izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2023-3-49-54izmertech-1520Research ArticleЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯELECTROMAGNETIC MEASUREMENTSМагнитные свойства трубок-слоёв намагниченной цепочки шаров: контроль по измеренным магнитным параметрам сердцевинMagnetic properties of pipe-layers of magnetized chain of spheres: a control based on measured magnetic properties of its coreshttps://orcid.org/0000-0002-5111-6092СандулякА. А.SandulyakA. A.

Анна Александровна Сандуляк

Москва

Anna A. Sandulyak

Moscow

sandulyak_d@mirea.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4269-6133СандулякД. А.SandulyakD. A.

Дарья Александровна Сандуляк

Москва

Daria A. Sandulyak

Moscow

d.sandulyak@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3852-6182ГорпиненкоЮ. О.GorpinenkoY. O.

Юрий Олегович Горпиненко

Москва

Yurij O. Gorpinenko

Moscow

linnetdar@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7605-2702СандулякА. В.SandulyakA. V.

Александр Васильевич Сандуляк

Москва

Alexander V. Sandulyak

Moscow

a.sandulyak@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8210-4721ЕршоваВ. А.ErshovaV. A.

Вера Александровна Ершова

Москва

Vera A. Ershova

Moscow

v.ershova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8144-6124СоловьевИ. А.SolovevI. A.

Игорь Анатольевич Соловьев

Москва

Igor A. Solovev

Moscow

sia8811@mail.ruМИРЭА – Российский технологический университетРоссияMIREA – Russian Technological UniversityRussian Federation202314042023034954Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1520

Для решения научных и практических задач в области электромагнитных измерений необходима детализированная магнитная характеристика используемых в различных устройствах неоднородных сред. Характеристика получена на примере намагничивания базового элемента среды – цепочки гранул, шаров. Для измерения магнитных потоков в цепочке по её сердцевинам разного радиуса предложено применять круговые датчики-контуры на печатных платах. Размещение круговых датчиков между контактирующими шарами намагничиваемой цепочки позволило определить магнитные свойства не только сердцевин цепочки, но и её квазисплошных трубок-слоёв, ограниченных смежными датчиками. По экспериментально измеренным датчиками-контурами значениям магнитного потока в восьми сердцевинах цепочки с относительными радиусами 0,2–0,9 при напряжённости намагничивающего поля в диапазоне 10–55 кА/м установлены значения магнитного потока в семи трубках-слоях с относительными радиусами 0,25–0,85. Найдены значения магнитной восприимчивости трубок-слоёв, которые уменьшаются согласно обратной степенной зависимости с показателем степени 2,4 с увеличением относительного радиуса. В сравнительно коротких цепочках с числом шаров 2–8 установлены и функционально аппроксимированы значения размагничивающего фактора трубок-слоёв. Полученные результаты можно использовать для изучения условий формирования зон, ответственных за магнитный захват магнитоактивных частиц между гранулами рабочих органов (матричного типа) полиградиентных магнитных сепараторов и анализаторов.

The use of circular contour sensors on printed circuit boards placed between contacting spheres with radius R in the magnetized chain of balls makes it possible to measure magnetic microflows in the chain along its cores of different radius rc. Thus, it becomes possible to obtain information about the magnetic properties of not only the cores of the chain themselves, but also its pipe quasi-functional layers limited by adjacent sensors. It is the purpose of the work. According to the magnetic flux measured with the help of well-recommended contour sensors (eight: from rc/R from 0.2 to 0.9) at magnetizing fi eld intensity in the range of 10–55 kA/m, magnetic flux is established along seven pipe-layers of relative radius rp/R (from 0.25 to 0.85). The values χp of their magnetic susceptibility were found, as the rp/R values increase χp-values decrease according to the inverse power dependence with a power degree equals 2.4. The values of the demagnetizing factor are set and functionally approximated for pipe-layers in relatively short chains of different lengths (with a number of spheres from 2 to 8). The obtained information expands idea about magnetization a chain of granules as the basic element of the granular medium. This information is useful in detailing the characteristics of such heterogeneous media used to solve scientific and practical problems, in particular, to clarify the conditions for building zones that are responsible for the magnetic capture of magnetoactive particles between granules of working elements (matrix type) of polygradient magnetic separators and analyzers.

датчик на печатной платецепочка шаровсердцевина цепочкитрубки-слоимагнитный потоквосприимчивостьразмагничивающий факторsensors on printed boardchain of spherescores and pipe layersmagnetic fluxsusceptibilitydemagnetizing factorReferencesBirčáková Z., Kollár P., Weidenfeller B., Füzer J., Fáberová M., Bureš R. Journal of Alloys and Compounds, 2015, vol. 645, pp. 283–289. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.05.121Birčáková Z., Kollár P., Weidenfeller B., Füzer J., Fáberová M., Bureš R. Journal of Alloys and Compounds, 2015, vol. 645, pp. 283–289. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.05.121Strečková M., Füzer J., Kobera L., Brus J., Fáberová M., Bureš R., Kollár P., Lauda M., Medvecky L., Girman V. Materials Chemistry and Physics, 2014, vol. 147, рр. 649–660. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2014.06.004Strečková M., Füzer J., Kobera L., Brus J., Fáberová M., Bureš R., Kollár P., Lauda M., Medvecky L., Girman V. Materials Chemistry and Physics, 2014, vol. 147, рр. 649–660. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2014.06.004Périgo E. A., Weidenfeller B., Kollár P., Füzer J. Applied Physics Review, 2018, vol. 5, 031301. https://doi.org/10.1063/1.5027045Périgo E. A., Weidenfeller B., Kollár P., Füzer J. Applied Physics Review, 2018, vol. 5, 031301. https://doi.org/10.1063/1.5027045Kanhe N. S., Kumar A., Yusuf S. M., Nawale A. B., Gaikwad S. S., Raut S. A., Bhoraskar S. V., Wu S. Y., Das A. K ., Mathe V. L. Journal of Alloys and Compounds, 2016, vol. 663, рр. 30–40. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.11.190Kanhe N. S., Kumar A., Yusuf S. M., Nawale A. B., Gaikwad S. S., Raut S. A., Bhoraskar S. V., Wu S. Y., Das A. K ., Mathe V. L. Journal of Alloys and Compounds, 2016, vol. 663, рр. 30–40. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.11.190Kollár P., Birčáková Z., Vojtek V., Füzer J., Bureš R., Fáberová M. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2015, vol. 388, рр. 76–81. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.04.008Kollár P., Birčáková Z., Vojtek V., Füzer J., Bureš R., Fáberová M. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2015, vol. 388, рр. 76–81. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.04.008Сандуляк А. В. Магнитно-фильтрационная очистка жидкостей и газов. М.: Химия, 1988. 136 с.Sandulyak A. V. Magnitno-fil’tracionnaya ochistka zhidkostej i gazov. Moscow, Himiya Publ., 1988, 136 p. (In Russ.)Bai K., Casara J., Nair-Kanneganti А., Wahl А., Carle F., Brown E. Journal of Applied Physics, 2018, vol. 124, 123901. https://doi.org/10.1063/1.5041750Bai K., Casara J., Nair-Kanneganti А., Wahl А., Carle F., Brown E. Journal of Applied Physics, 2018, vol. 124, 123901. https://doi.org/10.1063/1.5041750Moore R. L. AIP Advances, 2019, vol. 9, 035107. https://doi.org/10.1063/1.5078736Moore R. L. AIP Advances, 2019, vol. 9, 035107. https://doi.org/10.1063/1.5078736Moore R. L. Journal of Applied Physics, 2019, vol. 125, 085101. https://doi.org/10.1063/1.5053791Moore R. L. Journal of Applied Physics, 2019, vol. 125, 085101. https://doi.org/10.1063/1.5053791Кирш В. А. Диффузионное осаждение аэрозольных наночастиц в модельных гранульных фильтрах // Коллоидный журнал. 2013. Т. 75(6). С. 718–722. https://doi.org/10.7868/S0023291213060074Kirsh V. A. Colloid Journal, 2013, vol. 75, pp. 656–659. https://doi.org/10.1134/S1061933X13060070Луцев Л. В., Калинин Ю. Е., Ситников А. В., Стогней О. В. Электронный транспорт в магнитном поле в гранулированных пленках аморфной двуокиси кремния с ферромагнитными наночастицами // Физика твёрдого тела. 2002. Т. 44. Вып. 10. С. 1802–1810. https://doi.org/10.1134/1.1514778Lutsev L. V., Kalinin Yu. E., Sitnikov A. V., Stognei O. V. Physics of the Solid State, 2002, vol. 44, pp. 1889–1897. https://doi.org/10.1134/1.1514778Хайруллина A. Я., Ольшанская Т. В., Бабенко В. А., Кожевин B. М., Явсин Д. А., Гуревич С. А. Оптические свойства планарных структур, содержащих оксидированные наногранулы меди // Оптика и спектроскопия. 2005. Т. 98. № 1. С. 103–108. https://doi.org/10.1134/1.1858046Khairullina A. Ya., Ol’shanskaya T. V., Babenko V. A., Kozhevin V. M., Yavsin D. A., Gurevich S. A. Optics and Spectroscopy, 2005, vol. 98, pp. 96–101. https://doi.org/10.1134/1.1858046Кирш В. А., Кирш А. А., Макавеев П. Ю. Диффузионное осаждение наночастиц в слое гранул // Коллоидный журнал. 2020. Т. 82. № 6. С. 698–706. https://doi.org/10.31857/s0023291220060075Kirsh V. A., Kirsh A. A., Makaveev P. Yu. Colloid Journal, 2020, vol. 82, pp. 681–688. https://doi.org/10.1134/S1061933X20060071Sandulyak A. A., Sandulyak D. A., Ershova V. A., Sandulyak A. V. Ferrous Material Fill: Magnetization Channels, Layerby-Layer and Average Permeability, Element-to-Element Field. In: Altenbach H., Carrera E., Kulikov G. (eds) Analysis and Modelling of Advanced Structures and Smart Systems. Advanced Structured Materials, Springer, Singapore, 2018, vol. 81, pp. 191–210. https://doi.org/10.1007/978-981-10-6895-9_9Sandulyak A. A., Sandulyak D. A., Ershova V. A., Sandulyak A. V. Ferrous Material Fill: Magnetization Channels, Layerby-Layer and Average Permeability, Element-to-Element Field. In: Altenbach H., Carrera E., Kulikov G. (eds) Analysis and Modelling of Advanced Structures and Smart Systems. Advanced Structured Materials, Springer, Singapore, 2018, vol. 81, pp. 191–210. https://doi.org/10.1007/978-981-10-6895-9_9Sandulyak A. A., Sandulyak D. A., Gorpinenko Yu. O., Sandulyak A. V., Ershova V. A. Devices and Methods of Measurements, 2022, vol. 13, no. 2, pp. 117–127. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2022-13-2-117-127Sandulyak A. A., Sandulyak D. A., Gorpinenko Yu. O., Sandulyak A. V., Ershova V. A. Devices and Methods of Measurements, 2022, vol. 13, no. 2, pp. 117–127. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2022-13-2-117-127Устройство для измерения магнитного поля: Пат. RU 2737024 / Ю. О. Горпиненко, А. В. Сандуляк, М. Н. Полисмакова, Д. А. Сандуляк, А. А. Сандуляк, А. С. Харин // Изобретения. Полезные модели. 2020. № 33.Gorpinenko Y. O., Sandulyak A. V., Polismakova M. N., Sandulyak D. A., Sandulyak A. A., Kharin A. S., Patent RU 2737024, Inventions. Utility Models, no. 33 (2020)Сандуляк А. В., Горпиненко Ю. О., Полисмакова М. Н., Сандуляк Д. А., Сандуляк А. А. Магнитный поток и индукция в сердцевинах намагничиваемых цепочек шаров // Международный научно-исследовательский журнал. 2020. № 6(96). Ч. 1. C. 96–110. https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.96.6.017Sandulyak A. V., Gorpinenko Yu. O., Polismakova M. N., Sandulyak D. A., Sandulyak A. A. International Research Journal, 2020, no. 6(96), pp. 96–110 (In Russ.) https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.96.6.017Kolomeitsev A. A., Zatonov I. A., Pischanskaya M. I., Baranov P. Devices and Methods of Measurements, 2021, vol. 12, no. 2, pp. 117–123. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2021-12-2-117-123Kolomeitsev A. A., Zatonov I. A., Pischanskaya M. I., Baranov P. Devices and Methods of Measurements, 2021, vol. 12, no. 2, pp. 117–123. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2021-12-2-117-123Uchaikin S., Likhachev A., Cioata F. et al. Journal of Physics: Conference Series, 2012, vol. 400, 052037. https://doi.org/10.1088/1742-6596/400/5/052037Uchaikin S., Likhachev A., Cioata F. et al. Journal of Physics: Conference Series, 2012, vol. 400, 052037. https://doi.org/10.1088/1742-6596/400/5/052037Сандуляк А. А., Сандуляк Д. А., Горпиненко Ю. О., Ершова В. А., Сандуляк А. В. К модели поцепочного намагничивания гранулированной среды: вариант магнитной диагностики цепочек шаров // Российский технологический журнал. 2021. 9(5). С. 36–44. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2021-9-5-36-44Sandulyak A. A., Sandulyak D. A., Gorpinenko Yu. О., Ershova V. A., Sandulyak A. V. Towards a model of chainby-chain magnetization of a granular medium: a variant of magnetic diagnostics of chains of spheres. Russian Technological Journal, 2021, vol. 9(5), pp. 36–44 https://doi.org/10.32362/2500-316X-2021-9-5-36-44

The authors declare that there are no conflicts of interest present.