В.Е. Фертман - Магнитные жидкости (1163283), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Способ диагностики размеров внутренних отверстий с помощью магнитной жидкости описан Р. Бэйли (К. 1.. Ва11еу) 11983). Электромагнитный датчик, регистрирующий изменение магнитной проницаемости, перемещают по поверхности детали. Величина сигнала зависит от объема магнитной жидкости в отверстии, расстояния от датчика до жидко- 137 сти и ее намагниченности насыщения. Датчик калибруют на специальных деталях с каналами заданного диаметра, просверленными на различных расстояниях от внешней поверхности. Калибровочные кривые для жидкостей разной намагниченности описывают зависимость сигнала от толщины стенки детали над каналом.
По калибровочным кривым легко найти расстояние, на котором расположены отверстия данного днаметра под поверхностью детали произвольной формы. Для диагностирования каналов с переменной площадью поперечного сечения строится серия калибровочных графиков. По сравнению с известными методамн контроля (например, с помощью небольших магнитов, опускаемых в отверстия на стержнях) использование магнитных жидкостей повышает точность измерений, особенно для отверстий небольшого диаметра и сложной конфигурации. Неразрушающий контроль может основываться также на магнитооптических явлениях, описанных в $2.9.2.
Например, используя прецизионную оптическую аппаратуру, находят распределение нндукцнв сигналограмм по оптической анизотропии слоя магнитной жидкости, вызванной полями рассеяния магнитной записи [35). В. И. Дроздова и др. (1987) описали использование этого же эффекта для контроля взаимного проникания полей в многодорожечных блоках с головками для магнитной записи. Пример контроля дефектов магнитной записи с помощью разбавленной магнетитовой магнитной жидкости на основе воды (М -5 кА/м) приведен Р. Вейсом (К.
В. %е(зз) и др. (1985). Плотность записи на магнитных дисках достигает 10 000 перемагничиваиий на дюйм. Записывающая ереда на диске — это отполированный (среднее арифметическое значение шероховатости 1 мкм) слой эпоксидной смолы, расположенный на алюминиевой подложке. Толщина слоя — 0,5 мкм. Сверху слой покрывается фторуглеродной смазкой, которая улучшает его смачиваемость магнитной жидкостью. В эпоксидной смоле содержатся эллипсоидальные ферромагнитные частицы у-ВезОз с отношением осей 3: 1, которые располагаются вдоль круговых линий.
Предварительно частицы покрывают монослоем кобальта, после чего коэрцитивзая сила частиц составляет приблизительно 50 кЛ/м. ,.редний размер этих частиц составляет 0,3 мкм. Следовательно, один бит данных, содержащихся на дорожке сигпалограммы шириной 18 мкм, включает множество ча- ~зз стиц Для анализа структуры магнитной записи поверхность записывающего слоя покрывают магнитной жидкостью, разбавленной дистиллированной водой (1: 5). Контроль дефектов осуществляют с помощью оптического микроскопа большого увеличения (или электронного микроскопа). Перед тем как нанести жидкость на записывающий слой, ее в течение двадцати дней обрабатывают в коллоидной мельнице, чтобы уменыпить размеры агрегатов, возникающих в процессе приготовления.
После ,обработки размеры агрегатов становились близки к среднему размеру коллоидных частиц БезОм покрытых слоем ПАВ (приблизительно 20 нм). Небольшое содержание твердых частиц в магнитных гкидкостях, используемых при визуализации структуры магнитной записи, позволяет регистрировать локальное изменение концентрации частиц, которое обусловлено действием неоднородного магнитного поля сигналограммы. Другой механизм воздействия неоднородного магнитного поля на слой магнитной жидкости со свободной поверхностью уже упоминался. Это увеличение толщины слоя в области сильного поля, которое компенсирует повышение давления в жидкости, расположенной в этой области.
Способ контроля качества ферромагнитных дета.чей, предложенный 1О. КС Барковым и др. (1981), основан на этом явлении. Контролируемую деталь намагничивают с помощью внешнего источника. На поверхность детали помещают кювету из прозрачного материала, которая заполнена высококонцентрированной магнитной жидкостью. Сверху магнитная жидкость покрыта прозрачной жидкостью, которая не смешивается с магнитной и имеет меньшую плотность.
Эта жидкость снижает силы поверхностного натяжения на границе раздела и, следовательно, способствует образованию более детального рельефа на поверхности магнитной жидкости. Высота рельефа пропорциональна намагниченности жидкости (поэтому применяют высококонцентрированные жидкости) и магнитному полю на исследуемой поверхности, которое зависит от рассеяния магнитного потока, проходящего через деталь, на дефектах (трещиньц раковины, расслоения и т. п.). С помощью оптического устРойства контроль можно проводить по принципу «да»вЂ” енетхс если высота рельефа меныпе некоторой минимальной величины, то деталь бракуется, так как поле рассеяния слишком велико из-за дефектов внутри детали.
Пря контроле намагниченности (величины и однородности) постоянных магнитов, которые используются в различных электромеханических устройствах, в установке отсутствует внешний источник магнитного поля. В ряде измерительных устройств реализовано свойство магнитной жидкости изменять величину потока индукции через площадь, ограниченную проводником, когда в контуре находится «магнитожидкостный сердечникм Дж. Хантер 1Л. Нпп1ег), В. Стриплинг (Ж.,В1г)рИпя) и Х. Уайт 1Н. Юп)1е) в 1972 г.
предложили детектор уровня и вибропреобразователь, содержащий емкость 1например, цилиндр) с измерительной обмоткой и обмоткой генератора, которая частично заполнялась магнитной жидкостью. В таком дифференциальном трансформаторном датчике магнитный поток, создаваемый обмоткой генератора, индуцирует в измерительной обмотке ЭДС, которая зависит от силы тока питания, частоты питающего напряжения и взаимной ипдуктивности измерительной обмотки н обмотки генератора. Взаимная индуктивность этих обмоток зависит от магнитных свойств жидкости, которая служит общим сердечником в датчике, и степени заполнения жидкостью измерительной обмотки.
При изменении объема жидкости, находящейся в измерительной обмотке, взаимная индуктивность изменяется, Следовательно, по выходному напряжению датчика можно судить о воздействшц которое привело к смещению жидкости из нейтрального положения. Соотношения для расчета одноосного датчика угла наклона, который имеет впд горизонтального цилиндрического сосуда, частично заполненного магнитной жидкостью, получены Р. Олару 1К. О!агп) и др.
(1983). Чувствптельность датчика, которая характеризует изменение выходного напряжения при единичном отклонении его огп от горизонтали, рассчитывается по формуле б:= —;= — „Х вЂ” ~ — ~ — — ) и„ гг 8 б Г а ' а где у,=сопз1 — магнитная восприимчивость магнитной жидкости и слабых полях; Š— длина цилиндрического датчика; )9 — внугренний диаметр датчика; 6 — максимальная высота слоя магнитной жидкости в датчике; 1/а — напряжение, нндуцнруемое в измерительной обмотке.
140 На экспериментальной модели датчика получены данные, которые подтверждают высокую разрешающую способность (приблизительно 10 мкм/м) датчика прп оптимальных геометрических параметрах, рабочем напряжении, магнитных свойствах жидкости и степени его заполнения. Характеристики дифференциального манометра, действие которого основано на возникновении разности индукти ~ностей двух обмоток на П-образной трубке при смещении столба магнитной жидкости под действием перепада статического давления, приведены И. Потенчем (!. Ро1епсх) и др. (1985), Выходной электрический сигнал в описанном манометре изменялся линейно с изменением Лр, а чувствительность составляла сотни делений шкалы на Лр=!0 Н/м'. Ф. Ф. Лазаревым и др.
(1984) разработаны конструкции устройства для автоматнческой температурной сигнализации. Как и в феррогндростатнческих сепараторах, в основе этих устройств лежит явление выталкивания погруженного в магнитную жидкость немагнитного тела пз области сильного магнитного поля.
Чувствительным элементом, реагнрующим на повышение температуры выше допустимой, служит постоянный магнит с точкой Кюри, равной температуре, прц которой должна срабатывать сигнализация. С повышением температуры контролируемой среды до предельной измерительный элемент утрачивает спонтанную намагниченность и поплавковый узел опускается на дно емкости, заполненной магнитной жидкостью. При этом разрывается электрическая цепь н срабатывает сигнализация. С понижением температуры контролируемой среды ниже точки Кюри неоднородное магнитное поле вновь выталкивает поплавковый узел, в который входит контактное устройство, в верхяее положение. Контактное устройство замыкает электРическую цепь сигнализации, и она выходит на дежурный режим. Известен прибор для измерения силы тока (кплоамперметр), принцип работы которого основан на перемещении цилиндрического столба магнитной жидкости вдоль электрического проводника под действием магнитного поля, создаваемого проходящим по проводнику током.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
