СПОСОБ МАГНИТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В НЕОДНОРОДНЫХ СРЕДАХ Советский патент 1968 года по МПК G06G7/48 

Известен способ магнитного моделирования физических полей в неоднородных средах, основанный на формировании переменного магнитного поля ультразвуковой частоты.

Предложенный способ отличается от известного тем, что магнитные потенциалы и значения напряженности магнитного поля измеряют путем внесения индукционных датчиков внутрь щелей между парамагнитной средой, состоящей из пластилина и ферромагнитного порошка, концентрация которого зависит от параметров моделируемых сред, и поверхностью проводника. Такой способ повышает точность моделирования векторного поля.

При моделировании поля в зонально неоднородной среде предварительно строят график зависимости la от концентрации парамагнетика.

Отпосительная магнитная проницаемость этой искусственной парамагнитной среды (.1,- обладает высокой стабильностью и зависит от концентрации ферромагнитных частиц, что позволяет изменять ее в соответствии с условиями задачи.

Диэлектрические свойства описанной среды позволяют использовать ее в качестве парамагнетика в переменном магнитном поле ультразвуковой частоты, причем слои с разными значениями магнитной проницаемости накладывают друг на друга, прокладывая

между ними марлю. Это исключает перемешивание сред с разными параметрами и сохраняет калиброванный материал для новых опытов.

Измерение магнитных величин в твердой парамагнитной среде производится следующим образом. Для описания магнитного поля Е магнетике используют две величины: магнитную индукцию (вектор В) и напряженность магнитного поля (вектор Н), связанные между собой соотношениями:

в.н,

где ц - магнитная проницаемость среды и j..iopri (l-io - магнитная постоянная). Эти векторы удовлетворяют на поверхности раздела двух сред следующим граничным условиям:

о D . 2г1 2-HZ,,H-l . rr„

02п - Oin , , i П21 Пи ,

1p-l ь,Н2

где индексами п и / обозначены соответственно нормальные и касательные составляющие векторов В и Н.

Допустим, что в однородной парамагнитной

среде, расположенной во внешнем магнитном поле произвольной конфигурации, образован тонкий канал постоянного сечения. Если диаметр этого канала достаточно мал, то возникающие на. его поверхности молекулярные

pa Я на направление оси канала, причем эта величина останется непрерывной на поверхности канала. Следовательно, линейный интеграл от вектора Я по кривой, лежащей на поверхности канала в парамагнитной среде, будет равен линейному интегралу от вектора Н, взятому вдоль бесконечно близкой к ней кривой, проходящей внутри канала, где это магнитное напряжение может быть измерено с помощью индукционного датчика в форме тонкого пробного соленоида. Измеряя таким образом магнитные напряжения внутри нескольких каналов, можно исследовать распределение магнитного потенциала во всей области, занимаемой средой. Каналам придают прямолинейную форму и вставляют в них тонкие трубки из диэлектрика, что облегчает эксперимент и позволяет точнее фиксировать положение пробного соленоида. При больщом количестве каналов .модель становится дискретной, и тогда в каналы вставляют тонкие трубки, заполненные той же средой, оставляя свободным липль тот канал, внутри которого производят измерения.

Для измерения вектора Я используется трехкатушечный индукционный датчик, имеющий форму шарика.

Его укрепляют внутри трубки, заполненной тем же магнетиком, и вставляют эту трубку в описанный выше канал. Будучи расположенвыми внутри сферической полости, катушки датчика позволяют измерить составляющие вектора Я по осям координат и найти его модуль.

Предмет изобретения

Способ магнитного моделирования физических полей в неоднородных средах, основанный на формировании перем енного магнитно го поля ультразвуковой частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности моделирования векторного поля, магнитные потенциалы и значения напряженности магнитного поля измеряют путем внесения индукционных датчиков внутрь щелей между парамагнитной средой, состоящей из пластилина и ферромагнитного порошка, концентрация ко торого зависит от параметров моделируемыз сред, и поверхностью проводника.