[發(fā)明專利]一種加強型非均勻螺線管式退磁工作線圈

有效

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• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN103187142A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 劉勝道;張國友;李志新;肖昌漢;劉大明;高俊吉;周國華;郭成豹;趙文春;王占輝
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: H01F13/00
• 分類號: H01F13/00;H01F5/00
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍;李滿

技術領域

本發(fā)明涉及消磁技術領域，具體地指一種加強型非均勻螺線管式退磁工作線圈。

技術背景

在飛機、船舶等裝備的制造與修理過程中，鐵磁性部件的內(nèi)部會生成剩余磁性和殘余應力，從而影響工件加工工藝及降低工件加工質(zhì)量，同時給設備或裝備的運行埋下較大的技術隱患。尤其是工業(yè)（如飛機制造業(yè)）用的精密鐵磁性工件，微小的剩余磁性及殘余應力都可能會引起較大的故障。而一些大型鐵磁性設備長期使用后，會產(chǎn)生固定磁性，可能會影響設備的正常運行，因此，對一些鐵磁性設備、工件進行退磁以消除其剩余磁性是非常重要的。

常用的退磁方法主要有一般退磁法和綜合退磁法。一般退磁法是在鐵磁物體剩磁的反方向上加一個比該鐵磁物體矯頑力大的磁場，使得在該方向上有較大靜磁能的那部分磁疇反轉(zhuǎn)到靠近外磁場的方向，靜磁能較小的那部分磁疇仍舊留在原來的方向上，使外磁場方向的總磁矩略大于剩磁方向的總磁矩，然后去掉外磁場，一部分磁疇中的磁矩在磁晶各向異性和應力的作用下又回到剩磁方向。結果使外磁場方向的磁矩恰好抵消剩磁方向的磁矩，從而使得鐵磁物體整體對外顯示的磁性為零，從而達到退磁的目的。

綜合退磁法就是利用退磁原理和無磁滯磁化原理進行退磁。即把被退磁對象放在無任何恒定磁場分量的交變磁場中，令交變磁場的振幅逐漸衰減至零，在不斷改變交變磁場方向并減小幅值的過程中，使鐵磁物質(zhì)內(nèi)的磁疇在正反兩個方向上將呈均勻分布，在宏觀上不顯示磁性，也就是在不存在外磁場的條件下，用一個初值足夠大、正負交替、幅值逐漸衰減的交變磁場將鐵磁物體的剩余磁性消除。

從退磁效果的穩(wěn)定性上，綜合退磁法要優(yōu)于一般退磁法。這是由于綜合退磁法使得退磁后鐵磁物質(zhì)內(nèi)部磁疇的分布更趨于磁中性狀態(tài)，而一般退磁法對磁疇的作用僅僅使得磁疇內(nèi)部磁矩的分布在兩個方向上正負抵消，經(jīng)一般退磁法處理的鐵磁物體在外部磁場的作用下更容易恢復到原來的狀態(tài)。基于以上原因，綜合退磁法在退磁領域中使用得更為廣泛。

綜合退磁法中退磁線圈的設置直接決定著交流脈沖磁場和穩(wěn)定補償磁場的效果，而交流脈沖磁場和穩(wěn)定補償磁場產(chǎn)生的效果直接關系到退磁的質(zhì)量，因而退磁線圈的形狀至關重要。

綜合退磁方法中的退磁線圈系統(tǒng)主要由工作線圈和補償線圈組成。工作線圈用于產(chǎn)生交變脈沖磁場，用于消除鐵磁物體的剩余磁性；補償線圈用于抵消鐵磁物體所在空間的地磁場，以構成綜合退磁時所需的零磁空間。

退磁工作線圈的設計要根據(jù)被退磁對象所用鐵磁材料的磁特性，以退磁工作線圈產(chǎn)生磁場的均勻度和對線圈周圍建筑物的磁化效果為考察指標，從工作線圈的形狀選擇、疏密程度等角度對退磁工作線圈進行綜合分析與優(yōu)化設計。

對于大型鐵磁性物體，退磁工作線圈的敷設形狀一般可采用兩種形式，分別為馬鞍式工作線圈（圖1）和螺線管式工作線圈（圖2）。馬鞍式退磁工作線圈主要利用其產(chǎn)生的垂向脈沖磁場來消除鐵磁物體的剩余磁性，螺線管式退磁工作線圈主要利用其產(chǎn)生的縱向脈沖磁場來消除鐵磁物體的剩余磁性。

傳統(tǒng)的螺線管式退磁工作線圈是均勻敷設，匝數(shù)和間距平均分配。但線圈首尾端工作磁場衰減過快，使工作磁場的均勻區(qū)減小，這樣減小了被退磁目標的長度范圍，降低了退磁效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要提供一種加強型非均勻螺線管式退磁工作線圈，該退磁工作線圈具有較大的工作磁場均勻區(qū)，能節(jié)省電纜、提高退磁效率。

為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設計的一種加強型非均勻螺線管式退磁工作線圈，包括具有多匝線圈的螺線管式退磁工作線圈，其特征在于：所述螺線管式退磁工作線圈第一匝線圈與第二匝線圈之間的距離為A，螺線管式退磁工作線圈倒數(shù)第一匝線圈與倒數(shù)第二匝線圈之間的距離為B，第二匝線圈至倒數(shù)第二匝線圈之間均勻設有若干匝線圈，所述若干匝線圈中相鄰的兩匝線圈之間的距離為C，且有C大于A，C大于B。

所述螺線管式退磁工作線圈第一匝線圈與第二匝線圈之間的距離A等于螺線管式退磁工作線圈倒數(shù)第一匝線圈與倒數(shù)第二匝線圈之間的距離B。

所述螺線管式退磁工作線圈第一匝線圈與第二匝線圈之間的距離A的范圍為0～C/2；螺線管式退磁工作線圈倒數(shù)第一匝線圈與倒數(shù)第二匝線圈之間的距離B的范圍為0～C/2；所述若干匝線圈中相鄰的兩匝線圈之間的距離C的范圍為0.5~5m。

所述螺線管式退磁工作線圈第一匝線圈與第二匝線圈之間的距離A為C/2；螺線管式退磁工作線圈倒數(shù)第一匝線圈與倒數(shù)第二匝線圈之間的距離B為C/2；所述若干匝線圈中相鄰的兩匝線圈之間的距離C為5m。