Способ определения намагниченности насыщения магнитной жидкости
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле намагниченности магнитной жвдкости в процессе магнитогидростатической сепарации. Изобретение позволяет повысить точность определения намагниченности насьпдения магнитной жидкости за счет уменьшения погрешности определения уровня измерения напряженности магнитного поля Устройство для реализации способа состоит из немагнитной прозрачной вертикальной трубки 1 с мерной , миллиметровой шкалой 2 и магнитной системы с клиновидными полюсами 3. Магнитную жидкость 4 в вертикальной трубке 1 помещают в центре межполюсного зазора включенного электромагнита, с. градиентом магнит -, ного поля, направленным книзу, и производят операции, предусмотренные способом, изложенным в формуле изобретения . Предложенный .способ точнее известного приблизительно на порядок . Это обеспечивается тем, что измерение напряженности поля произвог дится строго в фиксированных точках межполюсного зазора. 1 ил. -г А - J I с (Л с: 4:
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (Н) (5l)4 G 01 R 33
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4086701/24-21 (22) 09.07.86 (46) 23.07,68. Бюл. 9 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт вторичных цветных металлов (72) Н.Д.Кравченко, А.В.Дубинин, К.П.Козловский и Н.А.Бондарев (53) 621 ° 317.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ((- 563654, кл. G 01 R 33/16, 1976 .
Авторское свидетельство СССР и - 918910, кл. G 01 R 33/16, 1980. (54 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАМАГНИЧЕННОСТИ НАСЫЩЕНИЯ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь" зовано при контроле намагниченности магнитной жидкости в процессе магнитогидростатической сепарации. Изоб()етение позволяет повысить точность определения намагниченности насыщения магнитной жидкости эа счет умень" шення погрешности определения уровня измерения напряженности магнитного поля. Устройство для реализации способа состоит из немагнитной прозрачной вертикальной трубки 1 с мерной,миллиметровой шкалой 2 и магнитной системы с клиновидными полюсами 3. Магнитную жидкость 4 в вертикальной трубке 1 помещают в центре межполюсного зазора включенного электромагнита. с. градиентом магнит-.. ного поля, направленным книзу, и про0 изводят операции, лре)(усмотренные способом, изложенным в формуле изобретения. Предложенный ..способ точнее известного приблизительно на поря- . док. Это обеспечивается тем, что измерение напряженности поля произво-., дится строго в фиксированных точках межполюсного зазора. 1 ил.
1411700
1О
15 где
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использ< вано при контроле намагниченности магнитной жидкости в процессе магнитфгидростатической сепарации.
Целью изобретения является повышение точности определения намагниченн сти насьпцения магнитной жидкости з, счет уменьшения погрешности опред ления уровня измерения напряженности магнитного поля.
В процессе магнитогидростатическ и сепарации необходимо быстрое, и .т чное определение намагниченности н с@щения больших объемов магнитной кости, применяемой при разделении н магнитных материалов по плотности, т к как она является одним из основн параметров, по которому производ тся управление технологическим проц ссом магнитогидростатической сепгр цщл ° й1агнитная жидкость, помещенная в жполюсном зазоре электромагнита, у ерживается в нем за счет магнитног поля. Условие удержания некоторог объема магнитной жидкости заключае ся в том, что магнитная сила должн быть не менее веса удерживаемого о ъема магнитной жидкости, т.е.
6 Н ,p,V М вЂ” — --,. p„g V, (ч — магнитная проницаемость вакуума (4П 10 Гн/м);
V †-: : объем магнитной жидкости, удерживаемый магнитным полем мЗ
1 Ф
M — - текущее. значение намагниченности, кА/м;
h - высота слоя магнитной жидкости, м;
А Н вЂ” разность напряженности магнитного поля в верхней и нижней точках слоя, кА/м; плотность магнитной жидкосж ти, кг/м
2. — ускорение свободного паде- . ния, м/с
При достижении жидкостью насьпцен я ее намагниченность становится в< личиной постоянной и поэтому магнп тная сила тоже становится постоянной, вследствие чего в магнитном п(ле удерживается определенный максимальный объем магнитной жидкости, п1 и превышении которого избыток магнитной жидкости выливается иэ межпо25
55 люсного зазора. Таким образом, для магнитных жидкостей высота слоя в межполюсном зазоре зависит от намагниченности насыщения, На чертеже представлено устройство для осуществления предложенного способа.
Устройство состоит из немагнитной прозрачной вертикальной трубки 1 с мерной миллиметровой шкалой 2 и магнитной системы с клиновидными полюсами 3.
Установлено, что найагниченность магнитных жидкостей на основе углеводородов и воды достигает насьпцения при напряженности магнитного поля, рассчитанный по эмпирической формуле гд, У„ и Р " плотности магнитной жидкости, жидкости-носителя и диспергированного в жидкости-носителе ферромагнетика соответственно, кг/м
Способ осуществляют следующим образом, В центре межполюсного зазора включенного электромагнита с градиентом магнитного поля, направленным книзу, помещают магнитную жидкость 4 в вертикальной трубке 1 из прозрачного немагнитного материала с мерной шкалой 2. Затем увеличивают напряженность магнитного поля на 10-15% и в трубку 1 доливают дополнительную порцию той же жидкости до начала слива ее из нижнего конуса трубки. Если высота столба жидкости увеличивается, то еще раз увеличивают напряженность с последующим добавлением дополнительной порции магнитной жидкости,.
Эти операции производят до тех пор, пока высота столба магнитной жидкости не перестанет увеличиваться, т.е. будет постоянной. Затем, зная реологические характеристики магнитной жидкости (плотности магнитной жидкости, жидкости-носителя и диспергированного в жидкости ферромагнетика), определяют минимальную величину напряженности магнитного поля, которая должна быть на уровнях верхнего и нижнего менисков столба магнитной. жидкости в трубке, f Р О,б
Нр = 1080 (- )
Р, Рн
1411700
После этого измеряют напряженность магнитного поля на уровнях верхнего и нижнего менисков столба магнитной жидкости и срашгивают эти значения с расчетной величиной. Если хотя бы одно из замеренных значений напряженности меньше расчетного, напряженность магнитного полн увеличивают до достижения расчетной величины с последующим добавлением дополнительной орции магнитной жидкости, Если измеренные значения напряженности магнитного поля равны или больше рассчитанного по формуле, то можно утверждать, что жидкост> находится в насьпцении. Затем измеряют высоту столба магнитной жидкости в трубке 1 между верхним и нижним менисками и определяют намагниченность пасы-.g0 щения М по формуле
Р (2)
1. (11„- Н,)
Пример. Проведенными исследо- 25 ваниями зависимости намагниченности магнитной жидкости от напряженности магнитного поля баллистическим методом на установке БУ-3 установлено, что намагниченность насыщения магнит- 30 ной жидкости на основе керосина плотностью 1160 кг/м состав3 ляет 31990 А/м.
Определяют намагниченность насьпцения магнитной жидкости, представляющей собой коллоидной раствор магне3 тита в керосине, плотностью 1160 кг/м .
Плотность керосина 800 кг/м, магне-
3 тита — 5000 кг/и
В центре межполюсного зазора кли- 40 новидного профиля магнитогидросгатического сепаратора шириной 70 мм помещают данную магнитную жидкость в вертикальной трубке иэ прозрачного немагнитного материала длиной более 45 высоты полюсных наконечников и доливают в нее ту же жидкость до начала сливания избытка из нижнего конца трубки. Измеряют высоту столба магнитной жидкости в трубке — 0,085M. Измеряют напряженность магнитного поля на уровнях- верхнего Н ь и нижнего Н„ менисков столба магнитной жидкости. Н вЂ” 180000 А/м, Н = 215000 А/м.
Расчетная величина llр, определяемая по формуле (1), равна
Н = 250000 А/м. Так как измеренные величины Н, и Н „ меньше расчетной Н, то увеличивают напряженность магнитного поля на уровне верхнего мениска до Н 250000 А/и. Заь тем доливают в трубку дополнительную порцию магнитной жидкости до начала сливания ее избытка Hs нижнего конца трубки, Замеряют высоту столба жидкости между верхним и нижним меиисками, она увеличивается до значения
h = 0,12 м. Затем вновь увеличивают напряженность магнитного поля на уровне верхнего мениска до Н ь
251000 А/м. Замеряют высоту столба магнитной жидкости, она не изменяется и составляет 0,12 м. Замеряют напряженность магнитного поля на уровне верхнего Н > и нижнего Н„менисков столба магнитной жидкости. H ь — 251000 А/м, Н „ = 285000 А/M. Так как измеренные значения Н и H npeb u вышают расчетные Н, то можно счи" тать, что магнитная жидкость насьппена. Подставляя полученные значения в формулу (2), получают значение намагниченности насьпцения M
S — 31977 А/м.
Относительная погрешность при сравнении с базовым значением 0,07К.
Значение намагниченности насыщения, полученное в тех же условиях с помощью известного способа, отличается от баэоцого значения на 0,87Х, Таким образом, предлагаемый способ точнее известного приблизительно на порядок. Это обусловлено тем, что измерение напряженности поля производится в строго фиксированных точках межполюсного зазора.
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
Способ определения намагниченности насьпцения магнитной жидкости, включающий воздействие на пробу магнитной жидкости постоянным неоднородным магнитным полем с вертикальным градиентом, увеличивающимся книзу, изменение напряженности постоянного неоднородного магнитного поля и измерение напряженности постоянного неоднородного магнитного поля на фиксированных уровнях, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, пробу магнитной жидкости помещают в немагнитный сосуд и после воздействия на пробу магнитной жидкости постоянным неоднородным магнитным полем увеличивают объем про1 11700 (мс Рн ) где И з — намагниченность насыщения магнитной жидкости;
Н - расчетное значение напряженности постоянного не" однородного магнитного поля;
P ж
25 н
Составитель С.Шумилишская
Редактор О.Юрковецкая Техред А.Кравчук Корректор В,Гирняк Гираж 772 Подписное
-ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 3651/42
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 бы магнитной жидкости в сосуде, одновременно увеличивая напряженность постоянного неоднородного магнитного поля до момента достижения неизмен"
5 ной высоты столба магнитной жидкости в немагнитном сосуде, затем измеряют напряженность постоянного неоднородного магнитного поля на уровнях верхнего и нижнего менисков магнитной жидкости в немагнитном сосуде, сравнивая полученные значения напряженности постоянного неоднородного магнитного поля с расчетным, при зтом увеличение объема пробы магнитной жидкости в сосуде и измерение напряженности постоянного неоднородного магнитного поля производят до превышения значений напряженности
1 постоянного неоднородного магнитного 20 поля на уровне верхнего и нижнего ме" нисков магнитной жидкости в немагнитном сосуде, после чего измеряют высоту столба магнитной жидкости в немагнитном сосуде, а намагниченность насьпцения магнитной жидкости и расчетное значение напряженности постоянного неоднородного магнитного поля апре" деляют из соотношений ЗО
Р g h
И (oo и -Hb) в и р "" соответственно плотносм ти магнитной жидкости, жидкости-носителя и дис, пергированного в ней ферромагнетика, кг/м магнитная проницаемость вакуума, Гн/м;
g - ускорение свободного падения м/с
h --. .высота столба магнитной жидкости в немагнитном сосуде, м; и Н вЂ” соответственно напряжень ность постоянного неоднородного магнитного поля на уровнях верхнего и нижнего менисков магнитной жидкости в немагнитном со" суде.
