Устройство для измерения магнитнойанизотропии ферромагнитных материалов

Союз Советскиз Социалистических Респубпик(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий,44(088.8) Дата опубликования описания 300 б 81(72) Авторы изобретения Ю.Я.Мехонцев и Г,С.Корзунин Научно-исследовательский институт тяжелогомашиностроения производственного объединения11 1Уралмаши Институт физики металлов УНЦ АН СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к измерениямфизических свойств материалов электромагнитными методами и может бытьиспользовано в машиностроительной иэлектротехнической проьыаленности,Известно устройство для измерениямагнитной анизотропии, содержащее намагничивающую систему в виде, например, подковообразного электромагнита,питаемого током проьыаленной.или звуковой частоты, и измерительные обмотки с сердечником или без него, расоположенные под углом 90 к оси намагничивающего электромагнита или размещенные непосредственно на его полюсах, а также датчики, использующиевращающееся поле. Датчики данного устройства устанавливаются на поверхность контролируемого изделия (1.Недостатком известного устройстваявляется малая точность датчика, большая чувствительность к изменению зазора, и в связи с этим необходимостьподготовки поверхности для проведения измерений. Кроме того, оно позволяет в основном только качественносудить о наличии анизотропии,Известно также устройство для измерения магнитной аниэотропии ферромагнитных материалов, содержащее 30 электромагнитный датчик с возбуждающим электромагнитом, обмотки возруждения которого подключены к источнику питания, и измерительную схему.Устройство измеряет разность магнитных проводимостей поверхностной эоныометалла под углом 90" и его показания зависят от степени совершенстваребровой текстуры ,2 .Недостатком известного устройстваявляется невозможность измерять анизотропию свойств, обусловленную кубическим типом кристаллографическойтекстуры.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей,Поставленная цель достигается тем,что в известном устройстве для изме-рения (контроля) магнитной анизотропии (для измерения анизотропии магнитной восприимчивости) ферромагнитных материалов, содержащем электромагнитный датчик с возбуждаюшимэлектромагнитом, обмотки возбуждениякоторого подключены к источнику питания, и измерительную схему, датчиквыполнен в виде четырехполюсного электромагнита, между полюсами которогоразмещены перпендикулярно друг другудве пары индикаторных катушек с сер дечниками, а обмотки возбуждения подключены к источнику питания через коммутатор, обеспечивающий попарное или последовательное чередование полюсов электромагнита.На фиг, 1 и 2 изображен датчик 5 устройства.Датчик состоит иэ четырехполюсного магнита с полюсами 1 - 4, четырех одинаковых индикаторных катушек- 8. ЪПолюса 1, 2, 3, 4 воз буждающе го эл ект ро -р магнита расположены по вершинам квад рата. Между полюсами электромагнита установлены две перекрещивающиеся индикаторные катушки с сердечниками или крестообразный сердечник 9 с четырьмя одинаковыми, попарно соединен 5 ными индикаторными катушками . Обмотки 10 возбуждения электромагнита соединены с источником питания через коммутатор, который обеспечивает последовательное чередование полюсов20 1 - 8, 2 - И, 3 - Я, 4 - И при измерении анизотропии, обусловленной кубической текстурой и попарное чередование полюсов 1,2 - Я, 3,4 - Я при измерении анизотропии от текстуры 25 ребрового типа.Устройство работает следующим образом,Датчик устанавливается на поверхность маталла. Обмотки возбуждения ЗО электромагнита подключаются к источнику переменного тока промышленной или звуковой частоты, При этом коммутатором устанавливается последовательное или попарное чередование по люсов, соответствующее типу текстуры исследуемого металла. Индикаторные катушки подключаются к измерительному прибору (например к электронному вольтметру). При кубической текстуре подключаются все индикаторные катуш О ки, соединенные последовательно, при ребровой только те, что расположены межцу разноименными полюсами. При повороте датчика вокруг своей оси снимаются показания измерительного прибора. По величине максимальных и минимальных отклонений прибора и функций угла поворота датчика судят о величине анизотропии, обусловленной кубической или ребровой текстурой при соответствующем включении катушек датчика.1 азличные типы кристаллографических текстур обуславливают различный характер анизотропии магнитных свойств. 55Известно, что если построить угловую зависимость какой-либо характеристики металла, например проницаемости, то в случае ребровой текстуры эта зависимость при определенной напряженности магнитного полн представ О ляет собой эллипс, т,е. минимальные и максимальныезначения проницаемости чередуются через 90 , Э случае кубической текстуры, круговая диаграмма щюницаемостипредставлнет собой кривую с чередованием минимумов,и макосимумов через 45 . В какой-то момент времени полюса 1,2 - Б, 3,4 - Б.Большая ось эллипса магнитной проницаемости в направлении полюсов 2,4; малая - 1,3. К измерительному приборуподключены индикаторные катушки 5 и 7, соединенные последовательно, катушки б и 8 отключены. В этом случае ЬДС индикаторных катушек определяетсяповерхностной зоной металла между следами намагничивающих полюсов 1,4 и 2,3, т. е. в месте расположения индикаторных катушек 5 и 7. Наибольшее магнитное сопротивление будет вдоль большой,оси эллипса, т.е. на участках между намагничивающим полюсом 1 и полюсом индикаторной катушки 5 и соответственно 3 и 7. Между следами полюсов 5 и 4, 2 и 7 магнитные сопротивления минимальны (малая ось проницаемости эллипса), На индикаторных катушках появляется ЭДС за счет того, что нейтральная ось магнитного поля поворачивается в сторону намагничивающих полюсов 2 и 4. При поворотедатчика на 45 О ЭДС индикаторных катушек за счет анизотропии равна нулю поскольку магнитное сопротивление по отношению к главным осям эллипса одинаково. При повороте датчика на 90 ЭДС снова максимальна, а напряжение меняет знак меняется фаза напряжения), При некотором начальном напряжении на индикаторных катушках датчика напряжение меняется при повороте датчика с чередованием минимумов иомаксимумов через 90Круговая функция магнитной проницаемости при кубической текстуре имеет четыре минимума и четыре максимума, Чередование намагничивающих полюсов последовательное, Все индикаторные катушки соединены последовательно, чтобы их напряжение, возникающее от аниэотропных свойств металла,складывалось,При повороте датчика на 22,5о ЭДС за счет анизотропных свойств металла равна нулю. При повороте датчика на 45 О ЭДС снова максимально но с обратным знаком,Таким образом, при описанной последовательности включения намагничивающих полюсов индикаторных катушек предлагаемый датчик обеспечивает раздельное определение анизотропии,обусловленной различными типами текстур.Формула изобретенияУстройство для измерения магнитной аниэотропии ферромагнитных материалов, содержащее электромагнитный датчик с возбуждающим электромагнитом, обмотки возбуждения которого подключены к источнику питайия, и измерительную схему, о т л и ч а ю щ е е.Пож ПодписноекомиТета СССРи открытийушская наб., 4/5 де илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей, датчиквыполнен в виде четырехполюсногоэлектромагнита, между полюсами которого размещены перпендикулярно другдругу две пары индикаторных катушекс сердечниками, а обмотки возбуждения подключены к источнику питаниячерез коммутатор, обеспечивающий поЗаказ 5090/53 Тираж 732 ВНИИПИ Гбсударственно по делам изобретен 113035, Москва, й, парное или последовательное чередо"ванне полюсов электромагнита.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 356602, кл. С 01 В 33/00, 1972.2. Авторское свидетельство СССР9 111331, кл. 0 01 Ь 1/12,1957 (прототип),