Способ размагничивания ферромагнитных тел и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК H01F13/00 

S

1. Способ размагничивания ферромагнитных теп путем возаействия на них импульсами магнитного поля с чередующейся полярностью и с убывающей до нуля амплитудой, отлич аюш и и с я тем, что, с пелью повышения качества и производительности размагничивания, длительность каждого импульса размагничивающего поля устанавливают равной времени изменения магнитного потока тела.

со

s3

Изофетение относится к приборостроению и может бъгть использовано для размагничивания различных ферромагниЧ ных деталей, а также образцов ферромах нитных материалов перед измерением тос магнитных характеристик.

Известен способ размагничивания ферромагнитных тел, заключагзщийся в перемагничивании их магнитным полем с чередующейся полярностьюи с убьгоающей до нуля амплитудой ншряженноста ij

В известном техническом решении частоту изменения полярности размагничиваклцего поля и продолжительность процесса размагничивания выбгфают перед проведением размагничивания. Частота выбирается из условия обеспечения полного промагничтшашш размагничиваемого тела, либо, если используют неизменную частоту, например 5О Гц, из этого условия определяется максимальная толщина размагничиваемого тела. Время полного промагничивания зависит от материала и размеров тела, оно также может меняться в зависимости от того, по какой частной петле гистерезиса прог исходит перемагничивание. Поэтому точно рассчитать его для определения необходимой частоты изменения полярности размагничивающего поля практически невозможно. Неполное промагничивание приводит к неравномерности проабсса

интегратором с интегрирующим конденсатором, делителем частоты на два, ключом, элементом вычитания, блоком управления ре гуля-тором и источником опорного напряжения, при этом измерительная обмотка потока размагничиваемого тела подключена к входу нуль-органа и к входу интегратора, выход которого через элемент вычитания и блок управления регулятором подключен к управляющему входу регулятора тока,выход нуль-органа подключен к управляющему Входу переключателя полярности и через делитель частоты на два - к управляющему входу ключа, замыкающие выводы которого соединены с интегрируто щим конденсатором интегратора, а источник опорного напряжения подключен к второму входу элемента вычитания.

размагничивания по толщине, что снижает качество размагничивания.

Наиболее бпгазким к изобретению по технической сущности является способ размагничивания, ферромагнитныхтел путем воздействия на них импульсами магнитного поля с чередующейся полярностью и с убьюающей до нуля амплитудой напряженности 2j . Причем частоту изменения полярности размагничивающего поля регулируют в зависимости от размеров и массы (или зависяших от этих величин физических параметров) размагничиваемшго -тела.

Известный способ реализуется устройством для размагничивания, которое содержит последовательно соединенные источник постоянного Тока, регулятор тока, переключатель полярности и размагничивающую обмотку 21 ,

Устройство содержит также генератор регулируемой частоты, подключенный к части витков размагничивакяцей обмотки. Генератор содержит высокочастотный ртабилизатор, резистор, вьшрямитель и преобразователь напряжения в частоту.

В известном техническом решении длительность импульсов размагничиваюше поля определяется частотой сигнала генератора регулируемой частоты, котог рая зависит от индуктивности размагничивающей обмотки с помещенным в нее размагничиваемым телом, вьиюлняюшнм роль ферромагнитного сердечника. Инду тивность такой обмотки зависит.от раз меров и магнитных свойств сердечника Однако эта зависимость отличается от зависимости времени промагничивания o тех же параметров. Кроме того, время полного пррмагничивания увеличивается для материалов с большей удельной электропроводностью материала, тогда как индуктивщость обмотки уменыиаетс из-за уменьшения эквивалентной магни ной проницаемости материала. Следовательно, частота генератора увеличивает ся, хотя из условия обеспечения полного промагничнвания ее необходимо уме шить. Индуктивность обмотки также в значительной степени определяется числом ее витков и конфигурацией, что сн жает степень зависимости индуктивности о-т размеров сердечника, особенно при использовании для разных типов материалов обмоток с различным числом витков. Все это приводит к тому, что полное промагничивание обеспечивается не для всех типов и размеров ферромагнитных материалов, а только для тех, по которым производилась предварительная калибровка генератора регулируемой частоты. Следовательно, известное техническое решение не обеспечивает высокого качества раз магничивания для различных типов и размеров материалов, либо имеет низкую производительность из-за необходамостй предварительной калибровки генератора. В известном тетсническом решении отсутствует также критерий выбора чис ла размагничивакшкх импульсов, что п водит либо к необоснованному увеличению времени размагничивания, либо к снижению качества размагничивания, ес ли выбрать недостаточно большое число этих импульсов. Таким образом, к недостаткам известного технического решения относятся низкое качество и малая производительность размагничивания ферромагнитных тел. Целью ИЗО фетения является повьппение качества и производительности размагничивания ферромагнитных тел. Указанная цель достигается тем, чт согласно способу размагничивания ферромагнитных тел путем воздействия на них импульсами магнитного поля с чередующейся полярностью и с убьгоаюей до нуля амплитудой ншряженности, лительность каждого импульса размагничивающего поля устанавливают равной . ремени изменения магнитного потока тела. Причем амплитуду напряженности размагничивающего поля уменьшают после каждого перемагничивания таким образом, чтобы уменьшение магнитного потока тела не превышало заданного значения, а каждое уменьшение амплитуды напряженности не превышало величны ее уменьшения в предыдущем импульсе. Предлагаемый способ может бьггь осуществлен с помошью устройства для размагничивания ферромагнитных тел, содержащего последовательно соединенные источник постоянного тока, регулятор тока, переключатель полярности и размагничивающую обмотку, которое снабжено измерительной обмоткой потока размагничиваемого тела, нуль-органом, интегратором с интегрирующим конденсатором, делителем частоты на два, ключом, элементом вычитания, блоком упра&ления регулятором, и источником опорного напряжения, при этом измерительная обмотка потока размагничиваемого телй подключена к входу нутпт-органа и к входу HHTei patopa, выход которого через элемент вычитания и блок управления регулятором подключен к управляюшему вхо|ДУ регулятора тока, выход нуль-органа подключен к управляющему входу переключателя полярности и через делитель частоты на два - к управляющему входу ключа, замыкающие вьтоды которого соединены с интегрир тощим конденсатором интегратора, а источник опорного напряжения подключен ко второму входу элемента вычитания. Это техническое решение позволяет исключить неравномерность размагничивания по толщине ферромагнитного тела иэ-за неполного его промагничивания и обеспечить оптимальное время размагничивания для различных типов материала и геометрических размеров тел. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 постоянного тока, регулятор 2 тока переключатель 3 полярности и размагничивающую обмотку 4, в которую помешают размагничиваемое тело 5, а также измерительную об мотку 6 потока размагничиваемого тела 5, нуль-орган 7, интегратор 8 с интегрирующим конденс атхэром 9, делитель 10 частоты на два, ключ 11, элемент 12 вычитания, блок 13 управления регулятором и Источник 14 опорного нап.ряжения. Измерительная обмотка 6 потока размагничиваемого тела 5 подключен к входу нуль-органа Тик входу интегратора 8, выход которого через элемент 12 вычитания и блок 13 управления рег лятором подключен к управляющему входу регулятора тока 2. Выход нуль-органа 7 подключе н к управляющему входу переключателя полярности .3 и через:; делитель 10, частоты на два к управляю ;дему Екоду ключа 11. ЗамЬткаююте выво ды ключа 11 соединены с интегрирующи конденсатором 9 интегратора 8. Источник 14 опорного напряжения подключен ко второму входу элемента 12 вычитани Способ реализуют с помошью данного устройства следукщим образом. При пропускании тока по размагничивающей обмотке 4 от источника 1 посто янного тока через регулятор тока 2 и переключатель 3 полярности в размагничивающей обмотке 4 создается магнитно поле, которое намагничтявает размагничиваемое тело 5. Напряженность этого пол определяется значением тока в размагничивающей обмотке 4. В момент поступле ния сигнала переключения с выхода нуль органа 7 в переключателе 3 полярности происходит изменение подключения концов обмотки 4 к регулятору тока 2 так, что изменяется направление тока в обмотке 4 и полярность магнитного поля на противоположные. Размагничиваемое тело 5 перемагничивается, и в измерительной обмотке 6 ивдуктируется импульс ЭДС2 , длительность которого равна времени изменения магнитного потока Ф тела. Этот импульс поступает на нуль-орган 7, в котором вырабатывается сигнал переключения в момент, когда ЭДС в измерительной обмотке 6 становится равным нулевому уровню, т.е. в момент, когда происходит полное промагничивание тела 5. Сигнал переключения, .поступая на управляющий вход переключгателя полярности 3, определяет момент следующего изменения тока в обмотке 4 и полярности импульса раэмагничтшающего поля. Импульс ЭДС с измерительной обмоткк 6 поступает также на вход интегратора 8, причем импульсы ЭДС, индуктированные при двух соседних перемагничиваниях, имеют противоположную полярность, -fia Выходе интегратора 8 после двух перемагничиваний напряжение рвно Uu(), где К - побтоянная интегратора 1О; прираацение магнитного потока за два цикла перемагничиВа- Это напряжение, пропорциональное приращению магнитного потока тела за два цикла перемагничивания, поступает на вход элемента 12 вычитания, на вто-. рой вход которого поступает напряжение с выхода источника 14 опорного напряжения (это напряжение устанавливают в соответствии с желаемой величиной уменьшения потока размагничиваемого тела при каждом перемагничивании). Сигнал с выхода элемента 12 вычитания, пропорциональный размосги напряжений Uu и и Q с выходов интегратора 8 и источника 14 опорного напряжения, поступает на аход блока 13 управлешя регулятором, где вырабатывается сигнал, управляющий регулятором тока 2. Причем, если вьйолняется неравенство , то ток, протекающий по обмотке 4, уменьшается на такую же величину, что и при предыдущем перемагничиванни. Если же вьшолняется неравенство Uu U о то ток уменьшается на меньшую величину, чем при предыдущем перемагничивании, в соответствии с величиной разности ( Уц. - UQ ) таким образом, чтобы выполнялось неравенство ( Ц (j ). Сигнал переключателя с быхода нульоргана 7 поступает также на вход 10 частоты на два, на выходе которого вырабатывается сигнал после каждых двух переключателей полярности поля. Этот сигнал управляет ключом 11, с помощью которого производится сброс . интегратора 8 путем закорачивания интегрирующего конденсатора 9 и подГотовка к определению следующего приращения магнитного потока тела 5. Таким офазом, происходит перемаг ничивание размагничиваемого тела 5 имп 71ьсами магнитного поля с чередую, щейся полярностью, длительность каждого из которых равна времени изменения магнитного потока тела. Амплитуда напряженности размагничиваюшего поля, определяемая значением тока в размагничивающей обмотке 4, убывает

710071378

до нуля, причем характер уменьшенияИэобретенне обеспечивает повышение

1го тавой, что лрврашения магнитвогюкачества размагничивания за счет вспотока тела не превышают заданногокшочення неравномерности промагнвчизначения, а каждое уменьшение амп-вания тела по толщине, таюке повывюлитупы напряженности не превышает велн- Sнне производительности размагничивания

чину ее уменьшения в преяыдушем им-за счет со1фашения времени проведения

пульсе.размагничивания.