Устройство для определения магнитных полей

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ОБРЕТЕН ОП К ПАТЕНТУ 47-48ельскохозяйственный инстигрова Г.В. я Игоревн агрова Галина ЕНИЯ МАГ-частности при ДЛЯ ОПРЕДЕЛагнитометрии,(21) 4882430/21(5 Ц 5 001 КЗЗ 05 определении поля магнитных головок Сущность изобретения: устройство содержит блок регистрации визуальной информации, систему катушек Геймгольца цилиндрический прозрачный микрокапилляр, заполненный магнитной жидкостью с микрокапельными агрегатами и размещенный между покровными стеклами, между которыми находится иммерсионное масло. Напряженность магнитного поля определяется путем сравнения с пороговыми полями возникновения неустойчивостей микрокапельных агрегатов. 2 ил.прозрачный капилляр с магнитной жидкостью, и блок регистрации визуальной информации, Разрешающая способность 35 40 45 50 Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения полей рассеяния микроскопических объектов, в частности магнитных головок,Известны устройства для определения магнитного поля, основанные на применении полупроводниковых датчиков Холла. Эти устройства позволяют изменять поле величиной, начиная с нескольких эрстед в обьеме, ограниченном датчиком Холла -1 мм х 1 мм. Недостатком этих устройств является низкая разрешающая способность, которая ограничена размерами датчикаак как измеряемое поле усредняется по размеру датчика В. И, Чечерников. Магнитные измерения, М.: МГУ, 1969, с, 387).Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для исследования неустойчивости капли магнитной жидкости в цилиндрическом капилляре (В, Г. Баштовой, В, П. Михалев, А. Г. Рекс и др, Неустойчивость ограниченных обьемов магнитной жидкости в каналах. Магнитная гидродинамика, 1987, М 1, с.5862), принятое за прототип. Известное устройство содержит намагничивающую систему - катушки Гельмгольца, в центре которой расположен цилиндрический известного устройства ограничена размерами капилляра б = 1,28 мм и длиной цилиндрического столбика жидкости в капилляре= 15 мм.Цель изобретения - повышение чувствительности и разрешающей способностиопределения магнитных полей,Цель достигается тем, что в известномустройстве цилиндрический прозрачный капилляр размером 1 м, содержащий каплю магнитной жидкости и немагнитный прозрачный раствор хлористого кальция, заменяют микрокапилляром размером 20 мкм, содержащим магнитную жидкость с микрокапельными агрегатами, Разрешающая способность предлагаемого устройства ограничена размерами микрокапельных агрегатов, составляющими 2 - 20 мкм, что на два порядка выше, чем в известном устройстве,На фиг, 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - изменение формы микрокапельного агрегата при наложении магнитного поля.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, которое состоит из блока 1 регистрации визуальной информации, катушек 2 Гельмгольца, цилиндрического прозрачного микрокапилляра 3, расположенного на 10 15 20 25 оптической оси блока 1 регистрации в центре катушек 2 таким образом, что продольная ось микрокапилляра перпендикулярна вектору напряженности магнитного поля катушек 2 Гельмгольца, микрокапилляр 3 заполнен магнитной жидкостью с микрокапельными агрегатами и размещен между покровными стеклами 4, между которыми находится иммерсионное масло 5.Для обеспечения работоспособности предлагаемого устройства используется блок 1 регистрации визуальной информации, оптическая ось которого перпендикулярна плоскости, в которой находятся продольная ось микрокапилляра 3 и вектор напряженности магнитного поля катушек 2, т.е, в предлагаемом устройстве оптическая ось блока 1 и вектор напряженности магнитного поля взаимно перпендикулярны, в то время как в известном устройстве, выбранном в качестве прототипа, оптическая ось блока регистрации и век гор напряженности магнитного поля параллельны друг другу,На фиг, 2 показана форма микрокапельного агрегата вне поля - а; в слабом поле - б; при достижении пороговых значений поля Н 1, Н 2 и Нз - в, г, д соответственно.Принцип работы предлагаемого устройства основан на том, что напряженность магнитного поля определяют путем сравнения с пороговыми полями возникновения неустойчивостей микрокапельных агрегатов; по отношению к сильному удлинению в поле Н 1, по отношению к расщеплению торцов в поле Н 2 и по отношению к разрывам в поле НЗ, Низкое значение коэффициента поверхностного натяжения на границе раздела микрокапельный агрегат - окружающая его жидкость и высокая магнитная проницаемость микрокапельных агрегатов позволяют получить пороговые значения полей Н 1, Н 2 и НЗ порядка нескольких эрстед, что позволяет увеличить разрешающую способность предлагаемого устройства по сравнению с прототипом. В известном устройстве чувствительность ограничена величиной не менее 40 Э, так как это минимальное магнитное поле, при котором возникает неустойчивость капли магнитной жидкости в немагнитном растворе при ограничении объема стенками капилляра диаметром 1 мм.Предлагаемое устройство работает следующим образом, С помощью блока 1 регистрации визуальной информации, например микроскопа, получают вне поля четкое изображение микрокапельных агрегатов, находящихся в микрокапилляре 3, так как микрокапилляр находится в иммерсионном масле 5 между двумя плоскими параллель2005310 ными друг другу покровными стеклами 4, то цилиндрическая форма микрокапилляра не искажает форму микрокапель, и вне поля форма микрокапель сферическая; размещают исследуемый объект вблизи микрокапил ляра 3, регистрируют изменение формы микрокапельных агрегатов и их пороговые неустойчивости - сильное удлинение, расщепление торцов и разрывы, Сопоставляют возникновение неустойчивостей под дейст вием поля исследуемого объекта с результатами калибровки в поле катушек 2 Гельмгольца. Считают, что измеряемое поле равно полю катушек Гельмгольца, если в этих полях форма микрокапельных агрега тов одинакова.Калибровка микрокапельных агрегатов проводится в однородном поле катушек 2 Гельмгольца, Для калибровки с помощью блока 1 регистрации визуальной информа ции получают четкое изображение микрокапельных агрегатов; подключают катушки к источнику питания и увеличивают ток до тех пор, пока не будут иметь место пороговые неустойчивости; в поле Н,1 микрокапельные 25 агрегаты скачком сильно удлиняются, в поле Н 2 происходит расщепление торцов, в поле НЗ - разрыв; определяют величины порого 30 на оптической оси которого расположен капилляр, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и разрешающей способности, продольная ось капилля ра параллельна плоскости катушек, а магнитная жидкость содержит микрокапельные агрегаты. Формула изобретенияУСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТН ЫХ ПОЛ ЕЙ, содержащее цилиндрический прозрачный капилляр с магнитной жидкостью, расположенный в системе катушек Гельмгольца, оси которой перпендикулярны к продольной оси капилляра, блок регистрации визуальной информации,вых полей и заносят полученные результаты в градуировочную таблицу, производя калибровочные измерения для микрокапель разного диаметра,Сопоставительный анализ заявляемого устройства и прототипа показывает, что заявляемое решение отличается от известного тем, что в качестве магнитного датчика вместо капилляра диаметром 1 мм, заполненного каплей магнитной жидкости и не- магнитным прозрачным раствором, используется микрокапилляр, заполненный магнитной жидкостью с микрокапельными агрегатами. Кроме того, заявляемое решение отличается от прототипа взаимным расположением блока регистрации визуальной информации и катушек Гельмгольца. Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию "новизна". При сравнении не только с прототипом. но и с другими известными решениями не обнаружены решения, обладающие сходными признаками, Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия"., Лошка оРРектоР М, Демчик Редак Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента3035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 з 343 арина, 1 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород