CN115032577B - 一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测装置及方法，针对环形铁氧体需要在温度、磁场相对稳定的环境中工作，和其内部剩磁水平难以检测和评估的需求，在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统中设置用于环形铁氧体材料的消磁单元，使得环形铁氧体材料测试环境磁噪声降低，再通过用于环形铁氧体材料的高精度剩磁测量单元进行环形铁氧体材料的剩磁水平检测，提高环形铁氧体材料剩磁测量的检测精度和灵敏度。本发明具有使用方便、磁噪声低、改造成本低、剩磁检测精度高等优点，提高了环形铁氧体剩磁检测精度，可应用于各类环形铁氧体材料的剩磁高精度检测。
Description
技术领域
本发明涉及用于剩磁测量、铁氧体材料样品剩磁测试的技术领域，具体涉及一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测装置及方法。
背景技术
铁氧体是铁族氧化物混合一种或者多种金属元素氧化物的复合氧化物。铁氧体是二十世纪中叶兴起的一种磁性材料，也是人类最早应用的一种非金属磁性材料。铁氧体材料可分为多种类型，硬磁铁氧体材料与软磁铁氧体材料是其中应用最广泛的两种类型。铁氧体材料具有高磁导率、低矫顽力、低损耗等特点，所以在计算机技术、通信技术、航空航天技术、自动化控制技术等领域铁氧体材料都具有广泛的应用。但由于铁氧体材料热噪声较大，环境温度对其磁性能影响较大，所以铁氧体使用时需要在温度、磁场相对稳定的环境中工作。因此对铁氧体材料在精密检测时的检测环境提出了较高的要求。
目前铁氧体多采用粉末冶金法烧结制造，所以在实际制造中多采用环形结构。环形铁氧体是一种圆管状铁氧体材料，其特殊的圆管形状也限制了其内部剩磁水平的检测和评估。且由于烧结设备及工艺的限制，应用在大型设备仪器上的较大环形铁氧体材料一般由较小的环形铁氧体材料粘接而成。因为含有粘接剂，从而导致环形铁氧体材料剩磁水平稍差。因此也对环形铁氧体材料的剩磁检测装置及方法也提出了较高的要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测装置及方法，具有磁噪声低、剩磁检测精度高、使用方便、改造成本低等优点。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测装置，包括环形铁氧体材料消磁单元、环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统、环形铁氧体材料、环形铁氧体材料可调支架、高精度剩磁测量单元和磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架；
所述的环形铁氧体材料消磁单元固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统上，所述的环形铁氧体材料通过环形铁氧体材料可调支架固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统的中央，所述的高精度剩磁测量单元通过磁屏蔽系统内剩磁测量支架固定在环形铁氧体材料的中央。
作为优选，所述的环形铁氧体材料消磁单元包括消磁线圈以及和消磁线圈连接的消磁器，所述的消磁线圈用于承载消磁电流产生环形铁氧体材料消磁的磁场，所述的消磁器用于产生消磁电流。
作为优选，所述的环形铁氧体材料可调支架包括支撑臂和底座，所述的支撑臂通过底部的移动块设置在底座的导轨槽内。
作为优选，所述的支撑臂为两个，且两个支撑臂的间距小于等于环形铁氧体材料的半径。
作为优选，所述的环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统用于将外部磁场进行隔离创造低噪声零磁环境以降低整体装置的磁噪声水平。
作为优选，所述的环形铁氧体材料可调支架用于固定不同规格类型的环形铁氧体材料。
作为优选，所述的高精度剩磁测量单元用于对环形铁氧体材料进行高精度剩磁测量。
作为优选，所述的磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架用于固定高精度剩磁测量单元，为剩磁测试提供良好的振动环境。
作为优选，所述的环形铁氧体材料可调支架和磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架都为无磁材料。
本发明还提供了一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测方法，包含以下步骤：
S1：打开环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统，调节环形铁氧体材料可调支架的两个支撑臂，使其间距小于等于环形铁氧体材料半径；
S2：将环形铁氧体材料固定在环形铁氧体材料可调支架上，并调整环形铁氧体可调支架使其固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统中；
S3：将磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架伸入环形铁氧体材料内部中心，并固定；
S4：将消磁线圈固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统上，连接消磁器进行消磁；
S5：将高精度剩磁测量单元插入并固定在磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架上，进行环形铁氧体材料剩磁检测；
S6：将输出环形铁氧体材料剩磁检测数据进行采集，经过数据处理后获得环形铁氧体材料剩磁检测结果。
本发明通过一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测装置，基于所述的环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统、环形铁氧体材料消磁单元和高精度剩磁测量单元，实现了环形铁氧体材料的高精度低噪声剩磁水平检测，发明了一种可用于环形铁氧体材料低噪声剩磁测量的装置，提供了一种环形铁氧体材料的低噪声剩磁检测方法。
本发明的有益效果是：
（1）本发明综合考虑各种器件的功能和工作需求，采用在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统中设置用于环形铁氧体材料消磁单元和高精度剩磁测量单元，通过设置的装置消磁单元，使得环形铁氧体材料测试环境磁噪声降低，减少了环境磁场对环形铁氧体材料剩磁检测的影响，减小了环境磁场带来的剩磁测量随机偶然误差，提高了环形铁氧体材料的剩磁测量精度，使得剩磁测量数据更接近环形铁氧体材料本身的剩磁情况，有利于对铁氧体材料本身特性的进一步研究。
（2）本发明通过所设置的用于环形铁氧体材料的高精度剩磁测量单元进行环形铁氧体材料的剩磁水平检测，提高环形铁氧体材料剩磁测量的检测精度和灵敏度，增加了环形铁氧体材料的剩磁测试范围和剩磁测试极限水平，使环形铁氧体材料极限灵敏度指标提升到fT（飞特斯拉，10-15 T）水平，扩大了剩磁测试范围，从fT到μT（微特斯拉，10-6 T）磁测量水平的剩磁都可以通过本发明进行测量。
（3）本发明结构紧凑，操作要求低，通过系统内的环形铁氧体材料可调支架对环形铁氧体材料尺寸进行匹配和固定，其固定配件要求低，并且降低了环境的振动噪声，为保持环形铁氧体材料的剩磁测试提供了稳定的测试环境。
（4）本发明剩磁测量方法简单，可通过磁屏蔽系统内剩磁测量支架进行高精度剩磁测量单元的调节，在测试过程中可以根据实际情况进行测试调节，并可基于磁屏蔽系统内剩磁测量支架进行多个方向的剩磁测试。
（5）本发明具有磁噪声屏蔽效果好、磁噪声和干扰小、剩磁检测精度高、使用维护简单方便等优点。这种简便实用、测试精度高的环形铁氧体材料剩磁测试装置和方法将对铁氧体剩磁测试领域产生极大的作用。
附图说明
图1为本发明的一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测装置结构示意图；
图2为本发明的环形铁氧体材料消磁单元线圈走向示意图；
图3为本发明的环形铁氧体材料可调支架三视图；
图4为本发明的环形铁氧体材料可调支架调节示意图；
图5为本发明的一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测方法流程图；
图6为本发明实施例1的检测结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测装置，包括环形铁氧体材料消磁单元1、环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2、环形铁氧体材料3、环形铁氧体材料可调支架4、高精度剩磁测量单元5和磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架6。
所述的环形铁氧体材料消磁单元1固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2上，所述的环形铁氧体材料3通过环形铁氧体材料可调支架4固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2的中央，所述的环形铁氧体材料消磁单元1用于对环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2和环形铁氧体材料3进行消磁操作消除磁噪声，所述的环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2用于屏蔽外磁场产生接近零磁场的低噪声测试环境。所述的环形铁氧体材料3固定在环形铁氧体材料可调支架4上。
所述的环形铁氧体材料消磁单元1包括消磁线圈101和以及和消磁线圈101连接的消磁器102，所述的消磁线圈101用于承载消磁电流产生环形铁氧体材料消磁的磁场，所述的消磁器102用于产生消磁电流。所述的消磁线圈101的电流走向如图2所示，输入输出两个端口分别接消磁器102正负极，该环形铁氧体材料消磁单元1减少了环境磁场对环形铁氧体材料剩磁检测的影响，减小了环境磁场带来的剩磁测量随机偶然误差，提高了环形铁氧体材料的剩磁测量精度，使得剩磁测量数据更接近环形铁氧体材料本身的剩磁情况，有利于对铁氧体材料本身特性的进一步研究。
如图3所示，所述的环形铁氧体材料可调支架包括支撑臂41和底座42。如图4所示，所述的环形铁氧体材料可调支架4中的两个支撑臂41可沿着底座42上的导轨槽进行移动，进而进行大小调节用于固定不同半径大小的环形铁氧体材料。所述的支撑臂41用于支撑和固定环形铁氧体材料。所述的底座42用于固定和限制支撑臂41，通过对支撑臂41的位置调节，实现对不同大小的环形铁氧体材料的固定。
所述的高精度剩磁测量单元5固定在磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架6上。所述的高精度剩磁测量单元5用于对环形铁氧体材料进行剩磁的高精度检测。所述的磁屏蔽系统内剩磁测量支架6用于限制和引导高精度剩磁测量单元在环形铁氧体材料内部的位置移动。
如图5所示，一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测方法的具体实施步骤如下：
（1）打开环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2，调节环形铁氧体材料可调支架4的两个支撑臂41，使其间距小于等于环形铁氧体材料半径；
（2）将环形铁氧体材料3固定在环形铁氧体材料可调支架4上，并调整环形铁氧体可调支架4使其固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统中；
（3）将磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架6伸入环形铁氧体材料内部中心，并固定；
（4）将消磁线圈101固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2上，连接消磁器102进行消磁；
（5）将高精度剩磁测量单元5插入并固定在磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架6上，进行环形铁氧体材料剩磁检测；
（6）将输出环形铁氧体材料剩磁检测数据进行采集，经过数据处理后获得环形铁氧体材料剩磁检测结果。
实施例1
本实施例1针对DN200L型号的环形铁氧体材料，检测该型号环形铁氧体材料的剩磁情况。如图1所示，主要包括环形铁氧体材料消磁单元1、环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2、环形铁氧体材料3、环形铁氧体材料可调支架4、高精度剩磁测量单元5和磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架6。
具体实施时，环形铁氧体材料消磁单元1固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2上，所述的装置具体实施时，环形铁氧体材料消磁单元输入的两个端口分别接消磁器正负极，对环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2和环形铁氧体材料3进行消磁操作消除磁噪声，屏蔽外磁场产生接近零磁场的低噪声测试环境；环形铁氧体材料可调支架4用于固定和支撑环形铁氧体材料3，所述装置具体实施时，环形铁氧体材料可调支架4包括支撑臂41和底座42，通过改变撑臂41将环形铁氧体材料3固定在环形铁氧体材料可调支架4上，底座42固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2中央；高精度剩磁测量单元5对环形铁氧体材料3内部进行剩磁测量和数据输出，提取环形铁氧体材料3内部剩磁信息。
所述的一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测装置及方法在具体实施时的具体操作过程，包括如下步骤：
步骤（1）：打开环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2，调节环形铁氧体材料可调支架4的两个支撑臂41，使其间距小于等于环形铁氧体材料DN200L的半径20cm；
步骤（2）：将环形铁氧体材料DN200L固定在环形铁氧体材料可调支架4上，并调整环形铁氧体可调支架4使其固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2中，使环形铁氧体材料DN200L圆环圆心与环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2中心处于同一高度；
步骤（3）：将磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架6伸入环形铁氧体材料DN200L内部中心固定，封闭环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2；
步骤（4）：将环形铁氧体材料消磁单元1固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统2上，连接消磁器进行消磁，消磁电流≥40A；
步骤（5）：将高精度剩磁测量单元5插入并固定在磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架6上，利用高精度剩磁测量单元5测量环形铁氧体材料DN200L中心位置的剩磁情况，高精度剩磁测量单元5的剩磁测量灵敏度为0.1nT；
具体实施时，以0.5cm为步长移动高精度剩磁测量单元5使其测量环形铁氧体材料DN200L中心前后、左右、上下±5cm内的剩磁分布情况，具体结果如图6所示。
图中，圆形点划线为环形铁氧体材料DN200L中心前后±5cm内的剩磁情况，三角形点划线为环形铁氧体材料DN200L中心左右±5cm内的剩磁情况，方形点划线为环形铁氧体材料DN200L中心上下±5cm内的剩磁情况。所述的前后方向为沿着平行磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架6的方向，左右方向为平行环形铁氧体材料可调支架的底座42导轨槽的方向，上下方向为垂直前后、左右的方向垂直纸面的方向，前后、左右、上下三个方向分别互相垂直；
步骤（6）：将输出环形铁氧体材料DN200L的剩磁检测数据进行采集，经过数据处理后获得环形铁氧体材料剩磁检测结果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测方法，其特征在于，采用的装置包括环形铁氧体材料消磁单元、环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统、环形铁氧体材料、环形铁氧体材料可调支架、高精度剩磁测量单元和磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架；
所述的环形铁氧体材料消磁单元固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统上，所述的环形铁氧体材料通过环形铁氧体材料可调支架固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统的中央，所述的高精度剩磁测量单元通过磁屏蔽系统内剩磁测量支架固定在环形铁氧体材料的中央；
所述的环形铁氧体材料消磁单元包括消磁线圈以及和消磁线圈连接的消磁器，所述的消磁线圈用于承载消磁电流产生环形铁氧体材料消磁的磁场，所述的消磁器用于产生消磁电流；
所述的环形铁氧体材料可调支架包括支撑臂和底座，所述的支撑臂通过底部的移动块设置在底座的导轨槽内；
所述方法包含以下步骤：
S1：打开环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统，调节环形铁氧体材料可调支架的两个支撑臂，使其间距小于等于环形铁氧体材料半径；
S2：将环形铁氧体材料固定在环形铁氧体材料可调支架上，并调整环形铁氧体可调支架使其固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统中；
S3：将磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架伸入环形铁氧体材料内部中心，并固定；
S4：将消磁线圈固定在环形铁氧体材料测试磁屏蔽系统上，连接消磁器进行消磁；
S5：将高精度剩磁测量单元插入并固定在磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架上，进行环形铁氧体材料剩磁检测；
S6：将输出环形铁氧体材料剩磁检测数据进行采集，经过数据处理后获得环形铁氧体材料剩磁检测结果。
2.根据权利要求1所述的一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测方法，其特征在于：所述的支撑臂为两个，且两个支撑臂的间距小于等于环形铁氧体材料的半径。
3.根据权利要求1所述的一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测方法，其特征在于：所述的环形铁氧体材料可调支架是无磁材料。
4.根据权利要求1所述的一种环形铁氧体材料低噪声剩磁检测方法，其特征在于：所述的磁屏蔽系统内剩磁测量单元支架是无磁材料。
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| GR01 | Patent grant | ||
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