全自動(dòng)比磁化系數(shù)測(cè)定儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種測(cè)定比磁化系數(shù)的儀器，特別是測(cè)定弱磁性物質(zhì)的比磁化系 數(shù)。儀器根據(jù)測(cè)定要求自動(dòng)校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度、自動(dòng)調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度、自動(dòng)采集測(cè)量數(shù)據(jù)、自動(dòng)運(yùn) 算處理和自動(dòng)生成測(cè)量坐標(biāo)圖像，可選擇性保存、輸出完整電子文檔形式的測(cè)定報(bào)告。
【背景技術(shù)】：
[0002] 比磁化系數(shù)就是單位質(zhì)量的物質(zhì)在單位強(qiáng)度的外磁場中所產(chǎn)生的磁矩。它能更確 切地表示物體的磁性。比磁化系數(shù)在判斷物質(zhì)分子中是否存在未成對(duì)電子及配合物結(jié)構(gòu)類 型等方面具有重要應(yīng)用，比磁化系數(shù)的測(cè)定同時(shí)設(shè)及物理學(xué)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)兩口學(xué)科中的磁化 強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度、分子磁矩等物理量。比磁化系數(shù)作為礦物磁性強(qiáng)弱參數(shù)的一 個(gè)重要物理量，在礦物加工磁選過程中起著不可忽視的作用，其中工藝礦物學(xué)研究提供的 比磁化系數(shù)數(shù)據(jù)能切合實(shí)際地從磁性上反映和解釋礦石中各礦物在具體磁選過程中的行 為，該就要求比磁化系數(shù)能夠快捷、簡易、系統(tǒng)的測(cè)定。目前能夠獨(dú)立測(cè)定比磁化系數(shù)的測(cè) 量設(shè)備并不多，其中包括磁力天平、簡易比磁化系數(shù)測(cè)定儀和間接測(cè)定比磁化系數(shù)的振動(dòng) 樣品磁強(qiáng)計(jì)。
[0003] 磁力天平和簡易比磁化系數(shù)測(cè)定儀是采用質(zhì)動(dòng)力法直接測(cè)得比磁化系數(shù)的儀器， 雖能夠測(cè)定比磁化系數(shù)，但是存在著物質(zhì)測(cè)試范圍小、機(jī)械測(cè)試誤差大、測(cè)試周期長、測(cè)試 精度低的不足之處。美國研制的VSM系列和日本研制BHV系列振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)是根據(jù)樣品 在磁場空間的磁效應(yīng)來間接測(cè)定物質(zhì)磁化系數(shù)的，該種裝置采用振動(dòng)系統(tǒng)懸掛待測(cè)物料， 使待測(cè)樣品內(nèi)部體積結(jié)構(gòu)和整體的均W穩(wěn)定性在一定程度上受到破壞，降低了測(cè)試的準(zhǔn)確 性；同時(shí)，振動(dòng)裝置所需的超高振動(dòng)頻率不易控制，使測(cè)量的控制與數(shù)據(jù)采集精度受到影 響，且振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)試結(jié)果不直接包括比磁化系數(shù)參數(shù)，不能直接生成磁場強(qiáng)度一比 磁化系數(shù)、磁場強(qiáng)度一比磁化強(qiáng)度坐標(biāo)圖像；振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)在高磁場強(qiáng)度環(huán)境下測(cè)試還 需要附加冷卻系統(tǒng)，一方面會(huì)增加設(shè)備占地面積，另一方面增加能源消耗和維護(hù)費(fèi)用；振動(dòng) 樣品磁強(qiáng)計(jì)作為國外進(jìn)口設(shè)備存在著價(jià)格昂貴的嚴(yán)重問題，應(yīng)用的局限性限制了國內(nèi)比磁 化系數(shù)研究工作的進(jìn)展。因此，針對(duì)現(xiàn)有比磁化系數(shù)測(cè)定相關(guān)儀器的不足和存在的問題，發(fā) 明了一種全自動(dòng)測(cè)定比磁化系數(shù)的儀器。 【實(shí)用新型內(nèi)容】：
[0004] 本實(shí)用新型就是針對(duì)上述相關(guān)比磁化系數(shù)測(cè)定儀器中存在的問題和古依法測(cè)定 比磁系數(shù)公式： 21A
[0005] 義0 =--
[0006] 公式中；X。一比磁化系數(shù)；1-物質(zhì)集合體長度；y。一真空磁導(dǎo)系數(shù);m-物質(zhì)質(zhì) 量；Hi-物質(zhì)最低端空間磁場強(qiáng)度；Am-物質(zhì)外觀質(zhì)量增加量；g-重力加速度。
[0007] 設(shè)計(jì)了一種測(cè)定比磁化系數(shù)的儀器。該種儀器可W較智能的在短時(shí)間內(nèi)測(cè)定物質(zhì) 的比磁化系數(shù)并自動(dòng)生成一份完整的測(cè)試報(bào)告。
[000引根據(jù)測(cè)定要求制取待測(cè)試樣品，確定包括磁場強(qiáng)度變化范圍、磁場調(diào)節(jié)精度、樣品 集合體長度、數(shù)據(jù)顯示精度在內(nèi)的測(cè)定條件。根據(jù)古依法測(cè)定比磁化系數(shù)公式，儀器配合自 動(dòng)測(cè)量軟件系統(tǒng)控制數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)自動(dòng)測(cè)量空樣品管重mi，取下樣品管裝取待測(cè)量樣品后 安裝回樣品懸掛裝置，自動(dòng)測(cè)量軟件系統(tǒng)控制數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)自動(dòng)測(cè)量滿試樣管重m2,系統(tǒng) 自動(dòng)計(jì)算樣品外觀質(zhì)量增加量Am，按測(cè)定所需磁場強(qiáng)度與磁場變化類型自動(dòng)測(cè)量軟件系 統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)樣品所在空間磁場強(qiáng)度H，系統(tǒng)自動(dòng)采集經(jīng)由數(shù)字磁場強(qiáng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)傳輸?shù)臄?shù) 字信息并記錄于運(yùn)算程序，自動(dòng)測(cè)量軟件系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)磁場強(qiáng)度定點(diǎn)或磁場強(qiáng)度自動(dòng)步長間 隔測(cè)量比磁化系數(shù)。儀器磁場強(qiáng)度變化范圍大，當(dāng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁鐵巧間距為10mm，勵(lì)磁線圈額定 直流電壓為110V時(shí)，樣品測(cè)量空間磁場強(qiáng)度最大為2. 0T，提供比磁化系數(shù)精確測(cè)量的空間 磁場強(qiáng)度。弱磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)比磁化系數(shù)測(cè)定設(shè)定勵(lì)磁鐵巧間距為10mm，保證電磁 勵(lì)磁系統(tǒng)能提供弱磁性和非磁性物質(zhì)測(cè)定所需的較高磁場強(qiáng)度；強(qiáng)磁性物質(zhì)比磁化系數(shù)測(cè) 定設(shè)定勵(lì)磁鐵巧間距為50mm，在保證測(cè)定所需磁場強(qiáng)度的條件下盡可能加勵(lì)磁鐵巧間距， 進(jìn)而降低強(qiáng)磁性礦物材料在較高磁場環(huán)境下的磁化程度。比磁化系數(shù)自動(dòng)測(cè)量軟件系統(tǒng)在 保證測(cè)定程序穩(wěn)定的同時(shí)，系統(tǒng)界面自動(dòng)同步顯示測(cè)試結(jié)果和測(cè)定坐標(biāo)圖像，用戶可選擇 性保存、輸出、打印測(cè)定結(jié)果文件或完整測(cè)定報(bào)告。
[0009] 本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案；
[0010] 一種全自動(dòng)比磁化系數(shù)測(cè)定儀，主要包括電磁勵(lì)磁系統(tǒng)、磁系快速調(diào)整機(jī)構(gòu)、測(cè)量 支撐平臺(tái)、數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)、數(shù)字磁場強(qiáng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)、樣品懸掛裝置，電氣控制裝置和自動(dòng)測(cè) 量軟件系統(tǒng)，電磁勵(lì)磁系統(tǒng)通過安裝的多功能萬向腳輪平置在地面，磁系快速調(diào)整機(jī)構(gòu)安 裝在電磁勵(lì)磁系統(tǒng)兩側(cè)，測(cè)量支撐平臺(tái)獨(dú)立放置于電磁勵(lì)磁系統(tǒng)正上方，數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)安 裝在測(cè)量支撐平臺(tái)上，數(shù)字磁場強(qiáng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)置于電氣控制裝置內(nèi)部，樣品懸掛裝置連接 數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)。
[0011] 所述的電磁勵(lì)磁系統(tǒng)由磁系座、多功能萬向腳輪、導(dǎo)磁板、勵(lì)磁線圈、勵(lì)磁鐵巧、鐵 巧間距標(biāo)尺、便于觀察的水平儀和磁系吊耳組成，電磁勵(lì)磁系統(tǒng)的勵(lì)磁線圈對(duì)稱式固定在 導(dǎo)磁板內(nèi)部，勵(lì)磁鐵巧對(duì)稱式插入勵(lì)磁線圈，鐵巧間距標(biāo)尺卡在兩個(gè)勵(lì)磁線圈中間，水平儀 固定在上方的導(dǎo)磁板中屯、位置，其中磁系座采用空箱式設(shè)計(jì)，一方面減輕了電磁勵(lì)磁系統(tǒng) 的自身重量，另一方面預(yù)留了配件存放空間；多功能萬向腳輪采用方便移動(dòng)和易于水平調(diào) 節(jié)相結(jié)合的設(shè)計(jì)；導(dǎo)磁板選用超高導(dǎo)磁性能的導(dǎo)磁材料；勵(lì)磁線圈實(shí)現(xiàn)自冷式冷卻，溫升 高到l〇〇°C;勵(lì)磁鐵巧為防止表面生誘影響其性能，表面鍛鋒處理。
[0012] 所述的磁系快速調(diào)整機(jī)構(gòu)內(nèi)置鐵巧空屯、軸、自潤滑止推墊片、自潤滑翻遍軸承、螺 旋軸、壓蓋，兩側(cè)安裝對(duì)稱式的手輪組件，勵(lì)磁鐵巧由鍵配合方式固定在鐵巧空屯、軸上，通 過壓蓋對(duì)空屯、軸內(nèi)部進(jìn)行封閉，通過調(diào)節(jié)手輪組件，調(diào)節(jié)勵(lì)磁鐵巧間距，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)大幅度控 制比磁化系數(shù)測(cè)定所需空間磁場強(qiáng)度。
[0013] 所述的測(cè)量支撐平臺(tái)底端四角安裝兼具水平調(diào)節(jié)功能的多功能萬向腳輪，測(cè)量支 撐平臺(tái)上板面安裝數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)調(diào)節(jié)裝置、高精度Z軸微調(diào)裝置和數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)的 運(yùn)行軌道，其中數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)位于平臺(tái)上的運(yùn)行軌道中，便于大幅度前后方位移動(dòng)數(shù)字測(cè) 量機(jī)構(gòu)。
[0014] 所述的數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)包括內(nèi)置于數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)的數(shù)字測(cè)量機(jī)巧、數(shù)字電路板和外 置于數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸端。數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)可檢測(cè)到0.oooig的外觀質(zhì)量改變量，測(cè) 量數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸端快速傳輸?shù)絇C端進(jìn)行分析、運(yùn)算和處理。
[0015] 所述的數(shù)字磁場強(qiáng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)由一臺(tái)高精度數(shù)字磁場強(qiáng)度測(cè)量儀和置于磁系鐵 巧中屯、的自校準(zhǔn)霍爾探頭組成。高精度數(shù)字磁場強(qiáng)度測(cè)量儀具有峰值鎖定功能、磁場空間 溫度顯示功能、多磁場強(qiáng)度單位顯示功能和自動(dòng)相對(duì)/絕對(duì)磁場校準(zhǔn)功能，自校準(zhǔn)霍爾探 頭內(nèi)置溫度感應(yīng)原件，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)磁場空間環(huán)境溫度值。
[0016] 所述的樣品懸掛裝置包括連接裝置和樣品管，連接裝置和樣品管均采用高分子聚 合材料加工而成，對(duì)空間磁場環(huán)境沒有影響，避免了自身材料對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。
[0017] 所述的電氣控制裝置內(nèi)置勵(lì)磁電源輸入端、交流變壓器、電氣整流模塊、遠(yuǎn)程集控 模塊和模擬電源輸出模塊，外置勵(lì)磁控制開關(guān)、狀態(tài)指示燈、遠(yuǎn)程/現(xiàn)場集控開關(guān)、磁場強(qiáng) 度手動(dòng)調(diào)節(jié)器和同步參數(shù)數(shù)字顯示屏幕。勵(lì)磁線圈輸入最高電壓為110V直流電壓，控制勵(lì) 磁線圈最大電流為12. 0A，保證了測(cè)定比磁化系數(shù)所需的可變磁場強(qiáng)度。
[0018] 所述的自動(dòng)測(cè)量軟件系統(tǒng)通過RS232串口或USB數(shù)據(jù)連接遠(yuǎn)程控制和傳輸數(shù)字信 息，界面同步顯示各端口通訊狀態(tài)、數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、測(cè)試環(huán)境溫度、比磁化系數(shù)測(cè) 定結(jié)果，自動(dòng)測(cè)量軟件系統(tǒng)能按測(cè)量需求自動(dòng)校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度、自動(dòng)調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度，自動(dòng)讀取 數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)和數(shù)字磁場強(qiáng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)的數(shù)字信息，并對(duì)數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行分析、運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)比 磁化系數(shù)的自動(dòng)測(cè)量并生成比磁化系數(shù)測(cè)定報(bào)告，其中電磁勵(lì)磁系統(tǒng)磁場強(qiáng)度的反饋調(diào)節(jié) 與控制、數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)的控制與數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)字磁場強(qiáng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)的控制與數(shù)據(jù)傳輸和比 磁化系數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)定均由PC端自動(dòng)測(cè)量軟件系統(tǒng)完成。
[0019] 采用上述技術(shù)方案的實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠直接且自動(dòng)測(cè)定比磁化系 數(shù)，比磁化系數(shù)測(cè)定值精度可高達(dá)1. 0Xl(T9mVkg，電磁勵(lì)磁系統(tǒng)為手動(dòng)可調(diào)節(jié)勵(lì)磁鐵巧設(shè) 計(jì)，能夠適應(yīng)強(qiáng)磁性、弱磁性和非磁性物質(zhì)的比磁化系數(shù)測(cè)定；勵(lì)磁調(diào)節(jié)模式分為電氣控制 裝置手動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)測(cè)量軟件系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)兩種方式，能夠適用多種環(huán)境下的比磁化系數(shù) 測(cè)定；數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)與磁場強(qiáng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)均采用高精度數(shù)字自動(dòng)傳輸技術(shù)，代替了W往比 磁化系數(shù)測(cè)定儀器的手動(dòng)計(jì)數(shù)和手動(dòng)運(yùn)算方式，縮短了現(xiàn)有相關(guān)設(shè)備的測(cè)試周期。本實(shí)用 新型對(duì)測(cè)試物質(zhì)狀態(tài)要求程度低，測(cè)試物質(zhì)狀態(tài)可分為液體和粉末狀；與其它相關(guān)設(shè)備相 比，本實(shí)用新型克服了國內(nèi)外同類設(shè)備價(jià)格昂貴的問題；同VSM系列、BHV系列振動(dòng)樣品磁 強(qiáng)計(jì)和簡易比磁化系數(shù)測(cè)定儀、機(jī)械式磁力天平相比，本實(shí)用新型作為結(jié)構(gòu)簡單且易操作 的測(cè)定儀器可W普遍應(yīng)用到相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、高校實(shí)驗(yàn)室等。
【附圖說明】：
[0020] 圖1、圖2、圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0021] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本實(shí)用新型：
[0022] 一種全自動(dòng)比磁化系