Спосіб експрес-оцінки залишкової намагніченості феромагнітних матеріалів
Номер патенту: 91142
Опубліковано: 25.06.2010
Автори: Клим Богдан Петрович, Назарчук Зіновій Теодорович, Михальчук Віталій Богданович, Скальський Валентин Романович, Почапський Євген Петрович, Долішній Петро Михайлович
Формула / Реферат
Спосіб експрес-оцінки залишкової намагніченості феромагнітних матеріалів, який полягає у порівнянні відомої величини напруженості магнітного поля Н0 будь-якого магнітного зразка-еталона з невідомою величиною Нх намагніченого зразка контрольованого матеріалу, які діють на магніточутливий елемент індикаторного засобу, який відрізняється тим, що спочатку зразок-еталон встановлюють на довільній відстані від магніточутливого елемента, яка перевищує не менше ніж у 5 разів найбільший габаритний розмір зразка-еталона, дотримуючись їх розташування в одній площині, визначають вісь вимірювання від зразка-еталона до магніточутливого елемента і фіксують відстань l0 між ними та відповідні показання No на шкалі індикаторного засобу, після цього прибирають зразок-еталон і на цю ж саму вимірювальну вісь вносять намагнічений зразок контрольованого матеріалу з невідомою напруженістю магнітного поля Нх, плавно переміщують його вздовж вимірювальної осі доти, поки не отримають аналогічні показання No на шкалі індикаторного засобу, та вимірюють відстань l1 між намагніченим зразком контрольованого матеріалу та магніточутливим елементом, при цьому залишкову намагніченість зразка контрольованого матеріалу визначають за співвідношенням:
J=χ·μ0 ·H0 ·l03· cos3α1/l13 ·cos3α0,
де χ - магнітна сприйнятливість феромагнетика;
μ0 - магнітна стала у вакуумі;
α0, α1 - кути між вимірювальною віссю та напрямком на кінець стрілки індикаторного засобу в момент фіксування показань N0 з відстані l0 для зразка-еталона та з відстані l1 для зразка контрольованого матеріалу, відповідно.
Текст
Спосіб експрес-оцінки залишкової намагніченості феромагнітних матеріалів, який полягає у порівнянні відомої величини напруженості магнітного поля Н0 будь-якого магнітного зразка-еталона з невідомою величиною Нх намагніченого зразка контрольованого матеріалу, які діють на магніточутливий елемент індикаторного засобу, який від C2 2 91142 1 3 дороговартісне обладнання, а вимірювання здійснювати тільки в певних лабораторних умовах кваліфікованим персоналом. В основу заявленого винаходу покладено задачу визначення векторної величини залишкової намагніченості матеріалу J. Ця характеристика є структурно нечутливою і тому найкраще відображає ступінь деградування феромагнетиків. Серед магнітних характеристик феромагнітних матеріалів однією з основних є також вектор напруженості магнітного поля Н, який за квазістатичності процесу намагнічення визначає функцію залишкової намагніченості J(H) таким чином [4]: (1) J 0H де 1 - магнітна сприйнятливість матеріалу; - відносна магнітна проникність, що є функцією напруженості магнітного поля і її значення наводяться в літературі; 7 B c / A м або Гн/м - магнітна ста0 4 10 ла. У практиці технічного діагностування для оцінки стану феромагнітних матеріалів і отримання їх кількісної характеристики широко використовують показник залишкової намагніченості. Для встановлення значення J необхідно визначити величину напруженості магнітного поля Н. З цією метою в умовах експлуатації обладнання чи елементів конструкцій необхідно виконати певні технічні процедури, що суттєво ускладнює технологічність процесу технічного діагностування. Тому часто використовують зразки-свідки, які встановлюють безпосередньо на працюючому обладнані в тих місцях, які необхідно діагностувати на залишкову намагніченість. У заявленому способі усунуто необхідність виконання додаткових вимірювань за рахунок простоти проведення способу експрес-оцінки залишкової намагніченості феромагнетиків за зразкамисвідками, а також використання підручних засобів у якості зразка-еталона та індикаторного засобу. Виконання способу полягає у здійснені такої послідовності дій. Спочатку вибирають будь який індикаторний підручний засіб, що чутливий до напруженості магнітного поля, наприклад компас. Після цього підбирають будь-який зразок-еталон з відомою напруженістю магнітного поля на його поверхні чи полюсах. За еталонну величину напруженості зразка-еталона Н0 можна, наприклад, прийняти напруженість магнітного поля на полюсі соленоїда. її розраховують за відомою формулою [4]: NI (2) H0 , 2L де Ν - кількість витків; І - струм; L - довжина соленоїда. Після цього розташовують індикаторний засіб на горизонтальній поверхні і наближають до нього за найкоротшим напрямком зразок-еталон на фіксовану відстань І0, яка не менша за 5...10 його найбільшого геометричного розміру. Ця умова дозволяє вважати зразок-еталон магнітним диполем. У вибраному кінцево положенні визначають показ індикаторного засобу N0 та вимірюють вели 91142 4 чину відстані І0 до нього від зразка-еталона. При цьому площини осей обох цих предметів повинні знаходитись на одному рівні. Відтак, забравши зразок-еталон, вносять на його вимірювальну вісь зразок-свідок з невідомою намагніченістю Нх, наблизивши його так, щоб покази індикаторного засобу N0 були аналогічними до попереднього випадку і також вимірюють відстань між ними І1. Маючи такі експериментальні дані, напруженість магнітного поля феромагнітного матеріалу Нх визначають за формулою (3) Hx H0l3 cos3 1 / l3 cos3 0 0 1 де 0 - кут між вимірювальною віссю та напрямком на кінчик стрілки індикаторного засобу в момент фіксування показу N0 з відстані І0 для зразкаеталона, 1 - кут між вимірювальною віссю та напрямком на кінчик стрілки індикаторного засобу в момент фіксування показу N0 з відстані І1 для зразка-свідка. Формула (3) отримана таким чином. Відомо, що напруженість магнітного поля Ні на значній віддалі Іі від тіла з магнітним моментом Μ у випадку його напрямку вздовж поздовжньої осі магніта, буде визначатись як [4] 1 M Hi (4) 2 0 l3 i Якщо у якості зразка-еталона взяти постійний магніт, із відомою напруженістю магнітного поля Н0 на відстані І0, то формула (4) прийме вид 1 M0 H0 (5) 2 0 l3 0 Для зразка-свідка із невідомою намагніченістю залежність (4) можна записати як: 1 Mx Hx (6) 2 0 l3 1 Якщо наближати зразок-еталон і зразок-свідок до індикаторного засобу, викликавши відхилення його стрілки на однакову величину N0, то це значить, що за різних віддалей І0≠І1 ми отримали дію на стрілку з однаковими магнітними моментами M0=Mx. Тоді співвідношення між напруженостями магнітного поля, виходячи із залежностей (5) та (6) буде l3 H0 1 (7) Hx l3 0 Звідси (8) Hx H0l 3 / l 3 0 1 Оскільки найбільший момент діє на кінчик стрілки, то необхідно внести відповідну поправку на кутовий розподіл у залежність (8), що й ураховано у формулі (3). На Фіг.1 показано схему виконання способу, а на Фіг.2 - розрахункову схему. Спосіб експрес-оцінки залишкової намагніченості феромагнітних матеріалів здійснюють так. На горизонтально розташовану основу І (Фіг.1) встановлюють індикаторний засіб (компас) 2 із цифро 5 91142 вим лімбом 3. Його стрілка встановлюється за напрямом магнітного поля Землі по осі а-а. Вибраний заздалегідь зразок-еталон 4 з відомою напруженістю магнітного поля Н0 на його полюсах вносять на вимірювальну вісь b-b так, щоб вона лежала у площині розташування стрілки індикаторного засобу 2. Наближають зразок-еталон 4 по вимірювальній осі до індикаторного засобу так, щоб відхилити його стрілку з положення а-а у положення N0, значення якого вибирається довільно. Після цього фіксують зразок-еталон і вимірюють відстань І0 від нього до індикаторного засобу. Відтак забирають зразок-еталон і на вимірювальну вісь b-b вносять зразок-свідок із невідомим значенням залишкової намагніченості Jx. Повторюють процедуру відхилення стрілки індикаторного засобу в положення N0, після чого аналогічно вимірюють відстань І1. Маючи дані вимірювань у зазначених вище випадках, з урахуванням схеми, показаної на Фіг.2, за залежністю (1) та беручи до уваги результати обчислень за формулою (3), ви Комп’ютерна верстка О. Рябко 6 значають залишкову намагніченість феромагнітного матеріалу Jx. Таким чином, заявлений спосіб дозволяє суттєво спростити методику оцінки залишкової намагніченості феромагнітних матеріалів, що підвищує технологічність проведення діагностичних робіт і зменшує їх собівартість. Список використаних джерел: 1. Тикадзуми С. Физика феромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения / Под ред. Р.В. Писарева. - М.: Мир, 1987. 419с. 2. Горкунов Э.С., Кузьминых В.П. Автокомпенсационный аналоговый ферозондовый магнитометр // Дефектоскопия. -1984. - №12. - С.78-81. 3. Измерение намагниченности постоянного магнита // Методическая разработка по общему физическому практикуму. - М.: МГУ им. М. В. Ломоносова, 2005. - 15с. 4. Эберт Г. Краткий справочник по физике / Под ред. К.П. Яковлева. - М.: Гос. изд-во физ.-мат. литературы, 1963. - 552с. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for express-evaluation of residual magnetization of ferromagnetic materials
Автори англійськоюSkalskyi Valentyn Romanovych, Nazarchuk Zinovii Teodorovych, Mykhalchuk Vitalii Bohdanovych, Klym Bohdan Petrovych, Pochapskyi Yevhen Petrovych, Dolishnii Petro Mykhailovych
Назва патенту російськоюСпособ экспресс-оценки остаточной намагниченности ферромагнитных материалов
Автори російськоюСкальский Валентин Романович, Назарчук Зиновий Теодорович, Михальчук Виталий Богданович, Клим Богдан Петрович, Почапский Евгений Петрович, Долишний Петр Михайлович
МПК / Мітки
МПК: G01N 27/72
Мітки: експрес-оцінки, намагніченості, феромагнітних, спосіб, матеріалів, залишкової
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-91142-sposib-ekspres-ocinki-zalishkovo-namagnichenosti-feromagnitnikh-materialiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб експрес-оцінки залишкової намагніченості феромагнітних матеріалів</a>
Попередній патент: Спосіб автоматично керованого виробництва рослинних олій методом пресування
Наступний патент: Пристрій для прискореної неперервно-дискретної дезактивації гідравлічно транспортованих радіоактивних матеріалів
Випадковий патент: Пристрій для центрування і установки блоків циліндрів двигунів при їх ремонті