170864. lajstromszámú szabadalom • Oszcillográfos ferrométer
3 170864 4 a =0,05 L K a szolenoid elliptikus oldalvonalának kontrakciós együtthatója 2 bL a szolenoid négyszög alakú szélső menetének a szolenoid sík falával párhuzamos középvonala hossza 2 a a szolenoid négyszög alakú szélső menetének a szolenoid elliptikus falával párhuzamos középvonala hossza 2 L a szolenoid két szélső menetének középvonala közötti távolság. Az alábbiakban kiviteli példára vonatkozó rajz alapján részletesen ismertetjük a találmány lényegét. A rajzon az 1. ábra ferrométer elvi rajza, 2. ábra az 1. ábra szerinti ferrométer II—II metszete, azaz egy találmány szerinti szolenoid hosszmetszete, 3. ábra a mágnestér eloszlása a szolenoid hossza mentén különböző geometriai méretviszonyok esetén, 4. ábra a szolenoid optimális kontrakciós együtthatójának, az erőtér homogenitásának és a formafüggvények viszonyainak alakulása négyszög alakú és kör alakú menetek esetén. A találmány szerinti oszcillografikus ferrométernek mágnesező berendezése van és a mágnesező berendezéssel összekapcsolt mágneses térerő- és indukciómérő csatornái vannak. A mágnesező berendezés lefelé transzformáló 1 transzformátort (1. ábra) tartalmaz, amelynek csőből készített egymenetes szekunder 2 tekercse van, amelynek kivezetéseire üreges 3, 4 csavarokként kivitelezett áram vezetővel elliptikus 5 szolenoid (1. és 2. ábrák) kivezetései vannak csatlakoztatva. Az elliptikus 5 szolenoid üreges vezetőből készült négyszög alakú menetekkel van kivitelezve, amelyek ellipszis ívű oldalvonalak mentén mért állandó tekercselési sűrűséggel vannak elrendezve.A szekunder 2 tekercsben és a szolenoid meneteiben 6 csőcsonkokon át hozzávezetett hűtőfolyadék kering. A szolenoid hossza, a szájnyílását meghatározó szélessége és magassága, valamint a szolenoid ellipszis ívű oldalvonalának kontrakciós együtthatója között az alábbi összefüggést alakítottuk ki: K =0,9965 • — (*)• 4361 — =0,1 — 1,6 (azaz 0,1 és 1,6 közötti érték) L :=a =0,05 L ahol K az 5 szolenoid elliptikus 5 oldalvonalának kontrakciós együtthatója 2 bL az 5 szolenoid négyszög alakú szélső méretének a szolenoid sík falával párhuzamos középvonala hossza 2 a az 5 szolenoid négyszög alakú szélső menetének a szolenoid elliptikus falával párhuzamos középvonala hossza 2 L az 5 szolenoid két szélső menetének középvonala közötti távolság. Az 5 szolenoid belsejében az erőtérrel koaxiálisán 7 mérőtekercs van elrendezve a mágneses indukció mérésére, amely 7 mérőtekercs egy toroidális, a mérőtekercs állandóinak megfelelő w S állandókkal rendelkező, az áramhozzávezetés terével kapcsolt kompenzáló 8 tekerccsel sorba van kapcsolva. A kompenzáló 8 tekercs nem-mágneses 9 testje az áramvezetőre van koaxiálisán ráhelyezve. A nem-mágneses 9 testre a 8 te-5 kerccsel együtt a mágneses térerőt érzékelő 11 térerőtekercs is rá van tekercselve. Az 5 szolenoid 7 mérőtekercsébe mérendő ferromágneses 10 minta helyezhető. A mágnesező berendezés elemei 12 házba vannak zárva. A 7 mérőtekercs és a kompenzáló 8 tekercs in-10 tegráló 13 erősítő berendezésre vannak csatlakoztatva, amely 13 erősítő 14 fázistolóval és hitelesítő 15 egységgel együtt alkotja az indukciómérő 7 csatornát. Ali térerő-tekercs integráló 16 erősítő, 17 fázistoló és hitelesítő 18 egység által alkotott térerőmérő H csa-15 tornára van csatlakoztatva. A 14 és 17 fázistolók kimenete 21 elektronsugárcső vertikális, illetve horizontális eltérítő 19, 20 lemezpárjára van kapcsolva. A találmány szerinti oszcillografikus ferrométer működése az alábbi: 20 A négyszögletes menetekből álló elliptikus szolenoid belső terének jelentős részében a mágneses erőtér a pólusoknál jelentkező szórás és az ugyanitt megnövelt ampermenetszám hatásának kiegyenlítődése következtében homogén, ha az elliptikus 5 szolenoid geometriai 25 méretviszonyait az alábbi összefüggésekből kiindulva választjuk meg: Az 5 szolenoid mágneses terének axiális komponense az alábbi összefüggés szerint alakul: +L 30 "I 35 Hx (x,0,0)=—- / Od: 9X J ahol Q = + a + b. (X-ödz'dy' -5)2 + (y-y') 2 + (z-z')2 ] 3/2 ahol D. egy térszög, amely térszög x koordináta tengelyre 40 állított a.b méretű elemi lineáris négyszög-áramkör által bezárt szög (a koordináták kezdőpontja a szolenoid közepén van), és d I = js.ds az elemi négyszög-áramkörben folyó áram, míg 45 js =coI/s ampermenetsűrűség az ellipszis ívű S oldalvonal mentén, ha a szolenoidban I áram folyik. Az összefüggés átrendezése után nyerjük, hogy Hx(X,0,0)=0,2jsG, ahol 50 +J afrKS) + (x-£)2 ] [b 2 -K 2 (1-KW 2 V'2 (?) Kx-W© + a 2 (b2-K 2 5 2 )]d5 d « "/ G formafüggvény csak a szolenoid alakjától függ, 55 amely elemi függvényekre tovább nem bontható, ebben <KS) = a2 + b 2 —K 2 ? 2 (x— Q2 b2 =K 2 +b L 2 Az egyenletet megoldva nyerjük, hogy Xopt (b L , a, K) egy olyan X =0-^ XK tartományban 60 maximális, ahol a G(bL , a, K, O)—G(bL , a, K, X K ) Ä x—0,005 G(bL , a, K, O) feltétel teljesül, amiből a szélső menetek által határolt 65 vég-keresztmetszetek és a középvonal mentén közbenső 2
