RU2157014C1 - Способ размагничивания крупногабаритных изделий - Google Patents
Способ размагничивания крупногабаритных изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2157014C1 RU2157014C1 RU99115976A RU99115976A RU2157014C1 RU 2157014 C1 RU2157014 C1 RU 2157014C1 RU 99115976 A RU99115976 A RU 99115976A RU 99115976 A RU99115976 A RU 99115976A RU 2157014 C1 RU2157014 C1 RU 2157014C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- magnetic field
- product
- field
- article
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Primary Cells (AREA)
Abstract
Использование: в области неразрушающего контроля материалов и изделий. Технический результат заключается в уменьшении энергоемкости процесса размагничивания крупногабаритных ферромагнитных изделий. Размагничивание ферромагнитных изделий осуществляется путем воздействия на изделие переменного магнитного поля с амплитудой, уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля, и частотой, зависящей от магнитной проницаемости и толщины изделия. На основное низкочастотное магнитное поле накладывается переменное магнитное поле, частота которого совпадает с собственной основной частотой механического резонанса данного изделия. При этом достигается увеличение вклада поля высших гармоник в общее магнитное поле в материале изделия. Это позволяет сформировать необходимое магнитное состояние изделия при меньших токах в обрабатывающей обмотке. Воздействие магнитного поля с частотой механического резонанса достигают увеличением крутизны нарастающего и спадающего фронтов импульса. Воздействие создают подключением обрабатывающей обмотки к аккумуляторной батарее. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий, конкретно к способам размагничивания ферромагнитных изделий.
Известен способ размагничивания ферромагнитного изделия [1], заключающийся в нагревании изделия до температуры Кюри, при которой намагниченность исчезает. Недостатком данного способа является изменение механических свойств материала изделия в результате этого нагрева и в ряде случаев не допустимо.
Наиболее близким техническим решением является способ размагничивания [1], заключающийся в том, что изделие подвергают воздействию переменного магнитного поля с амплитудой, уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля, и частотой, зависящей от магнитной проницаемости и толщины изделия (стенок изделия), причем переменное магнитное поле может быть в виде последовательности знакопеременных уменьшающихся по амплитуде импульсов, а сами импульсы генерируются специальной размагничивающей обмоткой.
Недостатком этого известного способа является необходимость затрат на размагничивание изделия значительного количества электроэнергии. Эти затраты особенно велики при размагничивании крупногабаритных изделий, и особенно при намагничивании их в направлении наименьшего габаритного размера, например трубы или вала, намагниченных в поперечном направлении.
Целью предлагаемого изобретения является уменьшение энергоемкости процесса размагничивания крупногабаритных ферромагнитных конструкций (изделий).
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе размагничивания, заключающемся в воздействии на изделие переменного магнитного поля с амплитудой, уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля, и частотой, зависящей от магнитной проницаемости и толщины изделия (стенок изделия), на изделие, кроме низкочастотных импульсов, одновременно воздействуют переменным магнитным полем, частота которого совпадает с собственной основной частотой механического резонанса данного изделия.
Воздействие магнитного поля с частотой механического резонанса достигают увеличением крутизны нарастающего и спадающего фронтов импульса, воздействие создают подключением обрабатывающей обмотки к аккумуляторной батарее.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники наличие новых признаков отличает заявляемое изобретение от прототипа, и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень".
При проведении размагничивания изделия, поле в его материале создается внешним магнитным полем, возбуждаемым обмоткой соленоидального типа, наложенной непосредственно на изделие. При этом намагниченность J материала определяется формулой
где H - внешнее поле;
N - коэффициент размагничивания;
μ - относительная магнитная проницаемость материала изделия.
где H - внешнее поле;
N - коэффициент размагничивания;
μ - относительная магнитная проницаемость материала изделия.
Из формулы следует, что для достижения большей намагниченности при заданном внешнем поле нужно увеличить μ и уменьшить N.
Коэффициент размагничивания определяется формой объекта и для данного тела практически неизменен. Величина μ может быть изменена, например, при использовании магнитострикционного эффекта, к которому относят механические напряжения, возникающие в ферромагнитном материале при действии в нем изменяющегося магнитного поля. Обычно эти напряжения малы, но при достижении частоты магнитомеханического резонанса они возрастают почти на порядок [2].
При достижении механического резонанса величина μ возрастает в 3-6 раз, что увеличивает намагниченность приблизительно в 2 раза.
Частота собственных колебаний f0 ферромагнитной конструкции при возбуждении изменяющимся током обмотки определяется по следующей приближенной формуле
где l - длина изделия, см;
cм- скорость звука в металле, см/с.
где l - длина изделия, см;
cм- скорость звука в металле, см/с.
На фиг. 1 показано низкочастотное знакопеременное затухающее магнитное поле, используемое в известных способах размагничивания.
На фиг. 2 показаны низкочастотные затухающие импульсы, обусловленные дополнительным воздействием поля резонансной частоты.
При разложении в ряд Фурье низкочастотных импульсов, имеющих медленно нарастающие фронты, высшие гармоники такого цикла резко убывают с ростом частоты
При использовании крутых фронтов нарастания импульсов, обусловленных дополнительным воздействием поля резонансной частоты, амплитуды высших гармоник убывают значительно медленнее
Амплитуда тока резонансной частоты в этом случае всего лишь в 1 - 2 раза оказывается меньше амплитуды низкочастотных колебаний тока (основных). Эффективность размагничивания возрастает почти в 2 раза, для достижения заданной эффективности величина возбуждающего тока в обмотке может быть уменьшена в 2 раза.
При использовании крутых фронтов нарастания импульсов, обусловленных дополнительным воздействием поля резонансной частоты, амплитуды высших гармоник убывают значительно медленнее
Амплитуда тока резонансной частоты в этом случае всего лишь в 1 - 2 раза оказывается меньше амплитуды низкочастотных колебаний тока (основных). Эффективность размагничивания возрастает почти в 2 раза, для достижения заданной эффективности величина возбуждающего тока в обмотке может быть уменьшена в 2 раза.
Для увеличения скорости изменения фронтов необходимо использовать в качестве источника питания постоянного тока типа аккумуляторной батареи, являющейся практически безинерционным звеном.
В качестве примера рассмотрим использование способа при проведении размагничивания изделия, длина которого равна 10 м. Скорость звука в материале изделия примем равной 4,2 106 см/с.
В этом случае собственная частота механических резонансных колебаний составит
Для основной частоты знакопеременного затухающего магнитного поля, не превышающей 3 Гц, амплитуда 7 гармоники при α = 90o - 8o составит
В свою очередь, первая гармоника определяется коэффициентом cos α =cos 82o = 0,14, т.е. амплитуда 7 гармоники ненамного меньше амплитуды первой, а следовательно и убывание поля, обусловленное седьмой гармоникой, фактически не начинает сказываться. Совместное действие первой и седьмой гармоник (резонансная) увеличивает эффективность обработки (размагничивания) более чем в 2 раза, что позволяет снизить величину тока в этом случае в 2 раза. Это, в свою очередь, позволяет уменьшить продолжительность обработки на 15% - 20%.
Для основной частоты знакопеременного затухающего магнитного поля, не превышающей 3 Гц, амплитуда 7 гармоники при α = 90o - 8o составит
В свою очередь, первая гармоника определяется коэффициентом cos α =cos 82o = 0,14, т.е. амплитуда 7 гармоники ненамного меньше амплитуды первой, а следовательно и убывание поля, обусловленное седьмой гармоникой, фактически не начинает сказываться. Совместное действие первой и седьмой гармоник (резонансная) увеличивает эффективность обработки (размагничивания) более чем в 2 раза, что позволяет снизить величину тока в этом случае в 2 раза. Это, в свою очередь, позволяет уменьшить продолжительность обработки на 15% - 20%.
Использование предложенного способа позволяет снизить энергоемкость процесса размагничивания не менее чем в 1,5 раза, а его продолжительность не менее чем на 15%.
Источники информации
1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник в 2-х книгах под ред. В.В.Клюева, кн.2. - М.: Машиностроение, 1976, с. 8.
1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник в 2-х книгах под ред. В.В.Клюева, кн.2. - М.: Машиностроение, 1976, с. 8.
2. И. Г. Хорбенко. Ультразвук в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1966.
Claims (1)
- Способ размагничивания крупногабаритных изделий, при котором изделие подвергают воздействию переменного магнитного поля с амплитудой, уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля, и частотой, зависящей от магнитной проницаемости и толщины изделия, отличающийся тем, что на изделие одновременно воздействуют переменным магнитным полем, частота которого совпадает с собственной основной частотой механического резонанса данного изделия, создаваемого путем увеличения крутизны нарастающего и спадающего фронтов импульса за счет подключения обрабатывающей обмотки к аккумуляторной батарее.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99115976A RU2157014C1 (ru) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Способ размагничивания крупногабаритных изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99115976A RU2157014C1 (ru) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Способ размагничивания крупногабаритных изделий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2157014C1 true RU2157014C1 (ru) | 2000-09-27 |
Family
ID=20223003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99115976A RU2157014C1 (ru) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Способ размагничивания крупногабаритных изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2157014C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2528608C2 (ru) * | 2012-12-25 | 2014-09-20 | Игорь Анатольевич Ефремов | Способ размагничивания объема намагниченного тела |
RU2581314C1 (ru) * | 2014-12-05 | 2016-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (ФГУП "Крыловский государственный научный центр") | Способ размагничивания судов с ферромагнитным корпусом |
RU2616508C2 (ru) * | 2015-09-17 | 2017-04-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Способ размагничивания судна и устройство для его реализации |
RU2713505C1 (ru) * | 2019-08-22 | 2020-02-05 | Владимир Александрович Чуприн | Способ размагничивания деталей из магнитотвердых материалов |
-
1999
- 1999-07-21 RU RU99115976A patent/RU2157014C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КЛЮЕВ В.В. Приборы для неразрушающегося контроля материалов и изделий. Кн.2. - М.: Машиностроение, 1976, с.8. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2528608C2 (ru) * | 2012-12-25 | 2014-09-20 | Игорь Анатольевич Ефремов | Способ размагничивания объема намагниченного тела |
RU2581314C1 (ru) * | 2014-12-05 | 2016-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (ФГУП "Крыловский государственный научный центр") | Способ размагничивания судов с ферромагнитным корпусом |
RU2616508C2 (ru) * | 2015-09-17 | 2017-04-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Способ размагничивания судна и устройство для его реализации |
RU2713505C1 (ru) * | 2019-08-22 | 2020-02-05 | Владимир Александрович Чуприн | Способ размагничивания деталей из магнитотвердых материалов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1130676C (zh) | 具有低矫顽磁力特性的偏磁元件的磁力式电子货品监视用标识器 | |
CA2209899A1 (en) | Device for testing ferromagnetic materials | |
JPS574541A (en) | Nuclear magnetic resonance apparatus | |
WO1999024821A3 (en) | Reduction of net magnetic flux trapped in a superconducting nmr rf probe coil | |
RU2157014C1 (ru) | Способ размагничивания крупногабаритных изделий | |
EP1191678A3 (en) | Apparatus and method for driving actuator | |
Fujieda et al. | Magnetostrictive property and magnetic domain structure of Fe-Ga alloy single crystal under tensile strain | |
SU1542646A1 (ru) | Способ очистки поверхности | |
SU1460743A1 (ru) | Способ размагничивани деталей | |
EP1353168A3 (en) | Apparatus for monitoring extent of cure of a coating | |
WO2007069936A1 (fr) | Procede et dispositif de generation d'energie electrique au moyen de l'energie du champ magnetique de ferroaimants | |
SU1383239A1 (ru) | Способ определени магнитного момента ферромагнитных частиц в жидкости | |
SU1674994A1 (ru) | Способ очистки стального длинномерного издели | |
SU997835A1 (ru) | Магнитострикционный преобразователь | |
RU2258272C2 (ru) | Способ размагничивания длинномерных ферромагнитных изделий и устройство для его осуществления | |
Gorobets et al. | Excitation of modulated spin waves by a model one-dimensional anisotropy defect | |
SU1027606A1 (ru) | Способ возбуждени механических сил в упругой среде | |
RU96104020A (ru) | Способ электромагнитной обработки | |
SU1022748A1 (ru) | Способ создани акустических колебаний | |
RU94042293A (ru) | Источник электрической энергии | |
Tiunov | Influence of the rotation frequency of the magnetic field on the dynamics of the domain structure of thin Fe–3% Si crystals | |
SU1670706A1 (ru) | Способ размагничивани магнитной системы с посто нными магнитами и электрическими обмотками управлени | |
US9450425B2 (en) | Apparatus and method for altering the properties of a battery by processing through the application of a magnetic field | |
Lindemann et al. | Analysis of Vibrating Plates with Acoustic Holography and Eddy Currents | |
JPH02246782A (ja) | 発電装置 |