Способ измерения магнитной вязкости ферромагнетиков



Способ измерения магнитной вязкости ферромагнетиков
Способ измерения магнитной вязкости ферромагнетиков
Способ измерения магнитной вязкости ферромагнетиков
Способ измерения магнитной вязкости ферромагнетиков
Способ измерения магнитной вязкости ферромагнетиков
Способ измерения магнитной вязкости ферромагнетиков

 


Владельцы патента RU 2451945:

Меньших Олег Фёдорович (RU)

Заявлен способ измерения магнитной вязкости ферромагнетиков. Часть ферромагнетика, выполненного в виде кольца, помещена в магнитный зазор электромагнита. Кольцо вращают относительно магнитного зазора. В течение интервала времени измеряют значения величины магнитной восприимчивости ферромагнетика внутри магнитного зазора электромагнита с помощью электромагнитного датчика, обмотка которого входит в состав колебательного контура высокочастотного генератора. При этом электромагнитный датчик перемещают вдоль дуги окружности, соосной с ферромагнитным кольцом внутри магнитного зазора электромагнита. Измерение величины магнитной восприимчивости производят в блоке вычисления и индикации по изменению частоты в высокочастотном генераторе. Технический результат - повышение точности измерения магнитной вязкости ферромагнетиков. 6 ил.

 

Изобретение относится к физике магнетизма и может быть использовано для изучения магнитных свойств ферромагнетиков - их магнитной вязкости и зависимости магнитной восприимчивости от напряженности внешнего магнитного поля. Эти характеристики являются важными для построения энергетических устройств.

Одним из интересных свойств ферромагнитных материалов является их так называемая магнитная вязкость, магнитное последействие - отставание по времени намагниченности ферромагнетика от изменения напряженности магнитного поля. В наиболее простых случаях изменение намагниченности ДМ в зависимости от времени t описывается формулой

где М0 и M - соответственно значения намагниченности непосредственно после изменения напряженности Н магнитного поля в момент t=0 и после установления нового равновесного состояния, τ - константа, характеризующая скорость процесса и называемая постоянной времени релаксации. Значение τ зависит от природы магнитной вязкости и в различных материалах может изменяться от 10-9 секунды до нескольких десятков часов в зависимости от технологии изготовления ферроматериалов и их структуры [1-3].

Особенное значение имеет оценка величины магнитной вязкости - постоянной τ - при разработке энергетических устройств, предложенных автором [4-5], в которых эта величина определяет динамику работы этих устройств и возможности оптимизации их работы по критерию удельной выходной мощности с единицы объема используемого ферроматериала.

Известны различные измерители магнитной вязкости ферроматериалов [6, 8].

Ближайшим техническим решением (прототипом) для заявляемого способа является «Способ измерения магнитной вязкости ферроматериалов», известный из патента РФ №2357240, опубликованного в бюллетене №15 от 27.05.2009 года [7], состоящий в том, что на основе ферритового кольца образуют колебательный контур высокочастотного генератора, часть ферритового кольца, например его половину, помещают в непрерывно действующее постоянное магнитное поле - поле подмагничивания с напряженностью, соответствующей максимальному значению относительной магнитной проницаемости этой части ферритового кольца, а также воздействуют на указанную часть ферритового кольца дополнительным импульсным магнитным полем, приводящим к глубокому насыщению этой части ферроматериала ферритового кольца, при котором относительная магнитная проницаемость последнего уменьшается более чем на порядок, относительно ее максимального значения, измеряют интервал времени между последовательным возникновением двух фиксированных частот на выходе высокочастотного генератора, на которые предварительно настраивают два высокочастотных компаратора, связанные с высокочастотным генератором, определяют с помощью датчика Холла постоянную времени установления импульсного магнитного поля, действующего на указанную часть ферритового кольца, после чего рассчитывают искомую постоянную магнитной вязкости ферроматериала.

Недостатком известного способа является временная задержка импульсного перемагничивания ферромагнитного сердечника электромагнита в связи с действующими в его обмотке постоянным и импульсным токами.

Указанный недостаток устранен в заявляемом способе.

Целью изобретения является повышение точности измерения магнитной вязкости ферромагнетиков, выполненных в форме вращающегося кольца, часть которого помещена в локализованное насыщающее магнитное поле. Другой целью изобретения является возможность регистрации распределения магнитной восприимчивости внутри магнитного зазора с насыщающим магнитным полем.

Указанная цель достигается в заявляемом способе измерения магнитной вязкости ферромагнетиков, выполненных в виде кольца, часть которого помещена в магнитный зазор электромагнита, связанного с регулируемым источником постоянного тока, а также содержащем блок вычисления и индикации, отличающимся тем, что ферромагнитное кольцо с радиусом R вращают относительно магнитного зазора электромагнита длиной L с угловой скоростью Ω, и в течение интервала времени Δt=L/Ω R измеряют значения величины магнитной восприимчивости ферромагнетика χ(x) внутри магнитного зазора электромагнита на отрезке 0≤x≤L с помощью электромагнитного датчика, обмотка которого входит в состав колебательного контура высокочастотного генератора, для чего электромагнитный датчик перемещают вдоль дуги окружности, соосной с ферромагнитным кольцом внутри магнитного зазора электромагнита, а измерение величины магнитной восприимчивости χ(x) производят в блоке вычисления и индикации по изменению частоты в высокочастотном генераторе, при этом значение постоянной релаксации τ магнитной вязкости ферромагнитного кольца определяют по виду экспоненциально спадающего распределения магнитной вязкости χ(x) на участке X*≤x(x)≤L, где X* - координата, соответствующая максимуму величины магнитной восприимчивости исследуемого ферромагнетика χMAX, по формуле τ=(L-X*)/Ω R ln(χMAXMIN), где χMIN - минимальное значение магнитной восприимчивости ферромагнетика в конце магнитного зазора электромагнита при х=L, причем магнитное поле в магнитном зазоре электромагнита выбирают однородным и насыщающим.

Достижение цели изобретения объясняется изменением частоты колебательного контура высокочастотного генератора магнитной связью магнитного датчика с краем ферромагнитного кольца с изменяющейся магнитной восприимчивостью последнего на участке 0≤x≤L за счет изменения индуктивности катушки магнитного датчика в его различных положениях внутри магнитного зазора электромагнита, а экспоненциальное изменение величины магнитной восприимчивости в однородном насыщающем магнитном поле объясняется свойством запаздывания намагниченности ферромагнетика от скачкообразно изменяющейся напряженности магнитного поля при x≤0 и при x≥L, когда в промежутке 0≤x≤L напряженность магнитного поля является насыщающей и однородной HHAC=const (x). Картина распределения магнитной восприимчивости χ(x) является статической при заданном вращении ферромагнитного кольца с угловой скоростью Ω.

Действие заявляемого способа поясняется реализующим его устройством, представленным на рис.1 и включающим следующие элементы и блоки:

1 - ферромагнитное кольцо из исследуемого ферромагнетика,

2 - ось вращения ферромагнитного кольца 1,

3 - синхронный электродвигатель с осью вращения 2,

4 - трехфазный генератор с регулируемой частотой Ω,

5 - электромагнит с магнитным зазором,

6 - обмотка электромагнита 5,

7 - регулируемый источник постоянного тока,

8 - магнитный датчик,

9 - обмотка магнитного датчика 8 - индуктивность колебательного контура,

10 - перестраиваемый конденсатор колебательного контура,

11 - высокочастотный генератор частоты ω1,

12 - перестраиваемый по частоте опорный высокочастотный генератор частоты ω2,

13 - смеситель, выделяющий разностную частоту Δω=ω21,

14 - блок вычисления и индикации.

На рис.2 представлена часть устройства, указанного на рис.1, в линейном представлении, на котором указаны геометрические параметры магнитного зазора электромагнита 5, внутри которого расположена часть ферромагнитного кольца 1, и магнитный датчик с его обмоткой (8+9). Скорость протяжки ферроматериала в магнитном зазоре электромагнита равна V=Ω R. Указано положение магнитного датчика на координате x и длина магнитного зазора L.

На рис.3 изображена эпюра распределения величины магнитной восприимчивости χ(x) в различных положениях магнитного датчика 8 внутри магнитного зазора электромагнита 5: начальная χНАЧ при x=0, максимальная χMAX при x=X* и минимальная χMIN при x=L с учетом вращения ферромагнитного кольца с угловой скоростью Ω.

На рис.4 представлена модифицированная схема устройства, дополненная следующими узлами:

15 - шаговый привод перемещения магнитного датчика 8,

16 - датчик угла.

На рис.5 показан диапазон перемещения магнитного датчика 8 относительно боковой грани ферромагнитного кольца 1 - от начального углового положения φНАЧ, соответствующего значению x=0, и конечного φКОН, соответствующего значению x=L.

На рис.6а-6г даны распределения магнитной восприимчивости при различных значениях Н и Ω.

Рассмотрим операционную сущность заявляемого способа на примере работы реализующего его устройства.

В соответствии с кривой Столетова магнитная восприимчивость ферромагнетика в отсутствие магнитного поля равна начальному значению χНАЧ. По мере роста напряженности внешнего магнитного поля Н магнитная восприимчивость сначала также возрастает и доходит до максимального значения χMAX, а затем начинает уменьшаться. Магнитная индукция В (Н) или, что то же, намагниченность ферромагнетика при росте напряженности магнитного поля доходит до насыщения и при парапроцессе остаются практически постоянной В (HНАС)≈const (Н). Поскольку индукция определяется формулой B=µo (χ+1) Н, где µo=1,256.10-6 Гн/м - абсолютная магнитная проницаемость вакуума, то при Н>>HНАС ясно, что с ростом HНАС магнитная восприимчивость соответственно уменьшается, так что всегда соблюдается приблизительное равенство χHНАС≈const (Н). Таким образом, распределение магнитной восприимчивости ферромагнетика при вращении ферромагнитного кольца (рис.1 и рис.2) с круговой частотой Ω, то есть при линейной скорости протяжки V=Ω R, имеет вид, указанный на рис.3.

На промежутке X*≤x≤L магнитная восприимчивость экспоненциально уменьшается от значения χМАХ до значения χMIN с учетом (1) согласно выражению:

где Δt*=(L-X*)/Ω R, а τ - постоянная релаксации магнитной вязкости - искомая величина. Измеряя значения χМАХ и χMIN и зная величины радиуса R ферромагнитного кольца 1 и угловой скорости его вращения Ω, легко найти искомую величину τ согласно (2) в виде выражения:

Если так подобрать угловую скорость Ω вращения ферромагнитного кольца 1, что отношение χMAXMIN=e=2,71 - основание натурального логарифма, то из (3) получим простое соотношение:

Например, при (L-X*)/2 π R=0,1 при Ω=2 π F, где F - частота вращения ферромагнитного кольца, для значения τ* согласно (4) получим τ*=1/10 F. Следовательно, при частоте вращения или, что то же, частоте колебаний, вырабатываемых в трехфазном генераторе 4 с регулируемой частотой, равной F=Ω/2π=50 Гц, постоянная релаксации τ*=0,002 с=2 мс. При этом отношение χMAXMIN =2,71 означает, что при χMAX=1000 при x=X* минимальное значение магнитной восприимчивости χMIN=369 при x=L. Если магнитопровод магнитного датчика 8 имеет относительную магнитную проницаемость µ>>χMAX, а зазор d между полюсами магнитного датчика 8 и боковой гранью ферромагнитного кольца 1 минимально возможный, то индуктивность обмотки 9 в различных положениях магнитного датчика будет линейно зависеть от величины магнитной восприимчивости χ(x) испытуемого ферромагнетика.

Известно, что собственная частота колебательного контура ω1=1/(LC)1/2, где индуктивность L выражается соотношением L(x)=k χ(x), где k - размерный коэффициент пропорциональности [Гн], следовательно, круговая частота колебаний в высокочастотном генераторе 11, в первом приближении, обратно пропорциональна корню квадратному из магнитной проницаемости ферромагнетика χ(x).

С целью увеличения крутизны характеристики измерителя χ(x) в устройстве использованы перестраиваемый по частоте опорный высокочастотный генератор 12 частоты ω2 и смеситель 13, выделяющий разностную частоту Δω=ω21. При этом магнитный датчик 8 устанавливают в положение х=0, то есть в начале магнитного зазора электромагнита 5, при котором χ(0)= χНАЧ, и в высокочастотном генераторе 11 возбуждаются колебания ω1(0), на частоту которых настраивают опорный высокочастотный генератор 12, так что имеем ω21(0). Поэтому при x>0 частота ω1(x) сначала уменьшается в диапазоне 0≤x≤X*, а затем возрастает в диапазоне X*≤x≤L. При этом на выходе смесителя 13 разностная частота Δω=|ω21|=|ω1(0)-ω1(x)|. Знак абсолютной величины используется в этом выражении из-за возможности событий, когда ω21 или ω21. По полученному значению разностной частоты Δω в блоке вычисления и индикации 14 находят и само распределение χ(x) во всем диапазоне 0≤x≤L по заданной программе.

С помощью регулируемого источника 7 постоянного тока J образуют в магнитном зазоре электромагнита 5 насыщающее магнитное поле с напряженностью HНАС, при увеличении которого уменьшается расстояние X* и одновременно возрастает в динамике вращения ферромагнитного кольца намагниченность той части ферромагнитного кольца, которая имеет координату x=X*, что связано с тем, что магнитная восприимчивость этой части ферромагнитного кольца (его дифференциальное сечение dx) максимальна, и тогда B*=µoMAX+1) HНАС*, где HНАС* - напряженность насыщающего магнитного поля, существенно превышающая напряженность HНАС, при которой достигается насыщение ферромагнетика (в начале парапроцесса). Однако с помощью магнитного датчика такая динамическая «сверхнамагниченность» не определяется, хотя ее появление важно для объяснения действия устройств магнитной энергетики [4].

Регулируя частоту Ω в трехфазном генераторе 4 распределение χ(x) соответственно трансформируется, что позволяет провести статистическое усреднение искомой величины постоянной релаксации τ магнитной вязкости ферромагнетика, из которого изготовлено ферромагнитное кольцо 1.

Значения частот Ω и Δω, тока J (или напряженности Н) поступают на входы блока вычисления и индикации 14, и эти данные обрабатываются соответствующей программой для вычисления значения τ. С помощью блока 14 автоматически или вручную оператором с клавиатуры этого блока можно управлять изменением частоты Ω и тока подмагничивания J для накопления данных, которые запоминаются в базе данных. В качестве блока вычисления и индикации может быть использован персональный компьютер с монитором, на экране которого выводятся графики распределений χ(x) и таблицы получаемых результатов. Сигналы управления трехфазным генератором с регулируемой частотой 4 и регулируемым источником постоянного тока 7 поступают с управляющих выходов блока измерения и индикации 14.

Модификацией рассмотренного устройства, реализующего способ, является схема, представленная на рис.4. Эта схема содержит все те же элементы и блоки и дополнена шаговым приводом 15 с датчиком угла 16 перемещения магнитного датчика 8 относительно боковой поверхности ферромагнитного кольца 1, как это видно на рис.5. Диапазон углов φ перемещения магнитного датчика определяется неравенствами φНАЧ≤φ≤φКОН, адекватными неравенствам 0≤x≤L.

Шаговым приводом 15 управляет по соответствующей программе блок вычисления и индикации 14, на дополнительный вход которого поступает информация о текущем значении угла φ с датчика угла 16. Это позволяет полностью автоматизировать процесс регистрации распределения магнитной восприимчивости χ(x) ферромагнетика и статистического расчета постоянной релаксации τ (постоянной магнитной вязкости).

При напряженности магнитного поля внутри магнитного зазора, равной Н* при неподвижном ферромагнитном кольце (Ω=0), магнитная восприимчивость χ ферромагнетика достигает своего максимального значения χMAX. Если теперь начать вращать ферромагнитное кольцо (Ω>0), то достижение максимальной магнитной восприимчивости χMAX именно в конце магнитного зазора при x=L возможно при определенной угловой скорости, обозначаемой как Ω*. Тогда при Ω<Ω* распределение χ(x) имеет вид, указанный на кривой рис.6а, при Ω=Ω* - кривой на рис.6б, а при Ω>Ω* - кривой на рис.6в.

Если напряженность магнитного поля Н=0 внутри магнитного зазора электромагнита, то при любом значении угловой скорости Ω>О кривая распределения χ(x) показана на рис.6г.

Если Н>Н*, то при Ω=Ω* вращения ферромагнитного кольца распределение χ(x) в идеализированном случае представляется кривой линией, как на рис.3.

При некотором эксцентриситете установки ферромагнитного кольца 1 на оси вращения 2 величина зазора d между боковой поверхностью ферромагнитного кольца и полюсами магнитного датчика 8 периодически изменяется с частотой F. Для надежной работы устройства следует обеспечить постоянство зазора d(φ), так как в противном случае будет изменяться распределение χ(x) во времени, то есть возникает устойчивый во времени спектр распределений S{χ(x)}, статистическое усреднение которого возлагается на работу блока 14 (персонального компьютера). Причем быстродействие расчетов искомой величины τ должно быть достаточно высоким, чтобы успевать отслеживать компоненты этого спектра S{χ(x)}.

Выше указывалось, что характер распределения в промежутке X*≤x≤L является экспоненциальным. На самом деле распределение χ(x) является более сложным, поскольку в диапазоне 0≤x≤X* магнитная восприимчивость в магнитном поле Н>>Н* одновременно быстро возрастает, но одновременно медленнее падает, что сказывается на отличии кривой на нисходящем участке распределения χ(x) (см. рис.3) от экспоненциальной. Поэтому важно с помощью данного устройства уточнить реальный характер распределения, что, в частности, позволяет более точно определить центр намагниченности ферромагнетика, находящегося внутри магнитного зазора электромагнита 5. Этот центр является смещенным к началу зазора от его центра. Разнесение центра намагниченности ферромагнетика от центра магнитного зазора с однородным насыщающим магнитным полем приводит к возникновению механической силы втягивания ферромагнетика, действующей непрерывно во времени и в направлении вращения ферромагнитного кольца. При неподвижном ферромагнитном кольце такая сила не возникает. Кроме того, как показывает анализ, действие силы максимально при Ω=Ω*. Поддержание вращательного движения ферромагнитного кольца объясняется проявлением магнитокалорического эффекта в резко размагничивающемся ферромагнетике, выходящем из магнитного зазора с насыщающим магнитным полем. Глубокое насыщение ферромагнетика уменьшает, в силу фазового перехода первого рода, его удельную теплоемкость, причем процессы нагревания ферромагнетика при его намагничивании и охлаждения при размагничивании из его глубокого насыщения неравновесные. Восполнение тепловых потерь в ферромагнетике (уменьшения его внутренней энергии) осуществляется притоком тепловой энергии из внешней среды, что согласуется с законом сохранения энергии. Величина магнитокалорической активности ферромагнетика является доминирующей характеристикой для разработки магнитных двигателей, что требует проведения соответствующей разработки ферровещества.

С помощью заявляемого способа и реализующего его устройства можно проводить экспресс-анализ ферромагнитного вещества, подбирая различного рода присадки для изменения постоянной релаксации и приведения ее к диапазону 0,5…2 мс, предпочтительному для разработки магнитовязких источников энергии.

Разработка подходящих ферроматериалов может быть проведена в Институте ферритов в Санкт-Петербурге по параметрам магнитокалорической активности и магнитной вязкости.

Литература

1. Kronmiiller Н., Nachwirkung in Kerromagnetika, В. - [u.a.], 1968.

2. Вонсовский С.В., Магнетизм, М., 1971.

3. Мишин Д.Д., Магнитные материалы, М., 1981.

4. Меньших О.Ф., Способ получения энергии и устройство для его реализации. Патент РФ №2332778, опубл. в бюлл. №24 от 27.08.2008.

5. Меньших О.Ф., Устройство стабилизации частоты генератора, Патент РФ №2368073, опубл. в бюлл. №26 от 20.09.2009.

6. Меньших О.Ф., Прибор для измерения магнитной вязкости ферромагнетиков, Патент РФ №2338216, опубл. в №31 от 10.11.2008.

7. Меньших О.Ф., Способ измерения магнитной вязкости ферроматериалов. Патент РФ №2357240, опубл. в №15 от 27.05.2009.

8. Меньших О.Ф., Измеритель магнитной вязкости ферромагнетиков, Патент РФ №2357241, опубл. в №15 от 27.05.2009.

Источники патентной информации

RU 2309527 С1, 27.10.2007. RU 2291546 C1, 10.01.2007.

JP 20011255305 A, 21.09.2001. JP 63180851 A, 25.07.1988.

Способ измерения магнитной вязкости ферромагнетиков, выполненных в виде кольца, часть которого помещена в магнитный зазор электромагнита, связанного с регулируемым источником постоянного тока, а также содержащий блок вычисления и индикации, отличающийся тем, что ферромагнитное кольцо с радиусом R вращают относительно магнитного зазора электромагнита длиной L с угловой скоростью Ω, и в течение интервала времени Δt=L/Ω R измеряют значения величины магнитной восприимчивости ферромагнетика χ(x) внутри магнитного зазора электромагнита на отрезке 0≤x≤L с помощью электромагнитного датчика, обмотка которого входит в состав колебательного контура высокочастотного генератора, для чего электромагнитный датчик перемещают вдоль дуги окружности, соосной с ферромагнитным кольцом внутри магнитного зазора электромагнита, а измерение величины магнитной восприимчивости χ(x) производят в блоке вычисления и индикации по изменению частоты в высокочастотном генераторе, при этом значение постоянной релаксации τ магнитной вязкости ферромагнитного кольца определяют по виду экспоненциально спадающего распределения магнитной вязкости χ(x) на участке X*≤χ(x)≤L, где X* - координата, соответствующая максимуму величины магнитной восприимчивости исследуемого ферромагнетика χMAX, по формуле τ=(L-X*)/Ω R ln (χMAXMIN), где χMIN - минимальное значение магнитной восприимчивости ферромагнетика в конце магнитного зазора электромагнита при x=L, причем магнитное поле в магнитном зазоре электромагнита выбирают однородным и насыщающим.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерений свойств и тестирования материалов, в частности, к способам определения магнитокалорического эффекта (МКЭ). .

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения динамической петли гистерезиса и основной кривой намагничивания изделий из листовой электротехнической стали (ИЛЭТС) на частотах от 1 до 10000 Гц.

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения намагниченности жидкого вещества, в частности магнитной жидкости. .

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения магнитных характеристик изделий из магнитомягких материалов. .

Изобретение относится к измерениям магнитных свойств образцов твердых материалов или изделий из них и может использоваться, в частности, для определения магнитного момента космического аппарата.

Изобретение относится к области измерения магнитных параметров ферромагнитных материалов и может быть использовано для определения свойств и напряженно-деформированного состояния различных ферромагнитных изделий.

Изобретение относится к области измерения переменных магнитных величин и магнитных свойств образцов и изделий и может быть использовано для определения коэрцитивной силы ферромагнитных материалов.
Изобретение относится к области неразрушающего контроля (НК) деталей из токопроводящих материалов и может быть использовано в условиях производства, ремонта и эксплуатации машин и механизмов при неразрушающих измерениях остаточных напряжений ( ост) в поверхностном слое (ПС) деталей.
Изобретение относится к области термической обработки деталей из чугуна с шаровидным графитом. .

Изобретение относится к области теплотехнических измерений и может быть использовано для оценки температурного режима работы пароперегревательных котельных труб из аустенитных сталей

Изобретение относится к физике магнетизма и может быть использовано при снятии зависимости магнитной восприимчивости ферромагнетика от величины приложенного к нему магнитного поля (кривой намагничивания Столетова)

Изобретение относится к физике магнетизма и может быть использовано для изучения магнитных свойств ферромагнетиков - их магнитной вязкости и зависимости магнитной восприимчивости от напряженности внешнего магнитного поля

Изобретение относится к физике магнетизма ферромагнетиков, предварительно намагниченных в магнитном поле до состояния, соответствующего максимальной магнитной восприимчивости ферромагнетика, а затем квазискачкообразно вводимого в сверхсильное насыщающее магнитное поле за промежуток времени, существенно меньший (например, на порядок) постоянной релаксации магнитной вязкости ферромагнетика

Устройство для исследования магнитных свойств магнетиков, основанное на принципе регистрации нелинейных эффектов в параллельных гармоническом и постоянном магнитных полях, относится к области научного приборостроения, к технике исследования магнетиков на основе спин-эффектов. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение чувствительностью исследования магнитных наночастиц и сложных магнетиков, испытывающих фазовые переходы и/или фазовое разделение, приводящее к сосуществованию нескольких магнитных фаз. Технический результат достигается благодаря тому, что в устройство для исследования магнитных свойств магнетиков дополнительно введены: ВЧ катушка L3 с витками связи Lсв1 и Lcв2, причем L3 включена в ДРС между катушкой L1 и катушкой L2 последовательного контура, а также введены второй фильтр низких частот ФНЧ 2, усилитель-ограничитель с дополнительными усилителями ω на его входе и выходе, предусилитель сигнала 2ω, второй формирователь эталонного сигнала 2ω (ФЭС2), и диодный формирователь эталонного сигнала индуктивно связан с катушкой L3 ДРС через виток связи Lcв1, причем выход второго формирователя ФЭС2 через ключ, ФВЧ 2 и Lсв2 тоже связан с катушкой L3, а вход ФЭС2 подключен к выходу усилителя-ограничителя, на вход которого с витка связи Lсв2 катушки L3 через ФНЧ-2 подается сигнал ω, фаза которого привязана к фазе гармонического поля на образце, а предусилитель 2ω включен между ФВЧ-1 и приемником 2ω, в котором НЧ часть заменена на стабильный усилитель постоянного тока. Все контакты между элементами, входящими в ДРС, выполнены паяными. 6 ил.

Изобретение относится к области измерений магнитных величин, затрагивает средства измерений механических свойств ферромагнитных материалов, имеющих корреляционную связь с их магнитными характеристиками, например коэрцитивной силой, и может быть использовано при неразрушающем контроле качества термической обработки ферромагнитных изделий. Приставной электромагнит к коэрцитиметру содержит П-образный магнитопровод, керны 1 которого соединены магнитопроводящей перемычкой 2. В теле магнитопроводящей перемычки 2 закреплен композитным материалом 3 чувствительный элемент 4, например датчик Холла, ось чувствительности которого расположена аксиально магнитному потоку перемычки. На кернах 1 установлены катушки намагничивания 5 и размагничивания 6, связанные с элементами измерительной схемы 7. Установка чувствительного элемента в магнитопроводящей перемычке осью чувствительности аксиально магнитному потоку и применение магнитопроводящего композита позволяет сконцентрировать и равномерно распределить магнитный поток от контролируемого изделия в магнитопроводящей перемычке, чем увеличивается чувствительность приставного электромагнита, повышается точность измерения тока размагничивания, коэрцитивной силы и механических свойств контролируемого изделия. 1 ил.

Использование: для определения намагниченности насыщения магнитной жидкости. Сущность изобретения заключается в том, что помещают жидкость во внешнее магнитное поле, индукцию которого можно менять, измеряют напряженность H и индукцию B магнитного поля внутри жидкости и определяют намагниченность жидкости M=(B/µo)-H, при этом определяют намагниченность M=M1 при B=B1 на начальном участке кривой намагничивания, где выполняется закон Кюри, определяют намагниченность M=M2 при большей индукции B=B2 на участке кривой намагничивания, где закон Кюри не выполняется, из равенства (M2B1/M1B2)=3La(ξ2)/ξ2 находят функцию Ланжевена La(ξ2), затем определяют Mнас=M2/La(ξ2). Технический результат: обеспечение возможности определения намагниченности насыщения магнитной жидкости по двум значениям намагниченности в слабом поле. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ измерения магнитных свойств и толщины наноразмерных магнитных пленок и может быть использовано в магнитной наноэлектронике для характеризации гетерогенных магнитных элементов в устройствах памяти, в сенсорных устройствах и т.п. При реализации способа пленку с помощью индуктивной системы открытого типа намагничивают в переменном поле в присутствии постоянного поля, измеряют четные высшие гармоники, возникающие в результате нарушения симметрии постоянным полем, и для анализа используют отношение их амплитуд. Техническим результатом является повышение функциональной гибкости способа, в том числе применимость его для in situ характеризации магнитных пленок, и расширение диапазона его применения, в частности для характеристики наноразмерных пленочных структур. 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу и системе для определения магнитной массы железнодорожных вагонов. Способ заключается в том, что для определения магнитной массы железнодорожных вагонов сначала производят калибровку с учетом окружающей температуры, а также насыпной плотности груза в вагонах. Определяют последовательность подачи вагонов и их количество, начальный момент подачи в область измерений и выход из зоны измерений. Затем определяют изменения параметров тока катушки, мгновенные значения напряжения и тока в катушке, скорость движения вагонов, высоту вагона, уровень загрузки, температуру и вычисляют мгновенные величины добротности и индуктивности катушки. Затем по этим данным определяют интегральные индуктивность и добротность вагона и магнитную массу вагона. Для осуществления способа предложена система, включающая средства определения добротности и индуктивности 1, средства для измерения температуры 2, ультразвуковой датчик уровня вагона 4, фотоэлектрические датчики положения вагона 5, оптические датчики скорости 6, видеокамеру 7, датчики объемной плотности 8, а также блок обработки и управления 9. Технический результат заключается в повышении точности определения магнитной массы железнодорожных вагонов и других контейнеров. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх