一种基于磁阿基米德悬浮的磁化率测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于磁阿基米德悬浮的磁化率测量装置，包括磁场发生装置、测量容器、磁场调节装置和远程观测系统；测量容器放置于磁场发生装置内；磁场发生装置包括上支架、下支架、第一电磁铁和第二电磁铁，上支架、下支架之间通过四根螺杆配合螺母固定，第一电磁铁放置在上支架的中空处，第二电磁铁放置在下支架的中空处，且第一电磁铁、第二电磁铁的同名磁极相对；磁场调节装置与并联后的第一电磁铁和第二电磁铁串联；远程观测系统包括摄像设备和计算机。本发明专利技术通过磁场强度调节器可以有效控制磁感应强度的大小，从而获得更为广泛的磁化率测量范围；测量过程中可根据需要调节两电磁铁之间的距离，扩大了测量量程，大大增加了装置的灵活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测量
，具体涉及。
技术介绍
磁化率是描述物质磁化性质的重要物理量。根据物质结构的电子理论,可以证明物质的磁化率与其微观结构有十分密切的关系。通过测定这些物质的磁化率，可以获得有关它们微观结构的许多信息。磁化率在判断物质分子中是否存在未成对电子以及配合物结构类型等方面具有重要应用。通过物质磁化率的测定来计算分子中未成对电子数是研究分子中成键情况的有效方法。在环境系统中，土壤、岩石、沉积物、大气尘埃等自然物质以及人类活动所产生的次生物质往往表现出不同的磁性特征,它们与物质内含矿物的磁性类型、铁磁晶粒含量、大小构成及配比组合有关，在一定程度上反映了其来源母质、生成环境、搬运过程和沉积作用等综合信息。利用环境系统中的物质在磁性特征上的差异和联系及其所指示的环境内涵，可研究不同时空尺度下的环境过程、环境作用和环境问题，进而揭示环境演变的历史和机制。磁化率测量仪器在物质电子结构的测定，环境磁学中土壤、沉积物和岩石等自然物质和人类活动产生的物质在人工磁场中的磁性响应的测量，地质、地理环境信息的提取，以及磁流体的磁性、稳定性的测定和工业气体分析等领域的应用有着重大意义。因此，磁化率测量仪器设备已引起许多科技工作者的高度关注。现阶段测量物质磁化率的方法主要有:磁天平法和运用电磁原理的交流互感方法。用磁天平法测量磁化率是一种常规的物理测量方法，目前，我国尚无定型产品，使用单位大多采用感量为0.1毫克的精密微量分析天平、电磁铁和直流电源自行组装而成。根据待测物的不同性质，磁天平法又分为Gouy法、Quincke法和Faraday法。Gouy法适用于测量顺磁或抗磁物质的磁化率，它具有设备简单，操作容易等特点，但所需样品量大、精度欠佳，不适用于测量磁性和超顺磁性样品。Quincke法不需要单独测量样品的密度，但它只适用于测量液体和气体的磁化率，所需样品量也很大。以上两种方法均不便研究样品的磁化率随温度变化的关系。Faraday法实验步骤繁琐，操作过程相对复杂，给科研和工程应用带来不便。而交流互感测量法主要适用于金属磁化率的测量，针对性较强，测量对象比较单一。近年来有人相继提出用激光摆法和NMR双谱仪法等新方法来进行磁化率测量，然而这些方法比较适合测量过渡元素离子化合物的磁化率，适用范围比较窄。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供。本专利技术的技术方案是:一种基于磁阿基米德悬浮的磁化率测量装置，包括磁场发生装置、测量容器、磁场调节装置和远程观测系统；所述测量容器放置于磁场发生装置内；所述磁场发生装置包括上支架、下支架、第一电磁铁和第二电磁铁，上支架、下支架均为中空的支架，上支架、下支架之间通过四根螺杆配合螺母固定，第一电磁铁放置在上支架的中空处，第二电磁铁放置在下支架的中空处，且第一电磁铁、第二电磁铁的同名磁极相对；所述磁场调节装置与并联后的第一电磁铁和第二电磁铁串联；所述远程观测系统包括摄像设备和计算机，摄像设备置于磁场发生装置、测量容器所在的环境内，且与计算机连接。该装置置于温度可调的环境内。所述第一电磁铁与上支架之间、第二电磁铁与下支架之间分别通过两个螺栓固定。所述第一电磁铁的磁感应强度、第二电磁铁的磁感应强度均在0.2?1.0T范围内。所述磁场调节装置包括滑动变阻器和直流电源，滑动变阻器的一端连接并联后的第一电磁铁和第二电磁铁，滑动变阻器的另一端连接直流电源的一端，直流电源的另一端连接并联后的第一电磁铁和第二电磁铁。所述磁场调节装置包括交流电源和变压器，变压器的一端连接并联后的第一电磁铁和第二电磁铁，变压器的另一端连接交流电源的一端，交流电源的另一端连接并联后的第一电磁铁和第二电磁铁。所述上支架、下支架、四根螺杆的材质均为无磁合金材料。所述四根螺杆用于对第一电磁铁和第二电磁铁的间距在40?80mm范围内调节。采用所述的基于磁阿基米德悬浮的磁化率测量装置进行磁化率测量的方法，包括以下步骤:步骤1:取一定浓度的标准溶液注入测量容器内，使溶液液面高度达到测量容器总体高度的4/5以上；在待测物质中取直径在0.2?0.3mm之间的颗粒状试样，将颗粒状试样完全浸没在标准溶液中，并保证试样表面无气泡；步骤2:将测量容器置于第一电磁铁和第二电磁铁之间的磁场空间内，使测量容器的中心轴线与第一电磁铁、第二电磁铁的竖直方向的轴线尽量重合，待颗粒状试样达到稳定悬浮；步骤3:当测量容器内的颗粒状试样达到稳定悬浮时，通过摄像设备读出颗粒状试样的悬浮高度h ;若测量容器内的颗粒状试样无法达到稳定悬浮，则调节第一电磁铁和第二电磁铁的间距或者调整滑动变阻器的档位，改变磁场强度的大小，重复步骤2，直到颗粒状试样能够达到稳定悬浮状态，通过摄像设备读出此时的高度h ；步骤4:进行悬浮高度h、待测颗粒状试样磁化率X s的数值转换，得到颗粒状试样的磁化率大小；步骤4.1:确定当地的重力加速度g ；步骤4.2:根据注入的标准溶液的摩尔浓度计算得到标准溶液的密度P m和标准溶液的磁化率Xm;本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁阿基米德悬浮的磁化率测量装置，其特征在于：包括磁场发生装置、测量容器、磁场调节装置和远程观测系统；所述测量容器放置于磁场发生装置内；所述磁场发生装置包括上支架、下支架、第一电磁铁和第二电磁铁，上支架、下支架均为中空的支架，上支架、下支架之间通过四根螺杆配合螺母固定，第一电磁铁放置在上支架的中空处，第二电磁铁放置在下支架的中空处，且第一电磁铁、第二电磁铁的同名磁极相对；所述磁场调节装置与并联后的第一电磁铁和第二电磁铁串联；所述远程观测系统包括摄像设备和计算机，摄像设备置于磁场发生装置、测量容器所在的环境内，且与计算机连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁阿基米德悬浮的磁化率测量装置，其特征在于:包括磁场发生装置、测量容器、磁场调节装置和远程观测系统； 所述测量容器放置于磁场发生装置内； 所述磁场发生装置包括上支架、下支架、第一电磁铁和第二电磁铁，上支架、下支架均为中空的支架，上支架、下支架之间通过四根螺杆配合螺母固定，第一电磁铁放置在上支架的中空处，第二电磁铁放置在下支架的中空处，且第一电磁铁、第二电磁铁的同名磁极相对； 所述磁场调节装置与并联后的第一电磁铁和第二电磁铁串联； 所述远程观测系统包括摄像设备和计算机，摄像设备置于磁场发生装置、测量容器所在的环境内，且与计算机连接。2.根据权利要求1所述的基于磁阿基米德悬浮的磁化率测量装置，其特征在于:该装置置于温度可调的环境内。3.根据权利要求1所述的基于磁阿基米德悬浮的磁化率测量装置，其特征在于:所述第一电磁铁与上支架之间、第二电磁铁与下支架之间分别通过两个螺栓固定。4.根据权利要求1所述的基于磁阿基米德悬浮的磁化率测量装置，其特征在于:所述第一电磁铁的磁感应强度、第二电磁铁的磁感应强度均在0.2~1.0T范围内。5.根据权利要求1 所述的基于磁阿基米德悬浮的磁化率测量装置，其特征在于:所述磁场调节装置包括滑动变阻器和直流电源，滑动变阻器的一端连接并联后的第一电磁铁和第二电磁铁，滑动变阻器的另一端连接直流电源的一端，直流电源的另一端连接并联后的第一电磁铁和第二电磁铁。6.根据权利要求1所述的基于磁阿基米德悬浮的磁化率测量装置，其特征在于:所述磁场调节装置包括交流电源和变压器，变压器的一端连接并联后的第一电磁铁和第二电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，王俊，廖静，马琳，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21