RU2559323C1 - Устройство для определения содержания феррита в материале - Google Patents
Устройство для определения содержания феррита в материале Download PDFInfo
- Publication number
- RU2559323C1 RU2559323C1 RU2014114332/28A RU2014114332A RU2559323C1 RU 2559323 C1 RU2559323 C1 RU 2559323C1 RU 2014114332/28 A RU2014114332/28 A RU 2014114332/28A RU 2014114332 A RU2014114332 A RU 2014114332A RU 2559323 C1 RU2559323 C1 RU 2559323C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- poles
- rod
- emf
- permanent magnets
- magnetic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство для определения содержания феррита в материале и может быть использовано для определения содержания феррита, измерения температурных зависимостей степени ферритизации и определения по ним температур магнитных фазовых переходов магнитных материалов. Устройство содержит два постоянных магнита, первые два противоположных полюса которых ориентированы навстречу друг другу и разделены воздушным промежутком, а другие два противоположных полюса соединены С-образным магнитопроводом, на который намотана катушка индуктивности, подключенная к первому регистратору ЭДС индукции. В воздушном промежутке между полюсами магнитов установлена тепловая камера, соединенная с источником тока. Через боковое отверстие в корпусе камеры вставлен шток для размещения испытуемого материала, закрепленный на оси электродвигателя для вращения испытуемого материала с постоянной угловой скоростью в вертикальной плоскости относительно магнитных силовых линий постоянных магнитов, соединяющих их полюса. Также внутри тепловой камеры находится измерительный спай термопары, подключенной ко второму регистратору ЭДС. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к испытаниям магнитных материалов, и может быть использовано для определения содержания феррита в материале, измерения температурных зависимостей степени ферритизации и определения по ним температур магнитных фазовых переходов.
Известно устройство для определения содержания феррита в материале (RU 2239182 С1, МПК7 G01N 27/72, опубл. 27.10.2004), содержащее два постоянных магнита и катушку индуктивности, подключенную к регистратору ЭДС индукции. Первые два противоположных полюса постоянных магнитов ориентированы навстречу друг другу и разделены воздушным промежутком, а другие два противоположных полюса магнитов соединены С-образным магнитопроводом, на который намотана катушка индуктивности. Шток для размещения испытуемого материала закреплен на оси электродвигателя для вращения испытуемого материала с постоянной угловой скоростью через воздушный промежуток между полюсами постоянных магнитов в вертикальной плоскости относительно магнитных силовых линий, соединяющих их полюса. Шток снабжен капсулой из немагнитного материала для размещения в ней испытуемого порошкового материала.
Недостатком устройства являются его ограниченные функциональные возможности. В конструкции имеются технические ограничения на измерения при нагреве испытуемого материала, что существенно ограничивает использование устройства. В частности, с помощью этого устройства нельзя снять температурные зависимости степени ферритизации материала, что необходимо для исследования магнитных фазовых переходов.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для определения содержания феррита в материале.
Решение указанной задачи достигается тем, что устройство для определения содержания феррита в материале содержит также, как в прототипе, два постоянных магнита, первые два противоположных полюса которых ориентированы навстречу друг другу и разделены воздушным промежутком, а другие два противоположных полюса магнитов соединены С-образным магнитопроводом, на который намотана катушка индуктивности, подключенная к регистратору ЭДС индукции, шток для размещения испытуемого материала закреплен на оси электродвигателя для вращения испытуемого материала с постоянной угловой скоростью в вертикальной плоскости относительно магнитных силовых линий постоянных магнитов, соединяющих их полюса.
Согласно изобретению в воздушном промежутке между полюсами магнитов установлена тепловая камера, соединенная с источником тока, шток для размещения испытуемого материала размещен в объеме тепловой камеры через боковое отверстие в ее корпусе, измерительный спай термопары размещен внутри тепловой камеры через второе боковое отверстие в ее корпусе, второй регистратор ЭДС подключен к концам термопары.
Предложенное в устройстве использование тепловой камеры позволяет измерять температурные зависимости степени ферритизации материалов и определять по ним температуры магнитных фазовых переходов.
На фиг.1 приведено устройство для определения содержания феррита в материале.
На фиг.2 приведена зависимость величины сигнала ЭДС индукции U от температуры испытуемого материала.
Устройство для определения содержания феррита в материале содержит два постоянных магнита 1 (фиг.1), два противоположных полюса которых разделены воздушным промежутком. С-образный магнитопровод 2 соединяет другие два противоположных полюса постоянных магнитов 1. Катушка индуктивности 3 намотана на С-образный магнитопровод 2. Регистратор ЭДС индукции 4 подключен к выводам катушки индуктивности 3.
В воздушном промежутке между постоянными магнитами 1 установлена на кронштейне тепловая камера 5, соединенная с источником тока. В объем тепловой камеры 5 через боковое отверстие в ее корпусе вставлен шток, закрепленный на оси электродвигателя 6. На конце штока, расположенном в объеме тепловой камеры 5, закреплен монолитный испытуемый материал или закреплена капсула 7 из немагнитного материала с испытуемым порошкообразным материалом. Измерительный спай термопары 8 размещен внутри тепловой камеры 5 через второе боковое отверстие в ее корпусе. Второй регистратор ЭДС 9 подключен к концам термопары 8.
Постоянные магниты 1 представляют собой параллелепипеды из самарий-кобальтовой магнитной керамики. С-образный магнитопровод 2 изготовлен из феррита марки 3 СЧ19. Катушка индуктивности 3 намотана проводом марки ПЭЛШО сечением 0.2 мм с количеством витков 3000. Первый регистратор ЭДС индукции 4 представляет собой вольтметр переменного тока с пределами измерений (0.1-100) В. Тепловая камера 5 представляет собой печь сопротивления, все детали которой выполнены из немагнитного материала. Электродвигатель 6 представляет собой стандартный электродвигатель постоянного или переменного тока, обеспечивающий стабильную фиксированную частоту вращения в пределах (100-1000) об/мин. Капсула 7 выполнена из немагнитной нержавеющей стали и представляет собой полый цилиндр со съемной крышкой. Шток выполнен из немагнитной нержавеющей стали. Первый и второй электроды термопары 8 выполнены соответственно из хромелевой и алюмелевой проволоки. В качестве второго регистратора ЭДС 9 термопары 8 может быть использован, например, электроизмерительный прибор В7-16А.
Устройство работает следующим образом. Капсулу 7 с испытуемым материалом перемещают в объеме нагревательной камеры 5 с заданной частотой путем вращения штока с равномерной угловой скоростью вокруг оси вращения с помощью электродвигателя 6. Во время перемещения капсулы 7 с испытуемым материалом в объеме нагревательной камеры 5, расположенной между полюсами магнитов, происходит намагничивание испытуемого материала, что приводит к изменению магнитной проницаемости промежутка между магнитами. В результате происходит изменение величины магнитного потока в С-образном магнитопроводе 2, соединяющем внешние по отношению к воздушному промежутку полюса магнитов 1. В свою очередь, изменение магнитного потока приводит к возникновению ЭДС на катушке индуктивности 3, величина которой пропорциональна содержанию феррита в испытуемом материале. Регистратор ЭДС индукции 4 измеряет ЭДС, наведенную на катушке индуктивности 3. Одновременно с помощью нагревательной камеры 5 проводят равномерный нагрев испытуемого материала до температуры, на 100-200°C превышающей температуру Кюри исследуемого материала, контролируя скорость нагрева и температуру по показаниям регистратора ЭДС 9 термопары 8, и с заданной периодичностью фиксируют по мере нагрева значения температуры нагрева испытуемого материала и соответствующие им величины ЭДС индукции катушки индуктивности 3. При достижении температуры нагрева температуры Кюри в испытуемом материале происходит магнитный фазовый переход, что проявляется в резком уменьшении ЭДС индукции катушки индуктивности 3 вплоть до нулевого значения. Строят график зависимости ЭДС индукции катушки индуктивности 3 от температуры нагрева испытуемого материала. По месту положения на данном графике скачка ЭДС индукции катушки индуктивности 3 определяют соответствующую ему температуру нагрева испытуемого материала, которая численно совпадает с температурой Кюри.
Содержание феррита для исследуемого материала при комнатной температуре определяют по величине полученного сигнала ЭДС индукции катушки индуктивности 3 с использованием заранее снятой градуировочной зависимости, полученной по результатам измерений ЭДС индукции катушки индуктивности 3 для материалов с различным известным содержанием феррита.
С помощью предлагаемого устройства провели измерения зависимостей ЭДС индукции катушки 3 от температуры нагрева для двух ферритовых материалов с известной величиной температуры Кюри, соответствующей магнитному фазовому переходу. В качестве первого испытуемого материала использовали ферритовую керамику ЗСЧ18 химического состава Li0.649Fe1.598 Тi0.5Zn0.2 Mn0,051O4, температура Кюри которой составляет 300°C (http://www.rusgates.ru/company/microwave_ferrits/poroperties_of_microwave_fe rrits/). В качестве второго испытуемого материала использовали пентаферрит лития, температура Кюри которого равна 667°C (http://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-vklyucheniy-oksida-alyuminiya-namagnitnyy-fazovyy-perehod-v-ferritovoy-keramike-3sch 18). Полученные для этих материалов графики зависимостей ЭДС индукции U катушки 3 от температуры нагрева представлены на фиг.2. По месту положения резкого спада ЭДС индукции U значения температуры Кюри для феррита ЗСЧ-18 и пентаферрита лития (кривые 1 и 2 на фиг.2 соответственно) составили 298±3 и 665±3°C соответственно. Таким образом, в пределах погрешности измерений предлагаемое устройство позволяет кроме измерения содержания феррита в материале определять температуру Кюри магнитных материалов, что говорит о расширении функциональных возможностей по сравнению с устройством-прототипом.
Claims (2)
1. Устройство для определения содержания феррита в материале, содержащее два постоянных магнита, первые два противоположных полюса которых ориентированы навстречу друг другу и разделены воздушным промежутком, а другие два противоположных полюса магнитов соединены С-образным магнитопроводом, на который намотана катушка индуктивности, подключенная к регистратору ЭДС индукции, шток для размещения испытуемого материала закреплен на оси электродвигателя для вращения испытуемого материала с постоянной угловой скоростью в вертикальной плоскости относительно магнитных силовых линий постоянных магнитов, соединяющих их полюса, отличающееся тем, что в воздушном промежутке между полюсами магнитов установлена тепловая камера, соединенная с источником тока, шток для размещения испытуемого материала размещен в объеме тепловой камеры через боковое отверстие в ее корпусе, измерительный спай термопары размещен внутри тепловой камеры через второе боковое отверстие в ее корпусе, второй регистратор ЭДС подключен к концам термопары.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шток может быть снабжен капсулой из немагнитного материала для размещения в ней испытуемого порошкового материала.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014114332/28A RU2559323C1 (ru) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Устройство для определения содержания феррита в материале |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014114332/28A RU2559323C1 (ru) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Устройство для определения содержания феррита в материале |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2559323C1 true RU2559323C1 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014114332/28A RU2559323C1 (ru) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Устройство для определения содержания феррита в материале |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2559323C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2619310C1 (ru) * | 2016-03-01 | 2017-05-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Устройство для определения содержания феррита в материале |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3611119A (en) * | 1969-05-19 | 1971-10-05 | Combustion Eng | Method for measuring the ferrite content of a material |
| US3938037A (en) * | 1974-10-29 | 1976-02-10 | The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration | Device for measuring the ferrite content in an austenitic stainless steel weld material |
| SU866518A1 (ru) * | 1980-01-07 | 1981-09-23 | Уральский Центр Стандартизации И Метрологии | Устройство дл измерени содержани феррита в образце |
| SU1756813A1 (ru) * | 1990-04-12 | 1992-08-23 | Томский политехнический институт им.С.М.Кирова | Способ определени содержани феррита в материале и устройство дл его осуществлени |
| RU2239182C1 (ru) * | 2003-10-29 | 2004-10-27 | Томский политехнический университет | Устройство для определения содержания феррита в материале |
-
2014
- 2014-04-10 RU RU2014114332/28A patent/RU2559323C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3611119A (en) * | 1969-05-19 | 1971-10-05 | Combustion Eng | Method for measuring the ferrite content of a material |
| US3938037A (en) * | 1974-10-29 | 1976-02-10 | The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration | Device for measuring the ferrite content in an austenitic stainless steel weld material |
| SU866518A1 (ru) * | 1980-01-07 | 1981-09-23 | Уральский Центр Стандартизации И Метрологии | Устройство дл измерени содержани феррита в образце |
| SU1756813A1 (ru) * | 1990-04-12 | 1992-08-23 | Томский политехнический институт им.С.М.Кирова | Способ определени содержани феррита в материале и устройство дл его осуществлени |
| RU2239182C1 (ru) * | 2003-10-29 | 2004-10-27 | Томский политехнический университет | Устройство для определения содержания феррита в материале |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2619310C1 (ru) * | 2016-03-01 | 2017-05-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Устройство для определения содержания феррита в материале |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2559323C1 (ru) | Устройство для определения содержания феррита в материале | |
| KR20120019464A (ko) | 액상 금속의 표면 레벨을 측정하기 위한 센서 및 방법 | |
| RU2586392C1 (ru) | Магнитный способ измерения термодинамической температуры в энергетических единицах | |
| RU2619310C1 (ru) | Устройство для определения содержания феррита в материале | |
| CN210323331U (zh) | 一种磁性材料特性测试仪 | |
| CN106932740A (zh) | 永磁体磁通温度系数测量装置及方法 | |
| RU2687504C1 (ru) | Способ и устройство для бесконтактного определения удельного электросопротивления металлов в области высоких температур | |
| WO2012128652A1 (en) | Magnetic sensor for displacement measurements | |
| RU138369U1 (ru) | Конструкция оснастки для измерения магнитной индукции постоянных магнитов при рабочей температуре | |
| CN107024669B (zh) | 一种测量样品条带在焦耳热处理过程中磁性特征的装置 | |
| RU2239182C1 (ru) | Устройство для определения содержания феррита в материале | |
| RU2592727C1 (ru) | Способ определения относительной магнитной проницаемости ферромагнитных деталей | |
| RU2452940C1 (ru) | Магнитный способ измерения термодинамической температуры | |
| RU117636U1 (ru) | Устройство для определения механических напряжений | |
| RU2535525C1 (ru) | Способ определения удельного электросопротивления расплавов и устройство для его осуществления | |
| RU2492459C1 (ru) | Магнитоупругий датчик для определения механических напряжений в ферромагнитных материалах | |
| RU179750U1 (ru) | Устройство для локального контроля содержания ферромагнитных фаз в аустенитных сталях | |
| SU1318948A1 (ru) | Способ определени температурыКюри | |
| UA79384C2 (en) | Appliance for determination of carbon content in cast-iron and steel | |
| MX366487B (es) | Dispositivo para la medicion de la susceptibilidad magnetica en materiales y sistema que lo comprende. | |
| RU2198384C2 (ru) | Способ терморезистивного измерения температуры | |
| SU85007A1 (ru) | Прибор дл непрерывного анализа газов или жидкостей | |
| RU162212U1 (ru) | Магнитный структуроскоп | |
| CN116183655A (zh) | 一种永磁材料居里温度的检测装置及方法 | |
| UA140586U (uk) | Спосіб сумісного неруйнівного чотирипараметрового контролю зразка трансформаторного мастила |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170411 |