Способ измерения напряженности внутреннего размагничивающего поля ферромагнитного образца

 

Н.Н.Зацепин, А.В.Чернышев и Н.О. Гусак (72) Авторы изобретения (71} Заявитель

Отдел физики нераэрушающего контроля

АН Белорусской CCP (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ВНУТРЕННЕГО

РАЗМАГНИЧИВА10ЩЕГО ПОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНОГО

ОБРАЗЦА

Изобретение относится к магнит.ным измерениям и может применяться при измерениях магнитных характеристик ферромагнитных образцов,при неразрушающем контроле ферромагнитных изделий.

Известен способ измерения напряженности раэмагничивающего поля в верхнем слое ферромагнитного образца путем измерения тангенциальной составляющей напряженности магнит10 ного поля у его поверхности при помощи сбрасываемых катушек, датчиков Холла, ферроэондов (1).

Недостатком данного способа изме15 рений является недостаточная. точность

Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в том, что контролируемый образец намагничивает переменных кйазистатическим магнитным полем, у его поверхности располагают. плоскую измерительную катушку и по величине сигнала, получаемого с этой катушки, судят о значении раэмагничивающего поля в образце (21.

Однако данный способ имеет недостаточную точность измерений. Это обу" словлено тем, что при измерениях используется явление непрерывности тангенциальной составляющей напряженности размагничивающего поля на поверхности ферромагнетика. Однако вследствие того, что измерительная катушка имеет некоторые геометрические размеры (не является бесконечно малой), производится измерение напряженноси на некотором расстоянии ат поверхности образца, а так как при удалении от поверхности величина напряженности размагничивающего поля существенно изменяется, то это приводит к снижению точности измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в данном способе., основанном на

894624 перемагничивании образца переменным магнитным полем, предварительно измеряют коэрцитивную силу образца, рд--. новременно подмагничивают образец постоянным магнитным полем, напряженность постоянного магнитного поля увеличивают до магнитного насыщения образца, затем уменьшают напряженность постоянного магнитного поля, выделяют из общего сигнала третью 1 гармонику, фиксируют величину напряженности подмагничивающего.поля при максимальной амплитуде третьей гармоники и по сумме величин .этой напряженности и коэрцитивной силы с судят овеличине. напряженности внут реннего размагничивающего поля.

На фиг.1 показаны частные циклы перемагничивания; на фиг.2 приведена зависимость амплитуды третьей гармоники от напряженности подмагничиваю щего поля, где кривая 1 показывает изменение величины третьей гармоники при увеличении напряженности подмагннчивающего поля от нулевой до мак симальной величины Нпкск„, а кривая

2 — при уменьшении подмагпичивающе" го поля от Н„1о„до нуля; на фиг.3 дан один иэ вариантов устройства, реализующего способ.

Устройство (фиг ° 3 ) содержит генератор 3 синусоидального тока, ре" гулируемый источник 4 постоянного тока, катушку 5 возбуждения переменного магнитного поля, катушку подмагничивания 6, измерительную . катушку 7, контролируемый образец

8, полосовай фильтр 9 для выделения третьей гармоники, вольтметр 10, Способ осуществляется следующим образом.

Переменное синусоидальное поле возбуждения перемагничивает верхнйй слой ферромагнетика, в который оно проникает, по начальному симметрич" ному циклу перемагничивания 1 (фиг. .

Из общего выходного сигнала измери.тельной катушки 7 выделяется третья гармоника и при помощи вольтметра .10 (Лиг.3) измеряется ее амплитуда (точка 11, фиг.2) . Затеи подмагничивакпцее поле плавно увеличивается, при этом перемагничивание верхнего слоя образца:осуществляется последовательно по частным циклам 2,3...

{n-1), п (фиг.1), кривая 1 (фиг.2) показывает характер изменения при этом амплитуды третьей гармоники, который наблюдается у большинства ферромагнитных материалов. После достижения максимального значения подмагничивающее поле уменьшается, при этом перемагничивание верхнего слоя образца происходит по частным циклам (n-1), (n-2),... . При этом третья гармоника возрастает и при некоторой напряженности убывающего подмагничивающего поля Но достигает

10 максимальной величины (фиг.2) . Это означает, что при данной напряженности подмагиичивающепо поля перемаг. ничивание верхнего слоя образца 8, в который проникает поле возбуждения.

15 происходит по частному циклу 1 (фиг.1), форма которого наиболее близка к форме начального цикла 1 (фиг.1). В физической основе данного процесса лежит явление упреждения пе2ф ремагничивания верхних слоев 4iepромагнитных образцов под действием неоднородного внутреннего размагничивающего поля.

Таким образом, при напряженности

25 убывакпцего подмагничивающего поля

Но верхний слой образца 8 достигает . раэмагниченного состояния. Для этого необходимо, чтобы внутреннее размагничивающее поле преодолело действие

5в направленного навстречу ему внешнего магнитного поля, имеющего напряженность Но, а также действие внутреннего задерживающего поля ферромагнетика, т.е. коэрцитивной силы. Исходя иэ этого, напряженность внутреннего раэмагничивающего поля, действующего в верхнем слое ферромагнитного образца, можно определить по формуле

Нраьц = (Но + "с). где "с коэр цнтивная сила материала образца.

Таким образом, при данном способе измерений фиксируется момент достижения размагниченного состояния непосредственно верхним слоем образца

45 и. затем, зная напряженность внешнего магнитного поля и коэрцитивную силу материала образца, определяется ве" личина напряженности размагничивающего поля, действующего непосред-ственно в верхнем слое образца, что повышает точность измерений, Формула изобретения Способ. измерения налряженности внутреннего размагничивающего поля ферромагнитного образца, заключаю- . щийся в перемагничивании образца переменным магнитным полем,о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

I повьппения точности измерений, йредва,894624 рительно измеряют коэрцитивную силу образца, одновременно подмагничивают образец постоянным магнитным полем, йайряженность постоянного магнитного поля увеличивают да магнитного насыщения образца, затем уменьшают на-. пряженность постоянного магнитного поля, выделяют из общего сигнала третью гармонику, фиксируют величину напряженности подмагничивающего поля при максимальной амплитуде тре тьей гармоники и по сумме величин этой напряженности и коэрцитивной силы судят о величине напряженности внутреннего размагиичивающего поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Андриевский E.À. Измерение характеристик материапа в разомкнутой магнитной цепи.-"Контрольно-измерительная техника", вып.!2, Львов, 1972.

2. Бурцев Г.А. Исследование гистерезиса раэмагничивающего ноля ферромагнитных пластин. †. "Дефектоскопия"

1970, У ), с. 57.

894624,. фиаЗ

Составитель Е.Данилина

Редактор Е.Папп Техред М.Тепер Корректор М.Коста

Ф

Заказ 11482/74 Тирам 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

113035, Москва, Ж"35, Раушская на,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4