Способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле



Способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле
Способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле
Способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле
Способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле
Способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле
Способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле
Способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле

 


Владельцы патента RU 2488839:

Меньших Олег Фёдорович (RU)

Реферат

(57) Предложен способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле. В способе измеряют силу давления, возникающую между двумя ферромагнитными образцами, между которыми помещают пьезоэлектрический датчик, выходами включенный к измерителю пьезо-эдс. Ферромагнитные образцы вводят в магнитный зазор с насыщающим магнитным полем со скоростью ввода V, величину которой согласуют с постоянной релаксации магнитной вязкости τ ферромагнетика и длиной L магнитного зазора с насыщающим магнитным полем согласно выражению V=L/еτ, а размер l ферромагнитных образцов в направлении их движения в магнитном зазоре с насыщающим магнитным полем выбирают во много раз меньше длины L этого магнитного зазора. Техническим результатом является расширение арсенала средств измерения динамики намагничивания ферромагнетика. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

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.

Известно, что при помещении ферромагнетика в насыщающее магнитное поле его намагниченность в парапроцессе достигает наибольшей возможной величины, называемой намагниченностью насыщения, и не увеличивается практически при дальнейшем увеличении напряженности насыщающего магнитного поля [1]. Это объясняется тем, что все магнитные домены в насыщении ориентированы строго в одном направлении, и ферромагнетик просто не может получить дополнительный прирост намагниченности в выделенном направлении, поскольку уже нет дополнительных «незадействованных» носителей магнитного момента. Доменная структура ферромагнетика установлена опытами Г.Баркгаузена в 1919 [2]. Каждый из доменов представляет собой микроэквивалент прямого постоянного магнита, который имеет произвольную ориентацию в отсутствии внешнего магнитного поля и разворачивается по магнитному полю, преодолевая тепловые флуктуации, стремящиеся ориентировать магнитные моменты доменов хаотически в теле магнитомягкого ферромагнетика. Скорость установления магнитного домена вдоль вектора внешнего магнитного поля определяется так называемой постоянной магнитной вязкости ферромагнетика [3-5], величина которой варьирует в весьма широких пределах - от долей микросекунды до нескольких часов и может быть управляемой введением в ферромагнетик различного рода присадок.

Учитывая известный магнитокалорический эффект [6-7], при котором ферромагнетик нагревается при его помещении в насыщающее магнитное поле, сопровождающееся фазовым переходом первого рода, и объясняемого скачкообразным уменьшением удельной теплоемкости ферромагнетика, в сочетании с фундаментальным принципом сохранения энергии, добавляемой ферромагнетику со стороны намагничивающего магнитного поля, возникает вопрос о возможных аномалиях физического статуса ферромагнетика в динамике перемагничивания из состояния с максимальной величиной его магнитной восприимчивости, возникающего от действия внешнего магнитного поля определенной величины, в состояние глубокого насыщения, при котором магнитная восприимчивость резко уменьшается с постоянной времени, определяемой магнитной вязкостью ферромагнетика, когда этот переход от магнитного поля, отвечающего максимальной магнитной восприимчивости ферромагнетика, к сверхсильному насыщающему магнитному полю происходит за время, существенно (например, на порядок) меньшее постоянной релаксации магнитной вязкости ферромагнетика, то есть когда этот переход носит скачкообразный характер. Ниже будет рассмотрен физический механизм намагничивания ферромагнетика при таких условиях.

Целью изобретения является предложение способа исследования и реализующего способ прибора для обнаружения эффекта аномального динамического процесса намагничивания ферромагнетика при скачкообразном увеличении внешнего насыщающего магнитного поля. Как известно, в статике (то есть при сравнительно медленном увеличении внешнего магнитного поля) сохраняется неизменным произведение напряженности внешнего насыщающего магнитного поля Н на величину магнитной восприимчивости χ(Н), и намагниченность насыщения ферромагнетика определяется как JHACOχ(Н)·Н=const(H) при Н≥ННАС, где ННАС - напряженность внешнего насыщающего магнитного поля, µO=1,256· 10-6 Гн/м - магнитная постоянная.

Соответствующие аналоги заявляемого технического решения автором в известной технической литературе не обнаружены (отсутствует прототип).

Указанная цель достигается в заявляемом способе исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле, основанный на взаимодействии ферромагнетика с насыщающим магнитным полем, отличающимся тем, что измеряют с помощью пленочного пьезоэлектрического датчика силу давления, возникающую между двумя ферромагнитными образцами, между которыми помещают пленочный пьезоэлектрический датчик, выходами включенный к измерителю пьезо-эдс, указанные ферромагнитные образцы с пленочным пьезоэлектрическим датчиком между ними вводят в магнитный зазор с насыщающим магнитным полем со скоростью ввода V, величину которой согласуют с постоянной релаксации магнитной вязкости τ ферромагнетика и длиной L магнитного зазора с насыщающим магнитным полем согласно выражению V=L/еτ, где е=2,718 - основание натурального логарифма, а размер l ферромагнитных образцов в направлении их движения в магнитном зазоре с насыщающим магнитным полем выбирают во много раз меньше длины L этого магнитного зазора, например L/l≥10.

Способ по п.1 отличается тем, что до ввода пары ферромагнитных образцов с пленочным пьезоэлектрическим датчиком между ними в магнитный зазор с насыщающим магнитным полем HH эту пару пропускают в дополнительном магнитном зазоре длиной L со скоростью V, напряженность поля Н*, в котором задают такой величины, при которой магнитная восприимчивость ферромагнитных образцов достигает максимума χмах, а отношение напряженностей HH/Н* задают много больше единицы (например, HH/Н*≥10), ферромагнитные образцы выполняют из магнитомягкого ферроматериала с относительно малой индукцией насыщения, например из никеля, который одновременно служит электродами пленочного пьезоэлектрического датчика.

Способ по п.1 отличается тем, что измеряемую величину возникающей пьезо-эдс калибруют в значениях силы давления, возникающей между намагничивающимися ферромагнитными образцами, пропорциональной величине намагниченности последних.

Достижение указанной цели в заявляемом способе и его дополнениях объясняется эффектом перегруппировки внутреннего магнитного поля доменов ферромагнетика и их внешнего магнитного поля, при которой увеличение внешнего насыщающего магнитного поля уменьшает собственное поле доменов на полюсах ферромагнитных образцов с одновременным увеличением их внутреннего магнитного поля, и эта перегруппировка происходит с задержкой по времени, определяемой магнитной вязкостью ферромагнетика, что и приводит к эффекту динамической (импульсной) аномальной намагниченности ферромагнитных образцов, экспоненциально уменьшаемой до значения стационарной намагниченности насыщения. Эффект динамической аномальной намагниченности смещает центр намагниченности ферромагнетика, находящегося в магнитном зазоре с насыщающим магнитным полем, при протяжке ферромагнетика в этом магнитном зазоре со скоростью, согласованной с постоянной магнитной вязкости ферроматериала и длиной магнитного зазора с насыщающим магнитным полем. Это важное обстоятельство может быть использовано при построении магнитных двигателей, топливом для которых является тепло окружающей среды, поскольку в указанном режиме протяжки ферромагнетика в локализованном насыщающем магнитном поле картина перераспределения намагниченности движущегося ферромагнетика в пределах локализации насыщающего магнитного поля сохраняется - намагниченность ферромагнетика, входящего в насыщающее магнитное поле, больше намагниченности его к концу магнитного зазора, что способствует возникновению втягивающей ферромагнетик силы. Этот эффект усиливается, если ферромагнетик предварительно намагничивают в магнитном поле, доводящем магнитную восприимчивость ферромагнетика до максимальной.

Заявляемый способ реализуется устройством, схема которого приведена на рис.1.

На рис.1 представлены следующие элементы и узлы:

1 - первый ферромагнитный образец,

2 - второй ферромагнитный образец,

3 - пленочный пьезоэлектрический датчик,

4 - электромагнит,

5 - обмотка подмагничивания электромагнита,

6 - регулируемый источник постоянного тока,

7 - диэлектрический диск,

8 - ось вращения диэлектрического диска,

9 - трехфазный синхронный электродвигатель,

10 - регулируемый по частоте трехфазный генератор,

11 - кольцевые токосъемники, связанные с электродами пленочного пьезоэлектрического датчика,

12 - скользящие контакты,

13 - усилитель сигнала с пленочного пьезоэлектрического датчика,

14 - блок обработки информации и индикации.

На рис.2 показан магнитный зазор - основной с насыщающим магнитным полем HHAC и дополнительный с магнитным полем Н*, при котором достигается максимум магнитной восприимчивости χМАХ у ферромагнетика, и два ферромагнитных образца с пленочным пьезоэлектрическим датчиком между ними. На рис.1 и 2 выводы этого датчика не показаны.

На рис.3 представлен график зависимости магнитной восприимчивости ферромагнетика от времени при заданной скорости протяжки ферромагнитных образцов 1 и 2 в обоих магнитных зазорах с определенной скоростью, зависящей от постоянной магнитной вязкости ферромагнетика и длины магнитных зазоров. В начальный момент времени, когда ферромагнитные образцы начинают входить в магнитное поле Н*, у ферромагнетика имеется начальная магнитная восприимчивость χНАЧ, по мере продвижения в дополнительном магнитном зазоре с магнитным полем Н* магнитная восприимчивость доходит до максимального значения χМАХ, а когда ферромагнетик попадает в насыщающее магнитное поле HH, то магнитная восприимчивость экспоненциально уменьшается до величины χMIN за время 2Δt=2L/V=2L/ωR, где - ω угловая скорость вращения диэлектрического диска 7, R - радиус этого диска, на краю которого закреплены два ферромагнитных образца 1 и 2 и пленочный пьезоэлектрический датчик 3 между ними.

На рис.4 приведен график зависимости намагниченности двух ферромагнитных образцов 1 и 2 от времени при их движении со скоростью V в дополнительном и основном магнитных зазорах электромагнита 4. В первой части этого зазора намагниченность ферромагнетика достигает уровня J*(Δt)=µOχМАХН*, при переходе в начало основного магнитного зазора с насыщающим магнитным полем HH намагниченность аномально возрастает почти до величины JMAXOχMAXHH, поскольку HH>>Н*, после чего намагниченность спадает экспоненциально до уровня намагниченности насыщения JHACOχMINHH, величина которой больше намагниченности J*(Δt). Аномальное поведение намагниченности ферромагнетика при переходе квазискачком его из магнитного поля с напряженностью Н* к магнитному полю с напряженностью HH>>Н* обусловлено свойством магнитной вязкости ферромагнетика, благодаря которому его магнитная восприимчивость не может уменьшиться скачком.

Пунктирной кривой на рис.4 показан ход намагничивания ферромагнетика при помещении его из ненамагниченного состояния в насыщающее магнитное поле при плавном увеличении напряженности магнитного поля, и тогда ожидаемый аномальный эффект динамического намагничивания не возникает (известная зависимость магнитной индукции в ферромагнетике от напряженности магнитного поля).

На рис.5 дана попытка наглядного объяснения рассматриваемого аномального динамического намагничивания ферромагнетика, имеющего доменную структуру, домены в которой образуют магнитосвязанные цепи, ориентируемые по внешнему магнитному полю. На рис.5а представлена цепь из трех магнитосвязанных доменов 15, 16 и 17 (в каждой цепи может быть огромное количество доменов) при магнитном поле Н<Н*, на рис.5б - те же домены, но при напряженности магнитного поля Н*, а на рис.5в - при насыщающем магнитном поле HH>>Н*. Более подробно о различии этих рисунков будет указано ниже.

Рассмотрим действие заявляемого способа с использованием реализующего его устройства (рис.1) с линейной разверткой его магнитной части на рис.2.

Пусть с помощью трехфазного синхронного двигателя 9 с осью вращения 8 приводится во вращательное движение с круговой частотой ω диэлектрический диск 7, на краю которого, то есть на радиусе R, укреплены первый 1 и второй 2 ферромагнитные образцы с пленочным пьезоэлектрическим датчиком 3 между ними. Ферроматериал этих образцов имеет постоянную магнитной вязкости τ. Оба ферромагнитных образца с пленочным пьезоэлектрическим датчиком проходят внутри магнитного зазора электромагнита 4 с обмоткой подмагничивания 5, подключенной к регулируемому источнику постоянного тока 6. Регулировка тока подмагничивания необходима для того, чтобы задавать напряженность магнитного поля Н* в первой части магнитного зазора при использовании различных ферромагнетиков. Скорость протяжки ферромагнитных образцов V=ωR в магнитном зазоре с общей длиной 2 L согласована с постоянной магнитной вязкости τ по оптимизированной формуле V=L/еτ, где е=2,718 - основание натурального логарифма. При известных значениях L, R и τ частоту F вращения трехфазного синхронного электродвигателя 9 следует задавать равной F=L/2πeRτ, на эту частоту настраивают регулируемый по частоте трехфазный генератор 10. При этом время пребывания ферромагнитных образцов в каждом из половин магнитного зазора равно Δt=L/ωR.

Электрический сигнал с пленочного пьезоэлектрического датчика 3 поступает через кольцевые токосъемники 11 и скользящие контакты 12 к усилителю 13, а с его выхода усиленный сигнал подается на первый вход блока обработки информации и индикации 14, на второй вход которого поступает сигнал с дополнительного выхода регулируемого по частоте трехфазного генератора 10, частота F которого позволяет рассчитать скорость V протяжки ферромагнитных образцов в магнитном зазоре электромагнита 4. В блоке обработки и индикации 14 осуществляется переработка данных, поступающих на его входы, с получением искомых значений намагниченности J(t) в функции времени или координат нахождения ферромагнитных образцов в магнитном зазоре. Эта зависимость отображается на экране дисплея в виде графиков и запоминается в блоке, в качестве которого может выступать персональный компьютер.

Сигнал с выхода пленочного пьезоэлектрического датчика 3 пропорционален оказываемому на него давлению, образующемуся при намагничивании первого 1 и второго 2 ферромагнитных образцов, которые во внешнем магнитном поле становятся магнитами, притягиваемыми друг к другу с силой, пропорциональной намагниченности этих образцов при практически неизменном расстоянии между магнитными полюсами этих образцов, равном толщине пленочного пьезоэлектрического датчика 3. Известно, что сила притяжения полюсов двух магнитов при малом расстоянии между полюсами пропорциональна величине B2S/2µOχ2H2S/2=J(t)2S/2µO, где S - площади полюсов магнитов (одинаковые) [4], а знак приблизительного равенства установлен при соблюдении неравенства µ>>1, справедливого для ферромагнетиков, и при этом µ=χ+1. При соответствующей калибровке сигнала пленочного пьезоэлектрического датчика 3 в блоке обработки информации и индикации 14 можно определять искомую намагниченность и, в частности, исследовать динамическую аномальную намагниченность ферромагнетика, а также уточнять значение его магнитной вязкости по виду временной функции J(t), отображаемой на дисплее.

Погрешность оценки J(t), связанная с влиянием постоянной релаксации пленочного пьезоэлектрического датчика 3 и масс ферромагнитных образцов 1 и 2, легко учитывается в программе обработки информации в блоке 14 (персональном компьютере).

По мере продвижения ферромагнитных образцов в первой части магнитного зазора с действующей в нем напряженностью магнитного поля Н* происходит возрастание магнитной восприимчивости ферромагнетика до максимальной величины χМАХ согласно кривой Столетова за время Δt=L/ωR=еτ.

Затем ферромагнетик попадает скачкообразно в насыщающее магнитное поле HH>>Н*. Поскольку магнитная восприимчивость ферромагнетика не изменяется скачком, а из-за магнитной вязкости снижается экспоненциально, как это указано на рис.3, то намагниченность ферромагнетика должна квазискачком доходить почти до максимального значения JMAXOχMAXHH, а затем экспоненциально убывать до стационарного значения намагниченности насыщения JHACOχMINHH за время Δt, как это видно на рис.4. Следует иметь в виду, что одновременно с быстрым возрастанием намагниченности ферромагнетика при его вхождении во вторую часть магнитного зазора с насыщающим магнитным полем происходит относительно медленное снижение величины магнитной восприимчивости. Поэтому указанное выше максимальное значение намагниченности, строго говоря, не достигается из-за встречного снижения магнитной восприимчивости за время квазискачка напряженности магнитного поля, хотя и достаточно близко к нему.

Эффект аномального динамического намагничивания должен иметь определенное физическое толкование, связанное, например, с деструктуризацией собственных магнитных полей магнитных доменов ферромагнетика в зависимости от изменения напряженности внешнего магнитного поля, в частности с учетом запаздывающей во времени перегруппировки их магнитных полей, одна группа которых для каждого из доменов замыкается внутри ферромагнетика (в каждом из его доменов), а другая - образует структуру внешнего силового поля, образующегося на магнитных полюсах ферромагнитных образцов. Действительно, о намагниченности ферромагнетика мы судим по его внешним магнитным свойствам (например, по силе притяжения намагниченного ферромагнетика), не учитывая магнитных полей, замыкающихся внутри тела ферромагнетика для каждого из его доменов. Правильнее говорить об относительной (безразмерной) плотности магнитного потока - внешнего σ1 и внутреннего σ2 для каждой доменной цепи, ориентированной по внешнему магнитному полю. Общая плотность магнитного потока, исходящая из домена какого-либо сорта ферромагнетика, равна сумме плотностей σ012, и величина σ0 сопоставляется со значением максимальной магнитной восприимчивости χMAX данного ферромагнетика при соответствующем внешнем магнитном поле Н* (разном для разных ферромагнетиков), так что можно записать χMAX=βσ0, где β - некоторый безразмерный коэффициент. Текущие значения магнитной восприимчивости χ(Н) в зависимости от напряженности магнитного поля Н выражаются соотношением ε=σ10. Чем больше отношение ε, тем больше магнитная восприимчивость χ данного сорта ферромагнетика. Так, при действии на ферромагнетик внешнего магнитного поля с напряженностью Н* имеем, например, σ10 (в общем случае имеем σ1→Max), и значение ε=1. Для начальной магнитной восприимчивости (Н=0) и при насыщающих магнитных полях (Н=HH) значение ε<1. На рис.5 условно показана доменная цепь ферромагнетика при разных величинах напряженности внешнего магнитного поля - Н<Н* (рис.5а), Н* (рис.5б) и НН (рис.5в). Видно, что при увеличении или уменьшении напряженности магнитного поля относительно величины Н* величина внутренней относительной плотности магнитного потока σ2 растет, а внешней σ1 падает, что и приводит к уменьшению χ относительно χМАХ, что согласуется с известной кривой Столетова.

Перегруппировка отношения е в ту или иную сторону при вариации напряженности внешнего магнитного поля Н происходит с временной задержкой экспоненциально с постоянной τ магнитной вязкости данного сорта ферромагнетика. Именно поэтому и должен возникать аномальный эффект динамического намагничивания, когда внешняя составляющая внешнего магнитного поля цепи доменов (при χ=χMAX) от действия сверхсильного внешнего насыщающего магнитного поля не успевает мгновенно снизиться до величины, соответствующей ее стационарному значению χMIN (соответствующему намагниченности насыщения).

Внешнее насыщающее магнитное поле может выбираться произвольно, но его величина определяет свойства ферромагнетика - его магнитную восприимчивость, поскольку в статике (при относительно медленном изменении внешнего насыщающего магнитного поля) произведение JHACOχMINHH=const (Н), то есть χMIN=const(Н)/µOHH при t→∞. Однако при t=0 в момент квазискачка внешнего магнитного поля χ | ( t = 0 ) = χ M A X χ M I N | ( t Δ t ) . При этом возникает важная физическая задача о том, что происходит с доменами ферромагнетика, кроме одного утверждения об их выстраивании вдоль внешнего магнитного поля, в частности, со структурой распределения их собственных магнитных полей. Так возникла гипотеза о перегруппировке магнитных полей доменов под действием внешнего магнитного поля на внутренние поля, замывающиеся внутри тела ферромагнетика в каждом из доменов, и собственно внешнее магнитное поле для группы доменов, составляющей тело ферромагнетика. При этом процесс указанной перегруппировки затягивается во времени на величину порядка Δt=еτ, то есть согласован с параметром τ магнитной вязкости ферромагнетика. Заявляемый способ и реализующее его устройство позволяют найти ответ о достоверности выдвинутой гипотезы. При положительном результате можно будет утверждать, что внешнее насыщающее магнитное поле как бы частично нейтрализует собственное внешнее магнитное поле группы связанных и коллинеарно размещенных в ферромагнетике магнитных доменов.

Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.2, «Электричество», изд. Наука, М., 1970, с.183-184.

2. Рудяк В.М. Эффект Баркгаузена, "УФН", 1970, т.101, с.429.

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

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

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

6. Никитин С.А. и др. Магнитные фазовые превращения и магнитокалорический эффект в монокристаллах сплавов Tb-Y, "ЖЭТФ", 1977, т.73, с.228.

7. Белов К.П. Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках, 2 изд., М., 1957.

1. Способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле, основанный на взаимодействии ферромагнетика с насыщающим магнитным полем, отличающийся тем, что измеряют с помощью пленочного пьезоэлектрического датчика силу давления, возникающую между двумя ферромагнитными образцами, между которыми помещают пленочный пьезоэлектрический датчик, выходами включенный к измерителю пьезо-эдс, указанные ферромагнитные образцы с пленочным пьезоэлектрическим датчиком между ними вводят в магнитный зазор с насыщающим магнитным полем со скоростью ввода V, величину которой согласуют с постоянной релаксации магнитной вязкости τ ферромагнетика и длиной L магнитного зазора с насыщающим магнитным полем согласно выражению V=L/еτ, где е=2,718 - основание натурального логарифма, а размер l ферромагнитных образцов в направлении их движения в магнитном зазоре с насыщающим магнитным полем выбирают во много раз меньше длины L этого магнитного зазора, например L/l≥10.

2. Способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле по п.1, отличающийся тем, что до ввода пары ферромагнитных образцов с пленочным пьезоэлектрическим датчиком между ними в магнитный зазор с насыщающим магнитным полем НH эту пару пропускают в дополнительном магнитном зазоре длиной L со скоростью V, напряженность поля Н* в котором задают такой величины, при которой магнитная восприимчивость ферромагнитных образцов достигает максимума χMAX, а отношение напряженностей НH/Н* задают много больше единицы (например, НH/Н*≥10), ферромагнитные образцы выполняют из магнитомягкого ферроматериала с относительно малой индукцией насыщения, например из никеля, который одновременно служит электродами пленочного пьезоэлектрического датчика.

3. Способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле по п.1, отличающийся тем, что измеряемую величину возникающей пьезо-эдс калибруют в значениях силы давления, возникающего между намагничивающимися ферромагнитными образцами, пропорциональной квадрату величины намагниченности последних.



 

Похожие патенты:

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

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 для изучения магнитных свойств ферромагнетиков - их магнитной вязкости и зависимости магнитной восприимчивости от напряженности внешнего магнитного поля.

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. .

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.

Изобретение относится к области магнитных и магнитооптических измерений. Способ заключается в том, что исследуемый образец освещают линейно поляризованным световым пучком и измеряют изменение поляризации при отражении, используя разделение отраженного луча на p- и s-компоненты с разложением по амплитуде и фазе, получая на выходе четыре световых пучка. При этом к исследуемому образцу во время проведения измерений прикладывают переменное магнитное поле, при измерении меридионального эффекта Керра поляризатор фиксируют в положении P=0, а анализаторы в амплитудном и фазовом каналах A1,2=45°. Перемагничивание образца осуществляют с помощью вращающегося постоянного магнита и величину поворота плоскости поляризации α, пропорциональную проекции намагниченности на плоскость падения света, определяют по формуле. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения и информативности. 3 ил.

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и может быть использовано при исследовании магнитных свойств веществ и материалов в следующих областях: физика магнитных явлений, геофизика. Система катушек для вибрационного магнитометра содержит многовитковые измерительные катушки, а также содержит по меньшей мере одну зафиксированную неподвижно относительно источника намагничивающего поля дополнительную катушку, плоскость витков которой перпендикулярна силовым линиям намагничивающего поля, причем дополнительная катушка включена последовательно с измерительными катушками, параллельно дополнительной катушке подключен потенциометр, а напряжение с системы катушек снимается между подвижным отводным контактом потенциометра и свободным концом измерительной катушки. Технический результат - повышение чувствительности вибрационного магнитометра. 3 ил.

Изобретение относится к области экспериментальной физики и предназначено для определения компонент вектора спина, преобладающего в пучке частиц. Предложенное устройство детектирования спина состоит из вращателя (1) спина с переключаемой катушкой (5), отклоняющего устройства (7), детектора (9) спина и коммутационного блока (15), обеспечивающего возможность переключения состояний возбуждения катушки (5). Исследуемый пучок частиц проходит через вращатель спина (1) с переключаемой катушкой(5). Далее пучок отклоняется на угол отклонения отклоняющим устройством (7), после чего попадает на детектор (9), измеряющий две компоненты вектора спина, перпендикулярные к направлению движения пучка. Меняя силу и/или знак тока в катушке (5) и осуществляя тем самым поворот спина частиц на разные углы, измеряют все три компоненты вектора спина. Техническим результатом изобретения является возможность определения трех компонент вектора спина. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения вебер-амперной характеристики электротехнического изделия. Техническим результатом заявляемого способа является повышение точности измерения за счет учета температурной погрешности. Технический результат достигается способом измерения вебер-амперной характеристики электротехнического изделия, заключающимся в том, что обмотку электротехнического изделия подключают к источнику синусоидального напряжения, измеряют значения напряжения на обмотке и тока в ней, и вычисляют координаты вебер-амперной характеристики, также измеряют нечетные гармоники тока и вычисляют вебер-амперную характеристику по формуле в виде степенного полинома нечетной степени: где - амплитуда (2m+1)-й гармоники тока, ω - угловая частота, ψ - значение магнитного потокосцепления через электротехническое изделие, k(2m+1) - коэффициенты аппроксимирующего ВАХ выражения. Устройство для реализации способа измерения вебер-амперной характеристики электротехнического изделия содержит усилитель мощности, вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя. Выход усилителя мощности подключен к соединенным последовательно обмотке электротехнического изделия и шунту тока. С выхода усилителя мощности напряжение поступает на вход первого измерительного усилителя, а с выхода шунта тока на вход второго измерительного усилителя. Выход первого измерительного усилителя соединен с первым входом коммутатора. Выход коммутатора подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу персонального компьютера. Выход персонального компьютера соединен с входом цифроаналогового преобразователя. Кроме того, имеется многоканальный избирательный фильтр гармоник тока, подключенный входом к выходу второго измерительного усилителя, а выходом ко второму входу коммутатора. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой устройство для измерения магнитных характеристик образцов из листовой электротехнической стали произвольной формы. Устройство содержит дифференциальный преобразователь магнитной индукции, представляющий собой Ж-образный сердечник, два сенсора напряженности магнитного поля, блок питания, блок микроконтроллера, усилитель переменного напряжения. На центральные полюса сердечника нанесены две одинаковые намагничивающие катушки, соединенные последовательно и встречно и подключенные к выходу усилителя. В каждом из центральных полюсов сердечника выполнены по два пропила, внутрь которых нанесены первая и вторая одинаковые измерительные катушки. Сенсоры размещены на одной оси, совпадающей с центром по толщине сердечника, на одинаковом расстоянии до ближайшего к испытуемому образцу края сердечника. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства-прототипа путем обеспечения возможности измерения петли гистерезиса и основной кривой намагничивания образцов из листовой электротехнической стали произвольной формы. 2 ил.
Наверх