Градуировка ЛЛМ

Ленточный локальный магнитоноситель представляет собой полоску магнитной 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 непосредственно к поверхности детали и копировать ее форму. ЛЛМ содержит небольшое количество ферромагнитного материала и поэтому слабо искажает то поле, которое измеряется. Так как тангенциальная составляющая напряженности магнитного поля не изменяет своей величины и знака при переходе границы раздела сред, то можно считать в первом приближении, что уложенный на поверхность объекта ЛЛМ позволяет измерить напряженность поля в подповерхностном слое металла.

Предварительно ЛЛМ градуируют в однородном магнитном поле бесконечно длинного соленоида.

Рис. Намагничивание ленточного локального магнитоносителя в соленоиде

С этой целью размагниченный 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.

Рис. Градуировочная характеристика размагниченного ленточного локального магнитоносителя

Увеличивают ток в катушке до I₂, а после его отключения снова помещают размагниченный ЛЛМ в соленоид, и производят аналогичные измерения. Строят график зависимости амплитуды сигнала на экране осциллографа при набегании индукционной магнитной головки на край ЛЛМ от напряженности магнитного поля (см. рис. выше).

При измерениях напряженности магнитного поля размагниченный ЛЛМ укладывают на исследуемую поверхность объекта и намагничивают вместе с объектом в направлении поперек ЛЛМ. Затем измеряют амплитуду сигнала при считывании записи с ЛЛМ и по градуировочной кривой определяют напряженность поля.

Замечание: Напряженность поля внутри бесконечно длинного соленоида можно определить по формуле (Н=Iw/l), если ток измеряется амперметром, имеющим высокий класс точности. В противном случае для этого можно воспользоваться, например, микровольтампервеберметром типа Ф-18. С этой целью на штангу наносят измерительную катушку, состоящую из одного-двух витков. Измерения магнитного потока Y 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).

Рис. Измерение магнитных полей с помощью поляризованного ЛЛМ

График зависимости остаточной намагниченности поляризованного ЛЛМ от напряженности поля:

Рис. Схематическая зависимость остаточной намагниченности поляризованного ЛЛМ от напряженности поля

Следовательно, поляризованный ЛЛМ позволяет измерять напряженности слабых магнитных полей.