便攜式三維磁場測量系統(tǒng)及其測量方法
【專利摘要】本發(fā)明便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，包括支架、長度測量工具、角度測量工具和通過導線連接有探針的磁場強度測量儀；所述的支架呈板狀設置，板面的中間對稱軸線上設置有觀察槽，支架的兩側分別設置有若干配合探針插入的定位孔，定位孔與觀察槽連通設置；長度測量工具用于測量支架在待測磁體上的相對位置，角度測量工具用于測量觀察槽與待測磁體徑向初始方向的夾角。本發(fā)明三維磁場測量方法，基于以上所述的系統(tǒng)，包括指定待測磁體的徑向初始方向和基準端面；將支架平行于基準端面放置在待測磁體上，得到相對位置，相對角度和磁場強度；改變支架在待測磁體上的放置位置后，得到與不同放置位置一一對應的若干組數(shù)據(jù)，繪制得到待測磁體的三維磁場分布。
【專利說明】便攜式三維磁場測量系統(tǒng)及其測量方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測量磁變量的裝置，具體為便攜式三維磁場測量系統(tǒng)及其測量方法。

【背景技術】
[0002]三維磁場儀是一種用于測量空間磁場分布的儀器，廣泛應用于核磁物理研究、電機制造、石油行業(yè)核磁測井儀的制造等領域。目前已經(jīng)使用的三維磁場測量裝置需要使用電機、驅動機構、傳感器、計算機等元件來聯(lián)合測量空間磁場分布，存在結構復雜、加工費用高和不易移動等問題，難以實現(xiàn)野外或者異地的快速測量。


【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種攜帶方便，使用簡單，加工維修快捷，可測量多種位置磁場的便攜式三維磁場測量系統(tǒng)及其測量方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0005]本發(fā)明便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，包括支架、長度測量工具、角度測量工具和通過導線連接有探針的磁場強度測量儀；所述的支架呈板狀設置，板面的中間對稱軸線上設置有觀察槽，支架的兩側分別設置有若干配合探針插入的定位孔，定位孔與觀察槽連通設置；長度測量工具用于測量支架在待測磁體上的相對位置，角度測量工具用于測量觀察槽與待測磁體徑向初始方向的夾角。
[0006]優(yōu)選的，支架底部呈內凹的弧形設置。
[0007]進一步，弧形底部的兩側對稱設置有夾持板，夾持板沿垂直于板面的方向向外延伸設置。
[0008]再進一步，夾持板通過螺釘與支架的底部固定連接。
[0009]優(yōu)選的，兩側的定位孔呈均勻的間隔設置。
[0010]進一步，每個定位孔對應的板面位置上設置有該定位孔相對于待測磁體軸線的距尚刻度。
[0011]優(yōu)選的，支架的頂部設置有環(huán)形通孔。
[0012]本發(fā)明三維磁場測量方法，基于以上任意一項技術方案所述的便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，包括如下步驟，
[0013]步驟1，指定待測磁體的徑向初始方向和基準端面；將支架平行于基準端面放置在待測磁體上，用長度測量工具測量支架到基準端面的距離作為相對位置，用角度測量工具測量觀察槽與待測磁體徑向初始方向的夾角作為相對角度；
[0014]步驟2，將磁場強度測量儀的探針插入到一個定位孔中，測量得到該定位孔相對于待測磁體軸線的距離作為相對高度，記錄由磁場強度測量儀測得的探針在該定位孔下的磁場強度；
[0015]步驟3，改變支架在待測磁體上的放置位置后，重復步驟I和步驟2得到與不同放置位置對應若干組相對位置，相對角度，相對高度和磁場強度；
[0016]步驟4，根據(jù)步驟3得到的若干組測量數(shù)據(jù)，繪制得到待測磁體的三維磁場分布。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果:
[0018]本發(fā)明所述系統(tǒng)利用支架實現(xiàn)對磁場測量位置的確定和對探針的支撐，能夠快速準確的完成對相對位置和夾角的測量；配合設置在對稱軸線上的觀察槽，能夠準確的使探針到達有效探測區(qū)域，并在測量時不會發(fā)生位移，還能夠通過觀察槽對探針在有效探測區(qū)域的位置和角度進行微調，提高測量的精度；整個系統(tǒng)結構簡單，囊括的設備方便攜帶，成本低廉，加工簡便，能夠適用于指定直徑的待測磁體，用于測量磁場的大小和繪制磁場的分布。
[0019]進一步的，通過對底部呈內凹的弧形設置，能夠更好的對指定直徑的待測磁體實現(xiàn)穩(wěn)定的安放，并且能夠方便的在不同的測量位置進行定位和移動操作；通過配合夾持板，擴大了支撐接觸的受力面積，使其安放更加穩(wěn)定，定位更加可靠；通過螺釘連接，能夠方便的進行拆卸操作。
[0020]進一步的，利用定位孔的均勻分布能夠簡化磁場測量的操作，利于后續(xù)三維磁場的繪制，配合在其對應的板面位置設置的刻度，能夠直接讀出數(shù)值，操作快捷。
[0021]進一步的，利用頂部設置的環(huán)形通孔，能夠作為把手，對支架方便的移動和攜帶。
[0022]本發(fā)明所述方法，利用便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，能夠快速簡單的對不同位置處的相對位置X，相對角度Θ，相對高度H和磁場強度T進行準確的測量，從而完成對磁場大小的測量和磁場分布的繪制，使用方便，成本低廉，靈活性和適應性高，工作效率大幅提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實例中所述結構的使用狀態(tài)示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明實例中所述支架的等軸測圖。
[0025]圖3為本發(fā)明實施例中探針插入支架時的板面剖視圖。
[0026]圖中:I為磁場強度測量僅；2為導線；3為探針；4為支架；5為待測磁體；6為量角器；7為刻度尺；8為定位孔；9為刻度；10為觀察槽；11為探針的有效探測區(qū)域。
具體實施例
[0027]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0028]本發(fā)明便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，如圖1所示，其包括支架4、長度測量工具、角度測量工具和通過導線2連接有探針3的磁場強度測量儀I ;如圖2所示，支架4呈板狀設置，板面的中間對稱軸線上設置有觀察槽10，支架4的兩側分別設置有若干配合探針3插入的定位孔8，如圖3所示，定位孔8與觀察槽10連通設置；長度測量工具用于測量支架4在待測磁體上的相對位置，角度測量工具用于測量觀察槽10與待測磁體徑向初始方向的夾角。本優(yōu)選實施例中，長度測量工具采用刻度尺7，角度測量工具采用量角器6，不僅成本低廉，而且攜帶方便，操作也很便捷；觀察槽10能夠采用兩側開口的通槽，也能夠采用一側開口的開口槽體，本優(yōu)選實施例以通槽為例進行說明。
[0029]利用便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，在進行三維磁場測量時，測量方法包括如下步驟，步驟1，指定待測磁體5的徑向初始方向和基準端面；將支架4平行于基準端面放置在待測磁體5上，也就是指甲4垂直于待測磁體5的軸線設置，用長度測量工具測量支架4到基準端面的距離作為相對位置X，用角度測量工具測量觀察槽10與待測磁體徑向初始方向的夾角作為相對角度Θ ;步驟2，將磁場強度測量儀I的探針3插入到一個定位孔8中，測量得到該定位孔8相對于待測磁體5軸線的距離作為相對高度H，記錄由磁場強度測量儀I測得的探針3在該定位孔8下的磁場強度T ;步驟3，沿待測磁體5的軸線方向進行移動，從而改變支架4在待測磁體5上的放置位置后，重復步驟I和步驟2得到與不同放置位置一一對應若干組相對位置X，相對角度Θ，相對高度H和磁場強度T ;步驟4，根據(jù)步驟3得到的若干組測量數(shù)據(jù)，繪制得到待測磁體5的三維磁場分布。
[0030]本優(yōu)選實施例中，支架4底部呈內凹的弧形設置，內凹的弧形與待測磁體5指定直徑處的外圓弧相配合進行固定；弧形底部的兩側對稱設置有夾持板，夾持板沿垂直于板面的方向向外延伸設置，從而能夠通過夾持板對支架實現(xiàn)線接觸，更好的進行定位和固定?’夾持板通過螺釘與支架4的底部固定連接。如圖2所示，支架4兩側的定位孔8呈均勻的間隔設置；每個定位孔8對應的板面位置上設置有該定位孔8相對與待測磁體5軸線的距離刻度。支架4的頂部設置有環(huán)形通孔，作為把手使用。
[0031]具體的在使用時，如圖1所示，將便攜式磁場測量支架4放在待測磁體5上。用刻度尺7和量角器6測量支架4與待測磁體5的相對位置X和相對角度Θ，測量相對角度Θ之前需要先指定待測磁體5的徑向初始方向，和基準端面的位置。將磁場強度測量儀I的探針3插進8定位孔中，根據(jù)定位孔8刻度讀出探針3與待測磁體5的相對高度H，也就是其與待測磁體5軸線的距離；利用磁場強度測量儀I讀出探針3在其有效探測區(qū)域位置下的磁場強度T，也就是在之間中心對稱軸處的磁場強度T。如圖2和圖3所示，便攜式磁場測量支架4上有多個定位孔8，每個定位孔8對應不同的相對高度。按一定順序改變相對位置X、相對高度H、相對角度Θ，可以得到對應的磁場強度T值。綜合各組數(shù)據(jù)，可以得到待測磁體的三維磁場分布，用于加工、檢驗和修理。如圖3所示，磁場強度測量儀I的探針3可以插進便攜式磁場測量支架4的定位孔8中，探針3的有效探測區(qū)域11位于便攜式磁場測量支架觀察槽10內。通過觀察槽10可以檢查和調整探針3在有效探測區(qū)域11的位置和角度。
【權利要求】
1.便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，其特征在于，包括支架(4)、長度測量工具、角度測量工具和通過導線(2)連接有探針(3)的磁場強度測量儀(I);所述的支架(4)呈板狀設置，板面的中間對稱軸線上設置有觀察槽(10)，支架(4)的兩側分別設置有若干配合探針(3)插入的定位孔(8)，定位孔(8)與觀察槽(10)連通設置；長度測量工具用于測量支架(4)在待測磁體上的相對位置，角度測量工具用于測量觀察槽(10)與待測磁體徑向初始方向的夾角。
2.根據(jù)權利要求1所述的便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的支架(4)底部呈內凹的弧形設置。
3.根據(jù)權利要求2所述的便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，其特征在于，弧形底部的兩側對稱設置有夾持板，夾持板沿垂直于板面的方向向外延伸設置。
4.根據(jù)權利要求3所述的便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的夾持板通過螺釘與支架(4)的底部固定連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，其特征在于，兩側的定位孔(8)呈均勻的間隔設置。
6.根據(jù)權利要求1或5所述的便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，其特征在于，每個定位孔(8)對應的板面位置上設置有該定位孔(8)相對于待測磁體(5)軸線的距離刻度。
7.根據(jù)權利要求1所述的便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的支架(4)的頂部設置有環(huán)形通孔。
8.三維磁場測量方法，基于以上任意一項所述的便攜式三維磁場測量系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟， 步驟1，指定待測磁體(5)的徑向初始方向和基準端面；將支架(4)平行于基準端面放置在待測磁體(5)上，用長度測量工具測量支架(4)到基準端面的距離作為相對位置(X)，用角度測量工具測量觀察槽(10)與待測磁體徑向初始方向的夾角作為相對角度(Θ); 步驟2，將磁場強度測量儀⑴的探針(3)插入到一個定位孔⑶中，測量得到該定位孔(8)相對于待測磁體(5)軸線的距離作為相對高度(H)，記錄由磁場強度測量儀(I)測得的探針⑶在該定位孔⑶下的磁場強度⑴； 步驟3，改變支架(4)在待測磁體(5)上的放置位置后，重復步驟I和步驟2得到與不同放置位置一一對應若干組相對位置(X)，相對角度(Θ)，相對高度(H)和磁場強度(T)； 步驟4，根據(jù)步驟3得到的若干組測量數(shù)據(jù)，繪制得到待測磁體(5)的三維磁場分布。
【文檔編號】G01R33/10GK104407313SQ201410594468
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權日:2014年10月29日
【發(fā)明者】方璐, 朱萬里, 劉天耀, 王曉冬, 李夢春, 楊居朋, 鐘劍, 程剛, 王易安, 吳文河, 李亞敏, 李劍 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團測井有限公司