Способ магнитной обработки ферромагнетика Советский патент 1990 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к магнито- Измерительной технике и может быть использовано при разработке автономной ударостойкой аппаратуры, использующей в качестве регистрирующих и рапоминающих устройств магнитные аналоговые запоминающие элементы, выполненные на базе ленточных тороидальных магнитопроводов с прямоугольной петлей гистерезиса.

Цель изобретения - расширение диапазона перемагничивания ферромагнетика.

Поставленная цель достигается тем, что на ферромагнетик воздействуют постоянным магнитным полем, направленным согласно с импульсным, поэтому не уменьшается значение остаточной магнитной индукциив

На фиг0 1 изображена функциональная схема устройства для считывания импульсом поля и намагничивания постоянным полем магнитных состояний ферромагнетика; на фиг,2 - график зависимости магнитной инсо

00 (Ј

х

дукции В ферромагнетика от напряженности магнитного поля Н; на фиг.З - кривые изменения магнитной индукции ЛВИ от ударных нагрузок при намагничивании импульсом поля Н,1МП (2-5)Нс и последующем воздействии на ферромагнетик постоянным полем Нл (0,65-0,7)Нт (кривые 1,11,111 сняты при ударных нагрузках 10000, 20000 и 40000 м/с7 соответственно; Нс - коэрцитивная сила; Нт - напряженность поля тро- гания ферромагнетика);

Устройство содержит осциллограф 1 источник 2 постоянного напряжения детектор 3 насыщения, статический триггер 4, счетчик 5 импульсов, ключ 6s генератор 7 импульсов, транзистор 8, источник 9 питания, два измерительных резистора 0 и 11, переключатель 12 и ферромагнитный сердечник 13,

Способ осуществляют следующим образом.

Перед ударом с помощью импульса считывания сердечник 13 намагничивается в состояние В,, Для этого по команде Пуск включается триггер 4, который одновременно открывает тран зистор 8 и ключ 6, Коллекторный ток транзистора 8, протекая по обмотке сердечника 13, перемагничивает его из состоянияs полученного в результате удара, в состояние насыщения Вт (фиг, 2)«, Б момент насыщения сердечника, который характеризуется резким и менением тока считывания через обмотку, срабатывает детектор 3 насыщения, выполненный, например, на тун- нельном диоде. Сигнал с детектора 3 насыщения возвращает триггер 4 в исходное состояние, который снимает напряжение с базы транзистора 8 и ключа 6о

Таким образом8 на входе транзистора и ключа формируется импульс счи- тыванияо Ключ, открываясь на время считывания Ј, пропускает импульсы с генератора 7 фиксированной частоты f 10 МГц« На счетчике 5 регистрируется число импульсов

N Tf.

Величина поля импульса считывания изменяется в диапазоне 30-80 А/М, что соответствует 2-5 коэрцитивным силам. Контроль тока считывания I через обмотку ферромагнетика проводится с помощью осциллографа 1 на резисторе 10. Напряженность поля считывания импульсного поля определяется из выражения

Н

имп

IW 1

5 0 5

0

5

где 1 - средняя длина силовой линии

магнитопровода; W - число витков. После воздействия на сердечник импульсом магнитного поля переключатель 12 (фиг,1) переводят в положение II, подключая к источнику 2 постоянного напряжения через резистор 1 1 обмотку ферромагнетика. При этом величина постоянного тока устанавли вается такой величины, чтобы обмотка воздействовала на ферромагнетик полем HP (0,65-0,7)НТ-, При воздействии поля Нп исходное магнитное состояние сердечника перемещается из-В ., в ударостойкое состояние-Вп (фиг,2) После удара переключатель 12 переводят в положение I, тем самым подключая обмотку сердечника к устройству считывания. Затем производится считывание,- тае, определяется время намагничивания сердечника из заданного исходного состояния-Вр в состояние индукции насыщения-Вт, как было описано. Магнитное состояние ферромагнетика- Bh, полученное предложенным способом, является устойчивым к ударным нагрузкам, так как изменение индукции от удара минимально, I

Пример, Влияние одиночного удара на магнитное состояние магнитных сердечников изучается на маятниковой баллистической установке, позволяющей создавать одиночные удары длительностью 250 мкс и величиной ускорения 10000-40000 м/с1. Функциональная схема установки для экспериментального исследования маг-. нитного состояния магнитных сердечников при воздействии удара приведена на фиг,1, Исследованиям подвергаются металлические ленточные сердечники (10 шт) из сплава 34НКМП-0.02, намотанные на металлический немаг- . нитный катушечный каркас. Параметры сердечника: коэрцитивная сила Нс 16 А/М; остаточная индукция Bh 1,45; коэффициент прямоугольности 0,9; количество витков ленты 40 j

ширина ленты 4 мм,- площадь поперечного сечения магнитопровода 3,2f

ft У

10 м ; внутренний диаметр магнитопровода 8,2 мм,

Сердечник снабжен обмоткой (со 200). Исследуемые сердечники помещаются в небольшой металлический блок, герметизированный жестким компаундом (пенопластом), и крепятся на наковальне балпистической установки.

Устойчивость магнитного состояния сердечников к удару определяется с помощью импульсов считывания, длительность которых пропорциональна магнитной индукции сердечника.

При считывании прямоугольным импульсом напряжения U const магнитная индукция В сердечника однозначно связана с длительностью считывания L выражением

и -w-|- в кв,

где К - постоянный коэффициент;

S - площадь поперечного сечения

сердечника,

За критерий оценки ударостойкости магнитных состояний принимается изменение длительности импульса считывания после воздействия удара на сердечник,

Д

о i

У

где

и Су- длительность импульсов считывания до и после удара.

Относительная погрешность изменения индукции каждого сердечника

Ј

100%,

На фиг.3 видно, что кривые изменения остаточной индукции В г при Н п (0,65-0,7)Нт от воздействия ударных нагрузок пересекают ось абсцисс

в точках, которые по результатам многократных экспериментов лежат в диапазоне намагничивания сердечников импульсами поля 11 имп (3,5-4). Следовательно, данное состояние

ферромагнетика, выполненного из материала с прямоугольной петлей гистерезисов, является устойчивым к ударным нагрузкам. Посте испытаний в сердечниках не зафиксировано необратимых изменений магнитных характеристик.

Формула изобретения

Способ магнитной обработки ферромагнетика, включающий последовательное намагничивание ферромагнетика з состояние остато -шой индукции импульсом магнитного поля и в ударостойкое состояние, отличающий- с я тем, что, с целью расширения диапазона перемагничнваннч ферромагнетика,импульс магнитного поля имеет напряженность, равную 3s5-4 коэрцнтпвным силам ферромагнетика, а ударостойкое состояние устанавливают путем воздействия постоянным магнитным полем напряженно равной 0f65-0,7 напряженности поля трогания ферромагнетика, направленным согласно с импульсом магнитного поля.

Фиг 3

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и может быть использовано при разработке автономной ударостойкой аппаратуры, использующей в качестве регистрирующих и запоминающих устройств магнитные аналоговые запоминающие элементы, выполненные на базе ленточных тороидальных магнитопроводов с прямоугольной петлей гистерезиса. Цель изобретения - расширение диапазона перемагничивания ферромагнетика - достигается тем, что на ферромагнетик воздействуют постоянным магнитным полем, направленным согласно с импульсным, поэтому не уменьшается значение остаточной магнитной индукции. Устройство для реализации способа содержит осциллограф 1, источник 2 постоянного напряжения, детектор 3 насыщения, статический триггер 4, счетчик 5 импульсов, ключ 6, генератор 7 импульсов, транзистор 8, источник 9 питания, два измерительных резистора 10, 11, переключатель 12, ферромагнитный сердечник 13. Сначала импульсом считывания амплитудой 2-5 H с сердечник перемагничивается в состояние B R, после чего на него воздействуют постоянным магнитным полем напряженностью 65-0,7 H**т, которое начинается до, а кончается после ударного нагружения. 3 ил.

-$0 -45 -Hfl -3,5 -3,0 -2,5 -2,0 ФигЗ