CN101126798A - 螺线管式比磁化系数测定仪 - Google Patents

Abstract

一种螺线管式比磁化系数测定仪，属于强磁性矿物磁性测定装置它的薄壁玻璃管一端与分析天平连接，其主体插入到空心螺线管线圈内，空心螺线管线圈与双开关连接，双开关与直流电源连接，与开关连接，开关与直流电源连接，直流安培计连接在开关的回路上。本发明结构简单，薄壁玻璃管插在空心螺线管线圈内总是处于稳定状态，测量准确。

Description

螺线管式比磁化系数测定仪

技术领域

本发明涉及一种强磁性矿物磁性测定装置，具体地说是一种螺线管式比磁化系数测定仪。

背景技术

目前，已有的比磁化系数测定仪是由两个缠绕在两块工程纯铁上的线圈相对配置，中间留有25毫米的间距，中间有装有强磁性矿物的玻璃球以及电子天平、高斯计、主电路、辅电路组成。该仪器磁极头部位有漏磁，测量时装有强磁性矿物的玻璃球，很容易偏向两边，造成电子天平读数不准，通过多次试验发现，该玻璃球总是处于不稳定状态，很难顺利地完成测量任务。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术读数不准的不足，提供了一种测量稳定、读数准确的螺线管式比磁化系数测定仪。

实现上述发明目的采用以下技术方案：一种螺线管式比磁化系数测定仪，包括分析天平，薄壁玻璃管一端与分析天平连接，其主体插入到空心螺线管线圈内，空心螺线管线圈与双开关连接，双开关与直流电源连接，与开关连接，开关与直流电源连接，直流安培计连接在开关的回路上。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果是，该装置结构简单，薄壁玻璃管插在空心螺线管内总是稳定状态，测量准确。本装置用于教学，可以帮助学生掌握测定强磁性矿物磁性的方法，了解不同强磁性矿物的特点，通过试验的方式再次领会电磁场强的计算方法，为走向工作岗位后开发新设备打下坚实的理论和实践基础，将会产生不可估量的社会效益和经济效益。本装置用于现场，可顺利地完成测量任务。

附图说明

图1是本发明的线路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述。

参见附图1，本发明由分析天平1，薄壁玻璃管2，空心螺线管线圈3等组成，薄壁玻璃管2一端与分析天平1连接，其主体插入到空心螺线管线圈3内，空心螺线管线圈3与双开关6连接，双开关6一端与直流电源7连接，另一端与开关4连接，开关4与直流电源7连接，两个直流安培计5分别连接在开关4的回路上。

本发明的工作原理：

首先利用辅助电路把220伏交流电转换成直流电，并通控制系统分成正反两个方向。通过控制开关5和双开关4来控制线路的开、关，直流电源7通入空心螺线管线圈3，产生大小均匀的磁场，随电流大小、方向不同而改变，把装有强磁性矿物的薄壁玻璃管2插入空心螺线管线圈3内，这样就会因场强的变化而显现出分析天平1显示重量数值不同，通过多组数值，利用函数关系，求得强磁性矿物的比磁化系数。

在图1中，螺线管线圈3，通入直流电时产生磁场。我们把在整个长度上截面相等的玻璃管2装入磁铁矿粉后，置于图示位置，那末试样在磁场中便受到和它的长度方向一致的磁力作用。所受磁力为：

式中  f_磁——试样所受磁力，达因

      K₀——试样的物体容积磁化系数

H₁、H₂——试样两端所处的磁场强，奥斯特

S——试样的截面积，厘米²

试样在螺线管线圈中的一端处于磁场强度均匀且较高的区域，而挂在天平的一端处于磁场强度很低的区域。当试样足够长，并且H1＞＞H2时，磁场强度H2很小可忽略不计，上式就可写成：

①试样悬挂在天平上，所受磁力可用天平测出，即

f_磁＝ΔP·g

②式中——Δp试样在有磁场时和无磁场时重量的改变，克——g重力加速度，980克/秒²

这样

$\frac{K_0}{2}{H_1}^{2}S=\mathrm{\ΔP}\·g$

③

$K_0=X_0\mathrm{\δ}=X_0\frac{P}{\mathrm{ls}}$

$\frac{1}{2}\frac{X_{0}P}{\mathrm{ls}}{H_1}^{2}S=\mathrm{\ΔP}\·g$

$X_0=\frac{2\mathrm{l\ΔPg}}{P{H_1}^2}$

式中：X₀——试样的物体比磁化系数，cm³/g

      P——试样重量，克

      l——试样长度，厘米

      δ——试样的密度，g/cm³

当试样的长度很大[通常1＝30cm，S＝/4(0.6～0.8)cm²，那末试样的尺寸比m很大]，则

$X=X_0=\frac{2\mathrm{l\ΔPg}}{P{H}_1}$

式中x——试样的物质比磁化系数，cm3/g

上式中l、g、P值为已知，实验时改变H1大小，测定值，便可计算x值，而且还能确定比磁化强度，即

$J=X{H}_1=\frac{2\mathrm{l\ΔPg}}{P{H}_1}$

式中J——矿物比磁化强度，高斯/克

试样所处的磁场是由多层螺线管线圈通入直流电形成。线圈内某点的磁场强度可由下式求出：

$H=\frac{2\mathrm{\πni}}{10(R-r)}[l_1\ln \frac{R+\sqrt{R^2+{l_1}^2}}{r+\sqrt{r^2+{l_1}^2}}+l_2\ln \frac{R+\sqrt{R^2+{l_2}^2}}{r+\sqrt{r^2+{l_2}^2}}]$

式中：

H——多层螺线管线圈内中心线上的磁场强度，奥斯特

N——线圈单位长度的匝数；

i——线圈所通的电流，安；

R——线圈外半径，厘米；

r——线圈内半径，厘米；

l1——线圈内某点到线圈上端的距离，厘米；

l2——线圈内某点到线圈端的距离，厘米。

线圈内中心点的磁场强度中l1＝l2代入上式即可求出。

因线圈内中心点的l1＝l2，R，r，n为固定值，所以H＝Ci(C——常数)。实验中，给定一个电流值，可得到一个对应的磁场强度H值。在不同的磁场强度下，测得试样的比磁化强度J和比磁化系数x，做出J＝f(H)和x＝f(H)的曲线，求出试样的比剩余磁化强度JR及较顽磁力HC值。

Claims (1)

1.一种螺线管式比磁化系数测定仪，包括分析天平，其特征在于：薄壁玻璃管(2)一端与分析天平(1)连接，其主体插入到空心螺线管线圈(3)内，空心螺线管线圈(3)与双开关(6)连接，双开关(6)与直流电源(7)连接，与开关(4)连接，开关(4)与直流电源(7)连接，直流安培计(5)连接在开关(4)的回路上。

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