一种比磁化系数测定仪制造技术

本发明专利技术为一种比磁化系数测定仪。现用的测定比磁化系数的相关设备种类与数量不多，功能相关的类似仪器存在着测试周期长、费工、价格高昂，或测量精度低的缺陷。本发明专利技术包括电磁励磁系统、测量支撑装置、数字测量机构、数字磁场强度测量机构、电气控制装置和自动测量软件系统，结构简单，使用方便，能实现自动测定物质比磁化系数。本比磁化系数测定仪性能稳定，自动调节磁场环境、采集和处理传输端的数字信息，同步显示测试数据、平面直角坐标图像。本仪器测试周期短，耗电量低，测量精度高，自动生成测定报告。

【技术实现步骤摘要】
一种比磁化系数测定仪
本专利技术涉及一种测定物质比磁化系数的设备，特别是测定弱磁性物质的比磁化系数。仪器自动调节磁场强度、自动控制测量机构、自动采集测量数据、自动运算处理、自动显示测定结果、自动生成测量坐标图像和完整测定报告。
技术介绍
比磁化系数就是单位质量的矿粒在单位强度的外磁场中所产生的磁矩。它能更确切地表示物体的磁性。磁化系数在判断物质分子中是否存在未成对电子及配合物结构类型等方面具有重要应用，磁化系数的测定同时涉及物理学和物质结构两门学科中的磁化强度、磁感应强度、磁场强度、分子磁矩等物理量。比磁化系数作为矿物磁性强弱参数的一个重要物理量，在矿物加工磁选过程中起着不可忽视的作用，其中工艺矿物学研究提供的比磁化系数数据能切合实际地从磁性上反映和解释矿石中各矿物在具体磁选过程中的行为，这就要求比磁化系数能够快捷、简易、系统的测定。目前能够独立测定比磁化系数的测量设备并不多，其中包括磁力天平、简易比磁化系数测定仪和间接测定比磁化系数的振动样品磁强计。磁力天平和简易比磁化系数测定仪是采用质动力法直接测得物质比磁化系数的仪器，虽能够测定物质比磁化系数，但是存在着物质测试范围小、机械测试误差大、测试周期长、测试精度低的不足之处。美国研制的VSM系列和日本研制BHV系列振动样品磁强计是根据样品在磁场空间的磁效应来间接测定物质磁化系数的，这种装置采用振动系统悬挂待测物料，使待测样品内部体积结构和整体的均以稳定性在一定程度上受到破坏，降低了测试的准确性；同时，振动装置所需的超高振动频率不易控制，使测量的控制与数据采集精度受到影响，且振动样品磁强计测试结果直接包括物质比磁化系数参数，不能直接生成磁场强度—比磁化系数、磁场强度—比磁化强度坐标图像；振动样品磁强计在高磁场强度环境下测试还需要附加冷却系统，一方面会增加设备占地面积，另一方面增加能源消耗和维护费用；振动样品磁强计作为国外进口设备存在着价格昂贵的严重问题，应用的局限性限制了国内比磁化系数研究工作的进展。因此，针对现有比磁化系数测定相关仪器的不足和存在的问题，专利技术了一种自动测定物质比磁化系数的仪器。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述相关比磁化系数测定仪器中存在的问题和磁场中力学定律专利技术的。根据磁场中力学定律，作用在颗粒上的磁力可写成式中f1—颗粒在磁场中受到的磁力；μ0—真空磁导率；k—颗粒的物质体积磁化率；V-颗粒的体积；dV—颗粒的体积元H—颗粒体积中的磁场强度。将符号grad括在积分式中，并假定体积磁化率在颗粒所占的范围内是常数，则得颗粒尺寸不大时，可假定在它所占据的体积内HgradH的变化不大。这样，HgradH可以移到积分号外，于是f1将写为f1＝μ0κVHgradH(3)在磁选中经常用比磁力(N/kg)。它是作用在单位质量颗粒上的磁力，即式中F1—比磁力；m—颗粒的质量，kg；ρ—颗粒的密度；χ0—颗粒的物体比磁化系数，m3/kg；HgradH—磁场力，A2/m3。由公式(4)可知，所以矿物比磁化系数χ0的测定，间接转化为f1、m、HgradH的测定。专利技术设计的比磁化系数测定仪采用中心对称圆环切角式励磁铁芯与圆弧形励磁线圈相结合的磁系结构设计，提供了物质比磁化系数测定所需的高磁场梯度gradH，其中环形中心切角度数一般为15～45°，提供了物质比磁化系数精确测量的空间磁场强度。磁系结构设计突破柱形磁极头界限，使得电磁励磁系统中的磁场强度和磁场梯度在垂直方向的矢量变化可测，这种仪器可以智能的在较短的时间内测定物质比磁化系数并自动生成一份完整的测试报告。根据测定要求制取待测试样品，确定包括试验模式、磁场强度变化范围、磁场强度自动调节步长、磁场调节精度和结果显示精度在内的测试条件。根据公式(5)，比磁化系数测定仪配合自动测量软件系统控制数字测量机构自动称量空样品装载器重m1，取下样品装载器装取待测量样品后安装回样品悬挂装置，软件系统控制数字测量机构自动称量满样品装载器重m2，系统自动计算样品质量m＝m1-m2，按测定所需磁场环境系统自动调节样品所在空间磁场力，即HgradH。系统自动采集经由磁场强度测量机构传输的数字信息并记录于运算程序，系统可实现磁场强度定点或磁场强度自动步长间隔测量物质比磁化系数。弱磁性物质和中磁性物质比磁化系数测定要求磁系铁芯保持在小间距条件下，以保证励磁机构能提供弱磁性矿物测定所需的较高磁场强度和磁场梯度；强磁性物质比磁化系数测定要求磁系铁芯保持在大间距条件下，在保证测定所需磁场强度的条件下尽可能加大磁系铁芯间距，进而降低强磁性矿物材料在较高磁场环境下的磁化程度。比磁化系数测定系统在保证测定程序的稳定的同时，系统界面自动同步显示测试结果和测定坐标图像，用户可选择性保存、输出，打印测定结果文件或完整测定报告。本专利技术采用如下技术方案：一种比磁化系数测定仪，主要包括电磁励磁系统、测量支撑装置、数字测量机构、数字磁场强度测量机构、样品悬挂装置，电气控制装置和自动测量软件系统。所述的电磁励磁系统由磁系座、多功能万向脚轮、导磁颚板、圆弧形励磁线圈、圆弧形励磁铁芯、磁系快速调整机构和水平仪构成，其中圆弧形励磁铁芯和圆弧形励磁线圈设计突破柱形界限，采用中心对称圆环切角式励磁铁芯与圆弧形励磁线圈相结合的设计，在实现了精确测定物质比磁化系数所需的高磁场强度的同时保证了圆弧形磁系结构产生较高的磁场梯度，一般倾斜角度越大样品所在的垂直方向的受力越大，但是当角度大到一定程度时，磁场梯度又所降低，所以合适的磁系铁芯夹角和磁场梯度是保证样品在空间磁场受力均匀、易测、准确的关键，此磁系铁芯夹角设计范围在15°～45°，此夹角范围在保证了测试所需磁场强度的同时又保证了样品空间磁场环境的磁场梯度；磁系快速调整机构由铁芯空心轴、压盖、旋转手柄组成，铁芯由键配合方式固定在铁芯空心轴上，通过压盖对空心轴内部进行封闭，调节旋转手柄，可快速调节磁系铁芯间距，通过调节旋转手柄调整磁系铁芯间距，实现大幅度手动控制比磁化系数测定所需空间磁场强度和磁场梯度。所述的测量支撑装置底端四角安装兼具水平调节功能的多功能万向脚轮，仪器需要移动时可发挥万向脚轮移动的便捷性，当调节测量支撑装置水平时，后置功能万向脚轮的螺旋支撑水平调节装置起作用；测量支撑装置上板面安装数字测量机构的坐标调节装置、数字测量机构移动的轨道和水平仪，其中数字测量机构移动的轨道有助于数字测量机构的前后方位大幅度移动，数字测量机构的坐标调节装置有助于数字测量机构三维坐标的精确调节，以保证样品悬挂装置位于磁系中心，保证比磁化系数测定的精确性。所述的数字测量机构包括内置于测量机构的高精度数字测量机芯、数字电路板和外置于机构的电源和数据传输端，其中高精度数字测量机芯可检测到0.0001g的质量变化，外置于机构盒的电源控制端、数据传输端便于数据线的连接，测量数据可通过数据传输端快速传输到PC端进行分析、运算和处理。所述的数字磁场强度测量机构由一台数字显示磁场强度测量仪主机和置于磁系铁芯中心的自校准霍尔探头组成。数字磁场强度测量仪具有峰值锁定功能、磁场空间温度显示功能、多磁场强度单位显示功能和自动相对/绝对磁场校准功能，自校准霍尔探头内置温度感应原件，实时监测磁场空间环境温度值，并把实时数据传输到PC端。所述的样品悬挂装置由连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种比磁化系数测定仪，包括电磁励磁系统、测量支撑装置、数字测量机构、数字磁场强度测量机构、样品悬挂装置，电气控制装置和自动测量软件系统，其特征在于：所述的电磁励磁系统由磁系座、多功能万向脚轮、导磁颚板、圆弧形励磁线圈、圆弧形励磁铁芯、磁系快速调整机构和水平仪构成，所述的测量支撑装置底端四角安装多功能万向脚轮，上板面安装数字测量机构的坐标调节装置和数字测量机构的移动轨道；所述的数字测量机构包括内置于测量机构的数字测量机芯、数字电路板和外置于测量机构的电源和数据传输端；数字磁场强度测量机构由一台高精度数字磁场强度测量仪和置于磁系铁芯中心的自校准霍尔探头组成；所述的样品悬挂装置由连接装置和样品装载器构成；所述的电气控制装置内置励磁电源输入端、自保护空气隙开关、交流变压器、电气整流模块、数字磁场强度测量仪、远程集控模块和模拟电源输出模块，外置励磁控制按钮、退磁控制按钮、状态指示灯、远程/现场集控开关、磁场强度手动调节器和同步参数数字显示屏幕；所述的自动测量软件系统可自动校准磁场强度、自动控制数字测量机构、自动控制数字磁场强度测量机构、自动采集实时数据、自动显示测量结果、自动绘制坐标图像，实现物质比磁化系数的自动测量并生成完整测定报告。...

【技术特征摘要】
1.一种比磁化系数测定仪，包括电磁励磁系统、测量支撑装置、数字测量机构、数字磁场强度测量机构、样品悬挂装置，电气控制装置和自动测量软件系统，其特征在于：所述的电磁励磁系统由磁系座、多功能万向脚轮、导磁颚板、圆弧形励磁线圈、圆弧形励磁铁芯、磁系快速调整机构和水平仪构成，所述的测量支撑装置底端四角安装多功能万向脚轮，上板面安装数字测量机构的坐标调节装置和数字测量机构的移动轨道；所述的数字测量机构包括内置于测量机构的数字测量机芯、数字电路板和外置于测量机构的电源和数据传输端；数字磁场强度测量机构由一台数字磁场强度测量仪和置于磁系铁芯中心的自校准霍尔探头组成；所述的样品悬挂装置由连接装置和样品装载器构成；所述的电气控制装置内置励磁电源输入端、自保护空气隙开关、交流变压器、电气整流模块、数字磁场强度测量仪、远程集控模块、模拟电源输出模块、外置励磁控制按钮、退磁控制按钮、状态指示灯、远程/现场集控开关、磁场强度手动调节器和同步参数数字显示屏幕；所述的自动测量软件系统可自动校准磁场强度、自动控制数字测量机构、自动控制数字磁场强度测量机构、自动采集实时数据、自动显示测量结果、自动绘制坐标图像，实现物质比磁化系数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：白丽梅，王学涛，牛福生，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：河北联合大学，
类型：发明
国别省市：河北;13