SU1370537A2

SU1370537A2 - Device for determining structure,quantity and heterogeneity of inner magnetic field of magnetically regulated crystals

Info

Publication number: SU1370537A2
Application number: SU864120320A
Authority: SU
Inventors: Лев Константинович Зарембо; Сергей Николаевич Карпачев
Original assignee: МГУ им.М.В.Ломоносова
Priority date: 1986-06-24
Filing date: 1986-06-24
Publication date: 1988-01-30

Abstract

Изобретение может использова- ватьс дл контрол структуры, величины и неоднородности внутреннего магнитного пол в магнитоупор дочен- ных кристаллах. Целью изобретени вл етс повышение чувствительности путем учета нелинейных свойств кристалла . Спектр линейного магнитоакус- тического резонанса регистрируетс усилителем 7, блоком 8 селекции, измерением 9 первой гармоники и отражаетс на самописце 12. Спектр второй гармоники акустического сигнала пьезопреобразовател 6, который вл етс спектром нелинейного магнито- акустического резонанса, регистрируетс фильтром второй гармоники, вторым усилителем и блоками 15 селекции и отражаетс самописцем 17. Чувствительность спектра нелинейного резонанса к изменению в структуре кристалла выше линейного резонанса, а их совместное использование повышает разрешающую способность устройства . 1 ил. 9 (ЛThe invention can be used to control the structure, magnitude and non-uniformity of the internal magnetic field in magnetically ordered crystals. The aim of the invention is to increase the sensitivity by taking into account the non-linear properties of the crystal. The linear magnetoacoustic resonance spectrum is recorded by amplifier 7, selection block 8, measurement 9 of the first harmonic and reflected on the recorder 12. The second harmonic spectrum of the acoustic signal of the piezoelectric transducer 6, which is the spectrum of nonlinear magneto acoustic resonance, is recorded by the second harmonic filter, second amplifier and block 15 and is reflected in the recorder 17. The sensitivity of the nonlinear resonance spectrum to a change in the crystal structure is higher than the linear resonance, and their joint use olzovanie device increases the resolution capability. 1 il. 9 (L

Description

со with

:п:P

оэ oh

N:N:

Изобретение относитс к контроль- но-измерГительной технике, может быт использовано дл контрол структуры, величины и неоднородности внутреннего магнитного пол ферро- и феррито- упор доченных кристаллов и вл етс усовершенствованием изобретени по авт, св. № 1272205.The invention relates to the control and measurement technique, can be used to control the structure, size and heterogeneity of the internal magnetic field of ferro and ferrite-ordered crystals and is an improvement of the invention according to the author, sv. No. 1272205.

Целью изобретени вл етс повышение чувствительности устройства за счет возможности учета нелинейных свойств контролируемых кристаллов.The aim of the invention is to increase the sensitivity of the device due to the possibility of taking into account the nonlinear properties of the controlled crystals.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 радиоимпульсов и излучающий пьезопреобразо- ватель 2, -установленный на исследуемый кристалл 3, помещенный в поле злектромагнита 4, источник 5 линейно измен ющегос тока, подключенный к электромагниту 4, последовательно соединенные приемный пьезопреобразо- ватель 6, усилитель 7, блок 8 селекции , измеритель 9 параметров импульсов , интегратор 10, самописец 11, самописец 12, подключенный к выходу измерител 9, и последовательно соединенные узкополосный фильтр 13, второй усилитель 14, второй блок 15 селекции , второй измеритель 16 параметров импульсов и третий самописец 17, подключенные к выходу приемного пье- зопреобразовател , выход источника 5 подключен к вторым входам самописцев 11, 12 и 17.The device contains a series of radio pulses generator 1 and a radiating piezo transducer 2 installed on the investigated crystal 3 placed in the field of the electromagnet 4, the source of linearly varying current connected to the electromagnet 4, successively connected receiving piezo transducer 6, amplifier 7, block 8 selection, meter 9 pulse parameters, integrator 10, recorder 11, recorder 12, connected to the output of meter 9, and in series connected narrowband filter 13, second amplifier 14, W swarm selection unit 15, the second caliper 16 and a third pulse parameters recorder 17 connected to the output of the receiving piezoelectric zopreobrazovatel, source 5 output is connected to second inputs of the recorders 11, 12 and 17.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Исследуемый кристалл 3 помещают в магнитное поле электромагнита 4, который питаетс током источника 5.The investigated crystal 3 is placed in the magnetic field of the electromagnet 4, which is powered by the current of the source 5.

Импульсами генератора 1 посредством излучающего пьезопреобразовате- л 2 в кристалле 3 возбуждают поперечную акустическую волну частоты .w котора регистрируетс приемным пье- зопреобразователем 6. Пол ризацию и направление распространени акустической волны выбирают так, что из- за магнитострикции образца в кристалле 3 возникает переменное (с частотой и волновым вектором) магнитное поле. При зтом в тех симметричных относительно центра област х, в которых векторна сумма внешнего Н и внутреннего полей по модулю 1Н1 Ш, + Нв„ I /f-, где f - гил,ро- магнитное отношение дл электронов.The pulses of the generator 1, by means of a radiating piezoelectric transducer 2 in crystal 3, excite a transverse acoustic wave frequency .w which is recorded by the receiving piezoelectric transducer 6. The polarization and direction of propagation of the acoustic wave is chosen so that, due to the magnetostriction of the sample, variable 3 appears frequency and wave vector) magnetic field. In this case, in those regions that are symmetric with respect to the center, in which the vector sum of the external H and internal fields is modulo 1H1 W, + HB „I / f-, where f is gil, the magnetic ratio is for electrons.

спины начинают прецессировать резонансным образом. Это резонансное условие соответствует условию отклонени вектора внутреннего магнитного пол относительно вектора внешнего пол на угол L , величина которогоspins begin to precess in a resonant manner. This resonance condition corresponds to the condition of the vector of the internal magnetic field deviating from the vector of the external field by an angle L, the magnitude of which

cJ - удовлетвор ет условию sinai z - Н .cJ - satisfies the condition sinai z - H.

Эта величина, особенно в услови х низкочастотного магнитоакустического резонанса, мала, и векторы Н иThis value, especially under conditions of low-frequency magnetoacoustic resonance, is small, and the vectors H and

IT.IT.

с хорошей степенью точности можно считать коллинеарными, а с точ- ностью. до малого резонансного пол - равными по величине. Резонансна прецесси спинов вызывает увеличение поглощени звука в этой области и, следовательно, уменьшение амп- литуды звука, прошедшего через образец . Размер резонансной области л Z определ етс посто нством полного пол в этой области с точностью до ширины естественного ферромагнитного резонанса лН. Изменение амплитуды прошедшего импульса А,, - А(Но) , где АО - амплитуда вдали от резонанса, а А(Нд) - амплитуда приwith a good degree of accuracy, it can be considered collinear, but with an accuracy. to a small resonant field - equal in magnitude. Resonant spin precession causes an increase in sound absorption in this region and, therefore, a decrease in the amplitude of sound transmitted through the sample. The size of the resonance region, lz, is determined by the constant full field in this region, up to the width of the natural ferromagnetic resonance, lN. The change in the amplitude of the transmitted pulse is A ,, - A (But), where AO is the amplitude far from resonance, and A (Nd) is the amplitude at

данном значении пол . Т1ри этом иThis value is gender. This and

г(Н,„) JH,,AO - A(f)d/, Обрат чr (N, „) JH ,, AO - A (f) d /, Reverse h

на функци -Z (Нем ) дает одновременное .распределение внутреннего пол в направлении распространени on the function -Z (German) gives the simultaneous distribution of the internal field in the direction of propagation

звука. Одновременно резонансна прецесси спинов вызьшает резкое увеличение эффективной акустической нелинейности в этой области и, следовательно , возникновение второй гарцок ки магнитоупругой волны. При этом ее амплитуда пропорциональна размеру резонансной области А Z с точностью до i Н: А. (jj i Z.sound. At the same time, the resonant precession of the spins is aroused by a sharp increase in the effective acoustic nonlinearity in this region and, therefore, the appearance of the second harz ki of the magnetoelastic wave. Moreover, its amplitude is proportional to the size of the resonance region A Z up to i Н: A. (jj i Z.

Таким образом, на выходе пьезопреобр&зовател 6 формируетс сигнал, содержащий основную и вторую гармоники частоты возбуждени и , несущие разную информацию о свойствах кристалла 3. .Thus, at the output of the piezoelectric transducer 6, a signal is formed that contains the main and second harmonics of the excitation frequency and carries different information about the properties of the crystal 3..

Основной сигнал преобразовател 6 усиливаетс усилителем 7, в блоке 8 селекции выдел етс первый прошедший через кристалл импульс, а его параметры измер ютс измерителем 9,The main signal of converter 6 is amplified by amplifier 7, in block 8 of selection the first pulse passing through the crystal is selected, and its parameters are measured by meter 9,

интегрируютс интегратором 10. С выходов блоков 9 и 10 сигналы подаютс на входы самописцев 11 и 12, на входы которых подаетс сигнал с источника 5 линейного тока. На самописцахintegrated by the integrator 10. From the outputs of blocks 9 and 10, the signals are fed to the inputs of recorders 11 and 12, to the inputs of which a signal is supplied from the source 5 of the linear current. On recorders

12 и 11 соответственно регистрируютс спектр линейного магнитоакусти- ческого резонанса и его интегральна характеристика.12 and 11, respectively, the linear magnetoacoustic resonance spectrum and its integral characteristic are recorded.

Одновременно из сигнала пьезопре- образовател 6 фильтром 13 и усилителем 14 выдел етс и усиливаетс сигнал второй гармоники, первый импульс которого вьщел етс блоком 15, его параметры регистрируютс измерителем и поступают на вход самописца 17, который вторым входом синхронизирован с источником измен ющегос тока. На самописце 17 регистрируетс спект нелинейного магнитоакустического резонанса.At the same time, the second harmonic signal is amplified and amplified from the piezoelectric transducer 6 by the filter 13 and the amplifier 14, the first pulse of which is supplied by the block 15, its parameters are recorded by the meter and fed to the recorder 17, which is synchronized with the variable current source by the second input. The recorder 17 records the spectrum of the nonlinear magnetoacoustic resonance.

Как показали экспериментальные исследовани спектров линейного и нелинейного магнитоакустических ре- зонансов, чувствительность последнего к магнитным неоднородност м в кристаллах намного выше, их совместное использование позвол ет проводить точную акустическую дефектоскопию тех кристаллов, в которых измеAs shown by experimental studies of the spectra of linear and nonlinear magnetoacoustic resonances, the latter’s sensitivity to magnetic inhomogeneities in crystals is much higher, their combined use allows precise acoustic flaw detection of those crystals in which

нение затухани звука при магнито- акустическом резонансе мало, можно также проводить разграничение между доменными и недоменными неоднород- ност ми, так как на нелинейный маг- нитоакустический резонанс доменна структура вли ет слабо.The sound attenuation at a magnetoacoustic resonance is small; it is also possible to distinguish between the domain and non-domain inhomogeneities, since the domain structure affects the nonlinear magnetoacoustic resonance only slightly.

Claims

Invention Formula

A device for determining the structure, size and inhomogeneity of the internal magnetic field of a magnetically resistant daughter crystal according to the authors. St. No. 1272205, characterized in that, in order to increase the sensitivity, it is provided with serially connected narrowband

the filter, the second amplifier, the second selection unit, the second pulse parameter meter and the third recorder connected to the output of the piezoelectric transducer, and the second output of the linearly varying current source is connected to the second input of the third recorder.