Магнитное поле многовитковой цилиндрической катушки с ферромагнитным сердечником в непосредственной близости от металлических конструкций в задаче поиска людей под завалами в шахтах
Аннотация
В статье обсуждаются некоторые аспекты распространения низкочастотного переменного магнитного поля в неоднородной среде в горнодобывающих шахтах. Разработана теоретическая модель для расчета распределения магнитного поля в случае параллельного расположения продольных осей магнитной антенны и объемных металлических конструкций. В качестве металлических конструкций рассматривается рельсовое полотно, а в качестве магнитной антенны выступает многовитковая цилиндрическая катушка с ферромагнитным сердечником. Численный расчет распределения магнитного поля по предложенной модели проводился в несколько этапов с использованием метода интегральных уравнений. Данный метод основан на вычислении плотности гипотетических магнитных зарядов, возникающих на границе раздела двух сред, которые создают свое собственное магнитное поле в расчетном неоднородном пространстве. Проведены расчеты напряженности магнитного поля катушки с ферромагнитным сердечником в непосредственной близости и на различных расстояниях от объемного металла. Доказана возможность использования ослабления низкочастотного магнитного поля для поиска людей под завалами.
- напряженность магнитного поля
- многовитковая цилиндрическая катушка
- ферромагнитный сердечник
- объемный металл
Abstract (in English)
Magnetic field of multiturn cylindrical coil with ferromagnetic core in nearby proximity of the bulk metal in a task of people search under avalanches in mines
Some aspects of the low-frequency magnetic field propagation in heterogeneous medium in mines are discussed in the paper. The theoretical model for calculation of magnetic field distribution in case of the parallel axis of transmitting antenna and bulk metal is developed. Metal structures are rail tracks, magnetic antenna is multiturn cylindrical coil with ferromagnetic core. Magnetic field according to proposed models principle in several stages using the method of integral equations was numerical calculated. This method of calculation of magnetic field in considered inhomogeneous space is based. The calculations of magnetic field strength of the multiturn cylindrical coil with ferromagnetic core in nearby proximity and at various distances from bulk metal were carried out. The possibility of use of low-frequency magnetic field attenuation for people search under avalanches was proved.
Для цитирования
Широков И.Б., Дурманов М.А., Редькина Е.А. Магнитное поле многовитковой цилиндрической катушки с ферромагнитным сердечником в непосредственной близости от металлических конструкций в задаче поиска людей под завалами в шахтах // Журнал радиоэлектроники. – 2023. – № 9. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.9.2
Литература
- Широков И. Б. и др. Построение системы поиска людей под завалами с использованием проникающих свойств переменного магнитного поля низкой частоты. - 2010.
- Pelgrum W. J. New potential of low-frequency radionavigation in the 21st century. - 2006.
- Хомич В. И. Ферритовые антенны. - 1969.
- Shirokov I. B., Durmanov M. A. Using of H-field antennas in system for searching of people under avalanches //Proceedings of International Conference on Antenna Theory and Techniques. - 2009. - С. 236-238.
- Shirokov I. B., Durmanov M. A., Redkina E. A. The calculation of magnetic field strength in inhomogeneous medium in tasks of people's searching under avalanches in mines //2010 IEEE 26-th Convention of Electrical and Electronics Engineers in Israel. - IEEE, 2010. - С. 000134-000137.
- Shirokov I. B. et al. The calculation of magnetic field strength of magnetic antenna with ferromagnetic core in a task of people's search under avalanches //Proceedings of V European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP). - 2011. - С. 1845-1848.
- Нейман Л. Р., Демирчян К. С. Теоретические основы электротехники, т. I. //II Санкт Петербург: Питер. - 2004.