[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU166304U1 - MAGNETIC STRUCTURE SCOPE - Google Patents

MAGNETIC STRUCTURE SCOPE Download PDF

Info

Publication number
RU166304U1
RU166304U1 RU2016125677/28U RU2016125677U RU166304U1 RU 166304 U1 RU166304 U1 RU 166304U1 RU 2016125677/28 U RU2016125677/28 U RU 2016125677/28U RU 2016125677 U RU2016125677 U RU 2016125677U RU 166304 U1 RU166304 U1 RU 166304U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetizing
magnetic
magnetic field
field sensor
structurescope
Prior art date
Application number
RU2016125677/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Анатольевич Захаров
Сергей Михайлович Молин
Сергей Викторович Леньков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт Уральского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт Уральского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт Уральского отделения Российской академии наук
Priority to RU2016125677/28U priority Critical patent/RU166304U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU166304U1 publication Critical patent/RU166304U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

1. Магнитный структуроскоп, содержащий корпус с установленными на нем двухполюсным намагничивающим устройством и датчиком магнитного поля, расположенным между его полюсами, с осью чувствительности, перпендикулярной нейтральной плоскости намагничивающего устройства, отличающийся тем, что намагничивающее устройство выполнено в виде двух намагничивающих элементов без ферромагнитного магнитопровода с антипараллельными направлениями магнитных потоков, перпендикулярными рабочей поверхности структуроскопа.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что намагничивающие элементы выполнены в виде постоянных магнитов в форме прямоугольного параллелепипеда.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик магнитного поля выполнен с возможностью перемещения и фиксации относительно намагничивающих элементов вдоль линии, перпендикулярной рабочей поверхности структуроскопа.4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что намагничивающее устройство с датчиком магнитного поля выполнены с возможностью поворота относительно корпуса вокруг оси, лежащей в нейтральной плоскости намагничивающего устройства и перпендикулярной рабочей поверхности структуроскопа.1. A magnetic structuroscope comprising a housing with a bipolar magnetizing device mounted on it and a magnetic field sensor located between its poles, with a sensitivity axis perpendicular to the neutral plane of the magnetizing device, characterized in that the magnetizing device is made in the form of two magnetizing elements without a ferromagnetic magnetic circuit with antiparallel directions of magnetic flux perpendicular to the working surface of the structurescope. 2. The device according to claim 1, characterized in that the magnetizing elements are made in the form of permanent magnets in the form of a rectangular parallelepiped. 3. The device according to claim 1, characterized in that the magnetic field sensor is arranged to move and fix relative to the magnetizing elements along a line perpendicular to the working surface of the structureoscope. The device according to claim 1, characterized in that the magnetizing device with the magnetic field sensor is rotatable relative to the housing about an axis lying in the neutral plane of the magnetizing device and perpendicular to the surface of the structurescope.

Description

Полезная модель относится к области определения структуры ферромагнитных материалов путем исследования их магнитных характеристик и может быть использована для определения механических свойств и напряженно-деформированного состояния изделий из ферромагнитных материалов.The utility model relates to the field of determining the structure of ferromagnetic materials by studying their magnetic characteristics and can be used to determine the mechanical properties and stress-strain state of products made of ferromagnetic materials.

Известно приставное устройство структуроскопа-коэрцитиметра (патент РФ на изобретение №2035745, 1995), содержащее двухполюсное намагничивающее устройство в виде разомкнутого магнитопровода с обмоткой перемагничивания и датчик магнитного поля, расположенный между полюсами магнитопровода у рабочей поверхности структуроскопа, причем центр датчика расположен в нейтральной плоскости намагничивающего устройства, а его ось чувствительности перпендикулярна указанной плоскости. Недостаток устройства - высокое энергопотребление за счет применения электромагнитов для намагничивания контролируемого изделия. Кроме того, оно обладает ограниченными функциональными возможностями, поскольку не позволяет вести непрерывный контроль структурного состояния ферромагнитных изделий в процессе их эксплуатации, например, непрерывное измерение магнитного параметра, коррелирующего с механическими напряжениями и усталостным состоянием изделий.Known attachment device of a coercimetrometer (RF patent for the invention No. 2035745, 1995), containing a bipolar magnetizing device in the form of an open magnetic circuit with a magnetization reversal coil and a magnetic field sensor located between the poles of the magnetic circuit at the working surface of the structurescope, with the center of the sensor located in the neutral plane of the magnetizing device, and its sensitivity axis is perpendicular to the specified plane. The disadvantage of this device is the high energy consumption due to the use of electromagnets for magnetizing the controlled product. In addition, it has limited functionality since it does not allow continuous monitoring of the structural state of ferromagnetic products during their operation, for example, continuous measurement of a magnetic parameter that correlates with mechanical stresses and the fatigue state of products.

Наиболее близким к предлагаемому устройству техническим решением является магнитный структуроскоп (патент РФ на полезную модель №162212, 2016 - прототип). Он содержит двухполюсное намагничивающее устройство, выполненное на основе постоянного магнита, и датчик магнитного поля, расположенный между его полюсами, с осью чувствительности, перпендикулярной нейтральной плоскости намагничивающего устройства.Closest to the proposed device, the technical solution is a magnetic structuroscope (RF patent for utility model No. 162212, 2016 - prototype). It contains a bipolar magnetizing device based on a permanent magnet, and a magnetic field sensor located between its poles, with an axis of sensitivity perpendicular to the neutral plane of the magnetizing device.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, а также низкая достоверность контроля, обусловленные наличием в магнитной цепи устройства ферромагнитного элемента (магнитопровода) с нелинейными магнитными характеристиками.A disadvantage of the known device is the design complexity, as well as the low reliability of control due to the presence in the magnetic circuit of the device of a ferromagnetic element (magnetic circuit) with non-linear magnetic characteristics.

Техническим результатом предлагаемого устройства является упрощение конструкции и повышение достоверности контроля за счет исключения ферромагнитного элемента с нелинейными магнитными характеристиками.The technical result of the proposed device is to simplify the design and increase the reliability of control by eliminating the ferromagnetic element with non-linear magnetic characteristics.

Указанный технический результат достигается тем, что в магнитном структуроскопе, содержащем корпус с установленными на нем двухполюсным намагничивающим устройством и датчиком магнитного поля, расположенным между его полюсами, с осью чувствительности, перпендикулярной нейтральной плоскости намагничивающего устройства, согласно предложению, намагничивающее устройство выполнено в виде двух намагничивающих элементов без ферромагнитного магнитопровода с антипараллельными направлениями магнитных потоков, перпендикулярными рабочей поверхности структуроскопа.The specified technical result is achieved in that in a magnetic structural microscope containing a housing with a bipolar magnetizing device mounted on it and a magnetic field sensor located between its poles, with a sensitivity axis perpendicular to the neutral plane of the magnetizing device, according to the proposal, the magnetizing device is made in the form of two magnetizing elements without a ferromagnetic magnetic circuit with antiparallel directions of magnetic flux perpendicular to the working the surface of the structuroscope.

Намагничивающие элементы структуроскопа могут быть выполнены в виде постоянных магнитов в форме прямоугольного параллелепипеда.The magnetizing elements of the structurescope can be made in the form of permanent magnets in the form of a rectangular parallelepiped.

Датчик магнитного поля может быть выполнен с возможностью перемещения и фиксации относительно намагничивающих элементов вдоль линии, перпендикулярной рабочей поверхности структуроскопа.The magnetic field sensor can be made with the ability to move and fix relative to the magnetizing elements along a line perpendicular to the working surface of the structurescope.

Кроме того, намагничивающее устройство с датчиком магнитного поля могут быть выполнены с возможностью поворота относительно корпуса вокруг оси, лежащей в нейтральной плоскости намагничивающего устройства и перпендикулярной рабочей поверхности структуроскопа.In addition, the magnetizing device with the magnetic field sensor can be made with the possibility of rotation relative to the housing around an axis lying in the neutral plane of the magnetizing device and perpendicular to the working surface of the structureoscope.

Выполнение намагничивающего устройства в виде двух намагничивающих элементов без ферромагнитного магнитопровода с антипараллельными направлениями магнитных потоков, перпендикулярными рабочей поверхности структуроскопа, обеспечивает:The implementation of the magnetizing device in the form of two magnetizing elements without a ferromagnetic magnetic circuit with antiparallel directions of magnetic fluxes perpendicular to the working surface of the structurescope, provides:

- упрощение (за счет устранения элемента конструкции);- simplification (by eliminating the structural element);

- повышение достоверности определения структуры магнитного материала (за счет устранения из магнитной цепи структуроскопа ферромагнитного магнитопровода);- increasing the reliability of determining the structure of the magnetic material (by eliminating the ferromagnetic magnetic circuit from the magnetic circuit of the structurescope);

- возможность снижения влияния на показания аппаратуры непостоянства зазора между полюсами намагничивающего устройства и контролируемым изделием (за счет выбора геометрических параметров устройства в условиях отсутствия в цепи структуроскопа элемента с высокой магнитной проницаемостью - ферромагнитного магнитопровода).- the ability to reduce the effect on the readings of the inconstancy of the gap between the poles of the magnetizing device and the controlled product (due to the choice of the geometric parameters of the device in the absence of an element with a high magnetic permeability in the circuit of the structuroscope - a ferromagnetic magnetic circuit).

Выполнение намагничивающих элементов структуроскопа в виде постоянных магнитов позволяет упростить устройство и снизить энергопотребление аппаратуры за счет исключения из нее соответствующих источников тока, а также использовать структуроскоп в режимах сканирования поверхности протяженных изделий или длительного мониторинга состояния объектов из ферромагнитных материалов. Форма прямоугольного параллелепипеда обеспечивает повышение однородности магнитного поля в межполюсном пространстве намагничивающего устройства и достоверности измерений.The implementation of the magnetizing elements of the structuroscope in the form of permanent magnets makes it possible to simplify the device and reduce the power consumption of the equipment by eliminating the corresponding current sources from it, as well as to use the structuroscope in scanning modes of the surface of extended products or long-term monitoring of the state of objects made of ferromagnetic materials. The shape of a rectangular parallelepiped increases the uniformity of the magnetic field in the interpolar space of the magnetizing device and the reliability of the measurements.

Выполнение датчика магнитного поля с возможностью перемещения и фиксации относительно намагничивающих элементов вдоль линии, перпендикулярной рабочей поверхности структуроскопа, позволяет минимизировать влияние на показания аппаратуры непостоянства зазора между полюсами намагничивающего устройства и образцом.The implementation of the magnetic field sensor with the ability to move and fix relative to the magnetizing elements along a line perpendicular to the working surface of the structureoscope, allows you to minimize the impact on the readings of the equipment inconstancy of the gap between the poles of the magnetizing device and the sample.

Выполнение намагничивающего устройства с датчиком магнитного поля с возможностью поворота относительно корпуса вокруг оси, лежащей в нейтральной плоскости намагничивающего устройства и перпендикулярной рабочей поверхности структуроскопа, позволяет:The implementation of a magnetizing device with a magnetic field sensor with the possibility of rotation relative to the housing around an axis lying in the neutral plane of the magnetizing device and perpendicular to the working surface of the structureoscope allows you to:

- определять структуру магнитного материала по различным направлениям (магнитную анизотропию) в месте расположения структуроскопа;- determine the structure of the magnetic material in various directions (magnetic anisotropy) at the location of the structuroscope;

- учитывать (снижать) влияние внешнего магнитного поля на показания аппаратуры;- take into account (reduce) the effect of an external magnetic field on the readings of the equipment;

- производить вращательную магнитную подготовку (тренировку) магнитного материала для приведения его в исходное состояние (повышения достоверности определения структуры материала).- perform rotational magnetic preparation (training) of the magnetic material to bring it to its original state (to increase the reliability of determining the structure of the material).

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид структуроскопа, на фиг. 2 - топография магнитного поля системы из намагничивающих элементов (например, постоянных магнитов) и контролируемого изделия, на фиг. 3 - зависимость показаний Н структуроскопа от коэрцитивной силы Нс образцов различных ферромагнитных материалов, на фиг. 4 - зависимость напряженности Hм магнитного поля, создаваемого намагничивающими элементами в месте расположения датчика магнитного поля, и показаний Н структуроскопа от координаты У, на фиг. 5 - зависимость параметра Н от расстояния d между центрами намагничивающих элементов и поверхностью изделия.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the structureoscope, FIG. 2 is a topography of the magnetic field of a system of magnetizing elements (for example, permanent magnets) and a controlled product, FIG. 3 - the dependence of the readings H of the structureoscope on the coercive force H from samples of various ferromagnetic materials, FIG. 4 shows the dependence of the magnetic field strength H m generated by the magnetizing elements at the location of the magnetic field sensor and the readings H of the structurescope from the coordinate Y, in FIG. 5 - dependence of the parameter H on the distance d between the centers of the magnetizing elements and the surface of the product.

Магнитный структуроскоп (фиг. 1) содержит корпус 1 из немагнитного материала, на котором установлены двухполюсное намагничивающее устройство в виде двух намагничивающих элементов 2 без ферромагнитного магнитопровода и датчик 3 магнитного поля, расположенный между полюсами магнитов со стороны рабочей поверхности структуроскопа (поверхности, взаимодействующей с поверхностью контролируемого ферромагнитного изделия 4). Намагничивающие элементы 2 могут быть выполнены в виде электрических катушек или постоянных магнитов в форме прямоугольного параллелепипеда с антипараллельными направлениями магнитных потоков, перпендикулярными рабочей поверхности структуроскопа (как показано стрелками на фиг. 2).The magnetic structuroscope (Fig. 1) contains a housing 1 of non-magnetic material on which a two-pole magnetizing device is installed in the form of two magnetizing elements 2 without a ferromagnetic magnetic circuit and a magnetic field sensor 3 located between the poles of the magnets on the side of the working surface of the structurescope (the surface interacting with the surface controlled ferromagnetic products 4). The magnetizing elements 2 can be made in the form of electric coils or permanent magnets in the form of a rectangular parallelepiped with antiparallel directions of magnetic fluxes perpendicular to the working surface of the structurescope (as shown by arrows in Fig. 2).

Центр датчика 3 магнитного поля (например, преобразователя Холла) расположен в нейтральной плоскости (плоскости симметрии на фиг. 1) намагничивающего устройства с осью чувствительности, перпендикулярной указанной плоскости. Датчик 3 может быть закреплен на корпусе 1 неподвижно либо установлен на оправке 5 с возможностью ее перемещения относительно намагничивающих элементов 2 вдоль линии, перпендикулярной рабочей поверхности структуроскопа, и фиксации относительно корпуса 1 с помощью винта 6. Намагничивающее устройство с датчиком магнитного поля могут быть выполнены с возможностью поворота относительно неподвижного корпуса вокруг оси, лежащей в нейтральной плоскости намагничивающего устройства и перпендикулярной рабочей поверхности структуроскопа (оси У на фиг. 2).The center of the magnetic field sensor 3 (for example, a Hall transducer) is located in the neutral plane (the plane of symmetry in Fig. 1) of the magnetizing device with the sensitivity axis perpendicular to the specified plane. The sensor 3 can be fixed on the housing 1 fixedly or mounted on the mandrel 5 with the possibility of its movement relative to the magnetizing elements 2 along a line perpendicular to the working surface of the structurescope, and fixing relative to the housing 1 using a screw 6. A magnetizing device with a magnetic field sensor can be made with the possibility of rotation relative to the stationary body about an axis lying in the neutral plane of the magnetizing device and perpendicular to the working surface of the structurescope (axis Y in Fig. 2).

Магнитный структуроскоп работает следующим образом. При установке структуроскопа на контролируемое изделие 4 (фиг. 1) происходит его намагничивание под действием двухполюсного устройства в виде намагничивающих элементов, например, постоянных магнитов, 2, закрепленных на корпусе 1. С помощью датчика 3 магнитного поля осуществляется измерение напряженности магнитного поля Н=Ним (фиг. 2), где Нм и Ни - напряженности магнитного поля магнитов и изделия, соответственно. По величине Н определяют структуру ферромагнитного материала контролируемого изделия и связанные (коррелирующие) с ней механические свойства или напряженно-деформированное состояние изделия.Magnetic structuroscope works as follows. When installing the structuroscope on the controlled product 4 (Fig. 1), it is magnetized under the action of a bipolar device in the form of magnetizing elements, for example, permanent magnets, 2 mounted on the housing 1. Using the sensor 3 of the magnetic field, the magnetic field is measured H = N and -N m (Fig. 2), where N m and H and are the magnetic fields of the magnets and the product, respectively. The value of H determines the structure of the ferromagnetic material of the controlled product and the associated (correlating) mechanical properties or stress-strain state of the product.

Благодаря отсутствию в магнитной цепи устройства ферромагнитных элементов с высокой магнитной проницаемостью и нелинейной характеристикой намагничивания, а также большой «разомкнутостью» магнитной системы показания структуроскопа пропорциональны магнитной проницаемости контролируемых изделий, близкой к начальной. Это объясняется тем, что величина вектора Н напряженности магнитного поля, измеряемого датчиком структуроскопа (фиг. 2), пропорциональна величине вектора Hи напряженности поля, создаваемого намагниченным изделием, поскольку напряженность поля магнитов в точке расположения датчика структуроскопа (вектор Нм на фиг. 2) слабо зависит от свойств изделия, то есть является практически постоянной.Due to the absence of ferromagnetic elements with high magnetic permeability and non-linear magnetization characteristic in the magnetic circuit, as well as the large “open” magnetic system, the readings of the structurescope are proportional to the magnetic permeability of the controlled products, which is close to the initial one. This is because the magnitude of the vector H of the magnetic field strength measured by the sensor of the structuroscope (Fig. 2) is proportional to the magnitude of the vector H and the field strength created by the magnetized product, since the field strength of the magnets at the location of the sensor of the structurescope (vector N m in Fig. 2 ) weakly depends on the properties of the product, that is, it is almost constant.

В качестве примера на фиг. 3 показана зависимость напряженности Н магнитного поля, измеряемого датчиком структуроскопа (преобразователь Холла), от коэрцитивной силы Нс следующих образцов ферромагнитных материалов (на фиг. 3 обозначены точками, соответствующими Нс): сталь 5, без термообработки, Hс=2,2 А/см; сталь Ст3, без термообработки, Нс=4,4 А/см; сталь ШХ15, закалка-отпуск, Нc=17,1 А/см; сталь ШХ15, закалка-отпуск, Hc=39,8 А/см. Образцы имеют размеры 58×28×8 мм, намагничивание со стороны грани 58×28 мм. Намагничивающее устройство: два постоянных магнита 20×10×5 мм с намагниченностью, перпендикулярной граням 20×10 мм и рабочей поверхности устройства; расстояние между гранями 20×5 мм магнитов равно 20 мм. Измерения производились при расстоянии d центров магнитов 2 (фиг. 1) от поверхности образцов, равном 5,06 мм, и расстоянии t датчика 3 от центров магнитов, равном 3,3 мм.As an example in FIG. Figure 3 shows the dependence of the magnetic field strength N measured by the sensor of the structurescope (Hall transducer) on the coercive force N from the following samples of ferromagnetic materials (in Fig. 3 they are indicated by points corresponding to N s ): steel 5, without heat treatment, H c = 2.2 A / cm; St3 steel, without heat treatment, N s = 4.4 A / cm; steel ШХ15, quenching-tempering, N c = 17.1 A / cm; steel ШХ15, quenching-tempering, H c = 39.8 A / cm. The samples have dimensions 58 × 28 × 8 mm, magnetization from the side of the face 58 × 28 mm. Magnetizing device: two permanent magnets 20 × 10 × 5 mm with a magnetization perpendicular to the faces 20 × 10 mm and the working surface of the device; the distance between the faces of 20 × 5 mm magnets is 20 mm. The measurements were made at a distance d of the centers of magnets 2 (Fig. 1) from the surface of the samples equal to 5.06 mm and a distance t of the sensor 3 from the centers of magnets equal to 3.3 mm.

Из фиг. 3 видно, что при данных условиях намагничивания показания структуроскопа обратно пропорциональны коэрцитивной силе Hс образцов (снижаются по мере увеличения Hс практически по линейному закону), благодаря чему структуроскоп может выполнять функции коэрцитиметра. При этом вычитая показания аппаратуры из постоянного значения H0, полученного путем экстраполяции показаний на ось Н (прямая H(Нс) на фиг. 3), можно получить зависимость параметра A=H0-Н от Hс, выходящую из начала координат, т.е. проградуировать аппаратуру непосредственно в единицах Hс.From FIG. 3 shows that under these conditions the magnetization readings structurescopy inversely proportional to the coercive force H c of samples (reduced with increasing H from almost linearly) so that structurescope coercimeter can perform functions. In this case, subtracting the readings of the equipment from a constant value of H 0 obtained by extrapolating the readings to the H axis (straight line H (H s ) in Fig. 3), we can obtain the dependence of the parameter A = H 0 -H on H s coming from the origin, those. to calibrate the equipment directly in units of H c .

Таким образом, удаление из магнитной цепи структуроскопа ферромагнитного элемента с высокой магнитной проницаемостью, нелинейно и неоднозначно зависящей от намагничивающего поля, позволяет не только упростить устройство, но и повысить достоверность контроля за счет линеаризации зависимости показаний аппаратуры от контролируемого параметра.Thus, the removal of a ferromagnetic element with a high magnetic permeability nonlinearly and ambiguously depending on the magnetizing field from the structuretoscope’s magnetic circuit allows not only to simplify the device, but also to increase the reliability of control by linearizing the dependence of the readings on the controlled parameter.

Кроме того, благодаря независимости намагничивающей силы постоянных магнитов или катушек с током от магнитных свойств контролируемых изделий, а также специфическому распределению напряженности магнитного поля в нейтральной плоскости двухполюсного намагничивающего устройства на базе двух элементов без магнитопровода удается существенно снизить зависимость показаний аппаратуры от непостоянства зазора между полюсами намагничивающего устройства и поверхностью изделия. В основе такой возможности лежат следующие закономерности.In addition, due to the independence of the magnetizing power of permanent magnets or coils with current from the magnetic properties of the products being monitored, as well as to the specific distribution of the magnetic field strength in the neutral plane of a two-pole magnetizing device based on two elements without a magnetic circuit, it is possible to significantly reduce the dependence of the readings on the inconstancy of the gap between the poles of the magnetizing device and product surface. At the heart of this possibility are the following patterns.

На фиг. 4 показаны зависимости напряженности Нм магнитного поля системы магнитов 2 (фиг. 1) и показаний H=Hи-Hм (фиг. 2) датчика магнитного поля от координаты У для двух значений d (d1 и d2 на фиг. 4, причем d1<d2). В результате моделирования магнитной системы, представленной на фиг. 1, и экспериментальных исследований было установлено, что зависимости H1(У) и H2(У), соответствующие двум различным значениям d1 и d2, пересекаются в интервале значений У от 0 до d1. Это означает, что если датчик магнитного поля расположить на расстоянии t от центров магнитов (фиг. 1), соответствующем точке пересечения кривых на фиг. 4, то его показания будут одинаковыми при различных параметрах d1 и d2 (другими словами, при различных зазорах между рабочей поверхностью устройства и поверхностью контролируемого изделия): H=H1=H2.In FIG. Figure 4 shows the dependences of the magnetic field strength N m of the magnet system 2 (Fig. 1) and the readings H = H and -H m (Fig. 2) of the magnetic field sensor on the coordinate Y for two values of d (d 1 and d 2 in Fig. 4 , moreover, d 1 <d 2 ). As a result of the simulation of the magnetic system shown in FIG. 1, and experimental studies, it was found that the dependencies H 1 (Y) and H 2 (Y), corresponding to two different values of d 1 and d 2 , intersect in the range of values of Y from 0 to d 1 . This means that if the magnetic field sensor is located at a distance t from the centers of the magnets (Fig. 1) corresponding to the intersection of the curves in Figs. 4, then its readings will be the same for various parameters d 1 and d 2 (in other words, for different gaps between the working surface of the device and the surface of the product being monitored): H = H 1 = H 2 .

Более детальное исследование зависимости H(d) при заданном значении параметра t показывает, что она имеет максимум в интервале значений от d1 до d2. На фиг. 5 представлены результаты измерений на образце стали ШХ15 с коэрцитивной силой 17,1 А/см при использовании описанного выше намагничивающего устройства. Здесь приведены зависимости H(d) для трех значений параметра t - 3,1; 3,3 и 3,5 мм. Например, при среднем значении t=3,3 мм кривая имеет максимум напряженности магнитного поля H=H*=133,8 А/см, соответствующий параметру d=d*=5,06 мм. В частности, при изменении параметра d, например, в интервале от d1=4,96 мм до d2=5,16 мм (т.е. на 0,2 мм), показания датчика магнитного поля изменяются от H1=H2=133,4 А/см до H*=133,8 А/см, т.е. отклоняются не более чем на ±0,2 А/см от среднего значения.A more detailed study of the dependence H (d) for a given value of the parameter t shows that it has a maximum in the range of values from d 1 to d 2 . In FIG. 5 presents the results of measurements on a sample of steel ШХ15 with a coercive force of 17.1 A / cm using the magnetizing device described above. Here are the dependences H (d) for the three values of the parameter t - 3.1; 3.3 and 3.5 mm. For example, with an average value of t = 3.3 mm, the curve has a maximum magnetic field strength H = H * = 133.8 A / cm, corresponding to the parameter d = d * = 5.06 mm. In particular, when changing the parameter d, for example, in the range from d 1 = 4.96 mm to d 2 = 5.16 mm (i.e., 0.2 mm), the readings of the magnetic field sensor change from H 1 = H 2 = 133.4 A / cm to H * = 133.8 A / cm, i.e. deviate no more than ± 0.2 A / cm from the average.

Из фиг. 5 видно также, что при изменении положения датчика магнитного поля на оси У соответственно смещаются (как вдоль оси Н, так и вдоль оси d) максимумы зависимостей H(d): при уменьшении t - вверх и влево, при увеличении t - вниз и вправо от значения d*.From FIG. Figure 5 also shows that with a change in the position of the magnetic field sensor on the Y axis, the maxima of the dependences H (d) shift accordingly (both along the H axis and along the d axis): with decreasing t, up and to the left, with increasing t, down and to the right from the value of d *.

Таким образом, выбирая значение параметра t при заданном значении параметра d1 (например, за счет перемещения оправки 5 с датчиком 3 напряженности магнитного поля и фиксации ее с помощью винта 6, фиг. 1) либо выбирая параметр d1 при фиксированном значении параметра t, можно минимизировать зависимость показаний аппаратуры от непостоянства зазора между устройством и поверхностью контролируемого изделия в заданном диапазоне изменения указанного зазора.Thus, choosing the value of the parameter t at a given value of the parameter d 1 (for example, by moving the mandrel 5 with the sensor 3 of the magnetic field strength and fixing it with the screw 6, Fig. 1) or choosing the parameter d 1 with a fixed value of the parameter t, it is possible to minimize the dependence of the readings of the equipment on the inconstancy of the gap between the device and the surface of the controlled product in a given range of variation of the specified gap.

Намагничивающее устройство с датчиком магнитного поля могут быть выполнены с возможностью поворота относительно неподвижного корпуса вокруг оси, лежащей в нейтральной плоскости намагничивающего устройства и перпендикулярной рабочей поверхности структуроскопа (оси У на фиг. 2). Такая конструкция позволяет проводить процедуру измерения напряженности Н магнитного поля по различным направлениям при неподвижном корпусе, установленном на контролируемое изделие. Это упрощает процесс определения магнитной анизотропии и проведения магнитной тренировки материала изделия в месте расположения структуроскопа. Повышается также достоверность контроля по сравнению со случаем поворота всего структуроскопа за счет исключения смещения или перекоса корпуса устройства при повороте на поверхности изделия.A magnetizing device with a magnetic field sensor can be made to rotate relative to a stationary body about an axis lying in the neutral plane of the magnetizing device and perpendicular to the working surface of the structurescope (axis Y in Fig. 2). This design allows you to carry out the procedure for measuring the magnetic field strength H in various directions with a fixed housing installed on the controlled product. This simplifies the process of determining magnetic anisotropy and conducting magnetic training of the product material at the location of the structuroscope. The reliability of the control also increases in comparison with the case of rotation of the entire structuroscope due to the elimination of displacement or skew of the device case when turning on the surface of the product.

Claims (4)

1. Магнитный структуроскоп, содержащий корпус с установленными на нем двухполюсным намагничивающим устройством и датчиком магнитного поля, расположенным между его полюсами, с осью чувствительности, перпендикулярной нейтральной плоскости намагничивающего устройства, отличающийся тем, что намагничивающее устройство выполнено в виде двух намагничивающих элементов без ферромагнитного магнитопровода с антипараллельными направлениями магнитных потоков, перпендикулярными рабочей поверхности структуроскопа.1. A magnetic structuroscope comprising a housing with a bipolar magnetizing device installed on it and a magnetic field sensor located between its poles, with an axis of sensitivity perpendicular to the neutral plane of the magnetizing device, characterized in that the magnetizing device is made in the form of two magnetizing elements without a ferromagnetic magnetic circuit with antiparallel directions of magnetic flux perpendicular to the working surface of the structurescope. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что намагничивающие элементы выполнены в виде постоянных магнитов в форме прямоугольного параллелепипеда.2. The device according to p. 1, characterized in that the magnetizing elements are made in the form of permanent magnets in the form of a rectangular parallelepiped. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик магнитного поля выполнен с возможностью перемещения и фиксации относительно намагничивающих элементов вдоль линии, перпендикулярной рабочей поверхности структуроскопа.3. The device according to p. 1, characterized in that the magnetic field sensor is arranged to move and fix relative to the magnetizing elements along a line perpendicular to the working surface of the structureoscope. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что намагничивающее устройство с датчиком магнитного поля выполнены с возможностью поворота относительно корпуса вокруг оси, лежащей в нейтральной плоскости намагничивающего устройства и перпендикулярной рабочей поверхности структуроскопа.
Figure 00000001
4. The device according to claim 1, characterized in that the magnetizing device with a magnetic field sensor is rotatable relative to the housing about an axis lying in the neutral plane of the magnetizing device and perpendicular to the working surface of the structurescope.
Figure 00000001
RU2016125677/28U 2016-06-27 2016-06-27 MAGNETIC STRUCTURE SCOPE RU166304U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016125677/28U RU166304U1 (en) 2016-06-27 2016-06-27 MAGNETIC STRUCTURE SCOPE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016125677/28U RU166304U1 (en) 2016-06-27 2016-06-27 MAGNETIC STRUCTURE SCOPE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU166304U1 true RU166304U1 (en) 2016-11-20

Family

ID=57792852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016125677/28U RU166304U1 (en) 2016-06-27 2016-06-27 MAGNETIC STRUCTURE SCOPE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU166304U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU173646U1 (en) * 2017-02-21 2017-09-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт Уральского отделения Российской академии наук MAGNETIC STRUCTURE SCOPE
RU178417U1 (en) * 2017-06-27 2018-04-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки " Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук" (УдмФИЦ УрО РАН) MAGNETIC STRUCTURE SCOPE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU173646U1 (en) * 2017-02-21 2017-09-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт Уральского отделения Российской академии наук MAGNETIC STRUCTURE SCOPE
RU178417U1 (en) * 2017-06-27 2018-04-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки " Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук" (УдмФИЦ УрО РАН) MAGNETIC STRUCTURE SCOPE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2837283C (en) Magnetic testing method and apparatus
CN107085192B (en) A kind of method and device thereof measuring ferromagnetic material hysteresis loop in open-flux path
Alatawneh et al. Design of a novel test fixture to measure rotational core losses in machine laminations
JP2013124989A (en) Simple vector magnetic characteristic measuring instrument
RU166304U1 (en) MAGNETIC STRUCTURE SCOPE
RU178417U1 (en) MAGNETIC STRUCTURE SCOPE
US9816888B2 (en) Sensor and method for detecting a position of an effective surface of the sensor
RU173646U1 (en) MAGNETIC STRUCTURE SCOPE
Dupre et al. Rotational loss separation in grain-oriented Fe–Si
CN106125021B (en) The measurement method of permeability magnetic material characteristic under a kind of quadrature bias magnetic field
CN104700977B (en) Electric energy meter DC magnetic field generator and interference test device
JP6934740B2 (en) Magnetization measurement method
CN103308872B (en) Combined magnetic field sensor and weak magnetic fields measurement device
RU2405164C1 (en) Device for measuring force interaction of ferromagnetic toroids
RU162212U1 (en) MAGNETIC STRUCTURE SCOPE
ATE415634T1 (en) FERRARIS SENSOR
CN105842639B (en) A kind of measuring device of permeability magnetic material magnetic characteristic
RU2421747C1 (en) Device for examination of magnetic force interaction
CN113296035B (en) Magnetic field detection assembly and ferromagnetic and magnetic material detector
KR101014773B1 (en) Magnetic field profile measuring apparatus for pulse electromagnet and magnetic field profile measuring method using the same
RU111686U1 (en) Coercimeter Sensor
SU667922A1 (en) Inductor-receiver of barkhausen magnetic noise
Shulman Magnetic Field of a Permanent Magnet
RU185424U1 (en) TECHNOLOGICAL COERCYTIMETER OF MAGNETIC HYSTERESIS PARAMETERS
SU769459A1 (en) Device for measuring anisotropy of ferromagnetic material magnetic properties

Legal Events

Date Code Title Description
PC92 Official registration of non-contracted transfer of exclusive right of a utility model

Effective date: 20190125

PD9K Change of name of utility model owner
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200628