Устройство для размагничивания ферромагнитных тел Советский патент 1992 года по МПК H01F13/00 

Изобретение относится к приборостроению, станкостроению и может быть использовано для размагничивания ферромагнитных тел, а также образцов ферромагнитных материалов перед измерением их магнитных характеристик.

Известен способ размагничивания ферромагнитных тел, заключающийся в пере- магничивании их знакопеременным магнитным полем с убывающей до нуля амплитудой напряженности. В этом способе указывается, что амплитуды размагничивающих импульсов уменьшаются по мере размагничивания, но не указывается, каким должен быть закон затухания амплитуд индукции размагничивающих импульсов.

Известен способ размагничивания детали, основанный на создании в ней ступенчато убывающего знакопеременного поля низкой частоты с изменением полярности

напряжения, питающего катушку. Согласно этому способу закон затухания амплитуд размагничивающих импульсов определяется в процессе размагничивания по максимальному и текущему значениям намагниченности.

Известен способ перемагничивания детали, при котором скорость изменения индукции в детали поддерживается

постоянной

| const I .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для размагничивания ферромагнитныхтел, согласно которому амплитуду напряженности размагничивающего поля уменьшают так, чтобы уменьшение магнитного потока в теле не превышало заданного значения, а каждое уменьшение амплитуды напряженности не превышало величины ее уменьшения в предыдущем импульсе.

Недостатком этого устройства является отсутствие определения закона затухания размагничивающих импульсов, что снижает качество размагничивания ферромагнитных тел и стабильность их размагниченного состояния по отношению к внешним воз- действиям.

Целью изобретения является повышение качества размагничивания и стабильности размагниченного состояния ферромагнитных тел по отношению к внеш- ним воздействиям.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу размагничивания ферромагнитных тел путем воздействия на них импульсами магнитного поля с чередую- щейся полярностью и с убывающей до нуля амплитудой напряженности напряженность размагничивающего поля должна уменьшаться так, чтобы индукция в размагничиваемом теле уменьшается на каждой последующей ступени на строго заданную величину.

Сущность изобретения состоит в том, что амплитуды импульсов напряженности размагничивающего поля уменьшаются так, что амплитуды импульсов индукции в размагничиваемом теле уменьшаются по линейному закону, т.е. каждый последующий импульс индукции в размагничиваемом теле меньше предыдущего на строго опреде- ленную величину А В.

При прочих условиях этого оказывается достаточным для повышения качества размагничивания и стабильности размагниченного состояния ферромагнитных тел по отношению к внешним воздействиям.

Качество динамически размагниченных ферромагнитных тел определяется суммарным значением намагниченности доменов, на которые разбито тело. Равное количество доменов противоположной намагниченности, соответствующее наилучшему размагничиванию тела, может быть обеспечено при равномерном снижении намагниченности на каждой ступени размагничивающего поля.

Специфичность процесса размагничивания ферромагнитныхтел характеризуется тем, что кривая размагничивания размагничиваемого тела заранее неизвестна вследствие большого разброса ее магнитных свойств из-за внутренних неоднородностей материала детали, технологии изготовления, состава примесей и т.д. Поэтому заданное постоянное значение приращение индукции А В каждого последующего размагничивающего импульса необходимо выдержать для каждого типоразмера детали следующим образом (фиг. 1). Пусть по обмотке соленоида проходит ток И, который создает напряженность размагничивающего поля Hi, что соответствует индукции BL После перемены полярности питающего напряжения ток в обмотке также меняет направление, создавая напряженность и, соответственно, индукцию противоположного направления. В момент, когда индукция достигнет значения Ва, равного Вт - А В, меняется полярность питающего напряжения, и размагничиваемая деталь вновь пере- магничивается. Как только индукция достигнет значения Вз, равного Вз В2 - АВ BI - 2 А В, вновь меняется полярность размагничивающего тока и размагничиваемая деталь вновь перемагничивается в противоположном направлении. Так происходит размагничивание детали в знакопеременном поле, причем каждое последующее амплитудное значение индукции меньше предыдущего на постоянную величину АВ, т.е. индукция в размагничиваемой детали уменьшается линейно.

Устройство содержит источник питания (сеть), последовательно соединенные выпрямитель, переключатель полярности и размагничивающую обмотку, измерительную обмотку потока размагничиваемого тела, задатчик амплитуды импульсов индукции в размагничиваемом теле, устройство сравнения напряжения, пропорционального индукции в размагничиваемом теле, с напряжением задатчика амплитуды импульсов индукции в размагничиваемом теле, измерительный шунт тока размагничивающей обмотки, задатчик порога коммутации тока размагничивающей обмотки, устройство сравнения напряжения, пропорционального току размагничивающей обмотки, с напряжением задатчика порога коммутации тока размагничивающей обмотки.

Это устройство позволяет размагничивать ферромагнитное тело путем воздействия на него знакопеременным затухающим полем, при этом амплитуды импульсов поля затухают так, что амплитуды импульсов индукции в размагничиваемом теле убывают по линейному закону.

На фиг. 2 представлена блок-схема устройства. Устройство содержит источник пи- тания (сеть 1), последовательно соединенные выпрямитель 2, переключатель 3 полярности, размагничивающую обмотку 4, измерительную обмотку 5 потока размагничиваемого тела, задатчик 6 амплитуды импульсов индукции в размагничиваемом теле, устройство 7 сравнения напряжения, пропорционального индукции в размагничиваемом теле, с напряжением задатчика амплитуды импульсов индукции в размагничиваемом теле, измерительный шунт 8 тока размагничивающей обмотки, задатчик 9 порога коммутации тока размагничивающей обмотки, устройство 10 сравнения напряжения, пропорционального току размагничивающей обмотки, с напряжением задатчика порога коммутации тока размагничивающей обмотки 10.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства размагничивания к размагничивающей обмотке прикладывается напряжение 1)пит (фиг. 3, момент времени to), под действием которого по размагничивающей обмотке 4 начинает протекать возрастающий почти по экспоненциальному закону ток 1разм. Возрастающий ток создает возрастающий почти по экспоненциальному закону магнитный ток, который пронизывает размагничиваемое тело и пересекает витки измерительной обмотки 5, в которой наводится ЭДС, пропорциональная индукции в размагничиваемом теле. В момент включения устройства размагничивания на выходе задатчика 6 амплитуды задатчика появляется напряжение и3ад Ui. В момент времени ti, когда индукция в размагничиваемом теле достигнет за- данного значения и, соответственно, напряжение Уизм обм в измерительной обмотке 5 достигнет значения, равного значению напряжения 1)3ад Ui задатчика 6 амплитуды импульсов индукции в размагничиваемом теле, устройство 7 сравнения выдает сигнал на выключение выпрямителя 2. Выпрямитель выключается, напряжение питания становится равным нулю (фиг, 3, момент времени ti) и ток в размагничивающей обмотке начинает уменьшаться. В момент времени t2, когда напряжение на шунте 8 равным напряжению на задатчике 9 порога коммутации тока размагничивающей обмотки DKOM, включается выпрямитель 2, срабатывает переключатель 3 полярности и подается сигнал на вход блока 6, в результате чего на выходе блока 6 появляется другое напряжение Узад U2, которое

0 поступает на устройство 7 сравнения. По размагничивающей обмотке 4 протекает ток противоположного направления разм, нарастающий почти по экспоненциальному закону. В момент времени ta, когда напря5 жение в измерительной обмотке 5 достигнет значения, равного значению напряжения 1)3ад Ua задатчика 6 амплитуды импульсов индукции в размагничиваемом теле, устройство 7 сравнения напряжения выдает сиг0 нал на выключение выпрямителя 2. Последний выключается, напряжение питания становится равным нулю. Ток в размаг- ничивающей обмотке начинает уменьшаться. В момент времени t4 включа5 ется выпрямитель 2, срабатывает переключатель 3 полярности и подается сигнал на вход блока 6, в результате чего на выходе блока 6 появляется напряжение 11зад из, которое поступает на устройство 7 сравне0 ния. По размагничивающей обмотке вновь проходит размагничивающий ток. Так происходит до тех пор, пока напряжение на шунте 8 не станет меньше напряжения задатчика 9. Дальнейшее включение выпря5 мителя не происходит, ток в размагничивающей обмотке спадает до нуля, процесс размагничивания прекращается.

Синхронизация работы блоков 2, 6 и 10

0 осуществляется следующим образом. В момент включения устройства (фиг. 3, момент времениТ0)токот источника 1 питания через блоки 2 и 3 проходит по размагничивающей обмотке 4. Наведенное в измерительной об5 мотке 5 напряжение поступает на устройство 7 сравнения. Сюда же поступает напряжение от задатчика 6 амплитуды импульсов индукции в размагничиваемом теле. В момент равенства этих напряжений

0 (фиг. 3, момент времени ti) устройство 7 сравнения выдает сигнал на выключение выпрямителя 2 и он выключается. Ток в размагничивающей обмотке начинает уменьшаться, В момент, когда ток в

5 размагничивающей обмотке уменьшается до значения, при котором напряжение на шунте 8 станет равным напряжению на задатчике 9 порога коммутации тока размагничивающей обмотки Оком (фиг. 3, момент

времени t2), блок 10 выдает сигнал на включение выпрямителя 2, срабатывание переключателя 3 полярности, изменение (увеличение) напряжения на выходе блока 6, в результате чего напряжение на входе блока 7 также увеличивается на строго заданную величину.

Таким образом, осуществляется синхронизация работы блоков 2, 6 и 10, а через размагничивающую обмотку 4 проходит знакопеременный ток убывающей амплитуды, причем амплитуды импульсов тока убывают так, что амплитуды импульсов индукции в размагничивающем теле уменьшаются по линейному закону. Блок 7 дает сигнал блоку 2, блок 2 - блоку 8, блок 8 - блоку 10, блок 10 - блоку 6, блок 6 - блоку 7, блок 7 - блоку 2 и т.д.

Таким образом, предлагаемое устройство для размагничивания ферромагнитных тел обеспечивает повышение качества размагничивания ферромагнитных тел и стабильность их размагниченного состояния по отношению к внешним воздействиям за счет того, что индукция в размагничиваемом теле при размагничивании уменьшается на каждой ступени на строго заданную постоянную величину,

Формула изобретения Устройство для размагничивания ферромагнитных тел, содержащее последовательно соединенные источник питания, выпрямитель, переключатель полярности и размагничивающую обмотку, отличающееся тем, что, с целью повышения качества размагничивания и стабильности размагниченного состояния ферромагнитных тел

по отношению к внешним воздействиям, в него дополнительно введены измерительная обмотка потока размагничиваемого тела, задатчик амплитуды импульсов

индукции в размагничиваемом теле, блок сравнения напряжения, пропорционального индукции в размагничиваемом теле с напряжением задатчика амплитуды импульсов индукции в размагничиваемом

теле, измерительный шунт тока размагничивающей обмотки, включенный между свободным выводом размагничивающей обмотки и вторым выходом переключателя полярности, задатчик порога коммутации

тока размагничивающей обмотки, блок сравнения напряжения, пропорционального току размагничивающей обмотки с напряжением задатчика порога коммутации тока размагничивающей обмотки, при этом измерительная обмотка и задатчик амплитуды импульсов в размагничиваемом теле подключены к входам блока сравнения напряжения, пропорционального индукции в размагничиваемом теле, с напряжением задатчика амплитуды импульсов индукции в размагничиваемом теле, а выход его - к выпрямителю, выходы измерительного шунта и задатчика порога коммутации тока размагничивающей обмотки подключены к входу

блока сравнения напряжения, пропорционального току размагничивающей обмотки, с напряжением задатчика порога коммутации тока размагничивающей обмотки, выходы указанного блока сравнения

подключены к соответствующим входам выпрямителя, переключателя полярности и за- датчику амплитуды импульсов индукции в размагничиваемом теле.

Изобретение относится к приборостроению, станкостроению и может быть использовано для размагничивания ферромагнитных тел, а также образцов ферромагнитных материалов перед измерением их магнитных характеристик. Цель изобретения - повышение качества размагничивания и стабильности размагниченного состояния ферромагнитных тел по отношению к внешним воздействиям. Сущность изобретения состоит в том, что на размагничиваемое тело воздействуют знакопеременным затухающим электромагнитным полем, амплитуды которого уменьшаются так, что амплитуды размагничивающихся импульсов индукции в размагничиваемом теле уменьшаются по линейному закону. Такой закон затухания обеспечивается следующим образом, Дополнительно к размагничивающей обмотке имеется измерительная обмотка, в которой наводится напряжение, пропорциональное индукции в размагничиваемом теле. Это напряжение сравнивается с напряжением задатчика. В момент равенства напряжений размагничивающая обмотка обесточивается. Так как напряжение задатчика изменяется линейно, то затухание амплитуд размагничивающих импульсов индукции в размагничиваемом теле происходит также по линейному закону. 3 ил. со С vj со N ГО о

т

лв..