CN104465019A - 一种纳米两相磁性材料的智能化充退磁装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纳米两相磁性材料的智能化充退磁装置，采用了稳恒直流磁场进行充磁，采用交流换向退磁法进行退磁，并且通过磁场探测器检测材料的表面剩磁传送至检测控制系统，实现对该两相磁性材料交流退磁和直流励磁功能之间的智能转换。最后在过零点检测电路的基础上，实现对两相磁性材料在零点时刻充退磁，避免引起对外部设备及装置的磁特性干扰。

Description

一种纳米两相磁性材料的智能化充退磁装置

技术领域

 本发明涉及一种充退磁装置，具体指一种实现纳米两相磁性材料过零点充磁和退磁的智能化充退磁装置。

背景技术

随着两相磁性材料的发展，以及材料器件应用领域的迅速扩大。充退磁装置作为生产和开发各种两相材料器件必不可少的关键设备，已广泛用于电声。电机、仪表、医疗器械等各个领域。目前的传统的单一功能的充退磁装置已不能满足现代生产的需求。现代材料、电子、机械等高等技术业的飞速发展，使得人们对工业仪器的设备性能及智能化程度提出了更高的要求，而近几年全球倡导节能及环保政策也使充退磁装置的发展面临下的挑战，本发明针对充退磁装置智能化、节能、多功能一体化的发展需求，通过市场现状的综合分析，研制出一种简单、可靠、具有过零点充退磁的智能化装置。

20世纪90年代，德国科伦物理公司研制了IM-24030-PC-C型脉冲充磁机，该充磁机具有相当高的智能化程度和自动化水平，集过程控制、信息存储、远程通信、过热保护、安全体系于一体，所有功能都进行菜单控制，可利用设定磁体系统编号，充磁头编号及测量装置标识参数自动辨识充磁参数或手动输入设定功能键，计算机可对所有的连接磁化装置进行检查，找到标识的装置自动接通运行，充电到额定电压后自动放电，同时实现磁场的在线测量，校正及磁体的退磁测试。

美国walker LDJ scientific公司开发了XLE系列智能CDM系统。利用霍尔传感器、感应线圈或其他电磁类传感器将充磁、检测及退磁集成一体化，使单个工件的生产、装配流程通过简单的程序运作实现充磁及测试，同时提供磁化脉冲及磁体性能的可视化界面，实现图形化及数字化显示，提供与其他生产设备的标准通信接口，实现网络数据传输。该公司针对减少磁性器件故障率、提高生产效率的问题，集充退磁、检测、其他装配及制造过程于一体建立了一条多任务自动化生产线，使最终成品全部经过测试，减少了磁化及装配中出现的问题，提高了生产效率。美国Oersted technology公司采用ECS(electronic capacitance switching)专利技术，用一个Oersted technology充磁机代替几个固定电容的充磁机，增强了系统的通用性。

在国内，随着智能化充退磁装置的研发涉及到多种工业技术，需要结合大量的生产制造经验，综合利用各种技术，在智能化、节能度及多功能上寻找最优途径。近几年来，现场总线技术及网络技术的发展，使建立全自动的流水线生产车间成为趋势；数据采集技术的发展及虚拟仪器的广泛应用，为现场数据提供了更完善的采集及分析体系；机器人技术的发展，将大大节省人力资源，同时提高设备运行的安全性。另外，由于充磁所决定的磁场参数和分布直接影响磁体器件的运行性能，因此集器件的充磁与磁场分布参数的在线检测于一体, 实时自动调整磁场分布，显示相关波形及数据, 及时对充磁效果进行评估并反馈, 建立良好的人机操作界面，实现充磁及性能测试与指标反馈控制于一体的系统，进一步提高生产效率、节约能源将是今后的发展方向。充退磁动态过程中磁化特性与永磁材料及器件性能间的密切关系使智能化充退磁装置不再局限于作为磁性器件生产过程中的充退磁工具，开发者在追求更高智能化、更低功耗的同时，应将其与磁性材料及器件的研发相结合，通过对器件充退磁过程中特性曲线的测试分析，实现对磁性材料或其他器件相关性能的参数评估，为磁性磁材料及器件生产商提供强有力的设计参考。目前，国内外学者已开始致力于该方向的研究。

发明内容

发明目的：

本发明提供了一种纳米两相磁性材料的智能化充退磁装置，采用稳恒直流磁场进行充磁，采用交流换向退磁法进行退磁，并且通过磁场探测器检测材料的表面剩磁传送至检测控制系统，实现对该两相磁性材料交流退磁和直流励磁功能之间的智能转换，在捕捉正弦波零点时刻对材料进行充退磁操作，可以避免在传统充退磁装置中常见的磁干扰等问题，减少对外部设备及装置的造成影响。

技术方案：本发明是通过以下技术方案实施的：

一种纳米两相磁性材料的智能化充退磁装置，所述充退磁装置包括稳恒电源、直流磁场充磁支路、交流磁场退磁支路、双向开关、二极管和限流电阻、磁场探测器、检测控制系统和充退磁装置主体；其特征在于：检测控制系统连接稳恒电源，稳恒电源通过双向开关切换连接直流磁场充磁支路或交流磁场退磁支路，并由双向开关连接至磁化线圈；在直流磁场充磁支路上串联二极管和限流电阻；磁化线圈绕制的线圈均匀地分布在纳米两相磁性材料磁体部分；磁场探测器设置在纳米两相磁性材料上方，实现检测材料表面的剩磁并反馈于检测控制系统；过零点检测电路的两端与磁化线圈的首尾相连。

所述的充退磁装置主体由磁化线圈、纳米两相磁性材料与过零点检测电路共同组成。

优点和效果：

本发明不同于传统充退磁装置。首先，利用直流磁场充磁、交流换向磁场退磁技术，操作简单、节能效果显著；其次，利用两相磁性材料易于充磁的磁特性，仅需要很小的直流，就能够产生较强的保持剩磁，克服了传统充退磁装置结构复杂，不易于充磁的特点。最后，采用过零点检测电路，在零点时刻对材料进行充退磁，避免的了外磁场的干扰，使故障率大大降低，保证了充退磁装置的可靠性和智能化。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

附图标记说明：

1、检测控制系统，2、稳恒电源，3、双向开关，4、交流磁场退磁支路，5、直流磁场充磁支路，6、二极管，7、限流电阻，8、磁化线圈，9、纳米两相磁性材料，10、磁场探测器，11、过零点检测电路，12、充退磁装置主体。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行具体说明：

本发明提供一种纳米两相磁性材料的智能化充退磁装置，采用直流磁场充磁以及交流换向磁场退磁方式进行充退磁；利用磁场探测器探测材料表面剩磁，实时检测、控制材料的磁特性；通过建立检测控制系统实现对两相磁性材料直流励磁和交流退磁功能之间的智能转化，完成对材料的充退磁要求，进而对材料进行自适应调节、控制。这种两相磁性材料智能化充退磁装置取消了原有充退磁装置复杂的操动复杂机构，仅需要很小的直流，就能够形成的良好的励磁磁势，使故障率大大降低，另外，采用的过零点检测电路，可以准确的保障冲退磁操作在交流零点时刻完成，消除了外磁场的干扰。

本发明是一种纳米两相磁性材料的智能化充退磁装置，所述充退磁装置包括稳恒电源、直流磁场充磁支路、交流磁场退磁支路、双向开关、二极管和限流电阻、磁场探测器、检测控制系统、充退磁装置主体；检测控制系统1连接稳恒电源2，同时，稳恒电源2通过双向开关3切换连接直流磁场充磁支路5或交流磁场退磁支路4，并由双向开关3连接至磁化线圈8；在直流磁场充磁支路5上串联有二极管6和限流电阻7；磁化线圈8绕制的线圈均匀地分布在纳米两相磁性材料9磁体部分；磁场探测器10设置在纳米两相磁性材料9上方，实现检测材料表面的剩磁并反馈于检测控制系统1；过零点检测电路11的两端与磁化线圈8的首尾相连。

所述的充退磁装置主体12由磁化线圈8、纳米两相磁性材料9与过零点检测电路10共同组成。

上述纳米两相磁性材料智能化充退磁装置的工作原理如下：

当纳米两相磁性材料需要进行充磁操作时，检测控制系统1给出命令，稳恒电源2通过双向开关，启用直流磁场充磁支路5通过二极管6和限流电阻7，连接磁化线圈8对纳米两相磁性材料9进行充磁操作，并通过磁场探测器10实时的探测两相磁性材料9的表面剩磁，传送至检测控制系统1；当系统需要对两相磁性材料9进行退磁操作时，则通过双向开关3将稳恒电源2连接至交流退磁支路4，进而连接磁化线圈8对两相磁性材料9进行退磁操作；另外，在充磁和退磁过程中，连接磁化线圈8两端的过零点检测电路11，时刻发挥着检测线圈内部的电流状态的作用，在充磁和退磁操作中，实时的向检测控制系统发送电流在过零点的时刻，可以保证充退磁装置在零点时刻完成充磁和退磁操作。

本发明这种纳米两相磁性材料的智能化充退磁装置，采用直流磁场充磁和交流换向磁场退磁方式，通过零点检测电路实时抓捕交流零点时刻进行充退磁操作，避免了外磁场的干扰，保障充退磁装置准确可靠的运行，建立检测控制系统实现对两相磁性材料在直流励磁及交流退磁功能之间的转换，使得充磁支路和退磁支路相互独立地进行，在很小的直流电流下就可以完成充磁操作。具有结构简单、易于实现、节电效果显著特点的同时，大大降低了装置操作的故障率。

Claims (2)

1.一种纳米两相磁性材料的智能化充退磁装置，所述充退磁装置包括稳恒电源、直流磁场充磁支路、交流磁场退磁支路、双向开关、二极管和限流电阻、磁场探测器、检测控制系统和充退磁装置主体；其特征在于：检测控制系统（1）连接稳恒电源（2），稳恒电源（2）通过双向开关（3）切换连接直流磁场充磁支路（5）或交流磁场退磁支路（4），并由双向开关（3）连接至磁化线圈（8）；在直流磁场充磁支路（5）上串联二极管（6）和限流电阻（7）；磁化线圈（8）绕制的线圈均匀地分布在纳米两相磁性材料（9）磁体部分；磁场探测器（10）设置在纳米两相磁性材料（9）上方，实现检测材料表面的剩磁并反馈于检测控制系统（1）；过零点检测电路（11）的两端与磁化线圈（8）的首尾相连。

2. 根据权利要求1所述纳米两相磁性材料的智能化充退磁装置，其特征在于：所述的充退磁装置主体（12）由磁化线圈（8）、纳米两相磁性材料（9）与过零点检测电路（10）共同组成。