Акустомагнитная идентификация звуковой волны

Магнитная жидкость – смазка

Магнитная дефектоскопия и визуализации видеосигналограмм

Нанося на намагниченную поверхность тонкий слой магнитной суспензии или коллоида с микрокаплями, можно увидеть с помощью оптического микроскопа картины, которые получаются в результате концентрации микрочастиц (микрокапель) на тех участках образца, где намагниченность меняет свой знак. На этом явлении основана магнитная дефектоскопия, которая позволяет выявить такие дефекты как неметаллические и шлаковые включения, пустоты в изделии, расслоения, дефекты сварки, трещины, а также дефекты магнитной записи. В отличие от сухих порошков ферромагнетика микрокапли быстро перемещаются к участкам с дефектами, поскольку, находясь во взвешенном состоянии, почти не испытывают трения.

При помощи магнитного поля можно удерживать МЖ, выполняющую роль смазки, в зоне контакта трущихся поверхностей. В этом случае резко сокращается расход смазки и число остановок механизма. Причем магнитные смазки на основе кремнийорганических жидкостей и минеральных масел обладают высокими противозадирными свойствами, применимы при температурах до 300 ^оС.

В последние десятилетия магнитные жидкости нашли применение внаучных исследованиях.

В работе В.М. Полунина и И.Е. Дмитриева 1997 г. [51] исследована дисперсия скорости звука в системе жидкость – цилиндрическая оболочка методом, основанном на использовании акустомагнитного эффекта в магнитной жидкости. Акустомагнитный эффект состоит в том, что при распространении звуковой волны в намагниченной МЖ наблюдается возмущение намагниченности, что приводит к возникновению переменной ЭДС в катушке индуктивности, прилегающей к границе звукового пучка.

Вместо «обычной» жидкости оболочка заполняется магнитной жидкостью, а в роли приемника звуковых колебаний служит магнитная головка, размещенная за пределами оболочки. Благодаря этому становится возможным перемещать приемник вдоль трубы с жидкостью на большие расстояния, не возмущая при этом акустическое поле в жидкости. Отпадает необходимость учета дифракционного возмущения, вносимого гидрофоном.

Магнитная головка состоит из катушки индуктивности и источника постоянного магнитного поля.

На рис. 14.1 показана блок-схема экспериментальной установки. Источником упругих колебаний является излучатель 3, содержащий пьезопластинку с резонансной частотой 1 МГц. Измерения проводятся на частотах не выше 200 кГц, то есть вдали от резонансной частоты, поэтому можно считать ее частотную характеристику линейной (имеющей форму плато). Источником переменной ЭДС служит генератор 1. Упругие волны через волновод 4 вводятся в МЖ 5, заполняющую трубу. Магнитная головка включает постоянный кольцевой магнит 6, намагниченный вдоль оси, и катушку индуктивности 7, размещенную внутри и жестко связанную с ним. Между катушкой и трубкой имеется воздушный зазор. Кольцевой магнит в месте расположения катушки индуктивности намагничивает жидкость преимущественно вдоль оси трубы. Переменная ЭДС, индуцируемая в катушке при распространении в жидкости звуковой волны, поступает на вход осциллографа 9. Магнитная головка размещена на кинематическом узле катетометра 8 и свободно перемещается вдоль трубки.

Как и в обычном ультразвуковом интерферометре, измерение скорости звука в жидкости сводится к нахождению числа стоячих волн N_s, укладывающихся на длине ΔL. Расчет выполняется по формуле:

c=2ΔLn/N_s.

Полученные экспериментальные данные по дисперсии скорости звука в системе жидкость – оболочка с использованием оболочек с широким спектром геометрических и упругостных параметров показывают эффективность применения акустомагнитного метода для исследования систем такого рода. Разработанная экспериментальная методика может быть применена для проведения измерений в различного рода системах, в том числе в таких, в которых получение теоретических результатов представляется затруднительным.

Дата добавления: 2015-06-25