Разработка метода контроля магнитных свойств материалов с учетом размеров и координации их образцов

В различном измерительном оборудовании, технических устройствах (пусковых, электромеханических: трансформаторах, реле и др.), а также в многочисленных промышленных аппаратах, в том числе предназначенных для магнитного разделения (магнитных фильтрах, анализаторах), используются разные ферромагнитные элементы. В зависимости от технологического назначения их выполняют сплошными или квазисплошными (например, гранулированными). Получение сведений о магнитных свойствах материала того или иного ферромагнитного элемента является базовой задачей, так как, располагая сведениями о магнитных параметрах ферромагнитного материала, можно, используя выражения для размагничивающего фактора N, определять магнитные параметры выполненного из этого материала образца, характеризующегося тем или иным значением относительной длины L/D. Это важно с точки зрения, например, создания, эффективной и экономичной эксплуатации измерительных приборов, полиградиентных магнитных сепараторов и анализаторов.Разумеется, для изучения магнитных свойств различных материалов следует использовать такие образцы, в которых исключается проявление размагничивающего фактора. Это условие соблюдается, как известно, при использовании образцов замкнутой (кольцевой, тороидальной) формы. Однако ввиду трудностей для реализации данного метода (сложность и не всегда реализуемая возможность изготовления таких образцов, а также соответствующих по форме намагничивающих катушек, отсутствие возможности создания намагничивающего поля повышенной и высокой напряженности, «персонализация» катушки, создаваемой для единственного образца, и пр.) такой метод магнитной диагностики ферромагнетиков ограничен в применении.Этих трудностей лишен метод, основанный на применении стержневых цилиндрических образцов, помещаемых в соленоид, позволяющий создавать 6магнитное поле повышенной и высокой напряженности, к тому же, что не менее важно –использовать многократно для изучения разных образцов: как сплошных, так и квазисплошных (например, гранулированных). Однако для того, чтобы судить о магнитных свойствах материала образца при магнитной диагностике необходимо использовать достаточно длинный образец –такой, в котором размагничивающий фактор предельно минимизирован. При этом воспользоваться известной для сплошных образцов рекомендацией,когда относительная длина образца должна составлять не менее L/D50, для квазисплошных (в частности, гранулированных) образцов вряд ли уместно, тем более, что даже для сплошных образцов она представляется как постулируемая, не подвергавшаяся должному обоснованию. Следовательно, выяснение того, при каком значении (которое можно назвать критериальным) относительной длины гранулированного и сплошного ферромагнитных цилиндрических образцов магнитные свойства образца практически соответствуют магнитным свойствам его материала, представляет научный и практический интерес. Соответствующие исследования способствовали бы созданию усовершенствованного метода магнитной диагностики ферромагнитных материалов.Самостоятельный интерес представляет также совершенствование метода магнитной диагностики малых по объему дисперсных ферромагнетиков с помощью магнетометра, работающего на пондеромоторном принципе и оснащенном полюсами-полусферами (позволяющими гарантированно создавать рабочую зону стабильной неоднородности поля для координации в ней изучаемого малообъемного образца). Так, устранение имеющихся трудностей при осуществлении экспериментальной идентификации рабочей зоны стабильной неоднородности поля дало бы возможность повысить точность и оперативность диагностики ферромагнетиков малых размеров.Следовательно, весьма актуальной является разработка соответствующего метода контроля –с учетом размеров образцов, а для малообъемных образцов –с учетом их координации в зоне устройства для такого контроля. Объект исследования:магнитные свойства материала цилиндрического образца. Предмет исследования: модель обнаружения зоны независимого поведения (от относительной длиныобразца) магнитного параметра.Цель работы: совершенствование метода контроля магнитных свойств материала за счет разработки модели обнаружения зоны независимого поведения (от относительной длины образца) контролируемого магнитного параметра.