CN105445146B - 一种新型软磁磁环密度测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种新型软磁磁环密度测试装置，包括设置于地面上的电子天平、高脚水槽和可调电磁铁，所述电子天平上表面设有烧杯，所述高脚水槽顶端设有样品架，所述样品架包括横梁、可滑动伸缩连杆和由垂直的拉杆和水平的横臂组成的L形升降臂，所述横梁设置于高脚水槽内侧壁靠近顶部的位置，所述高脚水槽其中一侧的水槽壁上开有竖直向下的滑槽，所述滑槽下端与高脚水槽内部连通，所述L形升降臂的拉杆与滑槽滑动连接，所述L形升降臂的横臂设置于高脚水槽内侧，所述高脚水槽外侧壁与滑槽对应的位置设有锁定L形升降臂的紧固螺栓。本发明以弥补传统密度测量装置在提升单一样品湿密度测试精度及批量样品密度测试时存在的不足。
Description
技术领域
本发明属于固体密度测试装置领域，具体涉及一种新型软磁磁环密度测试装置。
背景技术
软磁材料作为一类重要的传统磁性材料在通信、电子、计算机、航空航天等诸多领域有着广泛的应用。软磁磁环是电子电路中常用的抗干扰元件，对于高频噪声有很好的抑制作用，常用Mn-Zn铁氧体、Ni-Zn铁氧体等软磁材料制成，在通信、电子产品中有很大需求量。快速、精确地测量软磁磁环密度不仅能缩短新型、优质软磁材料的开发周期，还能为建立微结构影响材料宏观磁性能变化的理论模型提供更可靠的数据支持。
磁环密度测量属于吸水固体密度测试的范畴，根据公式ρ＝m/V(m为样品质量，V为样品体积)即可计算出，为了更准确地研究微观结构对磁性能的影响，往往需要测量样品的湿密度(样品体积不包含开放气孔，但包含封闭气孔)，V一般用阿基米德排水法原理得到。常用的固体密度测试仪测试此类样品时仅提供带抗浮架水中吊兰用于测量样品水中的重量，然后根据公式(m0为样品在空气中的重量，m水为样品在水中的重量，ρ水为水的密度)求出样品的湿密度。使用这类传统装置测量磁环密度存在如下问题：
1、如果要准确得到样品湿密度，称量前首先需要自行对样品进行水煮预处理；
2、在测量时需要手动将处理后的样品移入抗浮架称量在水中的重量，为了得到更准确的密度值，移动过程中同时还需保持样品充分润湿；
3、测量多个样品时需要反复手动将样品移入、移出抗浮架，换样过程繁琐，容易引入更多误差；
4、抗浮架等辅助测量组件加工精度及成本都较高。
可见，传统密度测试装置虽然具有普适性，但面对一些特定材料的专业测试或批量测试需求时还存在许多不足之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种新型软磁磁环密度测试装置，以弥补传统密度测量装置在提升单一样品湿密度测试精度及批量样品密度测试时存在的不足。
本发明所采用的技术方案是：一种新型软磁磁环密度测试装置，包括设置于地面上的电子天平、高脚水槽和可调电磁铁，所述电子天平上表面设有烧杯，所述高脚水槽顶端设有样品架，所述样品架包括横梁、可滑动伸缩连杆和由垂直的拉杆和水平的横臂组成的L形升降臂，所述横梁设置于高脚水槽内侧壁靠近顶部的位置，所述高脚水槽其中一侧的水槽壁上开有竖直向下的滑槽，所述滑槽下端与高脚水槽内部连通，所述L形升降臂的拉杆与滑槽滑动连接，所述L形升降臂的横臂设置于高脚水槽内侧，所述高脚水槽外侧壁与滑槽对应的位置设有锁定L形升降臂的紧固螺栓，所述可滑动伸缩连杆其中一端套结在横梁上，所述可滑动伸缩连杆另一端套结在L形升降臂的横臂上，所述高脚水槽设有L形升降臂的一内侧壁靠近底部的位置设有电阻加热器，所述高脚水槽内底面设有穿过其底面的样品滑管，所述样品滑管下端出口位于烧杯上方，所述可调电磁铁的端头设置于烧杯内，所述可调电磁铁与设置于高脚水槽底面的连杆连接，所述可调电磁铁与电压控制器电连。
作为优选，所述高脚水槽由高密度聚乙烯或耐100℃以上温度的聚合物材料制成。
作为优选，所述样品架由铝或铜等非磁性金属制成。
作为优选，所述电阻加热器的加热圈和连杆由非磁性材料制成。
作为优选，所述电子天平的称量盘为磁屏蔽称量盘。
作为优选，所述电阻加热器的电源线穿过高脚水槽内侧壁引出与电源连接。
作为优选，所述可调电磁铁与连杆铰接。
作为优选，所述高脚水槽上开有通孔，所述可调电磁铁的电源线穿过通孔与电压控制器连接。
本发明的有益效果在于：
1、在测量磁环样品湿密度时，将样品的水煮预处理环节与测试环节整合，减少样品转移环节，有效提高测试精度；
2、与传统测试设备相比，本发明在测试过程中优化了放样方式，有效减少人为误差的产生；
3、测量多个样品时步骤简单，换样快捷，结果精确，过程重复性好；
4、装置结构简单，成本低，易加工。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明测试步骤1状态示意图；
图3为本发明测试步骤2状态示意图；
图4为本发明测试步骤3状态示意图。
图中：1、高脚水槽；2、横梁；3、L形升降臂；4、紧固螺栓；5、可滑动伸缩连杆；6、滑槽；7、电阻加热器；8、样品滑管；9、连杆；10、可调电磁铁；11、电压控制器；12、通孔；13、烧杯；14、电子天平；15、磁环样品。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2、图3和图4所示，一种新型软磁磁环密度测试装置，包括设置于地面上的电子天平14、高脚水槽1和可调电磁铁10，所述电子天平14上表面设有烧杯13，所述高脚水槽1顶端设有样品架，所述样品架包括横梁2、可滑动伸缩连杆5和由垂直的拉杆和水平的横臂组成的L形升降臂3，所述横梁2设置于高脚水槽1内侧壁靠近顶部的位置，所述高脚水槽1其中一侧的水槽壁上开有竖直向下的滑槽6，所述滑槽6下端与高脚水槽1内部连通，所述L形升降臂3的拉杆与滑槽6滑动连接，所述L形升降臂3的横臂设置于高脚水槽1内侧，所述高脚水槽1外侧壁与滑槽6对应的位置设有锁定L形升降臂3的紧固螺栓4，所述可滑动伸缩连杆5其中一端套结在横梁2上，所述可滑动伸缩连杆5另一端套结在L形升降臂3的横臂上，所述高脚水槽1设有L形升降臂3的一内侧壁靠近底部的位置设有电阻加热器7，所述高脚水槽1内底面设有穿过其底面的样品滑管8，所述样品滑管8下端出口位于烧杯13上方，所述可调电磁铁10的端头设置于烧杯13内，所述可调电磁铁10与设置于高脚水槽1底面的连杆9连接，所述可调电磁铁10与电压控制器11电连。
作为优选，所述高脚水槽1由高密度聚乙烯或耐100℃以上温度的聚合物材料制成。
作为优选，所述样品架由铝或铜等非磁性金属制成。
作为优选，所述电阻加热器7的加热圈和连杆9由非磁性材料制成。
作为优选，所述所述电子天平14的称量盘为磁屏蔽称量盘。
作为优选，所述电阻加热器7的电源线穿过高脚水槽1内侧壁引出与电源连接。
作为优选，所述可调电磁铁10与连杆9铰接。
作为优选，所述高脚水槽1上开有通孔12，所述可调电磁铁10的电源线穿过通孔12与电压控制器11连接。
上述结构中，L形升降臂3的横臂长度要保证末端轻触样品滑管8外壁，同时不影响升降；样品滑管8在高脚水槽1内部的高度要满足如下条件：当穿有磁环样品15的L形升降臂3降至底部且所有样品被水完全浸没时，样品滑管8顶端高于水面，当穿有磁环样品15的L形升降臂3升至顶部时，磁环样品15下沿高于样品滑管8顶端；样品滑管8末端有弯曲的缓冲处理，防止样品滑出过快影响测量。
本发明工作原理如下：已称量空气中重量m0的磁环样品15穿到样品架的L形升降臂3的横臂上，并将其降至底部；往高脚水槽1中注入蒸馏水至完全浸没样品，并接通电阻加热器7电源，磁环样品15在沸水中煮透(水完全浸润样品的开气孔)后关闭电阻加热器7电源；提升L形升降臂3至磁环样品15下沿高于样品滑管8顶部时用紧固螺栓4固定；将可调电磁铁10旋转至合适的角度(易于样品吸附和脱离)，开启电压控制器11，并调节电压保证能吸住样品；往烧杯13中注入足量蒸馏水，保证可调电磁铁10处在液面下足够深度，然后水平滑动可滑动伸缩连杆5将磁环样品15推入样品滑管8；磁环样品15滑出并吸附在可调电磁铁10上后，先确认磁环样品15完全被水没过(如果磁环样品15有部分露出水面，则需加水使其完全被浸没)，再待液面稳定后记录电子天平14测量的质量m1；关闭电压控制器11，使磁环样品15脱落沉入烧杯13底部，待稳定后记录电子天平14测量的质量m2；最后，根据公式即可得到磁环样品15的湿密度，这里通过悬挂法由计算m2-m1间接求得了传统测试方法中样品在水中的重量m水。多个磁环样品15测试时，可以把所有磁环样品15一次装上样品架，当第一个样品完成上述步骤后，从烧杯13中取出；重新开启电压控制器11，用可滑动伸缩连杆5推入第二个样品，记录电子天平14测量值，再关闭电压控制器11，记录电子天平14测量值，从烧杯13中取出；后续磁环样品15依次类推。
本实施例所述软磁磁环密度测试装置的测试方法如下：
1、如图2所示，已称量空气中重量m0的磁环样品15穿到L形升降臂3的横臂上，并将其降至底部；往高脚水槽1中注入蒸馏水至完全浸没样品，并接通电阻加热器7的电源，磁环样品15在沸水中煮透后关闭电阻加热器7电源；将可调电磁铁10旋转至合适的角度，开启电压控制器11，并调节电压至适当值；往烧杯13中注入足量蒸馏水，保证可调电磁铁10处在液面下足够深度。
2、如图3所示，提升L形升降臂3至磁环样品15下沿高于样品滑管8顶部时用紧固螺栓4固定；然后水平滑动可滑动伸缩连杆5将磁环样品15推入样品滑管8；磁环样品15滑出并吸附在可调电磁铁10上后，待液面稳定时记录电子天平14测量的质量m1。
3、如图4所示，关闭电压控制器11，使磁环样品15脱落沉入烧杯13底部，待稳定时记录记录电子天平14测量的质量m2；最后，根据公式即可得到磁环样品15的湿密度。
4、从烧杯13中取出已测磁环样品15，重新开启电压控制器11，水平滑动可滑动伸缩连杆5推入下一个磁环样品15，记录电子天平14的测量值；关闭电压控制器11，再记录电子天平14的测量值，由公式得到密度。多个磁环样品15测试依次类推。
Claims (8)
1.一种新型软磁磁环密度测试装置，其特征在于：包括设置于地面上的电子天平、高脚水槽和可调电磁铁，所述电子天平上表面设有烧杯，所述高脚水槽顶端设有样品架，所述样品架包括横梁、可滑动伸缩连杆和由垂直的拉杆和水平的横臂组成的L形升降臂，所述横梁设置于高脚水槽内侧壁靠近顶部的位置，所述高脚水槽其中一侧的水槽壁上开有竖直向下的滑槽，所述滑槽下端与高脚水槽内部连通，所述L形升降臂的拉杆与滑槽滑动连接，所述L形升降臂的横臂设置于高脚水槽内侧，所述高脚水槽外侧壁与滑槽对应的位置设有锁定L形升降臂的紧固螺栓，所述可滑动伸缩连杆其中一端与套结在横梁上，所述可滑动伸缩连杆另一端套结在L形升降臂的横臂上，所述高脚水槽设有L形升降臂的一内侧壁靠近底部的位置设有电阻加热器，所述高脚水槽内底面设有穿过其底面的样品滑管，所述样品滑管下端出口位于烧杯上方，所述可调电磁铁的端头设置于烧杯内，所述可调电磁铁与设置于高脚水槽底面的连杆连接，所述可调电磁铁与电压控制器电连。
2.根据权利要求1所述的一种新型软磁磁环密度测试装置，其特征在于：所述高脚水槽由耐100℃以上温度的聚合物材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型软磁磁环密度测试装置，其特征在于：所述样品架由非磁性金属制成。
4.根据权利要求1或2所述的一种新型软磁磁环密度测试装置，其特征在于：所述电阻加热器的加热圈和连杆由非磁性材料制成。
5.根据权利要求1或2所述的一种新型软磁磁环密度测试装置，其特征在于：所述电子天平的称量盘为磁屏蔽称量盘。
6.根据权利要求4所述的一种新型软磁磁环密度测试装置，其特征在于：所述电阻加热器的电源线穿过高脚水槽内侧壁引出与电源连接。
7.根据权利要求4所述的一种新型软磁磁环密度测试装置，其特征在于：所述可调电磁铁与连杆铰接。
8.根据权利要求7所述的一种新型软磁磁环密度测试装置，其特征在于：所述高脚水槽上开有通孔，所述可调电磁铁的电源线穿过通孔与电压控制器连接。
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