19 Микроферрозонд-градиентометр

Электронная схема феррозонда-градиента отличается от феррозонда-полимера тем, что первичная обмотка сделана вторично.

Т.е.первичн обмотки ферр градиен-ра вкл-ют согласно,то создаваемые ими переменные магн поля намагнич-ют сердечники в одном направл

Вторичные обмотки включают встречно, поэтому ЭДС на выходе будет опр-ся разностью магнитных индукций в сердечника В₁ и В₂.

.

Т.к. первичные намагн-щие поля имеют одинаковое направление, то кривые перемагнич-ия сердечников в катушках К₁ и К₂ совпадают (рис)

1. Если напряж-ть поля, в которое помещен преобр-ль, Н_=0, то e2=0.

2. Если пр-ль помещен в однородное магн поле , то кривая перемагнич-ия сердечников переместится || самой себе на расстояние |Оа|=|Н_|. ЭДС на вых пр-ля также будет = нулю, .т.к. В₁–В₂=0. Т.е. e2=0.

3. Если пр-ль помещен в неоднородное магнитное поле, то кривые перемагничивания сердечников сместятся на неодинаковые расстояния.

Разность магнитных индукций в сердечниках уже не будет равна нулю. Не будет равна нулю и ЭДС во вторичной обмотке преобразователя. Разность магнитных индукций в сердечниках уже не будет равна нулю. Не будет равна нулю и ЭДС во вторичной обмотке преобразователя.

Если ЭДС во вторичной обмотке микроферрозонда-градиентометра разложить в ряд Фурье и ограничиться первым членом этого ряда, то получим:

Т.е ЭДС на выходе феррозонда- градиентометра приблизительно равна разности напряженностей магнитных полей, в которых находятся полузонды, т.е. приблизительно равна градиенту напряженности поля.

Коэффициенты А и А^ определяются путем градуировки феррозонда в постоянных магнитных полях.

20 .ЛЛМ

Применимые для исследования топографии напряженности магнитного поля преобразователи Холла, феррозондовые, магниторезистивные и др. не всегда удобны: во-первых, их трудно выставить соответственным образом для измерения нормальной или тангенциальной составляющей поля на криволинейной поверхности. Кроме того, такие преобразователи имеют достаточно большие размеры и позволяют выполнять измерения на достаточно большом расстоянии от объекта. Для измерения напряженности магнитного поля в непосредственной близости от криволинейной поверхности объекта иногда применяют ленточные локальные магнитоносители (ЛЛМ).

Градуировка ЛЛМ

ЛЛМ предст-т собой полоску магн ленты шириной 1,5-2 мм. Так как толщина магнитноактивного слоя ленты составляет 5-25 мкм, причем он нанесен на эластичную подложку, то ЛЛМ позволяет приблизиться непоср-но к пов-ти детали и копировать ее форму. ЛЛМ содержит неб-е кол-во ферромагн-го мат-ла и поэтому слабо искажает то поле, кот изм-ся. Так как тангенц-ная составляющая напряж-ти магн поля не изменяет своей вел-ны и знака при переходе границы раздела сред, то можно считать в первом приближении, что уложенный на пов-ть объекта ЛЛМ позволяет измерить напряж-ть поля в подповерхностном слое металла.

Предварительно ЛЛМ градуируют в однородном магнитном поле бесконечно длинного соленоида.

С этой целью ЛЛМ закрепляют на цилиндрической вставке, которую с помощью штанги помещают в среднюю часть бесконечно длинного соленоида. При этом оси соленоида и кольца, образованного ЛЛМ, совпадают. На 2-3 секунды включают ток в катушке, при этом измеряют напряженность поля в соленоиде, например, с помощью микровольтампервеберметра типа Ф18 (см. ниже). Затем ЛЛМ извлекают из соленоида и измеряют напряженность его остаточного поля.

Ув-ют ток в катушке до I₂, а после его отключения снова помещают размагн-ый ЛЛМ в соленоид, и производят аналогичные изм-ия. Строят график зав-ти амплитуды сигнала на экране осциллографа при набегании инд-ой магн головки на край ЛЛМ от напряж-ти магн поля (рис. выше).

При измерениях напряж-ти магн поля размагн-й ЛЛМ укладывают на исследуемую пов-ть объекта и намагн-ют вместе с объектом в напр-ии поперек ЛЛМ. Затем измеряют амплитуду сигнала при считывании записи с ЛЛМ и по градуировочной кривой опр-ют напряженность поля.

Замечание: Напр-ть поля внутри бесконечно длинного соленоида можно опр-ть по ф-ле (Н=Iw/l), если ток изм-ся амперметром, имеющим высокий класс точности. В противном случае можно воспользоваться микровольтампервеберметром типа Ф-18. С этой целью на штангу наносят изм-ую катушку, состоящую из одного-двух витков. Изм-я магн потока  производят при включении или выключении тока в соленоиде. Напряженность поля определяют по формуле

(*)

где - показание прибора;

- магнитная проницаемость магнитной вставки;

- магнитная постоянная;

- два витка;

- сечение провода.

Формула (*) получена из:

Замечание: ЛЛМ не позволяют измерять поля напряженностью ленты, так как в этом диапазоне полей лента намагничивается на участке начального (обратимого) намагничивания. Для измерения слабых магнитных полей можно использовать поляризованный (предварительно намагниченный, не обязательно до насыщения, ЛЛМ).

Поясним физику процесса записи магнитных полей в этом случае. В результате поляризации ЛЛМ приобрел остаточную намагниченность . Если такой ЛЛМ поместить на штанге внутрь соленоида, то при намагничивании его полем противоположного направления ( ) остаточная намагниченность уменьшается до . Причем, чем больше , тем меньшую остаточную намагниченность будет иметь поляризованный ЛЛМ (см. рисунок ниже).

График зависимости остаточной намагниченности поляризованного ЛЛМ от напряженности поля:

Следовательно, поляризованный ЛЛМ позволяет измерять напряженности слабых магнитных полей.