Материал для магнитопровода

О П И С А Н И Е867899ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(23)ПриоритетОпубликовайо 30 09 81Бюллетень 36Дата опубликования описания 03.10.81 евеударстееииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения ковский автомобильно-дорожный инсти) МАТЕРИАЛ МА ГНИ ТО ПРОВОДА Наиболее близ техническим решеатериемому являетсяв которого входят рытия 30-50; фе покрытие ферром к предла (, в сост гнитные и е частиц ем Гг,Ь, фер- рромагагнит-. ма нити составом.качестве ферромагнитных чыть использованы: железо,евые сплавы, железо-кобальы и т.п, Они вносят в сложследующие свойства: выспроницаемость, высокона ным В гут б никел сплав риал нитнуюстиц мо- желеэотовые ный матекую магы щенную Изобретение относится к магнитным материалам на основе ферритов для изготовления магнитопроводов измерительных устройств.Известны магнитные материалы, содержащие один или несколько различных ферромагнитных материалов. Они находят широкое применение для изготовления измерительных устройств, например сердечника магнитоупругоготрансформаторного преобразователя 1. индуктивность, механическую прочностьи пластичность при низких температурах,В качестве ферромагнитных сплавоввозможно использование: никелево-цинко.вых, марганцево-цинковых и включающихв качестве добавки окись кобальта, кадмия, ванадия, меди 1 т т.п., главный компонент железо. Такие ферритные частицыдополняют сложный материал следующимисвойствами; очень низкую коэрцитивность,магнетизацию среднего насыщения, высокое удельное сопротивление.Такие магнитные материалы получаютметодом горячей штамповки в защитнойсреде, Измерительные устройства иэ таких материалов могут быть использованывмагнитных и немагнитных средах, например, в цементобетонах для измерениявнутренних напряжений. Однако в этомслучае, ввиду различия физико-механических свойств материалов устройства и цеМентобетона возникают большие внутренние микроналряжения в зоне контакта сисследуемым материалом,3 86Они искажают результаты измерения, особенно в условиях экспериментальных .нагрузок, Искажает результаты и слабое сцепление с исследуемым материалом.Существующие магнитные материалы, используемые для изготовления магнитопроводов девления, не могут быть использованы в бетонных и железобетонных конструкциях, так как различие в коэффициентах линейно-температурного рас ширения КЛТР достигает порядка 1,2 х10, Такое различие вКЛТР приводит к тому, что при температурных воздействиях на бетонные или железобетонные конструкции в местах контакта магнетического материала и цементобетона возникают растягивающие напряжения, соизмеримые с прецелом прочности бетона на растяжение.Как показали наши исследования, в результате воздействия знакопеременной нагрузки на контакте этих материалов возникают микроотслоения, которые через 20-25 циклов попеременного воздействия (нагревания. и охлаждения, увлажнения и высушивания) достигают значительных размеров, существенно влияющих на точность результатов датчиков давления, особенно на растяжения. Эти отрицательные явления объясняются различными физико- механическими(КЛТР и адгезии) свойствами материала магнитопровода датчика и бетона, которые вызывают напряжения в зоне контакта. С этой целью необходимо максимально приблизить КЛТР и адгезию материала магнитопровода датчика к цементобетону.Приблизить физико-механические ха. рактеристики магнитного материала к исследуемому можно введением в его состав вяжушего того же вида и активности, что и в исследуемом материале, например цемент в цементобетоне (битум в асфальтобетоне) .Цель изобретения - повышение адгеэии и сближения физико-механических. свойств материала магнитопровода с бетоном.Для достижения укаэанной цели материал для магнитопровода, содержащий ферромагнитные и ферримагнитные частицы, дополнительно содержит цемент и воду при следующем соотношении компонентов, вес.ЪФерромагнитные частицы 8-31 Феррнмагнитные частицы 1-22Цемент 35-55Вода 12-20 В качестве ферромагнитных и ферри-,магнитных частиц могут быть применены 7899все материалы с известными составами,а также материалы, выпускаемые промышленностью.Для получения состава приготовляют3 смеси, содержание сос",гавляющие в которых указано в табл. 1.Каждая смесь приготавливается отдельно. По."ле предварительного перемешиваниясухих смесей укаэанные компоненты затворяют водой. Однородность и плотностьматериала достигается тщательным перемешиванием в турбулентных растворомешалках. Полученную смесь укладывают вформы торроидальной конфигурации, в которых она твердеет в естественных условиях (при 18+2 С) в течение 7 сут. Готовые образцы имеют следующие размеры:наружный диаметр 44 мм; внутренний диаметр 38 мм; высота 7,5 мм; плошадьсечения 0,5 см; вес. 40,8 г.Я,После изготовления образцы иэ такогомагнитоупругого материала имеют характеристики магнитных свойств, приведенные в табл. 2.Иэ приведенной таблицы видно, что маг 5гнитные характеристики предложенных составов соответствуют. требованиям к подобным материалам.Применение предложенного состава дляизготовления магнитопровоаа измерительных устройств благодаря высокой однородности физико-механических характеритик исследуемого и магнитного материала повышает сцепление на контакте междуисследуемым материалом и магнитопрово 35 дом в 3 раза.В табл. 3 приведены результаты испытания прочности на изгиб образцов, изготовленных с вкладышами из укаэанного материала,40Использование одинакового вяжущегов предложенном материале и в бетоне достигается повышением адгезии материаламагнитопровода к бетону, приближает нхпрочностные характеристики и, тем самым,45исключает возможность появления отрицательных свойств, указанных выше.Положительный эффект от примененияв качестве магнитопровода материала предложенного состава достигается за счетдлительного контроля и прогнозированиянадежности и пригодности к нормальнымусловиям эксплуатации ответственных бетонных и железобетонных конструкций.Зта возможность может быть реализована только в спучае применения датчиковдавления, обеспечивающих требуемую точность измерений при длительных испытаниях (десятки лет) в сложных эксплуатаг: 4867 1 Ми авлеом нз уется Таблица 1 8 31 2 20 В 6 ица Предлагае 1 10 0 0 200-200 . 1,3 1,5 1 7 10 1 С,;Ь 00 10 . 4-35 5-48 100 4 1,96 1 СГ 2,01 10эвестный3,4 0-6 3,8-10 4 10 5 8 ционных условиях со знакопеременнь нагрузками.Например, с помощью датчиков д ния, изготовленных с магнитопровод предлагаемого материала, контролир и прогнозируется долговечность по уровню напряженного состояния (УНС),. сох раненному в условиях эксплуатации.Долговечность железобетонных шпал установлена для 40-50 лет, а эксплуатируются они при сложных энакопеременных нагрузках, Датчики с магнитопроводом иэ предложенного материала закладываются в контрольные шпалы (5 шт в партии). Партию шпал укладывают в путь и по ферромагнитные частицы (порошок с размером частиц 3 мк, включающий 78% никеля и 22% железа)еррмагнитные частицы (порошок с размером частиц 1,5. мк, включающий РеО. 50%; 0 22)5%) 2.о 0 27,5%Цемент (,марка 500 портлащщемент) 99 6контролю УНС в контрольных шпалах можно контролировать и прогнозировать состояние шпал всей партии. При сн 1 окениидо рд .о вся партия шпал сщмаетсд с главного пути и после сортировки и частичного ремонта некоторых иэ них могут бьгвь использованы на второстепенных и полезных путях, где срок их службы будет значи 1тельно удлинен.В настоящее время такой прогноз осуществлять невозможно иэ-за отсутствия подобных датчиков Поэтому замена железобетонных шпал происходит лишь при полной их непригодности.867899 Та блица 3 Прочность образцовна изгиб, МПаОпыт Образцы Мороэостойкость образцов, цикл Бетонный образец-балочка4 х 4 х 16 см 7,8 200 То же со вкладышем размером 4 х 4 х 1 см из состава1 7,6 200 Т,о же со вкладышем размером 4 х 4 х 1 см из состава2 180 То же со вкладышем размером 4 х 4 х 1 см из состава3 140 6,6 То же со вкладышем размером 4 х 4 х 1 см из материалаизвестного 2,4 Составитель Н. СоболеваРедактор М, Лысогорова Техред Л. Пекарь Корректор Ю, МакаренкоЗаказ 8232/28 Тираж 663 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб, д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ф ормула изобретения Материал для магнитопровода содер- . жаший ферромагнитные и ферримагнитные частицы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения адгеэии и сближения физико-механических свойств материала магнитопровода с бетоном он дополнительно содержит цемент и воду при следующем соотношении компонентов, вес.%; ферромагнитные части цы 8-3125ферримагнитные частицы . 17-22цемент 35-.55Вода 12-20Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Турчин А. М Электрические измерения неэлектрических величин. "Энергияф, М-Л., 1966, с. 98,2. Патент США3.775.328,кл. С 04 В 35/26, 1974.