[发明专利]利用Halbach永磁阵列减小铁磁性材料磁性的方法

说明书

本申请公开了一种利用Halbach永磁阵列减小铁磁性材料磁性的方法，选择圆柱形Halbach永磁阵列作为磁源，将所述圆柱形Halbach永磁阵列沿设定轨迹贴附在铁磁性材料表面，所述设定轨迹保证每个所述圆柱形Halbach永磁阵列的内部磁场的强度方向沿着所述铁磁性材料的易磁化方向，相邻两个所述圆柱形Halbach永磁的贴附方向相反。通过控制铁磁性材料内部磁畴按照一定规律排列或形成闭合回路，将铁磁性材料的磁性锁定在一定区域内，从而减小其对外显现磁性，通过该方法对舰艇壳体进行消磁，大大提高了舰艇的磁防护性能，且不消耗能源，安装、更换、维护简单，成本低。

技术领域

本发明一般涉及材料消磁技术领域，具体涉及一种利用Halbach永磁阵列减小铁磁性材料磁性的方法。

背景技术

具有铁磁性金属壳体的舰艇等武器装备在其周围会产生磁场，这些磁场会成为各种磁性武器攻击及磁探设备探测的信号源。因此，有必要采取有效的磁防护手段，增强其磁隐身能力。对于材料磁场来说，其包括固定磁场和感应磁场两部分。目前国内外主要采用在消磁站消磁和利用舰载消磁系统消磁的手段对舰艇进行消磁。但对于很多舰艇，一方面由于现有消磁系统的重量和功率比较大，舰艇承载能力有限，消磁系统安装条件受限；另一方面，由于舰艇空间狭小，消磁系统的安装空间受限。因此，很多舰艇无法安装现有消磁系统，磁防护性能大大降低。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种利用Halbach永磁阵列减小铁磁性材料磁性的方法。

为了克服现有技术的不足，本发明所提供的技术方案是：

本发明提供一种利用Halbach永磁阵列减小铁磁性材料磁性的方法，其特殊之处在于，所述方法包括：

测量需要处理的铁磁性材料的长度、宽度、厚度、磁导率和易磁化方向，将铁磁性材料划分为多个正方形区域；

选择圆柱形Halbach永磁阵列，确定所述圆柱形Halbach永磁阵列的内半径、外半径和厚度；

每个所述正方形区域内设一个所述圆柱形Halbach永磁阵列，根据铁磁性材料的长度和宽度确定所述圆柱形Halbach永磁阵列的数目；

将多个所述圆柱形Halbach永磁阵列沿设定轨迹贴附在铁磁性材料表面，所述设定轨迹保证每个所述圆柱形Halbach永磁阵列的内部磁场的强度方向沿着所述铁磁性材料的易磁化方向，相邻两个所述圆柱形Halbach永磁的贴附方向相反。

进一步地，所述易磁化方向的测量包括：在地磁场环境下，将铁磁性材料放置于水平面内，在距离铁磁性材料30-50cm处放置一矢量磁强计，将材料顺时针旋转360度，磁强计数值X分量最大时指针所处方向为铁磁性材料的易磁化方向。

进一步地，确定圆柱形Halbach永磁阵列的内半径、外半径和厚度包括：确定所述圆柱形Halbach永磁阵列厚度与所述铁磁性材料厚度的比值；确定所述圆柱形Halbach永磁阵列的外半径与所述正方形区域边长的比值；确定所述圆柱形Halbach永磁阵列外半径与内半径的比值。

进一步地，确定所述圆柱形Halbach永磁阵列外半径与内半径的比值包括：

对所述圆柱形Halbach永磁阵列仿真，获得所述圆柱形Halbach永磁阵列外半径、内半径比值与所述内部磁场的强度之间的关系；根据所述铁磁性材料的磁导率确定所述圆柱形Halbach永磁阵列内部所需的内部磁场的强度值；由所述内部磁场的强度值确定所述外半径与所述内半径的比值。

进一步地，对所述圆柱形Halbach永磁阵列仿真，获得所述圆柱形Halbach永磁阵列外半径、内半径比值与所述内部磁场的强度之间的关系包括：

获得所述圆柱形Halbach永磁阵列中磁化强度矢量的分布规律，所述磁化强度矢量的分布规律为：