Способ локального измерения коэрцитивной силы ферромагнитных объектов



Способ локального измерения коэрцитивной силы ферромагнитных объектов
Способ локального измерения коэрцитивной силы ферромагнитных объектов
Способ локального измерения коэрцитивной силы ферромагнитных объектов
Способ локального измерения коэрцитивной силы ферромагнитных объектов

 


Владельцы патента RU 2483301:

Учреждение Российской академии наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт физики металлов Уральского отделения РАН (ИФМ УрО РАН) (RU)

Изобретение относится к области разработки способов локального измерения магнитных свойств ферромагнитных объектов различных размеров и форм, в частности для целей неразрушающего контроля. Сущность изобретения заключается в том, что способ локального измерения коэрцитивной силы ферромагнитных объектов включает намагничивание объекта, последующее его размагничивание, измерение напряженности магнитного поля и тангенциальной составляющей магнитного поля, при этом на контролируемый локальный участок объекта размещают электромагнит, с образованием составной магнитной цепи "преобразователь - объект" с зазором, в момент намагничивания измеряют максимальную величину магнитного потока, отключают внешнее магнитное поле и измеряют величину тангенциальной составляющей магнитного поля на поверхности контролируемого участка, затем участок размагничивают до достижения нулевого магнитного потока в цепи и измеряют величину размагничивающего тока и тангенциальной составляющей магнитного поля, по результатам измерений которых судят о величине коэрцитивной силы. Технический результат - повышение достоверности локального измерения коэрцитивной силы. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области измерений магнитных свойств ферромагнитных объектов для неразрушающего контроля их прочностных, пластических или иных эксплуатационных характеристик.

Магнитные свойства ферромагнетиков принято разделять на свойства тела и свойства вещества. Свойства тела зависят от формы и размеров ферромагнетиков и определяются в разомкнутой магнитной цепи по измеряемым значениям намагниченности М и внешнего магнитного поля He. Свойства вещества не зависят от формы и размеров ферромагнетика и определяются по измеряемым значениям намагниченности и внутреннего магнитного поля Hi.

Коэрцитивная сила, измеряемая в разомкнутой магнитной цепи, практически не зависит от формы и размеров ферромагнетиков и усредняется по всему объему ферромагнетика, что не позволяет оценивать возможные неоднородности, в частности упрочненные слои [Щербинин В.Е., Горкунов Э.С. Магнитный контроль качества металлов. - Екатеринбург: УрО РАН, 1996, - 264 с.]

Наиболее часто измерения коэрцитивной силы ферромагнитных объектов проводят при помощи приставных преобразователей. Общепринятой мерой коэрцитивной силы служит величина размагничивающего тока в обмотках электромагнита при нулевом потоке в цепи "преобразователь - изделие" [Бида Г.В., Ничипурук А.П. Коэрцитиметрия в неразрушающем контроле. - Дефектоскопия, 2000, №10, с.3-28]. В некоторых случаях коэрцитивную силу оценивают по показаниям измерительного преобразователя магнитного поля, располагаемого в нейтральной плоскости П-образного электромагнита [Ульянов А.И., Захаров В.А., Мерзляков Э.Ф., Воронов С.А. Приставное устройство коэрцитиметра [Патент РФ №2035745].

Наличие и непостоянство зазора в составной магнитной цепи "измерительный преобразователь - изделие" оказывает существенное влияние на результаты локального измерения коэрцитивной силы контролируемых объектов [Бида Г.В. Влияние зазора между полюсами приставного электромагнита и контролируемой деталью на показания коэрцитиметра и способы его уменьшения. - Дефектоскопия, 2010, №11, с.62-81]. Кроме того, на результаты измерения коэрцитивной силы с помощью приставных преобразователей оказывают влияние также форма и размеры контролируемых объектов [Бида Г.В., Ничипурук А.П. Коэрцитиметрия в неразрушающем контроле. - Дефектоскопия, 2000, №10, с.3-28]. Таким образом, требуются меры для снижения соответствующих погрешностей и повышения достоверности измерений.

Уровень техники в данной области может быть охарактеризован следующими известными способами измерения коэрцитивной силы ферромагнитных объектов.

Известен способ измерения коэрцитивной силы феррозондовым коэрцитиметром [Патент РФ №2139550], включающий размещение на контролируемом участке объекта П-образного магнитопровода (содержащего намагничивающую и размагничивающую обмотки) с образованием составной магнитной цепи с зазором, намагничивание образца намагничивающей обмоткой до состояния технического насыщения, размагничивание объекта размагничивающей обмоткой и включенной встречно ей компенсационной обмоткой, установленной на феррозонде, до момента размагничивания объекта, определяемого феррозондом и измерение в этот момент величины тока размагничивания, по которому судят о величине коэрцитивной силы.

Влияние величины зазора между полюсами магнитопровода и изделием компенсируется подбором величины напряжения смещения и параметрами компенсирующей обмотки, создающей магнитный поток, противоположный размагничивающему.

Недостаток указанного способа заключается в том, что он может быть использован только для компенсации влияния постоянного зазора. Изменение зазора требует нового определения необходимого напряжения смещения и параметров компенсирующей обмотки. Для компенсации влияния изменяющегося неконтролируемого зазора этот способ не может быть использован.

Известен способ измерения коэрцитивной силы объекта коэрцитиметром [Патент РФ №2035745], включающий размещение на контролируемом участке объекта П-образного магнитопровода с перемагничивающей обмоткой, для образования составной магнитной цепи с зазором. Намагничивание образца до состояния технического насыщения и размагничивание его путем плавного увеличения, снижения и изменения полярности тока, и последующего измерения напряженности магнитного поля двумя преобразователями магнитного поля, расположенными в нейтральной плоскости магнитопровода так, что их оси чувствительности перпендикулярны указанной плоскости, по величине напряженности магнитного поля судят о величины коэрцитивной силы.

Недостаток этого способа заключается в том, что он может быть реализован только при использовании П-образных электромагнитов. Однако при контроле изделий с большой площадью поперечного сечения вследствие рассеяния магнитного потока объект вблизи нейтральной плоскости будет намагничиваться очень слабо [Михеев М.Н. Топография магнитной индукции в изделиях при локальном намагничивании их приставным электромагнитом. - Известия АН СССР, 1948, №3-4, с.68-77]. Таким образом, показания будут зависеть от размеров контролируемых объектов. Наличие зазора дополнительно ослабляет намагничивание и существенные изменения зазора оказывают влияние на результат измерения. Таким образом, указанный способ не может полностью решить задачу компенсации влияния зазора, а также формы и размеров объектов контроля на результат измерения. Дополнительным недостатком этого способа является сложность конструкции приставного преобразователя.

Наиболее близким к заявляемому способу по последовательности осуществляемых операций является способ измерения коэрцитивной силы ферромагнитных объектов [Патент РФ №2024889], включающий намагничивание образца до насыщения однородным магнитным полем одной полярности, последующее размагничивание образца однородным магнитным полем другой полярности с помощью соленоида, измерение тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля вблизи центрального сечения образца и фиксацию напряженности магнитного поля при нулевом значении тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля, по которой судят о величине коэрцитивной силы.

Указанный способ реализуется в открытой магнитной цепи. Этим способом определяется коэрцитивная сила, усредненная по всему объему объекта, что не позволяет обнаруживать возможную неоднородность его свойств (изменение структуры по объему, наличие и свойства упрочненных слоев и т.д.). Еще один существенный недостаток этого способа заключается в ограничении форм и размеров контролируемых объектов размерами используемого соленоида. Кроме того, указанному способу присущи такие недостатки магнитных измерений в открытой цепи, как трудность создания однородного магнитного поля в достаточном объеме, трудность намагничивания до насыщения объектов с большим коэффициентом размагничивания, неоднородное намагничивание объектов конечных размеров и влияние на результат измерений внешних магнитных полей [Чечерников В.И. Магнитные измерения. - М.: Изд-во МГУ, 1969. - 387 с.]. Таким образом, указанный способ не позволяет проводить локальные измерения коэрцитивной силы массивных ферромагнитных объектов и определять неоднородность их свойств.

В основу изобретения положена задача повышения достоверности локального измерения коэрцитивной силы контролируемых объектов путем снижения погрешности, обусловленной наличием и непостоянством зазора в составной магнитной цепи "преобразователь - объект", и расширения функциональных возможностей способа за счет уменьшения влияния формы и размеров объектов.

Поставленная задача решается тем, что в способе локального измерения коэрцитивной силы ферромагнитных объектов, включающем намагничивание объекта, последующее его размагничивание, измерение напряженности магнитного поля и тангенциальной составляющей магнитного поля согласно изобретению на контролируемый локальный участок объекта размещают электромагнит, с образованием составной магнитной цепи "преобразователь - объект" с зазором, в момент намагничивания измеряют максимальную величину магнитного потока, отключают внешнее магнитное поле и измеряют величину тангенциальной составляющей магнитного поля на поверхности контролируемого участка, затем участок размагничивают до достижения нулевого магнитного потока в цепи и измеряют величину размагничивающего тока и тангенциальной составляющей магнитного поля, по результатам измерений которых судят о величине коэрцитивной силы.

При этом магнитный поток в цепи измеряют датчиком Холла, расположенным в отверстии, выполненном в магнитопроводе и представляющем собой щель с плоскопараллельными стенками, перпендикулярными направлению магнитного потока.

Вместе с тем, тангенциальную составляющую магнитного поля измеряют в межполюсном пространстве электромагнита вблизи поверхности контролируемого объекта, где сигнал пропорционален внутреннему магнитному полю в объекте.

Кроме того, составную магнитную цепь "преобразователь - объект" с зазором образуют с использованием П-образного или цилиндрического электромагнита.

Анализ результатов измерений и суждение о величине коэрцитивной силы объекта производится различными методами, которые позволяют учесть особенности измеряемого объекта и особенности измерительной цепи.

В частности, используются суждения с учетом взаимозависимостей физических свойств, когда:

- по результатам измерений размагничивающего тока судят о величине коэрцитивной силы усредненной по промагничиваемому объему;

- по результатам измерений тангенциальной составляющей магнитного поля судят о величине коэрцитивной силы приповерхностного слоя объекта.

Также используются суждения с применением математических методов коррекции, когда:

- о величине коэрцитивной силы с учетом влияния величины зазора судят по формуле:

Hc01·EHc2·EФmax, где

Hc - истинное значение коэрцитивной силы;

EHc - значение сигнала, соответствующего коэрцитивной силе;

EФmax - значение сигнала, соответствующего максимальному потоку в магнитной цепи;

А0, A1 и А2 - коэффициенты, которые зависят от конфигурации магнитной цепи "преобразователь - объект" и их точные значения устанавливаются при градуировке коэрцитиметра;

- о величине коэрцитивной силы с учетом влияния размеров и формы объекта судят по формуле:

где

Hc - истинное значение коэрцитивной силы;

EHc - значение сигнала, соответствующего коэрцитивной силе;

- значение сигнала, соответствующего тангенциальной составляющей магнитного поля на поверхности контролируемого участка объекта, измеряемое после отключения намагничивающего поля;

B0, B1 и В2 - коэффициенты, которые зависят от конфигурации магнитной цепи "преобразователь - объект" и их точные значения устанавливаются при градуировке коэрцитиметра.

Работоспособность предлагаемого способа основывается на следующих физических принципах.

При локальном намагничивании ферромагнитных объектов электромагнитом (П-образным, двухполюсным цилиндрическим или иным), который составляет с контролируемым участком объекта составную замкнутую магнитную цепь, магнитные измерения аналогичны измерениям при помощи пермеаметра [Чечерников В.И. Магнитные измерения. - М.: Изд-во МГУ, 1969. - 387 с.]. Если в такой цепи отсутствует рассеивание магнитного потока или оно мало, то оказывается возможным локальное определение целого комплекса магнитных свойств вещества, в том числе коэрцитивной силы [Костин В.Н., Царькова Т.П., Сажина Е.Ю. Измерение относительных значений магнитных свойств вещества контролируемых изделий в составных замкнутых цепях. - Дефектоскопия, 2001, №1, с.15-26]. Зазор в составной цепи приводит к появлению магнитных полюсов на разомкнутых гранях, которые оказывают действие, подобное действию магнитных полюсов на торцах ферромагнетика конечных размеров в открытой магнитной цепи. Влияние зазора на результат измерений можно скомпенсировать, если определить величину имеющегося зазора по дополнительно измеряемому параметру.

По мере увеличения зазора магнитное сопротивление цепи "преобразователь - объект" растет, а величина магнитного потока падает. В целом магнитный поток в составной цепи зависит от конфигурации приставного электромагнита, формы и размеров намагничиваемого объекта, приложенной магнитодвижущей силы (тока), магнитных свойств объекта и величины немагнитного зазора. Для селективной оценки зазора необходимо выбрать такое магнитное состояние, когда магнитный поток в наименьшей степени зависит от магнитных свойств контролируемого объекта. Такое состояние достигается при включении максимального намагничивающего тока. При неизменных геометрических параметрах магнитной цепи и фиксированной величине намагничивающего тока получающаяся величина магнитного потока будет зависеть от намагниченности насыщения контролируемого объекта и величины зазора. Поскольку намагниченность насыщения является структурно не чувствительной магнитной характеристикой, которая остается неизменной при многих видах воздействия на ферромагнетик [Щербинин В.Е., Горкунов Э.С. Магнитный контроль качества металлов. Екатеринбург: УрО РАН, 1996, - 264 с.], то величина магнитного потока при максимальном намагничивающем токе будет главным образом зависеть от наличия и величины зазора в составной магнитной цепи. Таким образом, максимальная величина магнитного потока Фmax может быть мерой величины немагнитного зазора в магнитной цепи "преобразователь - изделие". Кроме того, измерение величины Фmax необходимо также для определения степени намагничивания контролируемого объекта, поскольку при малых значениях Фmax контролируемый участок объекта не намагнитится до необходимого технического насыщения и результаты измерений будут недостоверны.

Помимо зазора на результаты измерения коэрцитивной силы оказывает влияние конфигурация составной цепи "преобразователь - объект", которая определяется формой и размерами контролируемых объектов. Компенсация влияния формы и размеров объектов на результат измерения основана на следующем физическом принципе.

Для ферромагнетика конечных размеров при его намагничивании в разомкнутой магнитной цепи соотношение между внешним и внутренним магнитными полями имеет вид:

где N - коэффициент размагничивания [Боровик Е.С., Еременко В.В., Мильнер А.С. Лекции по магнетизму. - М.: Физматлит, 2005. - 510 с.]. Согласно выражению (1) у ферромагнетика конечных размеров, намагничиваемого в разомкнутой магнитной цепи, на нисходящей ветви предельной петли гистерезиса при нулевом значении внешнего магнитного поля (He=0) намагниченность равна остаточной намагниченности тела ( ), а соответствующее этому магнитному состоянию значение внутреннего магнитного поля равно

При нулевом значении внутреннего магнитного поля (Hi=0) намагниченность образца равна остаточной намагниченности вещества (М=Mr), а соответствующее значение внешнего магнитного поля равно

Для остаточной намагниченности вещества из (2) и (3) следует

Таким образом, выражение (4) позволяет определять остаточную намагниченность вещества по остаточной намагниченности тела. При этом первое слагаемое в (4) определяет влияние размеров и формы объектов на результат магнитных измерений.

Параметры и должны характеризовать конфигурацию как открытой, так и составной магнитной цепи "преобразователь - объект". Предпочтительным является измерение параметра . Экспериментальные исследования показали, что учет этого параметра позволяет существенно снизить погрешность измерения коэрцитивной силы, связанную с различием формы и размеров испытуемых объектов. При этом значение определяется по величине тангенциальной составляющей магнитного поля на поверхности контролируемого участка объекта , измеряемой после отключения намагничивающего тока в обмотках электромагнита и до подачи размагничивающего тока.

Способ поясняется чертежами.

На фиг.1 схематически представлена составная магнитной цепь "преобразователь - объект" с зазором с использованием П-образного электромагнита.

На фиг.2 приведены зависимости измеренных с помощью приставного преобразователя характеристик EHc и EФmax для образцов из стали 7Х3.

На фиг.3 приведены зависимости измеренной с помощью приставного преобразователя характеристики EHc от коэрцитивной силы объектов различных размеров и формы.

На фиг.4 схематически представлена составная магнитной цепь "преобразователь - объект" с зазором с использованием цилиндрического электромагнита.

Способ осуществляется следующим образом.

Для измерений используют приставной преобразователь 1, представляющий собой П-образный электромагнит, состоящий из магнитопровода 2 и обмоток 3 (Фиг.1). В магнитопроводе 2 электромагнита выполнено отверстие-преобразователь 4, представляющее собой щель с плоскопараллельными стенками, перпендикулярными направлению магнитного потока, специальная форма которого обеспечивает пропорциональность между напряженностью магнитного поля в отверстии 4 и величиной магнитного потока в магнитопроводе 2 [Костин В.П., Царькова Т.П., Сажина Е.Ю. Измерение относительных значений магнитных свойств вещества контролируемых изделий в составных замкнутых цепях. - Дефектоскопия, 2001, №1, с.15-26]. Магнитное поле в отверстии 4 измеряют с помощью малогабаритного датчика 5 поля (датчик Холла). Поскольку магнитный поток из магнитопровода 2 практически полностью переходит в объект 6, то по величине магнитного потока в магнитопроводе 2 судят о величине магнитного потока в объекте 6.

В межполюсном пространстве электромагнита вблизи поверхности контролируемого объекта 6 размещен датчик 7 поля, сигнал которого пропорционален внутреннему магнитному полю в объекте 6.

Преобразователь 1 размещают на контролируемом участке объекта 6, причем между полюсами магнитопровода 2 электромагнита и поверхностью объекта 6 может образоваться зазор 8 (Фиг.1). Контролируемый участок объекта 6 намагничивают, увеличивая ток в обмотках 3 электромагнита.

При максимальном намагничивающем токе с помощью датчика 5 определяют относительную величину максимального магнитного потока EФmax в цепи "преобразователь - объект". Затем намагничивающий ток выключают, т.е. убирают внешнее магнитное поле и датчиком 7 поля измеряют параллельную направлению намагничивания тангенциальную составляющую магнитного поля на поверхности контролируемого участка 6 объекта . Затем полем обратной полярности контролируемый участок объекта 6 размагничивают до достижения нулевого магнитного потока в магнитопроводе 2, что соответствует нулевому сигналу датчика 5, и регистрируют величину размагничивающего тока IHc или величину тангенциальной составляющей магнитного поля EHc на поверхности контролируемого участка объекта 6, по которым определяют значение коэрцитивной силы.

Учет влияния зазора на результат измерения коэрцитивной силы выполняется с использованием линейной регрессионной модели вида [Четыркин Е.М., Калихман И.Л. Вероятность и статистика. - М.: Финансы и статистика, 1982. - 319 с.]:

где Hc - истинное значение коэрцитивной силы;

EHc - значение измеряемого сигнала, соответствующего коэрцитивной силе;

EФmax - значение измеряемого сигнала, соответствующего максимальному потоку в магнитной цепи.

Коэффициенты А0, А1 и А2 зависят от конфигурации магнитной цепи "преобразователь - объект" и их точные значения устанавливаются при градуировке конкретного коэрцитиметра.

На фиг.2 приведены зависимости измеренных с помощью П-образного преобразователя характеристик EHc и EФmax для закаленных и отпущенных при различных температурах образцов из стали 7Х3, имеющих форму прямоугольных параллелепипедов с размерами 9×9×65 мм. Линии А получены при нулевом зазоре, линии В - при d=0,5 мм. Среднеквадратичная погрешность определения коэрцитивной силы по одному параметру EHc составляет 1,65 А/см. Для тех же образцов способ определения коэрцитивной силы с учетом параметра EФmax по регрессионному уравнению

имеет погрешность 0,3 А/см, т.е. почти в 5 раз меньше, чем при однопараметровых измерениях.

Компенсация влияния формы и размеров объектов на результат локального измерения их коэрцитивной силы осуществляется аналогичным образом. На фиг.3 приведены зависимости измеренной с помощью приставного преобразователя характеристики EHc от коэрцитивной силы объектов различных размеров и формы (высота от 4 до 34 мм; ширина от 7,5 до 34 мм). Видно, что при одних и тех же измеренных значениях EHc разброс значений коэрцитивной силы составляет от 3 до 15 А/см. Обусловленная различием размеров и формы контролируемых объектов среднеквадратичная погрешность определения коэрцитивной силы по одному параметру EHc составляет 4,2 А/см. Для этой же выборки учет формы и размеров по величине с помощью регрессионного уравнения

уменьшает среднеквадратичную погрешность определения коэрцитивной силы до 1,5 А/см, т.е. почти в 3 раза.

Аналогичные результаты получены при регистрации коэрцитивной силы по величине размагничивающего тока в обмотке приставного электромагнита при нулевом магнитном потоке в цепи "преобразователь - объект", а также при использовании двухполюсного цилиндрического преобразователя (Фиг.4).

Таким образом, заявляемый способ локального измерения коэрцитивной силы ферромагнитных объектов, предусматривающий дополнительное измерение максимального магнитного потока в цепи "преобразователь - объект" с зазором и получающейся после выключения максимального намагничивающего тока тангенциальной составляющей магнитного поля на поверхности контролируемого участка объекта, позволяет существенно снизить погрешность определения коэрцитивной силы, связанную с вариациями неконтролируемого зазора в магнитной цепи и различием форм и размеров контролируемых объектов.

1. Способ локального измерения коэрцитивной силы ферромагнитных объектов, включающий намагничивание объекта, последующее его размагничивание, измерение напряженности магнитного поля и тангенциальной составляющей магнитного поля, отличающийся тем, что на контролируемый локальный участок объекта размещают электромагнит, с образованием составной магнитной цепи "преобразователь - объект" с зазором, в момент намагничивания измеряют максимальную величину магнитного потока, отключают внешнее магнитное поле и измеряют величину тангенциальной составляющей магнитного поля на поверхности контролируемого участка, затем участок размагничивают до достижения нулевого магнитного потока в цепи и измеряют величину размагничивающего тока и тангенциальной составляющей магнитного поля, по результатам измерений которых судят о величине коэрцитивной силы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что магнитный поток в цепи измеряют датчиком Холла, расположенным в отверстии, выполненном в магнитопроводе и представляющем собой щель с плоскопараллельными стенками, перпендикулярными направлению магнитного потока.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что тангенциальную составляющую магнитного поля измеряют в межполюсном пространстве электромагнита вблизи поверхности контролируемого объекта, где сигнал пропорционален внутреннему магнитному полю в объекте.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что составную магнитную цепь "преобразователь - объект" с зазором образуют с использованием П-образного или цилиндрического электромагнита.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что по результатам измерений размагничивающего тока судят о величине коэрцитивной силы, усредненной по промагничиваемому объему.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что по результатам измерений тангенциальной составляющей магнитного поля судят о величине коэрцитивной силы приповерхностного слоя объекта.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что о величине коэрцитивной силы с учетом влияния величины зазора судят по формуле:
Hc=A0+A1·EHc2·ЕФmax,
где Hc - истинное значение коэрцитивной силы;
EHc - значение сигнала, соответствующего коэрцитивной силе;
ЕФmax - значение сигнала, соответствующего максимальному потоку в магнитной цепи;
A0, A1 и А2 - коэффициенты.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что о величине коэрцитивной силы с учетом влияния размеров и формы объекта судят по формуле:

где Hc - истинное значение коэрцитивной силы;
EHc - значение сигнала, соответствующего коэрцитивной силе;
- значение сигнала, соответствующего тангенциальной составляющей магнитного поля на поверхности контролируемого участка объекта, измеряемое после отключения намагничивающего поля;
В0, B1 и В2 - коэффициенты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике испытаний труб для магистральных газопроводов. .
Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при определении температурной зависимости вязкости высокотемпературных металлических ферромагнетиков - сплавов на основе Fe, Co, Ni.

Изобретение относится к способу определения концентрации ванадия в атмосферном воздухе методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (вариантам). .

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности. .

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

Изобретение относится к области магнетизма ферромагнетиков и может быть использовано для регистрации структурного изменения ферроматериала в сверхсильном магнитном поле.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения деформации грунта, горных пород, зданий, сооружений и железобетонных конструкций. .

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано на трубопроводах нефти и газа на химических и нефтехимических предприятиях, тепловых и атомных энергоустановках

Группа изобретений относится к области лабораторной диагностики и может быть использована для определения наличия аналита и его количества в биологических жидкостях. Система биосенсора (1) содержит картридж (30) биосенсора, первый магнитный узел биосенсора (10), содержащий два магнитных субблока (20а, 20b), каждый из которых имеет сердечник (22а, 22b) с верхней поверхностью (24а, 24b), разделенной зазором (25). Сенсорная поверхность (31), образованная картриджем (30) биосенсора, расположена выше верхних поверхностей (24а, 24b) сердечников (22а, 22b). Два субблока (20а, 20b) выполнены для генерирования магнитного поля между первым субблоком (20а) и вторым субблоком (20b) с силовыми линиями магнитного поля, параллельными сенсорной поверхности (31), для приложения сил к магнитным частицам (2) в картридже (30) параллельно к сенсорной поверхности (31). При этом сердечники (22а, 22b) субблоков (20а, 20b) содержат верхние поверхности, сформированные наверху сердечников, которые имеют наклонные секции (26а, 26b). Группа изобретений относится также к способу активации магнитных частиц (2) посредством генерирования магнитного поля в указанной системе биосенсора (1). Группа изобретений позволяет повысить точность и надежность результатов анализа. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Предложенное изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ определения магнитной индукции текстурированной электротехнической стали и может применяться в случаях, когда отсутствуют устройства измерения магнитных свойств или их невозможно использовать в силу таких причин, как слишком малые вес и размер образца или слишком плохое качество его поверхности. При реализации способа измеряют углы Эйлера для каждого кристаллического зерна в образце при помощи металлографического метода ямок травления, рассчитывают угол θi (градусы) отклонения ориентации кристаллического зерна, объединяют площади Si (мм2) кристаллических зерен с поправочным коэффициентом X для элемента Si (X=0,1~10 Тл/градус), на основе магнитной индукции насыщения B0 (Тл) монокристаллического материала корректируют параметры θi, Si, X. Магнитную индукцию B8 текстурированной электротехнической стали определяют по формуле: 4 табл., 5 ил.

Изобретение относится к системам магнитно-импедансной томографии. Система содержит систему возбуждения, имеющую несколько катушек возбуждения для генерирования магнитного поля возбуждения с целью наведения вихревых токов в исследуемом объеме, измерительную систему, имеющую несколько измерительных катушек для измерения полей, сгенерированных наведенными вихревыми токами, при этом измерительные катушки расположены в объемной (3D) геометрической компоновке, и устройство реконструкции, предназначенное для приема измерительных данных из измерительной системы и реконструкции изображения объекта в исследуемом объеме по измеренным данным. Каждая из отдельных измерительных катушек охватывает область и ориентирована по существу поперечно силовым линиям магнитного поля возбуждения катушек возбуждения, отдельные измерительные катушки совместно охватывают область, соответствующую объемной (3D) геометрической компоновке, причем катушки возбуждения охватывают область, в которой расположены измерительные катушки. Область, охваченная каждой из отдельных измерительных катушек, ориентирована перпендикулярно области, охваченной катушками возбуждения. Использование изобретения позволяет повысить качество изображения для объемных объектов. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой магнитное устройство для изучения сил внутреннего взаимодействия в растворе и может использоваться в физической химии. Устройство включает мощный электромагнит с полюсными наконечниками в форме усеченных конусов с высокой чистотой механической обработки рабочих поверхностей, с регулируемой соосностью полюсных наконечников, причем конусные образующие поверхности обоих полюсов являются одна продолжением другой. Также устройство включает пробирку с водным или другим диамагнитным раствором парамагнетика, помещенную в центр межполюсного промежутка, в которой под действием высокоградиентного магнитного поля отделяется конденсат растворенного парамагнетика от диамагнитного растворителя, когда магнитные силы превосходят силы внутреннего взаимодействия в растворе. 1 з.п. ф-лы, 2 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, представляет собой устройство экспресс-контроля магнитных характеристик листовой электротехнической стали и предназначено для измерения динамической петли гистерезиса и основной кривой намагничивания стали на частотах от 1 до 10000 Гц. Устройство содержит генератор синусоидального напряжения, усилитель переменного напряжения, Н-образный сердечник, который прикладывается к испытуемому листу электротехнической стали, сенсор тока, первый и второй функциональные блоки, двухканальный цифровой осциллограф. На полюсах Н-образного сердечника закреплены одинаковые намагничивающие обмотки, при этом нижние и верхние (3, 4, 5, 6) соединены между собой согласованно, а пара верхних (3, 4) и пара нижних (5, 6) между собой - встречно. Внутри полюсов сердечника, в их торцевой части, расположены одинаковые измерительные обмотки, причем обмотки левой и правой частей сердечника (13, 12, 11, 10) между собой соединены последовательно встречно, а пары обмоток слева (11, 10) и справа (12, 13) соединены последовательно и согласовано. Техническим результатом является возможность определения магнитной индукции и напряженности магнитного поля участка листовой электротехнической стали, причем форма и размеры листа стали могут быть большими, чем торцевая поверхность накладного измерительного преобразователя (сердечника Н-образной формы). 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой магнитошумовой способ контроля состояния прочности силовых конструкций из ферромагнитных материалов и может найти применение при проведении технического освидетельствования силовых (несущих) конструкций. При реализации способа на диагностируемую конструкцию воздействуют переменным электромагнитным полем, в результате чего в измерительной катушке, находящейся на поверхности диагностируемой конструкции, индуцируется электродвижущая сила, суммарный отклик которой, называемый магнитным шумом, регистрируется измерительной аппаратурой. Полученный сигнал преобразуется к численному значению и сравнивается с базовыми сигналами. Базовые значения сигналов, определяемые на аналогичных образцах конструкций при воздействии всех возможных видов нагрузок до разрушения, формируют базу данных, в которой каждому значению на основе экспериментально установленной взаимосвязи «состояние прочности - значение сигнала» присваивается состояние прочности, которое может быть количественно выражено в требуемых для диагностируемой конструкции показателях. Техническим результатом является оценка текущего состояния прочности силовых конструкций из ферромагнитных материалов. 2 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