄儀表。可以證明在探傷用磁懸液濃度範圍(1-30g/l)內，記錄儀表讀數與濃度成線性關係。磁懸液對外表現的磁特性可用一個等效磁導率表示，記錄儀表讀數也與該等效磁導率成線性關係。由於本裝置是利用磁懸液的磁特性完成其濃度測定的，所以磁懸液中非磁性雜質和磁懸液的電導率對測定結果沒影響。
實施本發明的最好方式為(1) 為降低磁懸液的渦流損耗和互感式傳感器分布參數的影響，激勵電源頻率取在低音頻範圍中，不高於1千赫。為降低對電橋檢測系統中選頻放大器等的要求，激勵電源的峰-峰值適當取高些值，不低於30伏。
(2) 激勵電源採用幅度和頻率穩定度優於萬分之一的正弦或非正弦電源。
(3) 互感式傳感器副繞組匝數大於原繞組匝數。原繞組繞在內層，儘可能靠近玻璃管。原繞組匝數可取1千匝，副繞組匝數可取10千匝。原副繞組間加屏蔽。
(4) 為降低互感式傳感器中鐵殼的飽和程度，鐵殼厚度不小於2毫米。
(5) 互感式傳感器中玻璃管內徑約大於48毫米，壁厚不大於3毫米，玻璃管長度不小於5倍其內徑。
(6) 選頻放大器可採用高輸入阻抗的有源帶通放大器。
(7) 解調電路可用環形解調器，它的採樣信號由激勵電源提供。
權利要求
1.一種磁粉探傷用磁懸液濃度測定裝置，採用兩個相同的傳感器，一個內部流通被測磁懸液，另一個作補償用，兩個傳感器組成交流電橋的兩臂，另兩臂為電阻，電橋輸出經放大器和解調器到記錄儀表，本發明的特徵是兩個傳感器採用互感式傳感器[1]、[2]，兩個互感式傳感器[1][2]副繞組相串接組成交流電橋的兩臂，兩個互感式傳感器[1][2]原繞組相串接後接向激勵電源[7]，交流電橋另兩臂為電阻[3][4]和平衡電位器[5]，所組成的交流電橋為變壓器電橋形式。
2.如權利要求
1中所述的測定裝置，其中兩個互感式傳感器的副繞組匝數大於原繞組匝數，原繞組繞在內層，緊靠內通磁懸液的玻璃管〔16〕，採用平衡電位器〔5〕和平衡電容器〔6〕，消除兩隻互感式傳感器的不對稱。
3.如權利要求
1或2所述的測定裝置，交流電橋激勵電源〔7〕採用經穩幅、穩頻的電源，幅度和頻率穩定度優於萬分之一，激勵電源頻率在1千赫以下。
4.如權利要求
1或2所述的測定裝置，交流電橋輸出電壓經選頻放大器再進入解調器。
5.如權利要求
3所述的測定裝置，交流電橋輸出電壓經選頻放大器再進入解調器。
專利摘要
磁懸液濃度測定裝置。本發明與應用磁的方 法研究或分析材料有關，如用於磁粉探傷中，測 定所應用的磁懸液的濃度或其磁特性。
文檔編號G01N27/74GK85103661SQ85103661
公開日1986年4月10日 申請日期1985年5月18日
發明者於輪元 申請人:西安交通大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan