Направления исследований

  • Развитие феррозондового, вихретокового и других индукционных методов, применительно к высокоточным измерительным и диагностическим системам, в том числе для исследовательских, поисковых, производственных и медицинских целей.
  • Изучение неоднородных магнитных полей переизлучения при изменении электрофизических параметров ферромагнитных, неферромагнитных и комбинированных объектов, в том числе сложной конфигурации.
  • Физические основы и механизмы влияния эффекта термомагнитной обработки на структуру и физико-механические свойства изделий из сталей, и из магнитомягких сплавов.
  • Комбинированные виды обработки изделий в условиях ТМО, в том числе с применением аморфного углеродного покрытия.
  • Теоретическая и прикладная метрология.

 

Деятельность лаборатории

Изучение работы феррозондовых магнитомодуляцинооых преобразователей на Урале, связано с работами П.А. Халилеева (в 1938 г. он разработал локальный коэрцитиметр, позднее внедренный в производство М.Н. Михеевым), а затем было продолжено трудами Р.И. Януса, В.И. Дрожжиной, М.А. Веденёва и Л.А. Фридмана. Работы по практическому применению преобразователей в измерительных приборах и устройствах, в том числе и для медицинских целей, велись М.А. Веденёвым, В.И. Дрожжиной, Ю.Я. Реутовым, а с 90-х годов В.И. Пудовым. В результате проведенных исследований удалось уменьшить размеры преобразователей с сотен миллиметров до единиц миллиметров при сохранении (и даже улучшении) их основных рабочих характеристик. Работами М.А. Веденёва, В.И. Дрожжиной и Л.А. Фридмана была доказана возможность (и необходимость) повышения частоты возбуждения феррозондов с сотен герц до сотен килогерц, что позволило миниатюризовать не только сами преобразователи, но и электронную аппаратуру, обеспечивающую их функционирование. Изучением работы градиентометрических преобразователей и возможности измерения градиентов поля высоких порядков занимались Ю.Я. Реутов, В.И. Пудов и А.А. Литвиненко. Позднее В.И. Пудовым были предложены методы повышения помехоустойчивости миниатюрных преобразователей градиента.

Результаты выполненных исследований позволили разработать и внедрить в практику целый ряд магнитометров, позволяющих измерять поля индукцией от 10-10 до 0.1 тесла, а также градиенты этих полей. Разработанные приборы применялись и применяются для определения степени намагниченности ответственных промышленных изделий, для измерения коэффициентов экранирования магнитных экранов, как образцовые при метрологической аттестации магнитоизмерительных приборов, в медицине, для обнаружения огнестрельного оружия, скрытого на теле человека под одеждой.

В области разработки феррозондовой и вихретоковой аппаратуры для селективной интраоперационной диагностики и удаления из живых тканей и органов человека инородных металлических теллаборатория занимает ведущее положение в РФ.

Пудовым В.И. и Реутовым Ю.Я. был проведен большой объем исследований по выявлению физических особенностей диагностики в живых тканях различных по геометрической форме, магнитной проницаемости, электропроводности инородных ферромагнитных, неферромагнитных и комбинированных тел. Разработаны и запатентованы для различных видов операций модели высокочувствительной феррозондовой и вихретоковой аппаратуры (ПФ-01, ПФ-02, ПФ-03 и ЛИМТ-1, ЛИМТ-2, ЛИМТ-3) и специальные конструкции одно- двух- трехкомпонентных датчиков для общей и глазной хирургии, вспомогательные медицинские средства и способы селективной диагностики инородных металлических тел, например, при их пограничном внедрении вблизи важных органов, сосудов и нервных окончаний, при расположении на большой глубине, при малоинвазивных и лапараскопических операциях и так далее.

Таким образом, полученные лабораторией результаты в области феррозондовой и вихретоковой интраоперационной диагностики инородных металлических тел в органах человека формируют новые условия и возможности в практике оперативной хирургии.

 

Наиболее значительные результаты, полученные в лаборатории

  • (Пудов В.И., Соболев А.С.) При исследовании изделий из конструкционных, инструментальных сталей и магнитомягких материалов, выявлена особенность эффекта ТМО, связанная с различной степенью его проявления. Оптимальный результат эффекта, проявляется в узком диапазоне t°, времени выдержки tв и определенной величине магнитного поля Н, зависит от размеров и конфигурации обрабатываемых изделий. Например, при оптимальном режиме ТМО метчиков М5, сталь Р6М5, получено увеличение их износостойкости в 2 раза при 560°С, tв-0.5ч, Н~70 кА/м. Выборка при испытаниях составляла для метчиков ~ 500 штук. Обработка метчиков (Р6М5) с другими параметрами требует уже корректирования данного режима ТМО.
  • (Пудов В.И., Соболев А.С.)  В качестве исследуемых магнитомягких материалов, подвергнутых воздействию ТМО в поперечном магнитном поле, были использованы изделия в виде кольцевых ленточных сердечников, предназначенных для трансформаторов, которые изготовлялись из пермаллоев марки 79 НМ (Тс = 430 оС, d =0.01мм), 50 НП (Тс = 500 оС, d =0.05мм) и аморфного сплава ГМ 501 (Тс = 150 оС, d =0.02мм). В результате установлены параметры эффективных режимов ТМО в узком диапазоне t°, времени выдержки tв и определенной величине магнитного поля Н. В зависимости от типа обрабатываемых материалов и подобранных режимов ТМО достигнуто улучшение магнитных характеристик, например, увеличение в 1.4–1.5 раза амплитудной магнитной проницаемости, уменьшение Нc в 1.4–2 раза и снижение Руд 1.2–1.9 раза относительно исходного состояния изделия. Таким образом полученные в работе положительные результаты применения ТМО открывают перспективу оптимизации параметров измерительных трансформаторов тока путем, например, уменьшения массо- габаритных размеров, за счет улучшения магнитных характеристик магнитопровода, а также повышения класса их точности в условиях снижения комплексной погрешностей измерения, что непосредственно связано с вопросами энергосбережения.
  • (Пудов В.И., Соболев А.С.) Разработан новый тип матричных образцов с моделями дефектов в диапазоне от +6 до -20 дБ, обеспечивающий линейную зависимость изменения акустического сигнала ультразвуковой аппаратуры от изменения площадей этих дефектов на величину в 0.5; 1.0; 1.5 и 2 дБ. На его основе разработана методика экспресс-анализа измерительных параметров данной аппаратуры. Предложенные решения повышают уровень мониторинга ультразвуковой аппаратуры и универсальность измерений её параметров, что обуславливает более высокую эффективность контроля материалов и изделий.