Способ контроля степени однородности магнитной суспензии

 

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано при контроле магнитного лака в процессе производства магнитных носителей информации. Целью изобретения является повышение точности контроля степени однородности магнитной суспензии за счет того, что измерительный датчик не вносят непосредственно в суспензию и, таким образом, не вызывают в ней структурных изменений, при этом результаты измерений не зависят от намагниченности материала частиц, их концентрации и скорости движения суспензии. По способу после воздействия на суспензию постоянным магнитным полем измеряют ее магнитную восприимчивость в переменном низкочастотном поле с направлением, ортогональным направлению постоянного поля, а затем суспензию перемагничивают однократным импульсом магнитного поля, повторно измеряют ее магнитную восприимчивость в переменном низкочастотном поле и по относительному изменению магнитной восприимчивости оценивают степень однородности магнитной суспензии, а именно чем больше это изменение, тем больше в суспензии агломератов частиц. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTQPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4361607/24-21 (22) 06.01.88 (46) 07.09.89. Бюл. 1< 33 (71) Институт физики металлов Уральскоro отделения АН СССР (72) A.á.Рейдерман (53) 621 317 44 (088 8) г (56) Котов Е.П., Руденко 1<.И. 71онты и диски в устройствах магнитной записи. — 11.: Радио и связь, 1986, с. 120-122.

Патент фРI K 2726370, кл. G 01 R 33/12, G 01 N 27/72, 24.09.8!. (54) СПОСОБ КОНТРОПЯ СТЕПЕНИ ОДНОРОДНОСТИ IIAI IIÈ1НОЙ СУСПЕНЗИИ (57) Из,збретение о гносится к области магнитных измерений и может быть использовано при контроле магнитного лака в про..гессе производства магнитных носителей информации. Целью изобретения является говышение точности контроля степени однородности магнитИзобретение относится к области л<агнитньгх и-<л<ерений и может быть использовано при контроле магнитноro лака в процессе производства магнитных носгггелей информации.

Целью изобретения является повышение т< чности контроля степени однороп<<ости магнитной суспензии.

lIа -сртеже :<редставлен пример струк<ур 1ой схемы устройства, реалиэ у < щ< < о с «о <.. о б а .

Способ основан на различной реакции < < 1< .гп1р с в нпы. .; частиц р являющихся

„„SU„„1506408 А 1 (50 4 G 01 Р 33/12 С 01 1<1 27/72 ной суспензии за счет того, что измерительный датчик не вносят непосредственно в суспенэию и, таким образом, не вызывают в ней структурных изменений, при этом результаты измерений не зависят от намагниченности материала частиц, их концентрации и скорости движения суспензии. По способу после воздействия на суспензию постоянным магнитным полем измерчют ее магнитную восприимчивость в переменном низкочастотном поле с .направлением, ортогональнь<м направлению постоянного поля, а затем суспензию перемагничивают однократным импульсом магнитного поля, повторно измеряют ее магнитную восприимчивость в переменном ниэкочас- тном поле и по относительному изменению магнитной восприимчивости оценивают степень однородности магнитной суспензин, а именно: чем больше это изменение, тем больше в суспензии агломератов частиц. 1 ил. однодоменными, т.е. всегда с пенулевым магнитным моментом, и агломераТор. частиц, находящихся в низкочастотном магнитном поле, на быструю смену знака намагниченности частиц.

Величина относительного прироста низ— кочастотной восприимчивости свяэан1 ного с намагничиванием агломератов частиц (в исходном состоянии агломераты имеют нулевую среднюю на<<аг ниченнос ть), определяется о тиос ител ь— ным числом частиц, находящихся в агломерированном состоянии. Это относи-1506408 4

-Ю ен- М и Н вЂ” модули векторов М и Н соотус- ветственно.

Учитывая, что в слабом ниэкочас" тотном поле вектор намагниченности частицы не отклоняется от оси легкоуш- го намагничивания, а поворачивается вместе с поворотом самой частицы, углы Ф и 6 совпадают (8 = Ф), получают для изменения проекции М„вектора к M на направление поля (И „М cos Ф ) а- выражение (2) тельное число и является количеств ной мерой однородности магнитной с пензии.

Устройство, реализующее способ, содержит трубку 1, заполняемую маг нитной суспензией и охваченную кат кой 2, обмбтка которой соединена с источником 3 импульсов тока, и изм рительную катушку 4, подключенную измерителю 5 индуктивности (источни постоянного магнитного поля не пок зан) .

Устройство работает следующим образом. 15

Магнитная суспензия, заполняющая трубку 1, намагничивается источником постоянного магнитного поля, направление которого совпадает с осью трубки 1 и катушки 2. С помощью измери- 20 теля 5 индуктивности, работающего на низкой частоте, определяют сначала начальную индуктивность удаленной от суспензии катушки 4, а затем — ее .индуктивность вблизи суспенэии и определяют разность их значений. Далее от источника 3 подают на катушку 2 однократный импульс тока, перемагничивающий суспенэию, снова измеряют индуктивность катушки 4 и определяют 30 ее приращение. Отношение приращения индуктивности после перемагничивания к ее разности, определяемой до перемагничивания, позволяет оценить степень однородности суспензии, а именно: чем больше зто соотношение, тем больше в суспензии агломератов частиц.

Принцип работы устройства основывается на следующих положениях. Ско- 40 рость поворота частицы под действием низкочастотного поля определяется выражением с1Ф

KMH sin6, (1)

dt 45 где Ф вЂ” угол между направлением оси легкого намагничивания (напр а вл ение м в е к тор а на маг ниченно с ти частицы в о тсут ствие внешнего магнитного поля) и направлением вектора магнитного поля;

 — угол между направлением вектора намагниченности 11 и вектора поля P.;

К вЂ” постоянная, зависящая только от формы частицы и вязкости среды, в которой диспергиронаны магнитные частицы;

ЙМи d(co эФ)

=М- — — — - Mв1пФ °

dt dt с1Ф

7—

dt подставляя в которое (1) с учетом

6 = Ф получают

--- — = КНМ sin Ф .

dM„ (3)

dt

Приняв во внимание реализуемую по способу ситуацию, когда под действием переменного поля Н 1 = Н соэИ t (Н и и — соответственно амплитуда и частота низкочастотного поля) угол ф изменяется мало вблизи исходного значения фо, получают для изменения

И „во времени

M„(t) = --- KH„M sin Ф, соэЯ . (4)

Тогда для низкочастотной восприимивости х, определяемой как отношение амплитудных значений Ми è РA получают

x- =--- КМ $1п2Ф .

1 2

5l ь ° (5)

Из выражения (5) следует, что восприимчивость не зависит от изменения направления намагниченности частицы (Ф) на 180, а определяется величиной М.

Вклад одиночной частицы в низкочастотную восприимчивость до и. после импульсного воздействия, очевидно, не изменяется (произошло изменение угла ф на 180 ) .

В то же время агломерат частиц, который до воздействия импульсным полем можно считать частицей с намагниченностью М = О, и, соответственно, нулевым вкладом в восприимчивость, после импульса обладает средней намагниченностью Мс, = М sin C o (sin Ф,— среднее значение проекций векторов намагниченности частиц, составляющих агломерат на направление импульсного поля с напряженностью H ).

1506

408

Учитывая изложенное, для макроскопически измеряемой восприимчивости магнитной суспенэии до импульсного воздействия имеют

° 2

KN (sin gо ) NîV

1 где sin Фо — усредненное по всем частицам значение sin ф,;

N и V — соответственно количест- 0 во свободных частиц в единице объема суспензии и средний объем частицыы, а для прироста 4 z низкочастотной вос- 15 приимчивости суспензии после импульса поля (учитывая ортогональность векторов М и Й ) получают

ДЫ вЂ” — К И (в пф ) N \, (7) и î a o

20 где К„- постоянная, зависящая от формы агломерата;

Н„ — число агломерированных частиц в единице объема магнитной суспенэии. 25

Иэ (6) и (7) для относительноЯ величины приращения низкочастотной восприимчивости получают.

4Й Ncg ю А — — у (8) о

30 где А — коэффициент, зависящий только от формы частиц (агломератов частиц) и статистики распределения осей легкого намагничивания частиц (в слу35 чае частиц игольчатой. формы ось легкого намагничивания совпадает с направлениемдлинной оси частицы).

Для определения величины 4 Х / X 40 с помощью измерителя 5 индуктивнос" ти вначале измеряют собственную индуктивность L (индуктивность-катушки, удаленной от магнитной суспензии) измерительной катушки 4, затем индуктивности L, и L до и после им, пульсного воздействия соответственно и используют следующее очевидное соотношение

6 йй Le- Li

° R «» (9) х Ь, — Ь, Для увеличения углов ф,, приводящего к увеличению измеряемого приращения Х и, соответственно, чувствительности способа, в процессе измерения низкочастотной восприимчивости суспензия подвергается воздействию слабого постоянного магнитного. поля, ортогонального низкочастот- - ному переменному полю.

Преимущества предлагаемого спосо— ба по сравнению с известным состоят в тсич, что измерительный датчик не вносят непосредственно в суспензию и, таким образом, не вызывают в ней структурных изменений, при этом результаты измерений не зависят от намагниченности материала частиц, их концентрации и скорости движения суспенэии. Кроме того, упрощается обработка сигналов датчика и эксплуатация устройства, реализующего данный способ.

Формула изобретения

Способ контроля степени однородности магнитной суспенэии, включающий намагничивание суспензии постоянным магнитным йолем и измерение ве" личины ее магнитной восприимчивости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, после воздействия на суспенэию постоянным магнитным полем измеряют магнитную восприимчивость суспенэии в переменном низкочастотном поле с направлением, ортогональным направлению постоянного поля, а затем суспензию перемагничивают однократным импульсом магнитного поля, повторно измеряют ее магнитную восприимчивость в переменном низкочастотном поле и по относительному изменению магнитной восприимчивости оценивают степень однородности магнитной суспензии.

1506408

Составитель В. Гончаров

Редактор О.Юрковецкая Техред M.Õîäàíè÷

Корректор ».Муска

Произвол .твенно †.нграфическое предприятие, г . Ужгород, уп . !1рс ектная, Заказ 5432/48 Тираж 7)4 Подписное

ВНИППИ Г гударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5