Способ определения намагниченности насыщения магнитной жидкости

(5 и 4 0 СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ Т СССР ТНРЫТИ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ автоин,в СССР1976.ССР1980. ГНИЧЕНКОСТИ(71) Всесоюзный научно-исслетельский и проектный институричных цветных металлов(56) Авторское свидетельствоР 563654, кл. О 01 В 33/16,Авторское свидетельство С9 918910, кл. О 01 В 33/16,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАМА НОСТИ НАСЫЩЕНИЯ МАГНИТНОИ ЖИД (57) Изобретение относится к тельной технике и может быть зовано при контроле намагнич магнитной жидкости в процесс тогидростатической сепарации етение позволяет повысить т определения намагниченности насыщения магнитной жидкости эа счет умень" шення погрешности определения уровня измерения напряженности магнитного поля. Устройство для реализации способа состоит из немагнитной прозрачной вертикальной трубки 1 с мерной,миллиметровой шкалой 2 и магнитной системы с клиновидными полюсами 3. Магнитную жидкость 4 в вертикальной трубке 1 помещают в центре межполюсного зазора включенного электромагнита. с. градиентом магнит-. ного поля, направленным книзу, и проО изводят операции, предусмотренные способом, изложенным в формуле изоб- сЖ ретения, Предложенный способ точнее известного приблизительно на поря-, док. Это обеспечивается тем, что измерение напряженности поля проиэво-., Св дится строго в фиксированных точках межполюсного зазора, 1 ил.5 О 15 где Изобретение относится к измерительной технике и может быть использфвано при контроле намагниченностимагнитной жидкости в процессе магнитфгидростатической сепарации,Целью изобретения является повышение точности определения намагниченн сти насьпцения магнитной жидкостиз, счет уменьшения погрешности опред ления уровня измерения напряженности магнитного поля.В процессе магнитогидростатическ й сепарации необходимо быстрое, ит чное определение намагниченностин снщения больших объемов магнитнойкости, применяемой при разделениин магнитных материалов по плотности,т к как она является одним из основн параметров, по которому производ тся управление технологическим проц ссом магнитогидростатической сепгР 1 ФБИеЫегнитная жидкость, помещенная вжполюсном зазоре электромагнита,у ерживается в нем за счет магнитног поля. Условие удержания некоторог объема магнитной жидкости заключае ся в том, что магнитная сила должн быть не менее веса удерживаемогоо ъема магнитной жидкости, т,е.(4 - магнитная проницаемостьвакуума (4 П 10 Гн/м);7 в : объем магнитной жидкости,удерживаемый магнитным полем м З1И - текущее, значение намагниченности, кА/м;Й - высота слоя магнитной жидкости, м;А Н - разность напряженности магнитного поля в верхней инижней точках слоя, кА/м;э - плотность магнитной жидкосжти, кг/м2,- ускорение свободного падения, м/с2При достижении жидкостью насьпценя ее намагниченность становитсяв(личиной постоянной и поэтому магнптная сила тоже становится постоянной, вследствие чего в магнитномп(ле удерживается определенный максмальный объем магнитной жидкости,п 1 и превышении которого избыток магнитной жидкости выливается иэ межпо 25 30 35 40 45 50 55 люсного зазора. Таким образом, длямагнитных жидкостей высота слоя вмежполюсном зазоре зависит от намагниченности насыщения,На чертеже представлено устройство для осуществления предложенногоспособа.Устройство состоит из немагнитнойпрозрачной вертикальной трубки 1 смерной миллиметровой шкалой 2 и магнитной системы с клиновидными полюсами 3.Установлено, что найагниченностьмагнитных жидкостей на основе углеводородов и воды достигает насьпценияпри напряженности магнитного поля,рассчитанный по эмпирической формулеоН = 1080 ( вв ) 3 Р" Ргде Р , У и г " плотности магнитной жидкости, жидкости-носителя идиспергированного в жидкости"носителе ферромагнетика соответственно,кг/м3Способ осуществляют следующим образом,В центре межполюсного зазора включенного электромагнита с градиентоммагнитного поля, направленным книзу,помещают магнитную жидкость 4 в вертикальной трубке 1 из прозрачногонемагнитного материала с мерной шкалой 2. Затем увеличивают напряженность магнитного поля на 10-15% и втрубку 1 доливают дополнительную порцию той же жидкости до начала сливаее из нижнего конуса трубки. Есливысота столба жидкости увеличивается,то еще раз увеличивают напряженностьс последующим добавлением дополнительной порции магнитной жидкостиЭти операции производят до тех пор,пока высота столба магнитной жидкости не перестанет увеличиваться, т.е.будет постоянной. Затем, зная реологические характеристики магнитнойжидкости (плотности магнитной жидкости, жидкости-носителя и диспергированного в жидкости ферромагнетика),определяют минимальную величину напряженности магнитного поля, котораядолжна быть на уровнях верхнего инижнего менисков столба магнитнойжидкости в трубке,Р я О,бН, = 080 (-Рр РнПосле этого измеряют напряженность магнитного поля ца уровнях верхнего и нижнего менисков столба магнитнойжидкости и сравнивают эти значения с расчетной величиной, Если хотя бы одно из замерецных значений напряженности меньше расчетного, напряженность магнитного полн увеличивают до достижения расчетной величины с последующим добавлением дополнительнойорции магнитной жидкости,Если измеренные значения напряженности магнитного поля равны или больше рассчитанного по формуле, то можно утверждать, что жидкост находится в насьпцеции. Затем измеряют высоту столба магнитной жидкости в трубке 1 между верхним и нижним менисками и определяют намагниченность цасы-.20 щения М по формуле5Р а 11(2)Н Н ) П р и м е р, Проведенными исследованиями зависимости намагниченностимагнитной жидкости от напряженности магнитного поля баллистическим методом на установке БУустановлено, что намагниченность насыщения магнит ной жидкости на основе керосина плотностью 1160 кг/м состав 3 ляет 31990 А/м.Определяют намагниченность насьпцения магнитной жидкости, представляющей собой коллоидной раствор магне 3 тита в керосине, плотностью 1160 кг/м . Плотность керосина 800 кг/м , магне-3 тита - 5000 кг/иВ центре межполюсного зазора кли новидного профиля магнитогидросгатического сепаратора шириной 70 мм помещают данную магнитную жидкость в вертикальной трубке иэ прозрачного немагнитного материала длиной более 45 высоты полюсцых наконечников и доливают в нее ту же жидкость до начала сливания избытка из нижнего конца трубки. Измеряют высоту столба магнитной жидкости в трубке - 0,085 м, Измеряют напряженность магнитного поля на уровнях верхнего Н ь и нижнего Н менисков столба магнитной жидкости. Н- 180000 А/м, Н = 215000 А/м. Расчетная величина Нр, определяемая по Формуле (1), равна Н= 250000 А/м. Так как измеренные величинь 1 Н, и Нменьше расчетной Н , то увеличивают напряженность магнитного поля на уровне верхнего мениска до Н250000 А/и, Заьтем доливают в трубку дополнительную порцию магнитной жидкости до начала сливания ее избытка из нижнего конца трубки, Замеряют высоту столба жидкости между верхним и нижним мецисками, она увеличивается до значенияЬ = О,2 м. Затем вновь увеличивают напряженность магнитного поля на уровне верхнего мениска до Нь251000 А/м. Замеряют высоту столба магнитной жидкости, она не изменяется и составляет 0,12 м. Замеряют напряженность магнитного поля на уровне верхнего Н ь и нижнего Н менисков столба магнитной жидкости, Нь - 251000 А/м, Н= 285000 А/м. Так как измеренные значения Н и Н преь и вышают расчетные Не, то можно счи" тать, что магнитная жидкость насьппена. Подставляя полученные значения в формулу (2), получают значение намагниченности насьпцеция Мз - 31977 А/м.Относительная погрешность при сравнении с базовым значением 0,073. Значение намагниченности насыщения, полученное в тех же условиях с помощью известного способа, отличаетсяот баэоцого значения на 0,873.Таким образом, предлагаемый способ точнее известного приблизительнона порядок. Это обусловлено тем, что измерение напряженности поля производится в строго фиксированных точках межполюсного зазора,формулаизобретенияСпособ определения намагниченности насыщения магнитной жидкости, включающий воздействие на пробу магнитной жидкости постоянным неоднородным магнитным полем с вертикальным градиентом, увеличивающимся книзу, изменение напряженности постоянного неоднородного магнитного поля и измерение напряженности постоянного неоднородного магнитного поля на фиксированных уровнях, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, пробу магнитной жидкости помещают в немагнитный сосуд и после воздействия на пробу магнитной жидкости постоянным неоднородным магнитным полем увеличивают объем про-ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5Заказ 3651/42 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,бы магнитной жидкости в сосуде, одновременно увеличивая напряженность постоянного неоднородного магнитного поля до момента достижения неиэмен"5 ной высоты столба магнитной жидкости в немагнитном сосуде, затем измеряют напряженность постоянного неоднородного магнитного поля на уровнях верхнего и нижнего менисков магнитной жидкости в немагнитном сосуде, сравнивая полученные значения напряженности постоянного неоднородного магнитного поля с расчетным, при зтом увеличение объема пробы магнитной жидкости в сосуде и измерение напряженности постоянного неоднородного магнитного поля производят до превышения значений напряженности постоянного неоднородного магнитного 20 поля на уровне верхнего и нижнего ме" нисков магнитной жидкости в немагнитном сосуде, после чего измеряют высоту столба магнитной жидкости в не- магнитном сосуде, а намагниченность насьпцения магнитной жидкости и расчетное значение напряженности постоянного неоднородного магнитного поля апре" деляют из соотношений ЗОР к иИ щ. 1 Й-Нь) где И з - намагниченность насьццения магнитной жидкости;Н - расчетное значение напряженности постоянного не"однородногомагнитногополя; Си р " " соответственно плотносмти магнитной жидкости,жидкости-носителя и дис,пергированного в ней ферромагнетика, кг/м р - магнитная проницаемостьвакуума, Гн/м;ц - ускорение свободного падения, м/сЬ -. высота столба магнитнойжидкости в немагнитномсосуде, м;и Н - соответственно напряженьность постоянного неоднородного магнитного поляна уровнях верхнего инижнего менисков магнитнойжидкости в немагнитном со"суде.