Способ измерения магнитной восприимчивости ферромагнитной жидкости Советский патент 1982 года по МПК G01R33/16 

(5) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам определения магнитной восприимчивости ферромагнитной жидкости, и может быть использовано преимущественно при контроле магнитной восприимчивости ферромагнитной жидкости, применяемой для магнитной сепарации. Известен способ определения ма|- нитной восприимчивости небольших (.10 см) количеств феррожидкости I Способ заключается в том, что стеклянную трубку заполняют жидким носителем с малой магнитной восприимчивостью (например, водой) и каплей феррожидкости, размещают стеклянную трубку в магнитном поле так, чтобы капля феррожидкости располагалась в области напряженности магнитного поля с известным градиен том и.определяют величину магнитной восприимчивости по соотношению ). /fH dH/dX , где р - плотность .носителя , р - плотность феррожидкости , Ц - ускорение свободного падения , И - напряженность внешнего поля; dH/dx - составляющая градиента в направлении х. Недостатком этого способа является то, что определение магнитной, восприимчивости малых количеств феррожидкости (10 см) связано с применением стеклянной трубки, заполняемой прозрачным жидким носителем с малой магнитной восприимчивостью известной плотности, в котором не растворяется феррожидкость, кроме того, капля феррожидкости должна быть расположена в области напряженности магнитного поля с известным градиентом. Известен метод определения магнитной восприимчивости парамагнитных жидкостей в процессе магнитогид ростатической сепарации без дополни те-льной аппаратуры, заключающийся в том, что парамагнитную жидкость с известной (эталонной) магнитной восприимчивостью помещают в клиновидный зазор электромагнита, в эту парамагнитную жидкость вводят образ цы из немагнитных минералов различного удельного . Тщательно измеряют высоту их подъема от дна сосуда. Затем заменяют эталонную пара магнитную жидкость на парамагнитную жидкость с исследуемой магнитной (Восприимчивостью. В эту новую пара,магнитную жидкость снова вводят образцы из немагнитных минералов и измеряют высоту их подъема от дна с суда. Пондеромоторную силу магнитного поля определяют как разность между удельными весами образцов немагнитных минералов и насыщенным раствором парамагнитной соли. По полученным данным строят кривые изм нения высоты подъема минерала в известной и исследуемой парамагнитных жидкостях (ось ординат) от пондеромоторной силы магнитного поля (ось абсцисс). На полученном графике про водят прямую, параллельную оси абсцисс между кривой с известной Mai- нитной восприимчивостью (точка Д) и исследуемой (точка В), из этих то чек опускают прямые линии на ось абсцисс, точки N и М соответственно Так как точки Д и В находятся на одном уровне межполюсного зазора, т grad Н в них одинаков. Магнитную восприимчивость исследуемой жидкост определяют из соотношения поНдеромоторная сила магнитного поля в данной точ ке, магнитная восприимчивость эталонной парамагнитной жидкости, пондеромоторная сила Mai нитного поля в данной точ ке. Недостатками этого способа являются необходимость применения немагнитных минералов различного удельного веса, проведения графичес.ких построений, снижающих точность этого метода, для точного фиксирования положения частицы минерала в клиновидном зазоре, парамагнитная жидкость должна быть прозрачной, невозможность использования при определении магнитной восприимчивое ти непрозрачных магнитных жидкостей. Цель изобретения - повышение точности способа. Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения магнитной- восприимчивости ферромагнитной жидкости, включающем воздействие магнитного поля электромагнита с клиновидным зазором на ферромагнитную жидкость, в которой размещен с возможностью вертикального перемещения образец из немагнитного материала, изменяют силу магнитного поля до совмещения верхней поверхности образца из немагнитного материала с верхней поверхностью ферромагнитной жидкости, определяют напряженность магнитного поля на поверхности ферромагнитной жидкости на уровне идкости, соответствующем центру образца, и на уровне жидкости, соответствующем нижней, граничной с жидкостью, поверхности образца, затем определяют магнитную восприимчивость по формуле . л/ (Рг -Яж) а У оН4-Нн-№п. Ah объемная восприимчивость ферромагнитной жидкости) J - плотность частицы образца, плотность ферромагнитной жидкости, пг- ускорение свободного падения, равное 9.8 Н/кг; Р - магнитная проницаемость вакуума, равная 7С-10 Гн/м, напряженность магнитного поля, соответствующая трем уровням жидкости, в центре образца, на поверхности и нижней граничной с жидкостью поверхности образца, А/м, 5 Ah - расстояние между по верхностью феррома - нитной жидкости и нижней граничной с .жидкостью поверхнос тью образца, м. На фиг. 1 и 2 представлено устройство, позволяющее осуществить способ. Между полюсными наконечниками электромагнита 1 (промышленного феррогидростатического сепаратора) с вертикальным градиентом, увеличивающимся книзу, заливают ферромагнитную жидкость 2 известной плотное ти толщиной 80-100 мм„ Вводят в эту жидкость образец 3 немагнитного материала с известной плотностью объемом 1-2 см. Изменяют силу магнитного поля (увеличением или уменьшением силы, тока в обмотках электромагнита) до величины, при которой верхняя граничная точка (для шара) или поверхность образца (для цилиндра) совпадают с поверхностью ферромагнитной жидкости. Измеряют напряженность магнитного поля на трех уровнях жидкости - на поверхности и уровнях, соответствующих нижней граничной точке или поверхности образца и центру образца. Магнитная восприимчивость определяется из вь1шеприведенной формулы. Пример 1. В межполюсный зазор электромагнита шириной 60 мм с вертикальным градиентом, увеличивающимся книзу заливают ферромагнитную жидкость с плотностью Э83 кг/м . Вводят в эту жидкость не магнитный образец, алюминиевый цилиндр, диаметром 7 мм и длиной 20 м Изменением силы магнитного поля (то ком в обмотках электромагнита) доби ваются совмещения верхней поверхнос ти цилиндра с верхней поверхностью ферромагнитной жидкости. Замеряют напряженность магнитного поля на трех уровнях жидкости: на поверхнос ти и на уровнях, соответствующих нижней граничной поверхности образца и центру образца. Получают следу щие значения: Н 128 Ч 0 .А/м, Н 1t8-10 A/M, Hi U4-10 A/M, лЬ 0,007 м. Подставив полученные значения в предлагаемую формулу опр деляют XQB 0,0326 32,. Пример 2. В межполюсный зазор электромагнита шириной 60 мм 06 с вертикальным градиентом, увеличивающимся книзу, заливают ферромас- . нитную жидкость с плотностью 1150 кг/м . Вводят в эту жидкость немагнитный образец, медную пластину, размером мм. Изменением силы магнитного поля добиваются совмещения верхней поверхности образца с верхней поверхностью феррона - нитной жидкости. Замеряют напряженность магнитного поля на трех уровнях жидкости: на поверхности и на уровнях жидкости, соответствующих нижней граничной поверхности образца и центру образца. Получают следующие значения: Н 2 0-10 А/м, Нц 280 -Ш А/м, Ну 260- 10 А/м, ДЬ 0,005 м. Подставив полученные значения в предлагаемую формулу определяют 0,0291 29,110. Применение предлагаемого способа . позволит в условиях промышленной ФГС-сепарации лома и отходов цветных металлов осуществить оперативный контроль и управление технологическим процессом. Своевременная замена ферромагнитной жидкости с магнитными свойствами, отличными от заданных в технологической карте, позволит уменьшить взаимозасорение продуктов сепарации. Возможно применение этого способа и при ФГС-сепарации других материалов и минералов. Полученные данные для определения магнитной восприимчивости непрозрачной ферромагнитной жидкости позволяют вычислить и ее намагниченность Но формуле 3 Хо5 ti- Так, для условий примера 1 б9 А/м, для условий примера 23 75б5 А/м. Предлагаемый способ позволяет рименять в качестве образцов непоредственно материалы, которые подергаются ФГС-сепарации. Формула изобретения Способ измерения магнитной восриимчивости ферромагнитной жидкоси, включающий воздействие магнитноо поля электромагнита с клиновидым зазором на ферромагнитную жидость, в которой размещен с возможостью вертикального перемещения бразец из немагнитного материала, тличающийся тем, что, с п.ью повышения точности, изменяют 7 силу магнитного поля до совмещения верхней поверхности образца из немагнитного материала с верхней поверхностью ферромагнитной жидкости определяют напряженность магнитного поля на поверхности ферромагнитной жидкости на уровне жидкости, соответствующей qeHtpy образца, и на .уровне жидкости, соответствующей нижней, граничной с жидкостью, поверхности образца, затем определяют магнитную восприимчивость по формуле. , у к - ( ° ЖТГП7Жг1п I . где Qg- объемная восприимчивость ферромагнитной жидкости, Ри - плотность частицы образца, f - плотность ферромагнит ной жидкости, кг/м, § - ускорение свободного падения ( Н/кг); магнитная проницаемость вакуума (it/СИО-Гн/м); напряк енность магнитного ПОЛЯ, соответствующая трем уровням жидкости: в центре образца, на поверхности и нижней граничной точке образца, А/м, расстояние между поверхностью жидкости и нижней граничной с жидкостью поверхностью образца, м. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №56365, кл. 6 01 R 33/16, 1976, 2.Шлепакова Л.И. и др. Определение магнитной восприимчивости парамагнитной жидкости в процессе ма1- нитогидростатической сепарации. Труды ЦНИГРИ, М., 1971, вып. 97.с.51-55.