Магнитометр Советский патент 1988 года по МПК G01R33/12 

штангу 3, полый трубчатый вал 4, тарированную мембрану 5, упругий элемент 7, включающий верхнее и нижнее кольца 29, 30, стакан 8, два кронштейна 9, 11, ползун 10, датчик 12, измерительный блок 13, арретиры 14, 15, 16, радиатор 17, термопару 18, нагреватель 19, намагничивающую систему 20, обмотки датчика 2.1, амортизирующую подставку 22, самописец 23, блок автоматики 24, лазер 25, зеркало 26 со шкалой 27, демпфер 28, тарированные пружины 31. Устройство позволяет повысить точность измерения путем введения новых блоков. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения магнитных свойств ферромагнитных материалов и изделий из них в металлургической, химической, машиностроительной и приборостроительной отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности измерения - достигается за счет исключения подшипников, создававших вредный момент трения, -и увеличения возможного угла между осью образца и направлением магнитного поля. Устройство содержит вибратор 1 с диафрагмой 6, держатель 2, ю / 2S 11 10 4 ю со ел

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения магнитных свойств ферромагнит}1ых материалов и изделий из них в металлургической, химической, машиностроительной и приборостроительной отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения подшипников, создающих вредный момент трения, а также увеличения возможного угла между осью образца и направлением магнитного поля.

На фиг. 1 схематически изображен магнитометр, общий вид; на фиг. 2 - зависимость крутящего момента от магнитного момента образца.

Магнитометр включает вибратор 1 с диафрагмой, соединенный с держателем

2образца штангой 3, помещенной в полый трубчатый вал 4, при этом нижняя часть вала, соединена со штангой

3через тарированную мембрану 5, выполненную с сегментными прорезями, верхняя часть - с диафрагмой 6 вибратора 1, а средняя жестко закреплена , в нижнем кольце тарированного упругого элемента 7, верхнее кольцо которого крепится на стакане 8, установленном в гнезде кронштейна 5 с возможностью поворота на О - 360°, которьй установлен на подвижном ползуне 10

и крошптёне 11. На стакане 8 крепится датчик 12 крутящего (вращаклцего) момента, соединенный с вибратором 1 и измерительным блоком 13. Ограничение вибрации штанги 3 и поворота вала 4 производится с помощью арретиров 14 и 15. На штанге 3 также установлены экран 16 и радиатор 17,

предохраняющие мембрану 5 от перегрева или переохлаждения, и вмонтрирова- на термопара 18 для замера температуры образца. Держатель 2 образца

установлен в нагревателе 19 или

дюаре, расположенном между полюсами намагничивающий системы 20 и обмотками датчика 21 магнитного момента, соединенными с измерительным блоком 13. Сие-

тема 20 и кронштейн 11 установлены на амортизирующей подставке 22, образующей вместе с кронштейном 11 корпус магнитометра. Измерительный блок 13 соединен двухкоординатным самописцем 23. В устройстве может быть предусмотрено изменение температуры, величины магнитного поля и угла поворота образца с постоянной скоростью в автоматическом режиме, например, с

помощью блока 24 автоматики, соеди-н ненного с блоком 13. Для отсчета абсолютных значений поворота образца применяются лазер 25, зеркало 26 и шкала 27. Паразитные колебания вала

4 гасятся с помощью демпфера 28. Упругий элемент 7 включает верхнее и нижнее кольца 29 и 30 и тарированные пружины 31.

Магнитометр работает следующим

образом.

В держателе 2 крепят исследуемый образец в виде стержня, например, круглого, кольцевого или прямоуголь ного сечений и устанавливают в нагревателе 19 или дюаре между полюсами магнитной системы 20, Начальный угол (О - 360 ) между осью образца и направлением магнитного поля задают и фиксируют вращением стакана 8 в

гнезде кронштейна 9. При нагреве или охлаждении образца до заданной температуры, измеряемой термопарой 18,

создают магнитное поле, обеспечивающее создание крутящего момента. Крутящий момент передается через штангу 3, тарированную мембрану 5, трубчатый вал 4 и тарированный упругий элемент 7 на датчик 12 крутящего момент та, усиливается измерительным блоком 13 и регистриуется двухкоординат- ным самописцем 23. Абсолютные значе- ния угла поворота образца могут быть определены по шкале 27.

Одновременно с. возникновением крутящего момента включают вибратор 1. При вибрации образца под действием вибратора 1 в измерительных обмотках датчика 21 возникает ЭДС. Величина наведенной ЭДС, пропорциональная магнитному моменту образца, усиливается измерительным блоком 13 и регистрируется двухкоординатным самописцем 23. Демпфер 28 позволяет системе работать в стабильном режиме. Смену образцов производят только при фиксации штанги 3 и вала 4 арретирами 14 и 15, чтобы не повредить диафрагму вибратора 1, тарированную мембрану 5 и тарированный упругий злемент 7.

Магнитометр позволяет фиксировать зависимость крутящего момента при изменении магнитного поля, температуры или угла поворота, что позволяет рассчитать удельную намагниченность образца, и объем ферромагнитной фазы в нем.

На графике (фиг. 2) представлен пример зависимости максимального крутящего момента L от магнитного момента М s (в полях насьщ;ения) для сплава Ре (31%) и Ni при нагреве (кривая а) и при охлаждении (кривая б). Прямая линия соответствует превращению I рода (переходу ферромагнитного мартенсита в аустенит, т.е. изменению объема ферромагнитной фазы), а параболлические участки соответствуют правращению II рода (изменению намагниченности аустенита от температуры при постоянном его объе0

5

0

5

0

5

0

5

ме). В любой точке графика по значению L и MS можно определить значения удельной намагниченности Is и объема ферромагнитной фазы Uf.

Предлагаемое размещение штанги в полом трубчатом валу позволяет повысить точность измерения, так как в данном случае избыточное трение в магнитометре при вращении и вибрации штанги не зависит от сил трения, поскольку крутящий момент передается с помощью тарированной мембраны и тарированных пруткин упругого злемен- та.

Выполнение верхнего кольца упругого элемента поворотным позволяет исследовать образец в более широком диапазоне без дополнительных переналадок магнитометра, т.е. также повысить точность магнитометра.

Формула изобретения

Магнитометр, содержащий корпус, штангу с держателем образца, вибратор с диафрагмой, соединенный с верхней частью штанги, установочную диафрагму, соединенную с нижней частью штанги, тарированный упругий элемент с торцовыми кольцами, намагничивающую систему и датчики вращающего и магнитного моментов, подключенные к входам измерительного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен трубчатым валом и стаканом, при этом штанга размещена в полости трубчатого вала, с редняя часть которого жестко скреплена с нижним кольцом тарированного упругого элемента, верхнее кольцо которого расположено на верхнем торце стакана, размещенного в корпусе соосно с трубчатым валом, а установочная диафрагма выполнена в виде тарированной мембраны и соединена с нижним торцом трубчатого ваша, а вибратор размещен с возможностью контактирования диафрагмой с верхним торцом трубчатого вала.

9аъ2

MS