Способ измерения коэрцитивной силы материала движущихся малогабаритных ферромагнитных изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (l1). g 4 G 01 R 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ|Б,. 1j.:

9,н,-н,Ф, с у г (21) 3708626/24-2) (22) 11.03,84 ,(46) 23,01.86. Бюл, Ф 3 (71) Институт прикладной физики

AH БССР (72) С. Г. Сандомирский, М. А. Мельгуй, Н. K. Трусов и Е. Г. Сандомирская (53) 621.317.44(088.8) (56) Патент США В 3586164, кл С 01 К 33/ОО, 1972 ° (54)(57) спОсОБ измкРения коэРцитиВНОЙ СИЛЫ МАТЕРИАЛА ДВИЖУЩИХСЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что изделие намагничивают магнитным полем, а затем в процессе движения измеряют величи.ну магнитного потока в изделии, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с це-. лью повышения точности, в процессе движения иэделия измеряют дважды значения магнитного потока в изделии,в областях с различной напряженностью магнитного поля, а величину коэрцитивной силы Hс изделия определяют из соотношения где Н,, Нг - значения напряженности магнитного поля в областях, где проводятся иэO мерения

Р,, — значения магнитного пото- Щ ка в изделии.

С:

1206737

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для определения коэрцитивной силы малогабаритных изделий.

Цель изобретения — повьппение точности измерения.

На фиг. 1 изображена зависимость магнитного потока P в иэделиях от величины воздействукщего на них магнитного поля H после намагничивания изделий до насыщения (A Б - для изделий разных геометрических размеров из материалов с одинаковой коэрцитивной силой Н, А,  — для изделий одинаковых геометрических размеров из материалов с различными коэрцитивными силами Нс и Нс; на фиг. 2Oz1 структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Сущность способа заключается в следующем.

Для иэделий с большим размагничивающим фактором, изготовленных иэ магнитомягких материалов (т.е. практически для любых достаточно коротких изделий иэ углеродистых сталей и чугунов), индукция (и магнитный поток ) в изделии практически линейно зависит от величины внешнего размаг- ничивающего поля при его изменении от О до поля, равного коэрцитивной

/ силе материала изделия .(фиг, 1), Необходимым и достаточным условием для этого является выполнение соотношения "а" » 1, где N — - размагНс ничивающий фактор изделия, В„ - остаточная индукция материала изделия в гауссах,.Н, - его коэрцитивная сила в эрстедах. Анализ влияния различных факторов на характер зависимости Р„ Ф„ (Н) показывает, что интегральная нелинейность этой функции при 0> Н> -Н не превьппает 0,7Х для

10 и 0,27 для = 20. Дпя

C изделий из низкоуглеродистых и малолегированных сталей характерны следующие диапазоны изменения магнитных свойств в зависимости, например, от режимов термообработки: В„ 500010000 rc, Нс 10-50 Э, Тогда, например, дпя цилиндрических изделий из таких сталей с соотношением длины

Р NB„

L к диаметру и — 5 соотношение

3 "с изменяется примерно от 30 до 12, что . не приводит к появлению сколько-ни.будь :существенной нелинейности зависимости P Ф„(P) при О> Н >- Н,, Линейность зависимости P„ = ф „ (Н) сохраняется в довольно широких пределах и при. H > 0 и 11< Н,,поэтому единственным требованием, предъявляемым к полям Н, и Hz является то, чтобы во всем диапазоне изменений магнитных и геометрических свойств исследуемых изделий величины этих полей заведомо соответствовали линейной области зависимости Ф„= Ф„("1 исследуемых иэделий, Таким образом, результаты. измерения магнитного потока Ф, при воздействующем на изделие поле Н, и потока

Ф при воздействии на иэделие поля

Над лежат на одной прямой в координа- тах (М, 9„) Уравнение этой прямой имеет вид г Ф Р? (1)

Ф (H)= Н+ Р— Н, Н,-Н

Откуда, учитывая, что P„ (H )

О, найдем (p,Н -Hi(p с у

Полученный результат не зависит от угла наклона зависимости Р,„ »„ (Н), и следовательно, не зависит от размагничивающего фактора и геометрических размеров исследуемого изделия, Поэтому вариации геометрических размеров изделий не снижают точности измерения коэрцитивной силы их материала.

Устройство, реализующее способ, содержит источник 1 намагничивающего тока и намагничивающую катушку 2, соединенные между собой, первую считывающую катушку 3, установленную .за намагничивающей катушкой 2 по ходу движения исследуемых изделий, первый детектор 4, первый интегра1гор 5„ источник 6 размагничивающего тока, размагничивающую катушку 7 и резистор 8, последовательно друг другу включенные в цепь источника 6 раэмагничивающего тока, вторую считывающую катушку 9, расположенную в центральной плоскости размагничивающей катушки 7, второй детектор УО, второй интегратор 11 вычислительный блок 12 и регистратор 13, Позицией

14 обозначены исследуемые изделия ° а позицией 15 - йайравляющий желоб, /

Первую считывающую катушку располагают на пути движения изделий 14

1206737

ВНИИПИ Заказ 8707/48 Тираж Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óêroðoä, ул.Проектная, 4 между намагничивающей катушкой 2 и размагничивающей катушкой 7 так, чтобы- в области ее расположения ве-. личина магнитного поля, воздействующего на изделия, была равной нулю, Размагничивающая катушка 7 расположена эа первой считывающей катушкой

3 по ходу движения исследуемых иэделий 14, Первый детектор 4 и первый интегратор 5 соединены последователь- 10 но и включены между первой считывающей катушкой 3 и первым входом вычислительного блока 12, Второй детектор 10 и второй интегратор ll соединены последовательно и включены меж 15 ду второй считывающей катушкой 9 и вторым входом вычислительного блока

12, выход которого соединен с регистратором 13. Точка соединения раэмагничивающей катушки 7 и резистора 8 соединена с третьим входом вычислительного блока 12, Устройство работает следующим образом.

Через, намагничивающую катушку 2 25 пропускают постоянный ток от источника 1 намагничивающего тока, создавая на пути движерия (например, свободного падения) изделий 14 магнитное поле, в котором изделия 14 намагничи- 30 ваются, но не зависают, а пролетают область с намагничивающим полем и проходят в процессе своего дальнейmего движения первую считывающую катушку 3, индуцируя в ней двухполярный импульс ЭДС. Первый детектор 4 пропускает на первый интегратор 5 однополярный импульс этой ЭДС, результат интегрирования которого, пропорциональный значению остаточного магнитного потока в исследуемом изделии, поступает на первый вход вычислительного блока 12. Источник

6 размагничивающего тока и размагничивающая катушка 7 создают на пути дальнейшего движения намагниченного изделия 14 область с небольшим по

I величине раэмагничивающим полем Н.

При этом напряжение с резистора 8, пропорциональное величине поля Н, поступает на третий вход вычислительного блока 1,2. Изменение индукции в области с раэмагничиваюшим полем ll вызванное движением изделия 14 через эту область, преобразуется второй считывающей катушкой 9 в двухполярный импульс ЭДС, одна из полуволн которого пропускается вторым детектором 10 на второй интегратор 11 и интегрируется на нем, Результат интегрирования этого импульса, пропорциональный величине магнитного потока в иэделии 14 при воздействии на него размагничивающего поля Н, поступает на второй вход вычислительного блока

12, который осуществляет преобразование поступающих на него сигналов P

I т и Н по закону

Ф„

"вь иъ у

Результирующее напряжение U вша т у пропорциональное коэрцитивной силе материала исследуемого изделия и определяемое, только ею, поступает на регистратор 13.