Способ определения магнитной проницаемости образцов

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0% (11) 11 5 А 1 1)5 С 01 К 33/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯн автаесномм свидпвъстви ГОСУДАРСТВЕННЫЙ . НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЩРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНОЙПРОНИЦАЕМОСТИ ОБРАЗЦОВ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано в приборостроении дляопределения магнитной проницаемостидеталей слоЖной формы. Цель изобреИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в приборостроении для определения магнитной проницаемостидеталей сложной формы,Целью изобретения является повышение производительности способа,На фиг. 1 представлена установкадля реализации предлагаемого способа;на фиг. 2 - графики изменения магнитной проницаемости измерительногои эталонного контуров.Установка содержит два одинаковыхизмерительных контура 1 и 2, установленных и закрепленных на одном столевибростенда 3. Каждый измерительныйконтур представляет собой цилиндрический стакан 4 из неферромагнитногоматериала, заполненный ферромагниттения - повышение производительностиспособа. Способ заключается в помещении исследуемого образца в измерительный контур, выполненны 1 с ферромагнитной дискретной средой (ФДС),переводе ФДС в состояние псевдоожижения путем воздействия вибрации,сопровождающемся плавным изменениеммагнитной проницаемости ФДС за счетизменения ее плотности, Амплитудувибрации увеличивают до равенствамагнитной проницаемости исследуемогообразца и ФДС, которое фиксируетсяс помощью эталонного измерительногоконтура, Магнитную проницаемость образца определяют по величине индуктивности одного из контуров, 2 ил,ной дисперсной средой (ФДС) 5 до уровня верхнего края стакана 4. Излишки ФДС как при заполнении объема стакана ФДС, так и при последующем погружении исследуемого образца (ИО) удаляются из измерительного контура, осыпаясь на фланец 6.Ферромагнитная дисперсия (дискретная) среда 5 представляет собой сыпучий порошковый материал, состоящий из частиц сплошного ферромагнитного материала, размер частиц которого много меньше, чем наименьший линейный размер исследуемого образца ИО, так что ФДС может рассматриваться как квазисплошная среда. Примерами ФДС являются порошки железа, никеля и т,п,На внешней поверхности стакана 4 закреплен соленоид 7, расположенныймер ИО 8(или наименьший размер зазора между ИО 8 и внутренней стенкой стакана 4), Выполнение условия квазисплошности для псевдоожиженной ФДС 5 обеспечивает ее текучесть, а это означает, что при повьппении вибронагруэки нижние частицы ФДС 5 обтекают препятствие, каким является ИО 8, и в результате при условии квазисплошности псевдоожиженной ФДС 5 ее плотность )Рдп и, следовательно, магнитная проницаемость Ядказьг ваются независимыми от наличия препятствия в виде ИО 8 и одинаковы в контурах 1 и 2. На практике условие . квазисплошности выполняется, когда отношение между величинами ф и 3 подчиняется условиюф/3 ъ 50 15 До тех пор, пока 13,цо в процессеувеличения амплитуды вибронагруэки ос"тается вьппе, чем неизвестная магнитная проницаемость ИО 8 Опо, интегральная магнитная проницаемость сердечника контура 1 0 , уменьшаясь,остается ниже, чем интегральная магнитная проницаемость контура 2 Ц ., упри этом и индуктивность 1,4 солеинода 7 контура 1 ниже, чем индуктив- .ность 1. соленоида 7 контура 2, чтои Фиксируется измерителями индуктивности подключенными соответственно135к соленоидам 7 контуров .1 и 2,Поскольку амплитуда вибронагрузкиувеличивается монотонно и непрерывнои при этом монотонно и непрерывноуменьшается 1 А , то неизбежно в некоторый момент величина пАс сравняется с И, Это означает, что в этот момент сердечники контуров 1 и 2 являются однородными и одинаковыми по магнитным свойствам (магнитной про 4 ницаемости), т.е. Ц= Ц = /У = /1 В этот момент соответственно одинаковы показания измерителей индуктивости: Ь= 1.= Ь. При дальнейшем возрастании амплитуды вибронагрузки Щс5 становится ниже, чем 9 б и, следовательно, 1 становится выше, чем 9 у т,е, Ь ) Ь (фиг, 2).Получим соотношение, связьваощее измеряемую индуктивность соленоида Ь с магнитной проницаемостью /1 сердечника.Индуктивность Ь соленоида с сердечником определяется формулой(4) где 1,о - индуктивность этого же солеЬноида без сердечника;с - эффективная магнитная проницаемость соленоида с сердечником, намотанного накаркасе.В свою очередьО 4111"(0,84( - ) "1) Ь с где Ьо определяется экспериментально либо из (5),Таким образом, измеряя индуктивность Ь = 1. = 1, (н момент равенства индуктивностей 1. и Ь) по формуле (7) находят /1 и, следовательноО .При проведении измерений необходимо обеспечить равномерность плотности псевдоожиженной ФДС 5 в контурах 1 и 2, Равномерность плотности ФДС 5 в объеме стакана 4 (фиг. 1) обеспечивают эмпирическим подбором частоты вибронагрузки для каждой конкретной ФДС. Контроль равномерности плотности т.,ояиная; Ы - число витков соленоида, 1 - диаметр .витков соленоида; Р - табличная величина, зависящая от отношения М = ай, где а - длина соленоида, На практике величину 1, проще и . точнее определять на основе.измерения индуктивностей 3. о и Ь, соленоидов контуров 1 и 2 при отсутствии в них ФДС 5 и образца 8. Эти ин(уктивности должны быть равны: Ь 1 " Ьо Величина (О определяеТся формулой Я1+1 (6)1711105ФДС 5 производится следующим образом. нагрузки осуществляется одним регу стакан 4 с ФДС помещают конроль- лироночным органом. Это занимаетную катушку индуктивности, намотанную меньше времени, чем подбор магнитнойна трубку из немагнитного материала проницаемости Ферромагнитной жидкосОсь катушки располагают вертикально, ти,смешивание двух или нескольких ФерроПараллельно оси сП ллельно оси стакана Размеры ка- магнитных жидкостей или изменение конот ш и выбирают много меньшим размеров .центрации дискретной Лазы н жидкости пеушки выстакана, но много большими, чем раз- ред каждым следующим измерением, Кромемер частиц ФДС. Например, высота ка того, после измерения н известномтушки Ф 0,05-0,1 высоты стакана 4, способе ферромагнитная жидкость нвнутренний диаметр трубки, на котоРой общем случае не может быть использонамотана катушка х 0,1 внутреннего вана для дальнейших измерений без,диаметра стакана 4. Катушку подключа- соответствующей регенерации, а такжеют к измерителю индуктивности. Затем 15 требуются очистка и сушка образца,прикладывают вибронагрузку.некоторой Предлагаемый способ свободен от этихначальной частоты. Перемещая катуш- недостатковку в различные точки объема ФДС 5 В предлагаемом способе исключаетпо вертикали и горизонтали, сохраняя ся воздействие (адсорбционное, хими,при этом ориентацию оси катушки, из ческое) Ферромагнитной жидкости намеряют ее индуктивность. По величи- понерхностный слой образца, изменяюне индуктивйости судят о (М уос щее контрол;руемый параметр (особенноследовательно, о плотность ФДС в в случае пористых прессованных образразных точках стакана 4, В случае, цон). Воздействие ФДС на контролируеесли индуктивность оказывается раз- мый образец исключается путем выбора25личной в Разных точках объема, заня- степени дисперсности ФДГ, Так,того ФДС, изменяют частоту вибрации например, если проводится контрольи вновь повторяют измерения индук- магнитной проницаемости прессованныхтивности контрольной катушки н раэиых и(или) спеченных образцов и известно,точках объема ФДС 5, и так до тех 30 что размер пор образца не превышаетпор пока не найдут частоту, при кото мкм, то выбор ФДс, у которой раэпор,рой индуктивность контрольной катуш- мер частиц составляет 30-50 мкм, иски окажется одинаковой (с допустимой ключает их проникновение в припонерх.погрешностью) в разных точках объема ностный слой образца, т.е, адсорбцию,ФдС 5. На практике число этих конт- З 5 Химическая реакция между двумя тнеррольных точек может быть выбрано рав- дыми металлами также не происходит,ным четырем: две точки у верхнего края Использование предлагаемого спостакана 4 с ФДС 5 (одна у стенки саба измерения магнитной проницаемосстакана 4, другая - на оси) и две та- ти позволит осуществлять экспрессныйкие же точки у дна стакана 4. Найден контроль магнитной проницаемости деную таким образом частоту вибронагруэ- талей сложной Йормы н приборостроеки (для данной конкретной ФДС) и ны- ниибирают в качестве рабочей частотыпри измерении. Эта частота Уста- Ф о р м У л а и з о б р е т е н и яионавливается один раз и остается постоянной при проведении измерений. Способ определения магнитной проПредлагаемый способ определения ницаемости образцов, включающий опремагнитной проницаемости проще и, сле- деление индуктинности контура с обдовательно, производительнее, чем разцом и Ферромагнитной средой н произвестный способ, поскольку ФДС выби- ;0 цессе изменения магнитной проницаерается а рабочая частота вибронагруз" мости ферромагнитной среды и регист 1/чки определяется один Раз при настрои Рацию индуктинностн контура с .образке установки для контроля образцов, цом и ферромагнитной средой н моментмагнитная проницаемость которых ле- равенства магнитной проницаемости обжит в определенном, заранее извест ранца и Ферромагнитной среды, о т л ином диапазоне. В процессе измерений ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюни ФДС, ни частоту вибронагрузки не повышения производительности спосоизменяют. Изменение амплитуды вибро- ба, н качестве ферромагнитной средыиспользуют ферромагнитную дисперсную среду, изменение магнитной проницаемости Ферромагнитной дисперсной среды осуществляют одновременно в контуре5 с образцом и ферромагнитной дисперсной средой и в эталонном контуре с ферромагнитной дисперсной средой, измеряя дополнительно индуктивность эталонного контура, причем момент 10 равенства магнитной проницаемости об- разца и ферромагнитной дисперсной среды Фиксируют по равенству индуктивностей контура с образцом и Ферромагнитной дисперсной средой и эталон ного контура, а магнитную проницае мость образца определяют из соотношения где 1 1, - индуктивность контура собразцом и ферромагнитнойдисперсной срЕдой в момент равенства индуктивностей контура с образцоми Ферромагнитной дисперсной средой и эталонногоконтура;Р яд - магнитная проницаемостьобразца,-аттту 1 а 3050 нагруза- атдип 0 п о тиснп сайенс с тав итель С, ЗЗЗумилищс ка якред М.Моргентал Корректор Л. Пилйпенк Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, И, Раушская наб., д. б/5 зательскиш комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1