CN102568746A - 一种铁磁物体退磁方法 - Google Patents

Abstract

一种铁磁物体退磁方法，属于消磁技术领域，解决现有铁磁物体退磁方法费时费力的问题。本发明包括(1)敷设电缆步骤：将铁磁物体沿其轴向置于地磁东西方向，将第一～第四脉冲电源置于铁磁物体首端，第一～第四脉冲电源的一极与铁磁物体首端面相连，第一～第四脉冲电源的另一极分别通过第一～第四电缆与铁磁物体尾端面相连；(2)通电退磁步骤：第一～第四脉冲电源同步分别向第一～第四电缆通入在交流电流分量上叠加直流电流分量的脉冲电流i1～i4。本发明不需缠绕电缆线圈，可减轻作业人员的劳动强度、缩短退磁时间、节省经费，退磁效果好，能量消耗小，被退磁铁磁物体在非常情况下易于机动，特别适合于紧急状态下对大量铁磁物体进行退磁处理。

Description

一种铁磁物体退磁方法

技术领域

本发明属于消磁技术领域，具体涉及一种铁磁物体退磁方法，不需缠绕线圈，直接在铁磁物体上通电消除铁磁物体的永久磁性。

背景技术

在机械制造、造船等技术领域，经常需要对铁磁物体进行退磁，目前广泛采用的方法是在铁磁物体上缠绕退磁线圈对铁磁物体退磁，退磁时要在被退磁铁磁物体上捆绑大量退磁电缆构成退磁线圈，特别费时费力。例如，对于一艘1800吨级左右的铁磁舰船退磁，每艘舰船也要花费3～5天时间，且由于退磁时铁磁舰船被电缆捆绑，在紧急情况下难于机动，十分危险；在造船过程中，在厂房内制造的大型铁磁构件需要进行退磁时，甚至可能无法缠绕电缆线圈。因此，急需发展一种省时省力的铁磁物体便捷退磁方法。

发明内容

本发明提供一种铁磁物体退磁方法，解决现有铁磁物体退磁方法费时费力的问题，无需缠绕退磁线圈，以适应铁磁物体快速和便捷退磁的需要。

本发明的一种铁磁物体退磁方法，包括敷设电缆步骤和通电退磁步骤，其特征在于：

(1)敷设电缆步骤：将宽度为b、高度为h的铁磁物体沿其轴向置于地磁东西方向，将第一～第四脉冲电源置于铁磁物体首端，第一～第四脉冲电源的一极分别通过电缆与铁磁物体的首端面相连，第一～第四脉冲电源的另一极分别通过第一～第四电缆与铁磁物体尾端面相连，所述第一、第二电缆分别沿轴向位于铁磁物体的左上侧、右上侧，所述第三、第四电缆分别沿轴向位于铁磁物体的左下侧、右下侧；所述第一、第二电缆之间以及所述第三、第四电缆之间的距离B＝0.5b～2b，所述第一、第三电缆之间以及所述第二、第四电缆之间的距离H＝0.5h～2h；

(2)通电退磁步骤：所述第一～第四脉冲电源同步分别向第一～第四电缆通入在交流电流分量上叠加直流电流分量的脉冲电流i1～i4，所述铁磁物体作为电流回路的一部分用于导电；所述脉冲电流的每个脉冲持续时间为1秒～20秒，脉冲间隔时间为1秒～20秒，脉冲电流衰减率为1％～20％。

所述的铁磁物体退磁方法，其特征在于：

所述通电退磁步骤中，所述第一脉冲电源输出脉冲电流i1＝i0-iz-ip；所述第二脉冲电源输出脉冲电流i2＝i0+iz-ip；所述第三脉冲电源输出脉冲电流i3＝i0-iz+ip；所述第四脉冲电源输出脉冲电流i4＝i0+iz+ip；

其中，交流电流分量i0为幅值逐步衰减、方向正负交替变化的脉冲系列，i0的最大电流幅值imax＝2×(b+h)×(200～300)A；

第一直流电流分量iz＝Hz×π×(B×B+H×H)/B/4，用于抵消铁磁物体所在地磁场垂直分量Hz，第二直流电流分量ip＝Hp×π×(B×B+H×H)/H/4，用于抵消铁磁物体所在地磁场水平分量Hp，Hz、Hp的单位均为A/m，b、h、B、H的单位均为m。

按照现有方法对一个铁磁物体(例如一艘铁磁舰船)实现整体退磁，需要在铁磁物体上缠绕退磁工作线圈和补偿线圈，非常耗时费力，通常需要占用若干天时间，并且在退磁作业时铁磁物体难以机动。本发明不需要在铁磁物体上缠绕任何退磁线圈，将退磁电流直接通加在铁磁物体上，不需要缠绕退磁工作线圈；在脉冲电流中叠加的第一、第二直流电流分量可同时抵消当地地磁场水平分量和垂向分量，不需要缠绕补偿线圈电缆；每次铁磁物体退磁所需时间可以从以前的几天缩减为几个小时，所消耗的能量也只有以前的几分之一，大大缩减劳动强度，并且具有与现有退磁方法同样的退磁效果。在紧急状态下，铁磁物体需要临时紧急机动时，可以迅速解开首端和尾端驳接的各条电缆，快速恢复机动能力。

本发明由于不需缠绕电缆线圈，因而可减轻退磁作业人员的劳动强度、缩短退磁时间、节省经费，退磁效果好，能量消耗小，被退磁铁磁物体在非常情况下易于机动，特别适合于紧急状态下对大量铁磁物体进行退磁处理，不仅具有很好的应急效益，还具有较高的经济价值。

附图说明

图1为第一～第四脉冲电源连接和第一～第四电缆敷设的示意图，图中标记：铁磁物体0、第一电缆1、第二电缆2、第三电缆3、第四电缆4、第一脉冲电源5、第二脉冲电源6、第三脉冲电源7、第四脉冲电源8、电缆9、第一脉冲电源输出脉冲电流i1、第二脉冲电源输出脉冲电流i2、第三脉冲电源输出脉冲电流i3、第四脉冲电源输出脉冲电流i4；

图2为第一～第四电缆所包围空间的尺寸示意图，图中标记：铁磁物体宽度b、高度h，退磁电缆所包围空间宽度B、高度H；

图3为第一脉冲电源输出脉冲电流的波形示意图；

图4为第二脉冲电源输出脉冲电流的波形示意图；

图5为第三脉冲电源输出脉冲电流的波形示意图；

图6为第四脉冲电源输出脉冲电流的波形示意图；

图7为脉冲电流的交流电流分量和直流电流分量的分解示意图；

图中标记：i0为脉冲电流系列中用于产生退磁工作磁场的交流电流分量，-iz-ip为第一脉冲电源输出的直流电流分量，+iz-ip为第二脉冲电源输出的直流电流分量，-iz+ip为第三脉冲电源输出的直流电流分量，+iz+ip为第四脉冲电源输出的直流电流分量，第一直流电流分量iz为抵消当地地磁场垂直分量，第二直流电流分量ip为抵消当地地磁场水平分量；

图8为第一直流电流分量iz产生的磁场示意图；

图9为第二直流电流分量ip产生的磁场示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进一步说明，

实施例1，一艘2吨级的铁磁舰船，宽度b＝1m，高度h＝1m，当地地磁场的垂直分量Hz＝20A/m，Hp＝30A/m，实现整体退磁，包括下述步骤：

(1)敷设电缆步骤：如图1、图2所示，将宽度为b＝1m、高度为h＝1m的铁磁物体沿其轴向置于地磁东西方向，将第一～第四脉冲电源置于铁磁物体首端，第一～第四脉冲电源的一极分别通过电缆与铁磁物体的首端面相连，第一～第四脉冲电源的另一极分别通过第一～第四电缆与铁磁物体尾端面相连，所述第一、第二电缆分别沿轴向位于铁磁物体的左上侧、右上侧，所述第三、第四电缆分别沿轴向位于铁磁物体的左下侧、右下侧；所述第一、第二电缆之间以及所述第三、第四电缆之间的距离B＝2b，所述第一、第三电缆之间以及所述第二、第四电缆之间的距离H＝2h；

(2)通电退磁步骤：如图3、图4、图5、图6、图7所示，所述第一～第四脉冲电源同步分别向第一～第四电缆通入在交流电流分量上叠加直流电流分量的脉冲电流i1～i4，所述铁磁物体作为电流回路的一部分用于导电；所述脉冲电流的每个脉冲持续时间为1秒，脉冲间隔时间为1秒，脉冲电流衰减率为20％。

所述通电退磁步骤中，所述第一脉冲电源输出脉冲电流i1＝i0-iz-ip＝1200-63-94＝1043A；所述第二脉冲电源输出脉冲电流i2＝i0+iz-ip＝1200+63-94＝1169A；所述第三脉冲电源输出脉冲电流i3＝i0-iz+ip＝1200-63+94＝1231A；所述第四脉冲电源输出脉冲电流i4＝i0+iz+ip＝1357A；

其中，交流电流分量i0为幅值逐步衰减、方向正负交替变化的脉冲系列，i0的最大电流幅值imax＝2×(b+h)×300＝1200A；

如图8、图9所示，第一直流电流分量iz＝Hz×π×(B×B+H×H)/B/4＝20×π×(2×2+2×2)/2/4＝63A，用于抵消铁磁物体所在地磁场垂直分量Hz，第二直流电流分量ip＝Hp×π×(B×B+H×H)/H/4＝30×π×(2×2+2×2)/2/4＝94A，用于抵消铁磁物体所在地磁场水平分量Hp。

实施例2，一艘1800吨级的铁磁舰船，宽度b＝10m，高度h＝10m，当地地磁场的垂直分量Hz＝30A/m，Hp＝20A/m，实现整体退磁，包括下述步骤：

(1)敷设电缆步骤：如图1、图2所示，将宽度为b＝10m、高度为h＝10m的铁磁物体沿其轴向置于地磁东西方向，将第一～第四脉冲电源置于铁磁物体首端，第一～第四脉冲电源的一极分别通过电缆与铁磁物体的首端面相连，第一～第四脉冲电源的另一极分别通过第一～第四电缆与铁磁物体尾端面相连，所述第一、第二电缆分别沿轴向位于铁磁物体的左上侧、右上侧，所述第三、第四电缆分别沿轴向位于铁磁物体的左下侧、右下侧；所述第一、第二电缆之间以及所述第三、第四电缆之间的距离B＝b＝10m，所述第一、第三电缆之间以及所述第二、第四电缆之间的距离H＝h＝10m；

(2)通电退磁步骤：如图3、图4、图5、图6、图7所示，所述第一～第四脉冲电源同步分别向第一～第四电缆通入在交流电流分量上叠加直流电流分量的脉冲电流i1～i4，所述铁磁物体作为电流回路的一部分用于导电；所述脉冲电流的每个脉冲持续时间为5秒，脉冲间隔时间为5秒，脉冲电流衰减率为5％。

所述通电退磁步骤中，所述第一脉冲电源输出脉冲电流i1＝i0-iz-ip＝10000-471-314＝9215A；所述第二脉冲电源输出脉冲电流i2＝i0+iz-ip＝10000+471-314＝10157A；所述第三脉冲电源输出脉冲电流i3＝i0-iz+ip＝10000-471+314＝9843A；所述第四脉冲电源输出脉冲电流i4＝i0+iz+ip＝10000+471+314＝10785A；

其中，交流电流分量i0为幅值逐步衰减、方向正负交替变化的脉冲系列，i0的最大电流幅值imax＝2×(b+h)×250＝10000A；

如图8、图9所示，第一直流电流分量iz＝Hz×π×(B×B+H×H)/B/4＝30×π×(10×10+10×10)/10/4＝471A，用于抵消当地地磁场垂直分量Hz，第二直流电流分量ip＝Hp×π×(B×B+H×H)/H/4＝20×π×(10×10+10×10)/10/4＝314A，用于抵消当地地磁场水平分量Hp。

按照现有方法对一艘1800吨级的铁磁舰船实现整体退磁，需要在船体上缠绕约40匝退磁线圈，非常费事，通常需要占用5天左右的时间，并且在退磁作业时舰船难以机动。采用本实施例，则可将约40000A的退磁电流直接通加在船体上，每艘次舰船退磁所需时间可以从以前的几天缩减为几个小时，所消耗的能量也只有以前的几分之一。

实施例3，一艘20000吨级的铁磁舰船，宽度b＝20m，高度h＝20m，当地地磁场的垂直分量Hz＝30A/m，Hp＝20A/m，实现整体退磁，包括下述步骤：

(1)敷设电缆步骤：如图1、图2所示，将宽度为b＝20m、高度为h＝20m的铁磁物体沿其轴向置于地磁东西方向，将第一～第四脉冲电源置于铁磁物体首端，第一～第四脉冲电源的一极分别通过电缆与铁磁物体的首端面相连，第一～第四脉冲电源的另一极分别通过第一～第四电缆与铁磁物体尾端面相连，所述第一、第二电缆分别沿轴向位于铁磁物体的左上侧、右上侧，所述第三、第四电缆分别沿轴向位于铁磁物体的左下侧、右下侧；所述第一、第二电缆之间以及所述第三、第四电缆之间的距离B＝b＝20m，所述第一、第三电缆之间以及所述第二、第四电缆之间的距离H＝0.5h＝10m；

(2)通电退磁步骤：如图3、图4、图5、图6、图7所示，所述第一～第四脉冲电源同步分别向第一～第四电缆通入在交流电流分量上叠加直流电流分量的脉冲电流i1～i4，所述铁磁物体作为电流回路的一部分用于导电；所述脉冲电流的每个脉冲持续时间为20秒，脉冲间隔时间为20秒，脉冲电流衰减率为1％。

所述通电退磁步骤中，所述第一脉冲电源输出脉冲电流i1＝i0-iz-ip＝24000-589-785＝22626A；所述第二脉冲电源输出脉冲电流i2＝i0+iz-ip＝24000+589-785＝23804A；所述第三脉冲电源输出脉冲电流i3＝i0-iz+ip＝24000-589+785＝24196A；所述第四脉冲电源输出脉冲电流i4＝i0+iz+ip＝24000+589+785＝25374A；

其中，交流电流分量i0为幅值逐步衰减、方向正负交替变化的脉冲系列，i0的最大电流幅值imax＝2×(b+h)×300＝24000A；

如图8、图9所示，第一直流电流分量iz＝Hz×π×(B×B+H×H)/B/4＝30×π×(20×20+10×10)/20/4＝589A，用于抵消当地地磁场垂直分量Hz，第二直流电流分量ip＝Hp×π×(B×B+H×H)/H/4＝20×π×(20×20+10×10)/10/4＝785A，用于抵消当地地磁场水平分量Hp。

Claims (2)

1.一种铁磁物体退磁方法，包括敷设电缆步骤和通电退磁步骤，其特征在于：

(1)敷设电缆步骤：将宽度为b、高度为h的铁磁物体沿其轴向置于地磁东西方向，将第一～第四脉冲电源置于铁磁物体首端，第一～第四脉冲电源的一极分别通过电缆与铁磁物体的首端面相连，第一～第四脉冲电源的另一极分别通过第一～第四电缆与铁磁物体尾端面相连，所述第一、第二电缆分别沿轴向位于铁磁物体的左上侧、右上侧，所述第三、第四电缆分别沿轴向位于铁磁物体的左下侧、右下侧；所述第一、第二电缆之间以及所述第三、第四电缆之间的距离B＝0.5b～2b，所述第一、第三电缆之间以及所述第二、第四电缆之间的距离H＝0.5h～2h；

(2)通电退磁步骤：所述第一～第四脉冲电源同步分别向第一～第四电缆通入在交流电流分量上叠加直流电流分量的脉冲电流i1～i4，所述铁磁物体作为电流回路的一部分用于导电；所述脉冲电流的每个脉冲持续时间为1秒～20秒，脉冲间隔时间为1秒～20秒，脉冲电流衰减率为1％～20％。

2.如权利要求1所述的铁磁物体退磁方法，其特征在于：

所述通电退磁步骤中，所述第一脉冲电源输出脉冲电流i1＝i0-iz-ip；所述第二脉冲电源输出脉冲电流i2＝i0+iz-ip；所述第三脉冲电源输出脉冲电流i3＝i0-iz+ip；所述第四脉冲电源输出脉冲电流i4＝i0+iz+ip；

其中，交流电流分量i0为幅值逐步衰减、方向正负交替变化的脉冲系列，i0的最大电流幅值imax＝2×(b+h)×(200～300)A；

第一直流电流分量iz＝Hz×π×(B×B+H×H)/B/4，用于抵消铁磁物体所在地磁场垂直分量Hz，第二直流电流分量ip＝Hp×π×(B×B+H×H)/H/4，用于抵消铁磁物体所在地磁场水平分量Hp，Hz、Hp的单位均为A/m，b、h、B、H的单位均为m。

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