Устройство для определения структуры,величины и неоднородности внутреннего магнитного поля магнитоупорядоченных кристаллов
Изобретение может использоваваться для контроля структуры, величины и неоднородности внутреннего магнитного поля в магнитоупорядоченных кристаллах. Целью изобретения является повышение чувствительности путем учета нелинейных свойств кристалла . Спектр линейного магнитоакустического резонанса регистрируется усилителем 7, блоком 8 селекции, измерением 9 первой гармоники и отражается на самописце 12. Спектр второй гармоники акустического сигнала пьезопреобразователя 6, который является спектром нелинейного магнитоакустического резонанса, регистрируется фильтром второй гармоники, вторым усилителем и блоками 15 селекции и отражается самописцем 17. Чувствительность спектра нелинейного резонанса к изменению в структуре кристалла выше линейного резонанса, а их совместное использование повышает разрешающую способность устройства . 1 ил. 9 (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) щ4 G 01 N 27/82
ВСР ЮНВЯАЯ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1272205 (21) 4 120320/25-28 (22) 24.06.86 (46) 30.01.88. Бюл. )) 4 (7 1) МГУ им. М.В.Ломоносова (72) Л.К.Зарембо и С.Н.Карпачев (53) 620 ° 179 ° 14 (088. 8) (5e) Авторское свидетельство СССР
Ф 1272205) кл. G 01 N 27/82, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ, ВЕЛИЧИНЫ И НЕОДНОРОДНОСТИ ВНУТРЕННЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ МАГНИТОУПОРЯДОЧЕННЫХ КРИСТАЛЛОВ (57) Изобретение может использоваваться для контроля структуры, величины и неоднородности внутреннего магнитного поля в магнитоупорядоченных кристаллах. Целью изобретения является повышение чувствительности путем учета нелинейных свойств кристалла. Спектр линейного магнитоакустического резонанса регистрируется усилителем 7, блоком 8 селекции, измерением 9 первой гармоники и отражается на самописце 12. Спектр второй гармоники акустического сигнала пьезопреобразователя 6, который является спектром нелинейного магнитоакустического резонанса, регистрируется фильтром второй гармоники, вторым усилителем и блоками 15 селекции и отражается самописцем 17. Чувствительность спектра нелинейного резонанса к изменению в структуре кристалла выше линейного резонанса, а их совместное использование повышает разрешающую способность устройства. 1 ил.
1370537
15
25 диненные узкополосный фильтр 13, вто- 30 рой усилитель 14, второй блок 15 се40
45 относительно центра областях, в кото- 5
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, может быть использовано для контроля структуры, величины и неоднородности внутреннего магнитного поля ферро- и ферритоупорядоченных кристаллов и является усовершенствованием изобретения по авт. св. М 1272205, Целью изобретения является повышение чувствительности устройства за счет возможности учета нелинейных свойств контролируемых кристаллов.
На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 радиоимпульсов и излучающий пьезопреобразователь 2, установленный на исследуемый кристалл 3, помещенный в поле электромагнита 4, источник 5 линейно изменяющегося тока, подключенный к электромагниту 4, последовательно соединенные приемный пьезопреобразо ватель 6, усилитель 7, блок 8 селекции, измеритель 9 параметров импульсов, интегратор 10, самописец 11, самописец 12. подключенный к выходу измерителя 9, и последовательно соелекции, второй измеритель 16 парамет- ров импульсов и третий самописец 17, подключенные к выходу приемного пьезопреобразователя, выход источника
5 подключен к вторым входам самописцев 11, 12 и 17. (Устройство работает следующим образом.
Исследуемый кристалл 3 помещают в магнитное поле электромагнита 4, который питается током источника 5.
Импульсами генератора 1 посредством излучающего пьезопреобразователя 2 в кристалле 3 возбуждают поперечную акустическую волну частоты М которая регистрируется приемным пьеэопреобразователем 6. Поляризацию и направление распространения акустической волны выбирают так, что изэа магнитострикции образца в кристалле 3 возникает переменное (с частотой и "волновым вектором") магнитное поле ° При этом в тех симметричных рых векторная сумма внешнего Н, и внутреннего К „ полей по модулю Л О
I H + Нвн = < -, где p — гидромагнитное отношение для электронов, 35
50 спины начинают прецессировать резонансным образом. Это резонансное условие соответствует условию отклонения вектора внутреннего магнитного поля относительно вектора внешнего поля на угол -, величина которого („) удовлетворяет условию sin g z Н р О
Эта величина, особенно в условиях низкочастотного магнитоакустического резонанса, мала, и векторы Й, и
Н,„ с хорошей степенью точности можно считать коллинеарными, а с точностью. до малого резонансного поля
" / — равными по величине. Резонансная прецессия спинов вызывает увеличение поглощения звука в этой области и, следовательно, уменьшение амплитуды звука, прошедшего через образец. Размер резонансной области II Z определяется постоянством полного поля в этой области с точностью до ширины естественного ферромагнитного резонанса 4 Н Изменение амплитуды прошедшего импульса (Ao — А(Н, ))ь Н
- 4 Z где А, — амплитуда вдали от резонанса, а А(Н,) — амплитуда при данном значении поля. Т(ри этом н °
Z(Hâí) J H8„(A A($)) dg Обрат э ная функция Z (Нщ ) дает одновременное распределение внутреннего поля в направлении распространения звука ° Одновременно резонансная прецессия спинов вызывает резкое увеличение эффективной акустической нелинейности в этой области и, следовательно, возникновение второй гармоники магнитоупругой волны. При этом ее амплитуда пропорциональна размеру резонансной области 4 Z с точностью до 6 Н: А u) - н Z.
Таким образом, на выходе пьезопреобразователя 6 формируется сигнал, содержащий основную и вторую гармоники частоты возбуждения м, несущие разную информацию о свойствах кристалла 3.
Основной сигнал преобразователя
Ь усиливается усилителем 7, в блоке
8 селекции выделяется первый прошедший через кристалл импульс, а его параметры измеряются измерителем 9, интегрируются интегратором 10, С выходов блоков 9 и 10 сигналы подаются на входы самописцев 11 и 12, на входы которых подается сигнал с источника 5 линейного тока ° На самописцах
Составитель В.Филинов
Техред И.Ходанич Корректор А.Обручар
Редактор А.Маковская
Закаэ 413/43
Тираж 847 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
12 и 11 соответственно регистрируются спектр линейного магнитоакустического резонанса и его интегральная характеристика.
Одновременно иэ сигнала пьеэопреобразователя 6 фильтром 13 и усилителем 14 выделяется и усиливается сигнал второй гармоники, первый импульс которого вьщеляется блоком 15, его параметры регистрируются измерителем и поступают на вход самописца 17, который вторым входом синхронизирован с источником изменяющегося тока.
На самописце 17 регистрируется спектр 15 нелинейного магнитоакустического резонанса.
Как показали экспериментальные исследования спектров линейного и нелинейного магнитоакустических резонансов, чувствительность последнего к магнитным неоднородностям в кристаллах намного вьппе, их совместное использование позволяет прово- 25 дить точную акустическую дефектоскопию тех кристаллов, в которых изме1 нение затухания звука при магнитоакустическом резонансе мало, можно также проводить разграничение между доменными и недоменными неоднородностями, так как на нелинейный магнитоакустический резонанс доменная структура влияет слабо.
Формула изобретения
Устройство для определения структуры, величины и неоднородности внутреннего магнитного поля магнитоупорядочейных кристаллов по авт. св.
У 1272205, о т л и ч а ю щ е е о я тем, что, с целью повьппения чувствительности, оно снабжено последовательно соединенными узкополосным фильтром, вторым усилителем, вторым блоком селекции, вторым измерителем параметров импульсов и третьим самописцем, подключенными к выходу приемного пьеэопреобразователя, а второй выход источника линейно изменяющегося тока соединен с вторым входом третьего самописца.
