Устройство для определения равномерностираспределения ферромагнитных зерен втвердых системах

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски нСоциалистическиеРеспублик и 853574(5)М. КЯ Государственный комитет 0012 33/12(23) Приоритет СССР ив делам изобретений и аткрнтий(72) Авторы изобретения 7) Заявител Ордена Ленина институт химической физики 5 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАВНОМЕР РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЗЕРЕН В ТВЕРДЫХ СИСТЕМАХИ нов ьепение точ ест- Цель изобретенияности юмерений.Поставленная цель достигается тем,а что в устройство для. определения равемерности распределения ферромагнитньцсзерен в твердых системах, содержащеенамагничивающую систему и датчик рзультирующего сигнала, введены онтиче- ки связанные между собой пресбразователь поляризации излучения, светофилвгри фотоприемник, а также последовательносоедизеенные с ним сканирующий узкотюлосный радиофн, ьтр, усилитель, запоми 20нающий блок, элемент сравнения и гене. ратор пилообразного напряжения, подклкзченный ко второму входу сканирующегоузкополосного радиофильтра. При этом Изобретение относится к технике измерения мвгнигных свойств различных материалов и может найти применение в отраслях промышленности, производящих магнитные материалы и их смеси для оценки равномерности распрщеления ферромагнитных зерен.Известно устрфйство для оценки кач ва магнитных материалов, содержащее блок формирования импульсов, блок образования результирующего сигнала и блок обработки информации СЯ 1Однако указанное устройство обладает недостаточной точностью, что обусловлено, в частности, контактными явлениями.Наиболее близко к предлагаемому ус;тройство для оценки равномерности распределения ферромагнитных зерен в твердых системах, содержащее намагнз- чивающую систему и датчик результирующего сигнала С 21Однако используемый принцип измерения - исследование с использованием . эффекта Баркгаузена, заключающегося 2в скачкообразном изменении намагничен-; ности, обусловленном различного рода неоднородностями (инородные включении, дислокации и т,п.), обладает недостаточной чувствительзеостью и, следовательно,недостаточно высокой точностьао изме- ренийе3 883574 1го сигнала выпол-, вой и правой поляризации, отличающиеся о квантового гене- также частотой , которую можно определить из выражения 15 датчик результирующенен в виде оптическогратора.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для определения равномерности распределения ферромагнитных5 зерен в твердых системах; на фиг, 2 приведен вариант выполнения преобразователя поляризации излучения.Трубку исследуемого материала 1 располагают под газоразрядной трубкой 2 оптического квантового генератора- лазера 3. Ж лазеру подключены преобразователь поляризации излучения 4, интерференционный светофильтр 5, фигоприемник 6, сканирующий узкополосный радиофильтр 7, гене)атор пилообразного напряжения 8, усилитель 9, запоминающий блок 10 с элементом сравнения, намагничивающая система, состоящая из электромагнита 11 и блока питания 12.Преобразователь поляризации излучения содержит пластинку 13, кратную 1/4 длины волны, пластинку 14, кратную 3/4 длины волны, зеркало 15 с коэффициентом 25 отражения 100 % и полупрсерачное зеркало 16.Устройство работает следующим образом. Включают блок 12 питания электро-. магнита 11, намагиичивающего трубку зо исследуемого материала 1, Далее блок питания выключают, а электромагнит 11 удаляют, чтобы не искажать раопределение силовых магнитных линий трубки исследуемого материала. В опти мальном случае, при равномерном распределении ферромагнитных зерен, последняя представляет собой диполь, напряженность магнитного поля вдоль которого можно в первом приближении определить из вы- ФО где М - константа, зависящая от распэ 45ложения трубки лазера 3, отрасстояния между ней и исследуемым материалом 1;- расстояние от одногоиз концов трубки до произволь 50ной точки на ней же- длина трубки исследуемогоматериалаОчевидно, что эта напряженность магнитного поля Н вызовет согласно эффекту55 Зеемана расщепление энергетических уров,ней рабочего вещества газоразрядной , трубки 2 лазера, что скажется на спектре генерации, вызвав излучения легде К - константа, зависящая от свойствактивного вещества лазера 3.С учетом (1) и (2( имеемгде М -- 1 К,Учитывая, что распределение атомовв газоразрядной трубке 2 лазера 3 практически идеально равномерно по длине,используя выражение(3), легко перейтик зависимости сигнала от частоты.,Извыражения (3) следует, что трубки исследуемого материала 1 одинаковых геометрического размера и формы. будут даватьаналогичное распределение, отличающеесялишь величиной константы к . В случаенеравномерного распределения ферромагшпных зерен в исследуемом материале последний будет представлять собой набордиполей, и распределение интенсивностисигнала с: частоты будет иметь инойвид, что будет служить сигналом о неравномерности распределения.Для регистрации разности частот излучения лазера 3. лазерный луч поступаетна фотоприемник 6, фотокатод которогоявляется смесителем. На выходе фотоприемника, имеющего квадратичную характеристику, образуется сигнал разностнойчастоты, Однако фотоэлектрическое преобразование имеет место при одновременном падении на фоточувствительную поверхность двух когерентных лучей одинаковой поляризации. Для выполнения этогоусловия используется преобразовательполяризации излучения 4, представленныйна фиг. 2. Пластинки 13 и 14 превращают излучение с круговой поляризациейв плоскополяризованное, причем пластинка 14, кратная 3/4 длины волны, действует таким образом, что плоскостиполяризации излучений совпадают. Зеркала 15 и 16 служат для сведения лучей.В качестве светофильтра 5 используетсяинтерференционный фильтр, позволяющийпроизводить измерения при большом внешнем фоновом излучении.Сигнал разностной частоты выделяеъся сканирующим узкополосным радиофильтром 7, нелинейный элеяент которогоуправляется генератором пилообразногонапряжения 8, который, кроме того, за5 8 83574 6дает время опроса (развертки). Прошед- зультируюшего сигнала, о т л и ч а ю - .ший сигнал через усилитель 9 поступает ш е е с я тем, что, с целью повышенияна вход запоминающего блока 10 с эщ точности измерений, в него введены опментом сравнении В запоминаюший блок тически связанные между собой преобравводится зависимость, снятая экспери- зователь поляризации излучения, светоментально с "идеального образца тех же фильтр и фотоприемник, а также послегеометрических размеров и формы, что довательно соединенные с ним сканируюи контролируемые образцы. В качестве щий узкополоснь:й радиофильтр, усилитель,фидеальногоф образца можно использовать запоминающий блок, элемент сравненияфе омагнитную трубку. Если снятая с о н генератор пилообразного напряжения,ферроисследуемого образца характеристика подключенный ко второму входу сканирую. не совпадает с заданной в запоминающем щего узкополосного радиофильтра, при. блоке 10 с элементом сравнения с точ- этом датчик результирующего сигналапостыл до постоянного коэффициента, тс выполнен в виде оптического квантовогоисследуемый материал забраковывается.генератора.Источники информации,ф о р м у л а и з о б р е т е н и я принятые во внимание нри экспертизе1. Авторское свидетельство СССРустройство для опредли рави" Хр в 20 ссд, кл.01% ЗЗ/12, 1976.намагничивающую систему и датчик реСодтавитель Ю. КуликовРедактор Б. федотов Техред Н,Келушак. Корректор С, ШекмарЗаказ 566 (/22 Тираж 732 Поддисное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскаи наб., д. 4/5 Филиал НПН "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4