Магнитометры МГРФ. Характеристики, описание, методика поверки.
Госреестр средств измерений РФ на основании сведений из ФГИС “АРШИН”

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.

Земная поверхность /////////////////

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.

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.

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

Таблица 1 - Идентификационные данные автономного ПО

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

HB_Tesl a_0709_2A_X5. exe

Номер версии (идентификационный номер) ПО

2.38

Цифровой идентификатор ПО

MD5 2F D8 3E 6C 0D FF 3C 70 30 D9 17 80 3B 60 8D 52

Другие идентификационные данные, если имеются

Программа НВ Тесла 0790.2А v2.38

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

-

Номер версии (идентификационный номер) ПО

2.0

Цифровой идентификатор ПО

-

Другие идентификационные данные, если имеются

Программа сбора данных с феррозондовых сенсоров и управления потоком данных

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.

Таблица 3 - Метрологические характеристики

Наименование характеристики

Значение

Диапазон измерений магнитной индукции постоянного поля, мкТл

от -100 до +100

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений, %

±2

Наименование характеристики

Значение

Габаритные размеры (ВхШхТ), мм, не более:

- блок феррозондовых датчиков БФД

800*600x400

- блок сбора данных и управления БСДУ

260x250x120

- аккумулятор 12 В, 10 А-ч

80x140x130

- шнур USB, длина

3000

Масса, кг, не более:

- блок феррозондовых датчиков БФД

3,2

- блок сбора данных и управления БСДУ

1,8

- аккумулятор 12 В, 10 А-ч

2,4

- шнур USB

0,2

Потребляемая мощность, Вт, не более

30

Средняя наработка на отказ, ч

15000

Средний срок службы, лет

6

Условия эксплуатации:

о/'ч

температура окружающего воздуха, С

от -30 до +55

атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.)

от 84 до 106

относительная влажность воздуха при +30оС, %

(от 630 до 800) до 90

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

Наименование

Обозначение

Количество

Блок феррозондовых датчиков БФД

УРКП.411511.001

3

Блок сбора данных и управления БСДУ

УРКП.467237.001

1

Аккумулятор 12 В, 10 А-ч

Radiotech RT-LPS150

1

Шнур

USB

1

Программное обеспечение

HB_Tesla

1

Магнитометр МГРФ. Паспорт

УРКП.467234.001 ПС

1

Магнитометр МГРФ. Руководство по эксплуатации

УРКП.467234.001 РЭ

1

Поверка

осуществляется по документу РД 50-487-84 «Средства измерений магнитной индукции

10 2

постоянного магнитного поля от 1-10 до 5-10" 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

Развернуть полное описание