SU949568A1 - Device for measuring magnetic susceptibility - Google Patents

Description

Устройство состоит из генераторно катушки 1, внутри которой помещены, по крайней мере, две одинаковые приемные катушки 2 и 3, которые расположены симметрично относительно плоскоти , проход щей через центр-генератор ной катушки перпендикул рно ее оси. Катушки 1-3 скреплены каркасом 4 из немагнитного и непровод щего материала . Среднее рассто ние между приемными катушками есть Н, диаметры генераторной и приемных катушек обозначены D и d, соответственно.The device consists of a generator coil 1, inside of which at least two identical receiving coils 2 and 3 are placed, which are located symmetrically with respect to a plane passing through the center generator coils perpendicular to its axis. Coils 1–3 are fastened with a frame 4 of non-magnetic and non-conductive material. The average distance between the receiving coils is H, the diameters of the generating and receiving coils are denoted by D and d, respectively.

Приемные катушки 2 и 3 включены последовательно и встречно (фиг.2), а генераторна  катушка с помощью выводов а и б подключена к генератору синусоидального напр жени  низкой частоты. С выводов приемных катушек виг сигнал поступает на измерительную схему.The receiving coils 2 and 3 are connected in series and oppositely (Fig. 2), and the generator coil is connected via terminals a and b to a generator of sinusoidal low-frequency voltage. From the terminals of the receiving coils, the wig signal arrives at the measuring circuit.

Устройство работает Следующим образом .The device works as follows.

Генераторна  катушка 1 создает в окружающем пространстве переменное электромагнитное поле. В воздухе при отсутствии магнитной среды .это поле индуцирует в катушках 2 и 3, включенных встречно, почти одинаковые по амплитуде, но противоположные по фазе ЭДС, которые практически взаимно компенсируют друг друга и на выводах виг приемных катушек наблюдаетс  лишь незначительна  ЭДС небаланса . Благодар  расположению приемных катушек внутри генераторной катушки неоднородность .магнитного пол  в объеме приемной катушки выражена слабо и поэтому величина ЭДС небаланса не подвержена вли нию деформаций устройства и не создает помехи при измерени х. Над магнитной средой устройство располагаетс  таким образом, что совмещенные оси катушек перпендикул рны ее поверхности Полем генераторной катушки происходит намагничивание среды, вследствие чего по вл етс  вторичное магнитное поле. Поскольку приемные катушки располагаютс  на различном рассто нии от поверхности среды, в них индуцируютс  различные по величине вто ричные ЭДС, на выводах виг приемных катушек по вл етс  разностна  вторична  ЭДС, по величине которой определ етс  магнитна  восприимчивость .The generator coil 1 creates in the surrounding space a variable electromagnetic field. In the air, in the absence of a magnetic medium, this field induces in coils 2 and 3, connected in opposite directions, almost equal in amplitude but opposite in phase EMF, which almost mutually compensate each other and only insignificant EMF of unbalance is observed at the terminals of the WIG coils. Due to the location of the receiving coils inside the generator coil, the inhomogeneity of the magnetic field in the volume of the receiving coil is weak and, therefore, the emf of the unbalance is not affected by the deformations of the device and does not interfere with the measurements. Above the magnetic medium, the device is positioned in such a way that the aligned axes of the coils are perpendicular to its surface. The field of the generator coil magnetizes the medium, as a result of which a secondary magnetic field appears. Since the receiving coils are located at different distances from the surface of the medium, various largest secondary electromotive forces are induced in them, a differential secondary electromotive force appears at the terminals of the wig receiving coils, according to which magnetic susceptibility is determined.

Разностна  вторична  ЭДС а св зана с геометрическими параметрами устройства (фактором G) и магнитной восприимчивостью слабомагнитной среды следунмцим соотношением: The difference of the secondary EMF a is associated with the geometrical parameters of the device (factor G) and the magnetic susceptibility of the weakly magnetic medium as follows:

Д с -G € Сд,D with -G € Sd,

где ЕО - величина ЭДС, индуцируема  в воздухе водной из приемных катушек;where EO is the emf value induced in the air by the water from the receiver coils;

эеer

эе er

I I I I

кажуща с  магнит1+0 ,5эе на  восприимчивость; seemingly with magnet1 + 0, 5ee on susceptibility;

Ой а, 4h-H,Oh, 4h-H,

G ( + )l,(tH) G (+) l, (tH)

t§)cosi tdt;t§) cosi tdt;

,,

t I,t i,

,(t)I(t§)cosStdt;, (t) I (t§) cosStdt;

Ki(t) Ki (t)

и - модифицированные функIl (t|) ции Бессел ;and - modified Bessel functions (t |);

h - рассто ние от центра катушек до плоской поверхности среды; d и D - средние диаметры приемных и генераторной катушек;h is the distance from the center of the coils to the flat surface of the medium; d and D are the average diameters of the receiving and generating coils;

Н - рассто ние между приемными катушками. Зависимость фактора G от относительного рассто ни  при различныхH is the distance between the receiving coils. The dependence of factor G on the relative distance at various

отношени х - представлена на фиг.З.relations are shown in FIG.

Из этой зависимости следует, что экстремальные значени  зависимости G, а следовательно, иДЕ достигаютс  при вьтолнении услови  D/H54. В этом случае вли ние воздушного зазора минимально, т.е. устройство обладает фокусирующими свойствами и позвол ет производить измерени  на неровной поверхности.From this dependence it follows that the extreme values of the dependence G, and consequently, the IDE are achieved by fulfilling the condition D / H54. In this case, the effect of the air gap is minimal, i.e. The device has focusing properties and allows measurements to be made on an uneven surface.

Таким образом, изобретение обеспечивает более высокую точность и чувствительность измерений и может быть использовано дл  измерений магнитной восприимчивости слабомагнитных сред, включа  пара- и диамагнитные .Thus, the invention provides higher accuracy and sensitivity of measurements and can be used to measure the magnetic susceptibility of weakly magnetic media, including para- and diamagnetic ones.

Claims (2)

1.Патент США № 3488577, кл. 324-34, 06.09.70.1. US patent number 3488577, CL. 324-34, 09.09.70. 2.Авторск9е свидетельство СССР2.Avtorsk9e certificate of the USSR 516982, кл. G 01 R 33/16, 16.07.74 (прототип) . 516982, cl. G 01 R 33/16, 16.07.74 (prototype).