Способ измерения коэрцитивной силы материала движущихся малогабаритных ферромагнитных изделий Советский патент 1986 года по МПК G01R33/12 

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

Цель изобретения - повьшение точности измерения.

На фиг. 1 изображена зависимость магнитного потока Р в изделиях от Be- личины воздействующего на них магнитного поля И после намагничивания изделий до насыщения (А, Б - для изделий разных геометрических размеров из материалов с одинаковой коэрцитивной силой Hj, ; А, В - для изделий одинаковых геометрических размеров

из материалов с различными коэрцитивными силами HC, иНр ; на фиг...2 - структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Сущность способа заключается в следующем.

Для изделий с большим размагничивающим фактором, изготовленных из магнитомягких материалов (т.е. практически для любых достаточно коротки изделий из углеродистых сталей и чугунов), индукция (и магиитньш 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. l) .

Необходимьм и достаточным условием для этого является вьшолнение

соотношения

Ивг

1, где N - размаг-

Вр - осничивакяций фактор изделия, таточная индукция материала изделия в гауссах, Hg- его коэрцитивная сила в эрстедах. Анализ влияния различных факторов на характер зависимости Р и () показывает, что интегральная нелинейность этой функции при Oi Н -Н- не превьш1ает 0,7% для

КВпNBp

-ц- « 10 и 0,2% для -fp- 20, Для

изделий из низкоуглерод стых и малолегированных сталей характерны следующие диапазоны изменения магнитных свойств в зависимости, например.

„(Н) , и следовательно, не зав сит от размагничивающего фактора и геометрических размеров исследуемо изделия. Поэтому вариации геометри ческих размеров изделий не снижают точности измерения коэрцитивной си их материала.

Устройство, реализующее способ содержит источник 1 намагничивающе тока и намагничивающую катушку 2,

40 соединенные между собой, первую сч тываклцую катушку 3, установленную .за намагничивающей катушкой 2 по ходу движения исследуемых изделий, первый детектор 4, первый интегра-

45 гор 5 5 источник 6 размагничивающег тока, размагничивающую катушку 7 и резистор 8, последовательно друг д гу включенные в цепь источника 6 размагничивающего тока, вторую счи

от режимов термообработки: В « 5000- 50 тывающую катушку 9, расположенную

10000 ГС, Hj. 10-50 Э. Тогда, например, для цилиндрических изделий из таких сталей с соотношением длины

еN8,

L к диаметру d -г 5 соотношение -п-

изменяется примерно от 30 до 12, что не приводит к появлению сколько-нибудь существенной нелинейности зав центральной плоскости размагничи вающей катушки 7, второй детектор второй интегратор 11, вычислительн блок 12 и регистратор 13, Позицией 55 14 обозначены исследуемые изделия, а позицией 15 - нап1 авляющий желоб

Первую считывающую катушку расп лагают на пути движения изделий 14

висимости fn (Н) при . Линейность зависимости Р Ф (н) сохраняется в довольно ширгоких пределах и при . И О и И Нд поэтому единст-

венным требованием, предъявляемым к полям Н, и Hg является то, чтобы во всем диапазоне изменений магнитных и геометрических свойств исследуемых изделий величины этих полей заведомо

соответствовали линейной области зависимости PU 0 исследуемых изделий.

Таким образом, результаты.измерения магнитного потока Ф, при воздействующем на изделие поле Н, и потока при воздействии на изделие поля Hj лежат на одной прямой в координа- . тах i ( Н , РП ) . Уравнение этой прямой имеет вид

„(l- V;;r,

Откуда, учитывая, что 9 (И О, найдем

P,Hi-H,Pi

И,

Рг Рг

Полученный результат не зависит от угла наклона зависимости „

„(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 счи- тываклцую катушку 3, установленную за намагничивающей катушкой 2 по ходу движения исследуемых изделий, первый детектор 4, первый интегра-

гор 5 5 источник 6 размагничивающего тока, размагничивающую катушку 7 и резистор 8, последовательно друг другу включенные в цепь источника 6 размагничивающего тока, вторую счив центральной плоскости размагничи - вающей катушки 7, второй детектор fO второй интегратор 11, вычислительный блок 12 и регистратор 13, Позицией 55 14 обозначены исследуемые изделия, а позицией 15 - нап1 авляющий желоб.

Первую считывающую катушку располагают на пути движения изделий 14

между намагничивающей катушкой 2 и размагничивающей катушкой 7 так, чтобы-в оОласти ее расположения величина магнитного поля, воздействующего на изделия, была равной нулю. Размагничивающая катушка .7 расположена за первой считывающей катушкой 3 по ходу движения исследуемых изделий 14, Первый детектор 4 и первый

интегратор 5 соединены последователь- О величине размагничивающим полем Н , но и включены между первой считыва- При зтом напряжение с резистора 8,

пропорциональное величине поля И поступает на третий вход вычислител ного блока 1.2. Изменение индукции в

ющей катушкой 3 и первым входом вычислительного блока 12, Второй детектор 10 и второй интегратор 11 соединены последовательно и включены между второй считывающей катушкой 9 и вторым входом вычислительного блока 12, выход которого соединен с регистратором 13. Точка соединения размагничивающей KaTjOTKH 7 и резистора 8 соединена с третьим входом вычислительного блока 12,

Устройство работает следующим образом.

Через, намагничивающую катушку 2 пропускают постоянный ток от источника намагничивающего тока, создавая на пути движения (например, свободного падения) изделий 14 магнитное поле, в котором изделия 14 намагничиваются, но не зависают, а пролетают область с намагничивающим полем и проходят в процессе своего дальнейшего движения первую считывающую

пропорциональное величине поля И поступает на третий вход вычислительного блока 1.2. Изменение индукции в

15 области с размагничивающим полем Н вызванное движением изделия 1А через зту область, преобразуется второй считьшающей катушкой 9 в двухполяр- ный импульс ЭДС, одна из полуволн

20 icoTOporo пропускается вторым детектором 10 на второй интегратор 11 и интегрируется на нем. Результат интегрирования этого импульса, пропорцио- нальньй величине Р магнитного потока

25 в изделии 14 при воздействии на него размагничивающего поля И , поступает на второй вход вычислительного блока 12, который осуществляет преобразование поступающих на него сигналов Pj,

30 9 и Н по закону

, ф

и . (р -ip .

вых 1г

Результирующее напряжение и ,j катушку 3, индуцируя в ней двухполкр- 35 пропорциональное коэрцитивной силе ный импульс ЭДС. Первый детектор 4 материала исследуемого изделия и пропускает на первый интегратор 5 определяемое .только ею, поступает на однополярный импульс з.той ЭДС, ре- регистратор 13.

зультат интегрирования которого, пропорциональный значению остаточного магнитного потока Р 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

величине размагничивающим полем Н , При зтом напряжение с резистора 8,

пропорциональное величине поля И поступает на третий вход вычислительного блока 1.2. Изменение индукции в

области с размагничивающим полем Н вызванное движением изделия 1А через зту область, преобразуется второй считьшающей катушкой 9 в двухполяр- ный импульс ЭДС, одна из полуволн

icoTOporo пропускается вторым детектором 10 на второй интегратор 11 и интегрируется на нем. Результат интегрирования этого импульса, пропорцио- нальньй величине Р магнитного потока

в изделии 14 при воздействии на него размагничивающего поля И , поступает на второй вход вычислительного блока 12, который осуществляет преобразование поступающих на него сигналов Pj,

9 и Н по закону

, ф

и . (р -ip .

вых 1г

Erf

JT

ts

Фu г

ВНИИПИ Заказ 8707/48 Тираж Подписное Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4