Устройство для измерения магнитнойанизотропии ферромагнитных материалов

ОПHeAHII;E

83OSVerevva ""

Союз Соаетскиз

Социалистических

Республик

Q (61) Дополнительное к авт. саид-ау(22) Заявлено 180479 (21) 2787751 j18-25

G,01 R 33/12 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300681.Бюллетень т4О 24 (53) УДК б21, 317 „,44 (088. 8) Дата опубликования описания 300б.81 (72) Авторы изобретения

Ю.Я.Мехонцев и Г.С.Корзунин

Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения производственного объединения

1 1 1

Уралмаш и Институт физики металлов УНЦ АН СССР (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ

АНИЗОТРОПИИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к измерениям физических свойств материалов электромагнитными методами и может быт ь использовано в машиностроительной и электротехнической промышленности.

Известно устройство для измерения магнитной анизотропии, содержащее намагничивающую систему в виде, например, подковообразного электромагнита, питаемого током проьыаленной- или звуковой частоты, и измерительные обмотки с сердечником или без него, расо положенные под углом 90 к оси намагничивающего электромагнита или размещенные непосредственно на его по- 15 люсах, а также датчики, использующие вращающееся поле. Датчики данного устройства устанавливаются на поверхность контролируемого изделия (1) .

Недостатком известного устройства является малая точность датчика, большая чувствительность к изменению зазора, и в связи с этим необходимость подго то в ки лове рхн ос ти дл я проведения измерений. Кроме того, оно позволяет в основном только качественно судить о наличии анизотропии.

Известно также устройство для измерения магнитной аниэотропии ферромагнитных материалов, содержащее 30 электромагнит ный датчик с воз буждающим электромагнитом, обмотки возруждения которагo подключены к источнику питания, и pçìåpèòåëüíóm схему.

Устройство измеряет разность магнитных проводимостей поверхностной эоны о металла под углом 90" и его показанияя з ависят от степени совершенства ребровой текстуры (2) .

Недостатком известного устройства я вл яется невозможность измерять анизотропию свойств, обусловленную кубическим типом кристаллографической текстуры.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для изме- рения (контроля) магнитной анизотропии (для измерения анизотропии магнитной восприимчивости) ферромагнитных материалов, содержащем электромагнитный датчик с возбуждаюшим электромагнитом, обмотки возбуждения которого подключены к источнику питания, и измерительную схему, датчик выполнен в виде четырехполюсного электромагнита, между полюсами которого размещены перпендикулярно друг другу две пары индикаторных катушек с сердечниками, а обмотки ío" áóæäåíèÿ подключены к источнику питания через коммутатор, обеспечивающий попарное или последовательное чередование полюсов электромагнита.

На фиг. 1 и 2 изображен датчик 5 устройства.

Датчик состоит иэ четырехполюсного магнита с полюсами 1 — 4, четырех одинаковых индикаторных катушек !> — 8.

Полюса 1,2,3,4 возбуждающего электро- р магнита расположены по вершинам квад рата. Между полюсами электромагнита установлены две перекрещивающиеся индикаторные катушки с сердечниками или крестообразный сердечник 9 с четырьмя одинаковыми, попарно соединен5 ными индикаторными катушками. Обмотки 10 возбуждения электромагнита соединены с источником питания через коммутатор, который обеспечивает последовательное чередование полюсов

1-S, 2 — N 3 — S, 4 — N при измерении анизотропии, обусловленной кубической текстурой и попарное чередование полюсов 1,2 — S, 3,4 — N npu измерении анизотропии от текстуры ребрового типа.

Устройство работает следующим образом.

Датчик устанавливается на поверхность маталла. Обмотки возбуждения электромагнита подключаются к источнику переменного тока промышленной или звуковой частоты. При этом коммутатором устанавливается последовательное или попарное чередование по- 35 люсов, соответствующее типу текстуры исследуемого металла. Индикаторные катушки подключаются к измерительному прибору (например к электронному вольтметру) . При кубической текстуре подключаются все индикаторные катуш- 4О ки, соединенные последовательно, при ребровой только те, что расположены межцу разноименными полюсами. При повороте датчика вокруг своей оси снимаются показания измерительного прибора. По величине максимальных и минимальных отклонений прибора и функций угла поворота датчика судят о величине анизотропии, обусловленной кубической или ребровой текстурой при соответствующем включении катушек датчика.

I?азличные типы кристаллографических текстур обуславливают различный характер анизотропии магнитных свойств. 55

Известно, что если построить vrловую зависимость какой-либо характеристики металла, например проницаемости, то в случае ребровой текстуры эта зависимость при определенной напряженности магнитного полн представ- 66 ляет собой эллипс, т,е. минимальные и максимальные значения проницаемости чередуются. через 90О . 8 случае кубической текстуры, круговая диаграмма цт аницаемостиь представляет собой кривую с чередованием минимумов.и мако симумов через 45 . B какой-то момент времени полюса 1, 2 — S, 3, 4 — N. Большая ось эллипса магнитной проницаемости в направлении полюсов 2,4; малая — 1, 3. К измерительному прибору подключены индикаторные катушки 5 и

7, соединенные последовательно, катушки б и 8 отключены. B этом случае

ЬДС индикаторных катушек определяется поверхностной зоной металла между следами намагничивающих полюсов 1,4 и

2,3, т. е. в месте расположения индикаторных катушек 5 и 7. Наибольшее магнитное сопротивление будет вдоль большой,оси эллипса, т.е. на участках между намагничивающим полюсом 1 и полюсом индикаторной катушки 5 и соответственно 3 и 7. Между следами полюсов 5 и 4, 2 и 7 магнитные сопротивления минимальны (малая ось проницаемости эллипса) . На индикаторных катушках появляется ЭДС за счет того, что нейтральная ось магнитного поля поворачивается в сторону намагничивающих полюсов 2 и 4. При повороте датчика на 45О ЭДС индикаторных катушек эа счет анизотропии равна нулю поскольку магнитное сопротивление по отношению к главным осям эллипса одинаково. При повороте датчика на 90

ЭДС снова максимальна, а напряжение меняет знак (меняется фаза напряжения) . При некотором начальном напряжении на индикаторных катушках датчика напряжение меняется при повороте. датчика с чередованием минимумов и о мак симумов через 9 0

Круговая функция магнитной проницаемости при кубической текстуре имеет четыре минимума и четыре максимума. Чередование намагничивающих полюсов последовательное, Все индикаторные катушки соединены последовательно, чтобы их напряжение, возникающее от аниэотропных свойств металла,складывалось.При повороте датчика на 22,5 о

ЭДС за счет анизотропных свойств металла равна нулю. При повороте датчика на 45О ЭДС снова максимально но с обратным знаком.

Таким образом, при описанной последовательности включения намагничивающих полюсов индикаторных катушек предлагаемый датчик обеспечивает раздельное определение анизотропии,обусловленной различными типами текстур.

Формула изобретения

Устройство для измерения магнитной аниэотропии ферромагнитных материалов, содержащее электромагнитный датчик с возбуждающим электромагнитом, обмотки возбуждения которого подключены к источнику питания, и измерительную схему, о т л и ч а ю щ е е84266 2 иг.f

Фиг.2

Составитель О.Алексеева

Техред.T.Маточка . Корректор М.Пожо

Редактор Л.Филь

Заказ 5090/53 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Гбсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ..

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, датчик выполнен в виде четырехполюсного электромагнита, между полюсами которого размещены перпендикулярно друг другу две пары индикаторных катушек с сердечниками, а обмотки возбуждения подключены к источнику питания череэ номмутатор, обеспечивающий попарное или последовательное чередование полюсов электромагнита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 356602, кл. G 01 R 33/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР .

В 111331, кл. G 01 L 1/12,1957 (прототип) .