JPS607375A - 強磁性体試験片の保磁力測定方法および装置 - Google Patents

強磁性体試験片の保磁力測定方法および装置

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JPS607375A
JPS607375A JP11657783A JP11657783A JPS607375A JP S607375 A JPS607375 A JP S607375A JP 11657783 A JP11657783 A JP 11657783A JP 11657783 A JP11657783 A JP 11657783A JP S607375 A JPS607375 A JP S607375A
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JP
Japan
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test piece
coil
coercive force
solenoid
magnetic field
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Pending
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JP11657783A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Sumida
隅田 義博
Toru Nagashima
徹 長島
Hisafumi Uozumi
久文 魚住
Katsuhiro Kojima
小島 勝洋
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は1強磁性体試験片の保磁力測定方法およびこ
れを実施するための装置に関するものである。
強磁性体特性を示す鉄その他の金属素材は、工場出荷に
先立ち磁性材料としての磁気的性質を検査するために、
該金属素材の試験片をサンプル抽出して磁化特性を測定
することが一般に行われている。この磁化特性は、第1
図に示すように磁性材料中の横軸に磁界の強さ■1をと
り縦軸に磁束密度Bをとった場合に、磁界の強さが0−
) a→1〕→(二の如く変化した後、0点で磁気飽和
する磁化曲線として示される。なお磁気飽和点Cから磁
界を弱めていくと、磁化の強さはC→d→e→fの径路
をたどってf点で飽和し1次いで再び磁界を強めていく
と磁化はf→g−+に一+Cの径路をたど−〕て環状に
変化し、いわゆるヒステリシスループ曲線を描く、この
ときOdの大きさを残留磁束密度Brといい、Oeの大
きさを保磁力1−1 cという。そして工場から出荷さ
れる金属素材の磁束密率、保磁力等の磁化特性の測定は
、従来環状試料を用いる環状鉄心法によったり、自記磁
束計、NS透磁率計を用いて行ったりしている。これら
各種磁化特性の測定方法のうち、特にNS透磁率a1に
よる棒状試験片の保磁力測定は、作業手順が複雑で時間
が掛り、しかも熟練を要する等の難点があった。
本発明は、従来技術に係る試験片の保磁力測定手段に内
在している前記欠点に鑑み、これを解決するべく案出さ
れたものであって、その試験片保磁力測定方法は、ソレ
ノイド中に配設した強磁性体の試験片に磁化コイルによ
る磁界を加えて該試験片を磁化し、この磁化された試験
片を同じくソレノイド中に配設した検出コイルに対し相
対的に回転させて該検出コイル中に誘起電圧を発生させ
、更に減磁コイルにより前記誘8電圧を打ち消すに必要
な外部磁界を加えて当該誘起電圧を雲にする前記外部磁
界の強さをもって保磁力として算出することを特徴とす
る。
またこの測定方法を実施するのに好適に使用される本願
の別の発明に係る保磁力測定装置は、磁化コイルと減磁
コイルとを同心配置してソレノイドを構成し、前記ソレ
ノイド中に強磁性体の試験片を装着するための試験片ホ
ルダと誘起電圧検出用の検出コイルとを所定距離離間さ
せて対向配置し、前記試験片ホルダを検出コイルに列し
相対的に回転させ得るよう構成したことを1、〒徴とす
る。
次に本発明に係る保磁力測定方法につき、当該方法を実
施するための保磁力測定装置との関係において、以下詳
細に説明する。
第2図は本発明に係る保磁力測定装置の概111811
6成を示すものであって、参照符号10は所定直径のソ
レノイド、すなわち円筒状の空芯を示す。前記ソレノイ
ド10は、図示しないボビンにfi・U線を所定回数巻
回してなる磁化コイル12と、同しく図示しないボビン
に巻回され該磁化コイル12の内方に密着的に同心配置
された減磁コイル14どから基本的に構成されている。
また前記ソレノイド10の外側円周部には、円筒形の金
属製磁気シールド板16が密着配置されている。
前記ソレノイド10は当該測定装置の筐体(図示せず)
内に収納配置されており、前記ソレノイドに構成する磁
化コイル12および減磁コイル14がらは夫々電源供給
ライン18.20が導出され、専用直流電源22および
24に接続されている。
また前記ソレノイド10の空洞内には、当該ソレノイド
の中心軸線に各軸線を整列させて、試験片ホルダ26お
よび検出コイル28が所定距離離間して対向配置されて
いる(この詳細については、第3図に関連して後述する
)。前記試験片ホルダ2Gは、第2図に示すようにソレ
ノイド10の軸線方向外方に延在する回転軸30の一端
部に固着され、該回転軸30は前記筐体(図示せず)内
に配設した支持台32に設けた一対の軸受34に、回転
自在に水平1t+I+支されている。また前記回転軸3
0の他端部は、その回転数を無段階に調節し得る直流モ
ータ36の回転軸にカンプリング接続されている。
また前記検出コイル28は、金属製の中空パイプ38の
一端部に取付けられており、この中空バイブ38も前記
回転軸30と同じくソレノイ1く10の中心軸線に整列
して水平に延在し、該中空バイブ38の他端部は前記ソ
レノ′イl< I Oの外方において、前記筐体に適宜
の手段により固定さAしている。なお前記検出コイル2
8がらは、ツー1−線40が中空パイプ38に治って導
出され、適宜の測定回路に接続されている。この測定回
路は、例えば第2図に示すように、検波増幅器112.
コンデンサ44.交流電圧H146およびX−Yレコー
ダ48から爪木的に構成され、前記X−Yレコーダ48
のX端子は、前記減磁コイル14とその直流電源24を
結ふ電源供給ライン2oに介挿した標準抵抗器50に中
間タップ接続されている。
次に第2図において符号へで示す円形部分の拡大図を、
第3図に示す。すなわち第3図は、前記試験片ホルダ2
6および検出コイル28の訂A・1■な構成を示すもの
であって、前記ボルダ26は円循j部材で構成され、回
転軸3oの端部にねし込み固定されるようになっている
。そして鉄等の金属素材からなる強磁性体試験片52は
、前記ボルタ26の端面に偏心的に所定深度て穿設さi
cた収納孔に挿入さ九、適宜の固定手段により着脱自在
に取付けられるようになっている。前記試験片52は後
述する如く外部磁界により磁化されるが、その磁束発生
方向は、前記ホルダ26の中心軸線と平行になるような
姿勢で取付けられるものとする。
前記試験片2Gの軸方向前方に所定の空隙を保持して対
向的に配設される検出コイル28は、第4図に示すよう
に1例えば2つのアクリル製ボビン54a、54bに銅
線を巻回されて構成され、かつ前記2つのボビンの中心
は中空パイプ38の軸線に対し、夫々若干偏位している
。なお前記2つのボビンの銅線は、前記磁化コイル12
を励磁した際に生ずる印加磁界を打ち消すために、ボビ
ン54aおよび54bでは夫々反対方向に巻かれている
。また検出コイル28の検出ヘッドとホルダ26に取付
けられた試験片52との間隔は、最も適切な寸法が実験
的に決定されるが、一般には1.0mar−2,0no
nとするのが好ましい。
第2図および第3図において参照符号56で示すコイル
は、試験片52を加熱して該試験片の温度上昇に伴う磁
化特性の述遷を経時的に測定するためにオプションとし
て設けられるものである。
すなわち前記中空パイプ38の端部に、図示しない支持
部材髪介して磁気透過性の耐熱磁器からなるボビン58
が取付けられ、該ボビン58の外周にニクロム線等の電
気抵抗の大きい線材かlらなるコイル56が巻かわでい
て、前記ホルタ26内に位置する試験片52を所定温度
にまで加熱するようになっている。なおこの加熱用コイ
ル56を配設する場合は、前記検出コイル28のボビン
548゜54bの材質を前記アクリル樹脂に替えて耐熱
性$4料、例えば非磁性の銅に変換する必要がある。ま
た検出コイル28が受ける熱影響を最小限に止めるため
、第3図に示すように、パイプ38の中空部に冷却水を
強制的に循環させて検出コイル28を冷却するよう構成
してお(のがafましい。
なお第2図および第3図に示す実施例では、試験片ホル
ダ26がモータ36により駆動されて回転し、検出コイ
ル28は定位置に静止している構造となっているが、逆
に検出コイル28を回転させて、試験片ホルダ26は静
止固定しておく構造としてもよい。従って、試験片ホル
ダ26と検出コイル28との回転関係は、互いに相対的
なものとなっている。
次にこのように構I戊した本発明に係る保磁力測定装置
を使用して、強磁性体試験片の保磁力を測定する方法に
つき説明する。測定開始に先立ち、鉄その他の強磁性体
からなる金属素材より、所定寸法の棒状試験片52(例
えば直径5mm、最大長さ30 nun)を得、この試
験片52を前述の構成に係るホルダ26に取イ4ける。
この取付作業に際して試験片ホルダ2Gは、図示しない
スライド機構により前記支持台32と共に軸方向に後退
して該ホルダ26を前記ソレノイド10の外方に位置さ
せ、この状態で試験片52の取付けがなされるようにな
っている。次いて試験片ホルダ26をスライドさせてソ
レノイド10中に挿入し、前記検出コイル28ど試験片
52との間に所定の空隙が得ら;1シるよう位置設定を
行う。
このように試験片52の七ッ1−が完了した後。
前記磁化コイル12を直流電源22により励磁し、ソレ
ノイド10の内部空間に磁界を印加する。(・jy用す
る直流電源の電流は例えば15Δで、最大印加磁界は8
600eである。この開力11磁界中に強(i、+、)
性体からなる試験ハ52がおかれることによ−)℃該試
験片は磁化され、第1図′のグラフ図に示tJ、うに0
点において磁気飽和に達する。そしにの磁気飽和点Cに
至ってから、前記磁化コ・rル12により形成される磁
界を弱めていくと、磁化の強さは減少し磁界零で残留磁
化4点に到り、1点て飽和する。この時点で磁化コイル
12の励磁を(・:1止する。
次いで第2図に示すモータ3Gをfjl勢し、回!、+
:軸30およびその先端に取伺(Jた試験片ホルタ、2
Gを回転させる(回転数は、例えば100〜7 (,1
(+rpmの範囲で選択される)。こわにより既に磁化
された前記試験片52は、同しくツレノー(F I O
l+に配設した検出コイル28の検出ヘン1−前方にお
いて回転し、第5図に示すように試験片52から発生す
る磁束60は検出コイル28を周期的に通過する。すな
わち試験片52は、検出コイル28の前方を偏心的に回
転する結果として、゛前記検出コイルを通過する磁束を
変化させ、電磁誘導の原理より該検出コイル中に誘起電
圧eを発生させる。
また試験片ホルダ26の回転開始と略同期させて、前記
減磁コイル14を直流電源24(例えば電流IA)によ
り励磁し、ソレノイド10中に新たに外部磁界を印加す
る。この減磁コイル14により印加される磁界は、磁化
コイル12によって印加された磁界方向ど逆方向とし、
またその強さは例えば最大印加磁界200eであって、
前記検出コイル28中に誘導された試験片の磁化を打ち
消すに充分な程度とする。こ、tシにより試験片の残留
磁化が減少し、それに伴い誘起電圧も減少する。この減
磁コイル14に流す電流と誘起電圧の関係を、前記X−
■レコーダ48により指示し、当該誘起電圧eが零にな
る値から適宜の演算回答により磁界をめ、この外部磁界
の強さをもって保磁力とする。
なおオプションとして配設した加熱用コイル56を使用
して保磁力の測定を行う場合は、当該コイル5Gにより
試験片52を所定温度にまでL昇させつつ、その温度変
fヒに伴う経時的な磁化’l’l’性の変遷を容易に測
定することができろ。
このように本発明に係る試験片の保磁カiil’l定方
法および装置によれば、試験片を磁化コイルによりソレ
ノイ1−中で磁化し、この磁(ヒされた17A’、 ’
ffh J ’lを検出コイルのヘッド前方で回転させ
ろことに上り、その磁束を該検出コイルに21 L、て
直角方向に ゛横切らせ、電磁誘導の原理で44起電圧
Qq発牛させる。そして、この誘起電圧Cを打ち消すの
に必要な磁界を減磁コイルにより新たに外部から加え、
前記誘起電圧eを零にするに必要なi’+ii記外γ!
li fiR”11′の強さをもって保磁力どして算出
するものひ、1ろる。
従って本発明により、極めて筒41な作渚手順C簡単に
、精度のよい試験片の保磁ツノ測″、jユがj完成さ、
lする。このように、従来保磁力の測定にはス(〜棟と
1−2時間とを要していたが、本発明によればこのよう
な難点を完全に克服することができ、また丸(4状その
他環状試験片に限ることなく異形4,4才1.11から
なる試験片の保磁力測定も可能になる等、゛多くの有益
な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は磁性材料中の磁界の強さI4と磁束密度Bとの
関係を示す磁1ヒ曲線図、第2図は本発明に係る試験片
の保磁力測定装置の概略構成図、第3図は、第2図にお
いて符号Aで示す円形部分の拡大図、第4図は検出コイ
ルの一実施例の斜視図、第5図は試験片を検出コイルに
対して4・■対的に回転させた場合の磁束の変化を示す
説明図である。 10・・・・ソレノイド 12・・・・磁化コイル14
・・・・減磁コイル 2G・・・・試験片ホルダ28・
・・・検出コイル 特許出願人 大同特殊鋼株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ソレノイド中に配設した強磁性体の試験片に磁化
    コイルによる磁界を加えて該試験片を磁化し、この磁化
    された試験片を同じくソレノイド中に配設した検出コイ
    ルに対し相対的に回転させて該検出コイル中に誘起電圧
    を発生させ、更に減磁コイルにより前記誘起電圧を打ち
    消すに必要な外部磁界を加えて当該誘起電圧を零にする
    前記外部磁界の強さをもって保磁力として算出すること
    を特徴とする強磁性体試験片の保磁力測定方法。
  2. (2)磁化コイルと減磁コイルとを同心配置してソレノ
    イドを構成し、前記ソレノイド中に強磁性体の試験片を
    装着するための試験片ホルダと誘起電圧検出用の検出コ
    イルとを所定層RIG 11間させて対向配置し、前記
    試験片ホルダを検出コイルに対し相対的に回転させ得る
    よう構成したことを特徴とする強磁性体試験片の保磁力
    測定装置。
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