Индикатор магнитных веществ Советский патент 1982 года по МПК G01R33/16 

Изобретение относится к средствам контроля веществ по магнитным свойствам и может быть исполь-эовано для определения свойств магниточувстйительных порсяиков и жидкостей.

Известен индикатор магнитных веществ, который содержит фиксатор вещества, выполненный в виде диамагнитной поверхности с масштабными .метками, и источник магнитного поля, расположенный под поверхностью фиксатора вещества ij .

Однако точность индикации магнитных веществ этим индикатором невысока, так как при его положении на магнитное вещество изменяются плотность последнего к величина внутреннего сцепления в нем.

Цель изобретения - повышение точности.

Цель достигается тем, что в индикаторе магнитных веществ, содержащем источник магнитного поля и фиксатор вещества, выполненный в виде диамагнитной поверхности с масштабными метками, фиксатор вещества выполнен в виде усеченного конуса с осевым сквозным вертикальным отверстием, в котором размещен источник магнитного поля, выполненный в виде вертикального металлического цилиндрического стержня.

Кроме того, на поверхности усеченного конуса выполнены п кольцевых концентрических канавок.

На фиг.1 представлен индикатор, общий вид-, с разрезом фиксатора вещества; на фиг.2 и 3 - варианты

10 выполнения канавок на поверхности фиксатора; на фиг.4 и 5 - распределение сил, действующих на изолированную частицу магнитного вещества.

15

Индикатор содержит источник магнитного поля, выполненный в виде вертикального металлического цилиндрического стержня 1, фиксатор вещества в виде усеченного конуса 2, выполненного из дна- или парамагнитного Материала, с осевым отверстием 3 , в котором расположен металлический стержень 1, и шкалы 4, нанесенной на поверхность фиксатора в

25 виде масштабных меток, расположеншых по концентрическим окружностям на поверхности фиксатора. Металлический стержень 1 подключен к ретулируемомуисточнику 5 электрического тока. Поверхность фиксатора (фиг.2) может иметь кольцевые концентрические канавки б, например, треугольной формы (фиг.2), расположенные с шагом а, большим (фиг,2) или равным (фиг.З) ширине b канавки. При этом шаг канавок не должен быть больше расстояния между соседними метками шкалы 4. При использовании индикатора его погружают в массу сухого порошкообразного или жидкого магнитного вещества, на магнитные частицы 7 ко торого действуют (фиг.4) пондеромоторные силы магнитного поля ц, , сила тяжести Р и некоторые другие силы, например силы поверхностного натяжения (не.показаны). Равнодейст вующая этих сил Ffi может быть разложена на две составляющие, одна из которых f п нормальна к поверхностр Фиксатора, а другая - f тан генциальна. Индикатор работает следующим образом. Индикатор помещают в магнитное вещество вертикально и подключают его к источнику 5 электрического тока величиной 1. Тогда на части-цы магнитного вещества действуют пондеромоторные силы магнитного поляF , где К - коэффициент пропорционально ти,; который зависит от выбранной системы единиц; V - объем частицы магнитного ве щества; JCg - магнитная восприимчивость тела магнитной частицы; F - электрический ток а металли ческом стержне; R - расстояние между осью стерж ня и центром магнитной частицы. Эти силы притягивают частицы 7 к стержню 1 и окружающему его фикса тору (фиг.4 и 5). На более чувствительное к магнитному полю ветцество действуют пондеромоторные CHJJH боль шей величины, причем на частицы, ра положенные ближе к оси стержня, так действуют большие силы. Так . % Рм2 мз Кроме пондерсмоторных сил на вещество действуют и другие силы, например сила тяжести Р. Она не зависит от положения частищл относительно оси стержня 1. Поэтому в зависимости от величины пондеромото ной силы изменяется и равнодействующая сил F,. Так . Раскладывая равнодействующую сил на. две составляющие (нормальную к поверхности фиксатора fn и тангенциальную к поверхности фиксатора . f), получаем, что при больших зна FP , например, Fp, тангенциальная составляющая силы f направлена вверх и стремится приблизить частицу по поверхности фиксатора к стержню. При малых значениях пондеромоторной силы, например F,, тангенциальная составляющая направлена вниз истремится удалить частицы вещества от оси стержня. При определенном значении пондеромоторной силы, например F, тангенциальная составляющая равна нулю и частица находится в состоянии равновесия - наступает баланс сил. Извлекая индикатор из магнитного вещества, фиксируют положение баланса сил по шкале фиксатора. Ниже этого положения магнитное вещество не удерживается на фиксаторе. Вещества с более высокой магнитной чувствительностью имеют границу баланса тангенциальных сил, расположенную ниже на фиксаторе по сравнению с менее магниточувствительными веществами. Для более четкой фиксации положения границы баланса сил на поверхности фиксатора выполненные кольцевые канавки 6 (фиг.З). В этом случае перемещению частиц вверх под действием тангенциальной составляющей ff, препятствуют выступы канавки, тогда как под действием составляющей частицы свободно переме- i щаются вниз. Шаг канавок на поверхности фиксатора должен быть не больше шага рисок шкалы фиксат9Ра. Особенно удобно и быстро измерять таким индикатором характеристики магнитных жидкостей, окуная индикатор в жидкость и извлекая его из нее Предлагаемый индикатор позволяет определять с высокой точностью магнитную чувствительность различных веществ. Например, он позволяет отличать одну от другой магнитные жидкости, концентрация магнитного компонента в которых отличается не более чем на 5-10%. Среди сухих порошкообразных веществ легко различаются,, например, феррографические проявители с различным гранулометрическим составом магнитного компонента. Наряду с увеличенной точностью измерений индикатор одновременно увеличивает и производительность измерений, сокращая длительность измерений с 10-20 с (на известней индикаторе) до 1-5 с. Формула изобретения 1. Индикатор магнитных веществ, содержащий источник магнитного поля, фиксатор вещества, вьтолненный в виде диамагнитной поверхности с масштабными метками, отличаю