Магнитометры МГРФ

Назначение

Магнитометры МГРФ (далее - магнитометры) предназначены для измерений магнитной индукции постоянного магнитного поля.

Описание

Принцип действия магнитометра основан на измерении магнитного поля трехкомпонентными феррозондовыми датчиками.

Магнитометр может применяться в качестве индикатора магнитных аномалий при бесконтактном обследовании трубопроводов, в магниторазведочных, геофизических работах и предназначен для одновременного измерения и регистрации горизонтальных и вертикальных составляющих постоянного магнитного поля в шести точках пространства, как изображено на рисунке 1. Для этого в магнитометре предусмотрена жёсткая система направляющих цилиндрической формы длиной 420 мм, на концах которой закреплены трехкомпонентные феррозондовые датчики.

Рисунок 1 - Схема расположения трехкомпонентных феррозондовых датчиков в пространстве

Феррозондовые датчики в блоке феррозондовых датчиков БФД являются активными. Ток возбуждения дважды за период доводит ферромагнитный сердечник датчика до насыщения, за счет чего изменяется потокосцепление намотанной на сердечник измерительной катушки с внешним магнитным полем. В измерительной катушке возникает переменное электрическое напряжение, частота которого в два раза больше частоты тока возбуждения, а амплитуда пропорциональна постоянной составляющей проекции вектора индукции внешнего магнитного поля на магнитную ось датчика.

Сбор данных с датчиков ведётся микропроцессором в блоке управления. Блок управления магнитометра обеспечивает передачу восемнадцати значений измеренной магнитной индукции в компьютер через интерфейс USB для последующей углубленной обработки. Передача данных осуществляется пакетами со скоростью 230.4 кБод. Каждое значение магнитной индукции кодируется двумя байтами с учётом знака. Пакет содержит следующую последовательность байт:

X1 Y1 Z1 X2 Y2 Z2 X3 Y3 Z3 X4 Y4 Z4 X5 Y5 Z5 X6 Y6 Z6,

где буква обозначает компоненту магнитной индукции, а цифра - точку в пространстве как показано на рисунке 1.

Далее значения магнитной индукции, поступившие в компьютер, визуализируются с помощью специального программного обеспечения.

На рисунке 2 приведен общий вид блоков феррозондовых датчиков магнитометра с блоком управления и шнуром для подключения компьютера без защитного кожуха.

На рисунке 3 показан общий вид магнитометра в защитном кожухе.

На крышке кожуха и возле задней крышки блока по одному из винтов закрыты пломбами для защиты аппаратуры от несанкционированного доступа.

Рисунок 2 - Общий вид блока феррозондовых датчиков магнитометра с блоком управления и шнуром для подключения компьютера без защитного кожуха

Рисунок 3 - Общий вид магнитометра (в кожухе)

Программное обеспечение

Магнитометр имеет встроенное и автономное программное обеспечение.

Автономное программное обеспечение выполняет следующие функции:

- запуск и остановку процесса измерения пользователем;

- вывод на экран значений компонент измеряемого вектора магнитной индукции (рисунок 4);

- обеспечение возможности записи во внутреннюю память внешнего компьютера массива с измеренными значениями компонент магнитной индукции;

- вывод на экран в режиме реального времени графика компонент магнитной индукции как функции дискретного времени.

Встроенное программное обеспечение выполняет следующие функции:

- опрос каждого феррозондового датчика и представление результатов измерения в двоичном виде;

- проверка целостности полученных данных;

- отправка измеренных данных автономному программному обеспечению.

Метрологически значимая часть программного обеспечения магнитометра находится в исполняемом файле НВ Тесла 0790.2А v2.38 (HB_Tesla_0709_2A_X5.exe) - программа обеспечения вывода измеренных величин в графическом виде, запускаемая на ПЭВМ и являющаяся автономной. Программа сбора данных и управления (ПСДУ), являющаяся встроенной. Влияние программного обеспечения на метрологические характеристики учтено при нормировании метрологических характеристик.

И дентификационные данные автономного и встроенного ПО приведены в таблицах 1, 2.

Таблица 1 - Идентификационные данные автономного ПО

Таблица 2 - Идентификационные данные встроенного ПО

Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» для автономного и «высокий» для встроенного ПО в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Рисунок 4 - Значения компонент магнитной индукции в автономном ПО

Технические характеристики

Таблица 3 - Метрологические характеристики

Таблица 4 - Основные технические характеристики

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации - типографским способом, на кожух магнитометра - фотохимическим и ударным методами.

Комплектность

Таблица 5 - Комплектность средства измерений

Поверка

осуществляется по документу РД 50-487-84 «Средства измерений магнитной индукции постоянного магнитного поля от 1-10-10 до 5-10-2 Тл образцовые. Методы и средства поверки».

Основные средства поверки:

- мера магнитной индукции (рабочий эталон 2-го разряда по ГОСТ 8.030-2013), погрешность воспроизведения магнитной индукции постоянного поля не более ±0,5 % в диапазоне от минус 100 до плюс 100 мкТл.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых магнитометров с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) на магнитометр.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия

ГОСТ 8.030-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции

Технические условия УРКП.467237.010 ТУ