Способ определения магнитной восприимчивости диаи парамагнетиков

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в научных исследованиях и производстве при изучении магнитных свойств диаи парамагнитных материалов. Целью изобретения является повышение достоверности измерения магнитной восприимчивости диаи парамагнетиков путем учета вклада имеющихся в них сильномагнитных включений. Использование изобретения обеспечивает по сравнению с известными способами возможность определить магнитную восприимчивость образца, соответствующую данному значению напряженности магнитного поля, идентифицировать сильномагнитные включения в диаили парамагнитной матрице, искажающие результат измерения х материала, и тем самым повысить степень достоверности измерений х. 2 ил. .« (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН. ае св (1)5 G 01 N 27/74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4641683/21 (22) 25.01.89 (46) 07.06.92. Бюл. М 21 (71) Иордовский государственный университет им. H.Ï.Îãàðåâà (72) К,H.Hèùåâ, H.À.Ñìîëàíîâ, С.В.Кудрявцев и К.В.Саврасов (53) 621.317.44(088.8) (56) Страхов Jl.П. и др. Установка для измерения .магнитной восприимчивости в условиях высокого вакуума. - Вестник Ленинградского университета, сер. физика, химия, 1973, Р" 1.б, с. 139 и 140; (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИАП!ИТНОЙ

ВОСПРИИИЧИВОСТИ ДИА- И ПАРАИАГНЕТИКОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть испопьзоваИзобретение относится к.измерительной технике и может быть использовано в научных исследованиях и производстве при изучении магнитных свойств диа- и парамагнитных материалов.

Цель изобретения - повышение достоверности измерения магнитной вос» приимчивости диа- и парамагнетиков за счет учета вклада имеющихся в них сильномагнитных включений.

На фиг. 1 представлена схема.устройства, реализующего предлагаемый способ; на Фиг. 2 - график зависи- мости смещения образца напряженности и градиента напряженности магнитного

2 но в научных исследованиях и производстве при изучении магнитных свойств диа- и парамагнитных материалов.

Целью изобретения является повышение достоверности измерения магнитной восприимчивости диа- и парамагнетиков путем учета вклада имеющихся в них сильномагнитных включений. Использование .изобретения обеспечивает по сравнению с известными способами возможность определить магнитную восприимчивость образца, соответствующую данному значению напряженности магнитного поля, идентифицировать сильномагнитные включения в диа- или парамагнитной матрице, искажающие ре- а зультат измерения х материала, и тем самым повысить степень достоверности измерений х. 2 ил.. поля от точек расположения постоян 3 ного магнита.

В способе измерения магнитной восприимчивости диа- или парамагнитных образцов, при котором образец подве-. шивают на тонкой нерастяжимой ни ти в межполюсном зазоре постоянного магнита, который перемещают относительно образца в горизонтальном направлении и измеряют отклонения образца, соответствующие фиксированным поло- 3 жениям магнита, с помощью неподвижно и установленного около исследуемого образца на оси перемещения магнита дат; чика напряженности магнитного поля косеенно определяют усредненные по объему образца значения напряженности

173 и градиента магнитного поля, действующего на образец; рассчитывают зна-. чения магнитной восприимчивости, соответствующие данным значениям на-. пряженности магнитного поля.; из полевой зависимости магнитной восприимчивости образца определяют напряженность поля насыщения сильномагнитных включений Нис, и соответствующее положение образца на оси Х в межполюсном пространстве постоянного магнита хор,, при Н И о и соответственно х х„ц .рассчитывают значение магнитной восприимчивости диа- или . парамагнитной матрицы, свободной от сильномаrнитных включений.

При перерещении магнита с заданным шагом получают совокупность значений напряженности магнитного поля

Н;; (i=1,2,3,...,n), где i — номер шага, а также совокупность значений отклонения образца Д1;, соответствующих координатам точки подвеса маятника Х,,Х<,...,Х„. При малом шаге дискретного перемещения магнита или его непрерывном перемещении резуль" таты измерения Н 6 1 можно представить в виде функций Н=Н(х) и Д 1=

1(х); где х - текущая координата, характеризующая положение магнита относительно системы датчик - образец (фиг..2). Данному значению х соответствуют значения Д1.(х) и Н(х), относящиеся к разным точкам магнитного поля, смещенным одна относительно другой на расстояние Дх ..

Для определения величины {, соответствующей данному значению Нс, 3н . находят значения Д1, Н и G= -- — гра3х . диент напряженности магнитного поля, относящиеся к реальной точке магнит. ного поля, в которой находится ис-следуемый образец. Тогда с учетом выбранного маятникового способа регистрации силы, действующей на образец, для координаты Х выполняется соотношение

mphil(X+hXо)

- — - — — — =в Н(х) С(х)

Ь

t где m — масса образца;

g - -ускорение свободного падения;

L — - длина нити,, на которой подвешен образец.

Неизвестное значение 6 Х, которое зависит от конкретной установки образца, определяют из условия, согласно которому максимальное значение от9271

4 клонения диа- или парамагнитного об-: разца наблюдается в той точке неоднородного поля, в которой величина

5 Н(х) ° — (х) имеет максимальное зна а чение.

Поэтому (2) 40

ЪЫ 61

Н G ° Ь (4) Для определения значений 6 1, Н и

С в каждой точке оси Х экспериментальные зависимости 6,1(х) и Н(х) подвергают процедуре сглаживания методом сплайнов или аппроксимации дробно-рациональными Функциями. Полученные в результате этой процедуры Функции О1О(х) и Нщ(х) мОжнО счи" тять аналитически заданными чтО позволяет рассчитать их значения и значения их производных в любой точ- . ке оси Х. Таким Образом, в частности, находятся значения градиента

55 магнитного поля g — =G.

3Нц

Э с х

Результатом измерений является зависимость g(H) по. виду которой можно судить о наличии в исследуе"

Дх =x -х

10 МЦкф aKI

l5

Д1(х) .

Положение образца в межполюсном пространстве магнита отличается от координаты точки подвеса на величину Д 1{х) отклонения образца под действием поля. Поэтому расстояние между датчиком и образцом определяют из соотношения

1 о ямак ХЮ мкс+Р як (3)

25 где Д 1 „, — максимальное отклонение образца от положения рав- . новесия;

Р= -1 для диамагнетика, Р=1 для парамагнетика. ч

30 Тогда данному положению системы .датчик - образец относительно магнита, задаваемому текущей координатой х, соответствуют значения 4 1(х), H=H(x<), С=С(х ), где Х =Х+4Х, Х ==Х-P. Д1{х+Дх,), а магнитная воспри" имчивость, соответствующая напряженности поля Н, определяется из соотношения

39271 му на образец, до положения, соответ

còsóþùåãî максимальной напряженности, зависимости Н(х) и Ь 1.(х) подвергаются математической обработке на ЭВИ.

При этом экспериментальные зависимости аппроксимируются сплайнами, формируются сглаженные функции Н (x) и

3 J >(x), с помощью которых вычисляются значения Д„1(Х,), Н(Х ) и G(X ), необходимые для расчета g(; по формуле (4) . Используя рассчитанную по (4) зависимость К (H) образца, определяют Н„и х, после чего применяют формулу (5) для расчета значения )(а, соответствующего магнитной восприимчивости диа- или парамагнитной матрицы, свободной от сильномагнитных включений.

2 ° а S (5) смаке где $- J Ь1(х) dx.

"нас

Пример. Способ измерения магнитной восприимчивости диа- и парамагнетиков реализуют следующим образом.

Исследуемый образец 1 объемом

2 Ф 2,5 ммз подвешивают на вольфрамовой проволоке длиной 0,9 м диаметром 5 мкм в межполюсном пространстве постоянного магнита 2 (зазор - 16 мм, максимальная напряженность поля10 кЭ). Иагнит установлен на тележке, способной двигаться поступательно вдоль определенной оси с шагом 1 мм.

На расстоянии 4-5 см от образца 1 на оси, проходящей через центр зазора и совпадающей по направлению с направлением .движения магнита 2, устанавливается холловский датчик 3 (объемом 40

1,5 х 1,0 I 0,2 ммз) .напряженности магнитного поля. Отклонения образца 1 от положения равновесия 6 1(х), обусловленные действием неоднородного поля, регистрируются с точностью I мкм 4! с помощью оптико-механической системы (не показана). Напряженность магнитного поля Н(х) измеряется с помощью измерителя магнитной индукции

0 "8. 50

Измерение магнитной восприимчи" вости осуществляют следующим образом.

При каждом положении магнита относительно системы датчик - образец фик55 сируются значения Н и 6,1. Полученные при перемещении магнита от положения, соответствующего минимальному (практически нулевому) полю, действующе20

Использование предлагаемого спосо" ба измерения магнитной. восприимчивости обеспечивает по сравнению с известными способами возможность определить

25 магнитную восприимчивость образца, соответствующую данному значению напряженности магнитного поля, идентифицировать сильномагнитные включения в диа- или парамагнитной матрице, ис"

З0 кажающие результат измерения )(материала, и тем самым повысить степень достоверности измерений 7, .

Формула изобретения

S

17 мом диа- или парамагнитном образце сильномагнитных включений. Если такие включения в образце имеются, то в области слабых полей модуль диамагнитного образца с увеличением Н уменьшается, а парамагнитного - увеличивается. При Н > Н„„, где Нкцснапряженность поля насыщения включений, 3. = =const и соответствует восо приимчивости диа- или парамагнитной матрицы, свободной от сильномагнитных включений. Определив Нкаси соответствующее Х„ для более точного измерения „о, используют собственно метод Торпа-Зенфтла, согласно которому

Способ определения магнитной восприимчивости диа- и парамагнетиков, включающий воздействие на исследуемый образец, подвешенный на тонкой нити, неоднородным магнитным полем движущегося по горизонтали постоянного магнита, определение зависимости смещения по горизонтали исследуе- мого образца от положения постоянного магнита,. измерение максимального значения напряженности воздействующего неоднородного магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения. достоверности, измеряют в фиксируемой относительно исследуемого образца точке зависимость напряженности воздействующего на исследуемый образец магнитного поля движущегося постоянного магнита от его положения, затем по полученной зависимости и зависимости смещения исследуемого образца от положения постоянного магнита определяют значения напряженности и градиента магнит1739271

2Б s

"маке рде 8» J aX(x)dx

1 нас

Хе мокс

g< еахс

Фиг.2.Составитель Ф.Тарнопокьскэя

Редактор А.Козориэ - Техред A,êpàâ÷óê

t з

Корректор A-Обручар

Заказ 1999 Тираж. Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ного поля в точках расположения исследуемого образца, по которым определяют зависимость магнитной восприимчивости исследуемого образца от напряженности магнитного поля, из . которой определяют значение напряженности магнитного поля и соответствующее смещение постоянного магнита, при которых магнитная восприимчи1 вость исследуемого образца постоянна и определяется из следующих соотношений:

1 магнитная восприимчивость диа- и парамагнетиков;

В " ускорение свободного падения; .х,х маке нас .смещения постоянного магнита относительно исследуемого образца;

Н и Р

Макс нас максимальные значения напряженности магнитного поля и напряженности при которой магнитная восприимчи- . .вость образца постоянна; .6 1 " смещение образца при воздей5 ствии на него магнитного по" ля постоянного магнита;

Ь вЂ” длина тонкой нити, на которой подвешен образец.

Способ определения магнитной восприимчивости диаи парамагнетиков Способ определения магнитной восприимчивости диаи парамагнетиков Способ определения магнитной восприимчивости диаи парамагнетиков Способ определения магнитной восприимчивости диаи парамагнетиков 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для определения импульсной магнитной проницаемости сердечников, контроль величины которых необходим при разработке и производстве блоков магнитных головок, Целью изобретения является повышение точности измерения импульсной магнитной проницаемости путем исключения влияния величины сопротивления потерь испытуемого сердечника

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике

Изобретение относится к физике конденсированных сред, в частности к исследованию влияния магнитных и электрических полей на различного рода жидкие среды

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для диагностики изнашивания узлов трения на основе оценки содержания частиц износа в смазочном материале

Изобретение относится к области физико-химических исследований твердых, жидких и газообразных образцов материалов

Изобретение относится к области магнитного разделения и может быть использовано в различных отраслях промышленности для анализа магнитовосприимчивой (склонной к магнитному осаждению) фракции примесей текучих сред

Изобретение относится к области диагностики энергетических установок и может использоваться преимущественно в атомной энергетике для контроля герметичности парогенераторов, в которых греющим теплоносителем является жидкий металл (натрий, свинец, свинец-висмут), передающий тепло воде и водяному пару через поверхность теплообмена

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в гидрологии и химическом анализе жидкостей. Технический результат - исключение фактора влияния температуры жидкости на результат измерений, что повышает точность определения рН жидкости. Сущность: Согласно способу используют включенные в измерительные цепи вторичных измерительных преобразователей электрод сравнения и два ионоселективных измерительных электрода с одинаковыми параметрами тепловой инерции и разными параметрами их изопотенциальных точек, соответственно помещают электроды в жидкость, регистрируют потенциалы Е1 и Е2 на выходах первого и второго измерительных электродов и вычисляют рН жидкости по формуле Устройство содержит электрод сравнения, два ионоселективных измерительных электрода с одинаковыми параметрами тепловой инерции и разными параметрами их изопотенциальных точек, первый и второй вторичные измерительные преобразователи ВИП-1 и ВИП-2, к входам которых подключены электрод сравнения и соответственно первый и второй измерительные электроды, выходы ВИП-1 и ВИП-2 подключены к входам соответственно первого и второго преобразователей напряжения в цифру, выходы которых подключены к микропроцессору, выход которого является выходом устройства. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области биотехнологии. Система состоит из следующих элементов: а) модуля подготовки образца, выполненного с возможностью захвата аналита из биологического образца в немикрожидкостном объеме на захватывающей частице, реагирующей на магнитное поле, и направления связанной с аналитом захватывающей частицы, реагирующей на магнитное поле, через первый микрожидкостный канал; б) реакционного модуля, включающего реакционную камеру, имеющую жидкостное сообщение с первым микрожидкостным каналом, и выполненного с возможностью иммобилизации связанной с аналитом захватывающей частицы, реагирующей на магнитное поле, и проведения реакции амплификации множества STR-маркеров аналита. При этом модуль подготовки образца и реакционный модуль интегрированы в одноразовый картридж, который состоит из: 1) по меньшей мере одной совокупности жидкостных камер, 2) платы с реагентами или картриджа с реагентами и 3) одного или более чем одного пневматически активируемого MOVe-клапана; в) модуля анализа. Причем система сконфигурирована для захвата аналита, для проведения химической или биохимической реакции с аналитом и для проведения анализа продукта реакции менее чем за 4 часа. За счет использования в данной системе MOVe-клапанов осуществляется перенос текучих средств, устойчивый к утечкам, и появляется возможность уменьшить размеры устройства для подготовки образцов. Также с помощью данной системы можно отбирать организмы мишени из образцов с большим количеством фоновых примесей, различать два разных штамма бактерий, эффективно захватывать клетки и токсины, значительно уменьшить объем целевого образца. 1 н. и 29 з.п. ф-лы, 104 ил., 3 пр.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ измерения дисперсии распределения магнитных моментов наночастиц в магнитной жидкости и предназначено для контроля магнитных жидкостей, когда требуется малая дисперсия магнитных моментов наночастиц. При реализации способа получают зависимость намагниченности M от магнитной индукции B, определяют по этой зависимости намагниченность насыщения Mнас и средний магнитный момент Pср на конечном участке кривой намагничивания, вычисляют значение индукции магнитного поля B*, при которой параметр Ланжевена (к - постоянная Больцмана, Т - температура), находят начальную магнитную восприимчивость , при этом находят эффективную намагниченность насыщения и по формуле Д=(Mнас*-Mнас)(Pср)2/Mнас определяют дисперсию распределения магнитных моментов. Технический результат заключается в повышении объективности и точности магнитно-гранулометрического анализа магнитных жидкостей. 1 табл., 2 ил.
Наверх