Устройство для определения содержания феррита в материале
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к испытаниям магнитных материалов. Технический результат: повышение чувствительности и точности измерений. Сущность изобретения: устройство содержит два постоянных магнита и проводящий контур в виде катушки индуктивности, подключенной к регистратору ЭДС индукции. Первые два противоположных полюса постоянных магнитов ориентированы навстречу друг другу и разделены воздушным промежутком. Другие два противоположных полюса магнитов соединены С-образным магнитопроводом, на который намотан проводящий контур в виде катушки индуктивности. Испытуемый материал размещен на штоке, закрепленном на оси электродвигателя с возможностью вращения с постоянной угловой скоростью через воздушный промежуток между полюсами постоянных магнитов в вертикальной плоскости относительно магнитных силовых линий, соединяющих их полюса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к испытаниям магнитных материалов.
Известно устройство (а.с. СССР №1756813, 1992 г., G 01 N 27/72) для определения содержания феррита в материале, содержащее кольцеобразный постоянный магнит и жестко закрепленный внутри него проводящий контур в виде катушки индуктивности, подключенной к регистратору ЭДС индукции, выполненному в виде последовательно соединенных детектора, усилителя, интегратора и индикатора.
Устройство работает следующим образом. Образец испытуемого материала перемещают сквозь внутреннее отверстие постоянного кольцеобразного постоянного магнита. При прохождении образца в поле магнита происходит намагничивание образца, а при выходе - его размагничивание. Это изменение индукции материала вызывает в цепи катушки, жестко закрепленной внутри кольцеобразного постоянного магнита, ЭДС индукции, которая поступает на детектор. При этом электрический сигнал, пропорциональный содержанию феррита в материале, представляет собой два импульса различной полярности. Детектор отфильтровывает импульс одной полярности, после чего сигнал усиливается усилителем, затем интегрируется интегратором и визуализируется при помощи индикатора. По величине полученного сигнала с использованием градуировочной зависимости, связывающей величину сигнала с содержанием феррита в образце, определяют содержание феррита в испытуемом материале.
Недостатком устройства является низкая чувствительность и низкая точность измерений.
Задачей изобретения является повышение чувствительности и точности измерений.
Решение данной задачи достигается тем, что в устройстве для определения содержания феррита в материале, содержащем так же, как в прототипе, постоянный магнит и проводящий контур в виде катушки индуктивности, подключенной к регистратору ЭДС индукции, согласно изобретению дополнительно введен постоянный магнит, причем первые два противоположные полюсы постоянных магнитов ориентированы навстречу друг другу и разделены воздушным промежутком, а другие два противоположные полюсы магнитов соединены С-образным магнитопроводом, на который намотан проводящий контур в виде катушки индуктивности. Испытуемый материал размещен на штоке, закрепленном на оси электродвигателя с возможностью вращения с постоянной угловой скоростью через воздушный промежуток между полюсами постоянных магнитов в вертикальной плоскости относительно магнитных силовых линий, соединяющих их полюса.
Для испытания сыпучих материалов шток может быть снабжен капсулой из немагнитного материала.
Повышение чувствительности по сравнению с прототипом достигается за счет увеличения величины наводимой ЭДС индукции в проводящем контуре. Это происходит вследствие увеличения величины переменной составляющей магнитного потока, пронизывающего проводящий контур в момент перемещения испытуемого материала между полюсами магнитов. Повышение точности измерений достигается за счет большой величины ЭДС сигнала, снимаемого с проводящего контура, которая достигает значений единиц Вольта. В результате отпадает необходимость в дополнительном усилении сигнала, а значит внесения искажений. Как следствие возрастает точность измерений.
На фиг.1 приведено устройство для определения содержания феррита в материале.
На фиг.2 приведена градуировочная зависимость содержания феррита К в материале от величины сигнала ЭДС индукции U.
Устройство содержит два постоянных магнита 1, два противоположных полюса которых разделены воздушным промежутком, С-образный магнитопровод 2, соединяющий другие два противоположных полюса постоянных магнитов, проводящий контур в виде катушки индуктивности 3, который намотан на С-образный магнитопровод 2, выполняющий роль сердечника для катушки индуктивности 3, регистратор ЭДС индукции 4, подключенный к выводам катушки индуктивности 3. Капсула 5 из немагнитного материала с испытуемым порошкообразным материалом расположена на одном конце штока, закрепленном на оси электродвигателя 6, так, чтобы эта капсула находилась в воздушном промежутке между постоянными магнитами. Если исследуемый материал имеет массивную форму, то он крепится на штоке.
Постоянные магниты 1 представляют собой параллелепипеды из самарий-кобальтовой магнитной керамики. С-образный магнитопровод 2 изготовлен из феррита марки 3 СЧ19, проводящий контур представляет собой катушку индуктивности 3, намотанную проводом марки ПЭЛШО сечением 0.2 мм с количеством витков 3000. Регистратор ЭДС индукции 4 представляет собой вольтметр переменного тока с пределами измерений (0.1-100) В. Капсула 5 представляет собой полый цилиндр со съемной крышкой, выполненные из фторопласта, жестко закрепленный на штоке из дюраля. Электродвигатель 6 представляет собой стандартный электродвигатель постоянного или переменного тока, обеспечивающий стабильную фиксированную частоту вращения в пределах (100-1000) об/мин.
Устройство работает следующим образом. Капсулу 5 с испытуемым материалом перемещают с заданной частотой через объем воздушного промежутка между полюсами магнитов путем вращения штока с равномерной угловой скоростью вокруг оси вращения с помощью электродвигателя 6. Во время перемещения капсулы 5 с испытуемым материалом между полюсами магнитов 1 происходит намагничивание испытуемого материала, что приводит к изменению магнитной проницаемости промежутка между магнитами. В результате происходит изменение величины магнитного потока в С-образном магнитопроводе 2, соединяющем внешние по отношению к воздушному промежутку полюса магнитов. В свою очередь, изменение магнитного потока приводит к возникновению ЭДС на катушке индуктивности 3, величина которой пропорциональна содержанию феррита в испытуемом материале. По величине полученного сигнала U с использованием градуировочной зависимости фиг.2, полученной по результатам измерений ЭДС индукции материала с различным известным содержанием феррита К, определяют содержание феррита К в испытуемом материале.
Формула изобретения
1. Устройство для определения содержания феррита в материале, содержащее постоянный магнит и проводящий контур в виде катушки индуктивности, подключенной к регистратору ЭДС индукции, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено вторым постоянным магнитом, причем первые два противоположные полюсы постоянных магнитов ориентированы навстречу друг другу и разделены воздушным промежутком, а другие два противоположные полюсы магнитов соединены С-образным магнитопроводом, на который намотан проводящий контур в виде катушки индуктивности, а шток для размещения испытуемого материала закреплен на оси электродвигателя для вращения испытуемого материала с постоянной угловой скоростью через воздушный промежуток между полюсами постоянных магнитов в вертикальной плоскости относительно магнитных силовых линий, соединяющих их полюса.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шток снабжен капсулой из немагнитного материала для размещения в ней испытуемого материала.
