Сборник материалов IV международной научно-практической конференции «Роль физико-математических наук в современном образовательном пространстве»

148
 
 
ӘОЖ 620.11:006-03 
СТАНДАРТТАРДАҒЫ СӨЗДЕРДІҢ ҚАТЕ ЖАЗЫЛУЫ 
 
Шадьярова Ж.К. – т.ғ.м. аға оқытушы, Құспан А. 
Х.Досмұхамедов атындағы Атырау мемлекеттік университеті, Атырау 
 
«Стандарттау»  пәні  бойынша  СРСП-нің  (студенттердің  оқытушылармен  бірге  өзіндік  жұмысы)  өту 
барысында стандарттарды талдау кезінде көптеген қателерге тап болдық. 
ҚР  СТ 1573-2006  Концентратталған жеміс шырындары  мен  ҚР  СТ  1649-2007 Жолаушылар  пойызындағы 
қоғамдық  тамақтану  қызметтері  бойынша  стандарттарда  сөздердің  қателерін  байқадық.  Нақты  тоқтала  кететін 
болсақ, ҚР СТ 1573-2006 Концентратталған жеміс шырындары стандарты бойынша:  
II парақта – 
тамққа,жән;
 
III парақта – 
үйлесітірілген
, 
қайталаүға
;  
IV парақта – 
мне
; 
2 бетте – 
бөшкелр
;  
3 парақта – 
мүгжидек;
 
4 парақта – 
формольды;
 
6 парақта – 
талааптарына, жемістрдің;
 
8 парақта – 
жұмсығы;
 
10 парақта – 
атуымен, блгілері;
 
15 парақта – 
түссіздендіртін, технологилық,
 
23 парақта – 
шаттар, шыныдары.
[1] 
 
Сол  сияқты  ҚР  СТ  1649-2007  Жолаушылар  пойызындағы  қоғамдық  тамақтану  қызметтері  стандарты 
бойынша: 
4 парақта – 
контингентінің; сандай-ақ;
 
5 парақта – 
Санитарлық-эпидемиологилық;
 
6 парақта – 
тамағамдарды;
 
12 парақта – 
Санитарно-эпидемиологиялық сөздері.
[2] 
Сонымен  қатар,  ҚР  СТ  3.11-2003  Жүйенің  мемлекеттік  тізілімінің  құрылымы  және  жүргізу  тәртібі 
стандарты бойынша:  
Титулдық бетте – 
Сауды;
 
III парақта – 
субъекттер;
 
3 парақта – 
бірдейуақытта;
 
4 парақта – 
сертифкаттарының;
 
5 парақта – 
ресімделген; 
6 парақта – 
тіркеуше;
 
8 парақта – 
күнен, тұпнұсқа, субъекттіңнің;
 
9 парақта – 
әрекетн;
 
16-17 парақтарда – 
Мекен жайы. 
[3] 
ҚР  СТ  1605-2006  Өрт  сөндіру  техникасы.  Жеке  қорғану  құралдары.Өрт  сөндірушілердің  арнайы 
қорғаныштық аяқ киімдері стандарты бойынша: 
2 парақта – 
төзімділігн.
 [4] 
ҚР СТ 1.9-2007 Қазақстан Республикасында Халықаралық, өңірлік және шетелдік мемлекеттердің ұлттық 
стандарттарын, стандарттау жөніндегі басқа нормативтік құжаттарды қолдану тәртібі стандарты бойынша: 
Титулдық бетте – 
жэне;
 
1 парақта – 
ресімделу, ғылымыи-зерттеу;
 
6 парақта – 
олданылады;
 
10 парақта – 
қажетілігі;
 
27 парақта – 
жұзеге;
 
29 парақта – 
қоланылған;
 
33 парақта – 
немеміс;
 
50 парақта – 
сықақтар, кеңееді.
 [5] 
Осы  қате  жазылған  сөздер:  тамаққа,  және,  үйлестірілген,  қайталауға,  мен,  бөшкелер,  мүкжидек, 
формальды, талаптарына, жемістердің, жұмсағы,  атауымен, белгілері, түссіздендіретін,  технологиялық,  шарттар, 
шырындары  және  континентінің,  сондай-ақ,  санитарлық-эпидемиологиялық,  тағамдарды,  санитарлық-
эпидемиологиялық,  Сауда,  субъектілер,  бірдей  уақыта,  сертификаттар,  рәсімделген,  тіркеуге,  күннен,  түпнұсқа, 
субъектінің,  әрекетін,  мекен-жайы,  төзімділігін,  және,  рәсімделу,  ғылыми-зерттеу,  қолданылады,  қажеттілігі, 
жүзеге, қолданылған, неміс, сынақтар, кеңиеді деп түзетілуі керек деп ойлаймыз. Осындай қателермен қатар бұл 
сияқты  нормативтік  құжаттарда  терминдердің  де түсініксіз  жазылуы,  диалектіні  қолдану, қазақша  қыламыз  деп, 
сөздердің неше түрлі түсініксіз қазақшаға аударылуы да көп кездеседі. Стандартты ашып қалғанда осынша қате 
шықты. Ал стандартты түгел оқысаңыз, бірдеңе түсінесіз бе, жоқ па – білмейміз. 
Мұның  бәрі  сауаттылығымызға  сын.  Ал,  сауаттылық  -  мәдениетіміздің  басты  белгісі.  Ал  мұндай  қате 
жазылған  дүниені  қалай  пайдалануға  болады?  Қазақ  тіліндегі  қате  жазылған  жазуларды  көріп,  бойыңды  өкініш 
билейді.  Өз  мемлекетінде  өз  тілін  мазақтағандай.  Бір  тосқауыл  болуы  керек  емес  пе  деп  ойлаймыз.  Осындай 

149
 
 
қатемен жазылған стандарттарды қалай әдістемелік көмек ретінде пайдаланамыз? Шындығына келгенде, осындай 
өрескел  қателер қазақ  тілінің,  яғни  мемлекеттік тілдің  абыройын төмендетеді,  қазақ тілінің  жазылу  заңдылығын 
қатаң қадағалау керек деп ойлаймыз. Стандарт негізгі нормативтік құжат болғандықтан қатесіз болуы керек. Осы 
салада  құзіретті  органдар  осы  құжаттарға  түзету  енгізсе  деген  ұсынысымыз  бар.  Қазақ  тілінде  білім  алатын 
студенттер және осы қазақша стандарттарды пайдаланатын мекемелер мен қызметкерлерге де жеңіл болар еді. 
 
Әдебиеттер тізімі 
1.  ҚР СТ 1573-2006 Концентратталған жеміс шырындары; 
2.  ҚР СТ 1649-2007 Жолаушылар пойызындағы қоғамдық тамақтану қызметтері; 
3.  ҚР СТ 3.11-2003 Жүйенің мемлекеттік тізілімінің құрылымы және жүргізу тәртібі; 
4.  ҚР СТ 1605-2006 Өрт сөндіру техникасы. Жеке қорғану құралдары.Өрт сөндірушілердің арнайы қорғаныштық 
аяқ киімдері; 
5.  ҚР  СТ  1.9-2007  Қазақстан  Республикасында  Халықаралық,  өңірлік  және  шетелдік  мемлекеттердің  ұлттық 
стандарттарын, стандарттау жөніндегі басқа нормативтік құжаттарды қолдану тәртібі. 
 
 
ӘОК 662.621.31 
БІРТЕКТІ ГАЗ ҚОСПАСЫНЫҢ ЖАНУЫ 
 
к.ф-м.н. Джумамухамбетов Ж.Г., магистрант Алдигулова Н.Ж. 
Х.Досмұхамедов атындағы АтМУ, Атырау қаласы 
 
Жану  интенсивтілігі  біртекті  алдын  –  ала  араластырылған  қоспада  химиялық  реакциялардың 
кинетикасына байланысты. Сондықтан жанудың бұл түрін кинетикалық деп атайды. 
Біртекті  газ қоспасының  жануы  жанғыш  камераға үздіксіз  түсіп  тұратын  жанғыш  қоспа отының  таралуы 
арқасында жүреді. Жанғыщ қоспаны козғалысына қарай ламинарлы және турбулентті жану деп бөледі. Біріншіден 
ламинарлы жануды қарастырайық. 
 
Факелді  майыстырмау үшін  вертикаль орналасқан жанғыш  камераға біртекті  қоспа  беріледі.  Ламинарлы 
қозғалыста  қоспаның  қозғалыс  жылдамдығы  парабола  бойынша  таралады.  Қозғалыс  жылдамдығының  таралуы 
пештен  шыққанда  да  сақталады:  пеш  қабырғаларының  жылдамдығы  өте  аз,  кейіннен  олар  өсіп,  пеш  осінің 
максималды мәніне жетеді.Нүктенің қиылған жеріне жақын пештің сағасы жанған кезде, ағын жылдамдығы оттың 
қалыпты  жайылу  жылдамдығы 
н
-  ге  тең,  от  түтіктің  перифириясына  түсетін  қоспаның  үздіксіз  жануын 
қамтамасыз  ететін  жанғыш  сақина  қалыптастыра  отырып,  қалыпты  сақталады.  Пештің  қабырғаларында,  қоспа 
жылдамдығы 
н
 –нен кем емес болғанда отын пешке ене алмайды, себебі қабырғалар арасындағы жылу алмасу 
нәтижесінде отынның таралу жылдамдығы азайып, сол жердегі түтіктің жылдамдығынан  кемиді. 
 
Жанудың  сақиналы  зонасы  пештің  перифериясының  баяулатылған  қозғалысынан  және  сыртқа  бөлінген 
ағыстағы  жанғыш  наздың  диффузиясынан  пайда  болады.Отын  перифериядан  центрге  таралу  процесінде  бір 
мезгілде  тасқынға  қарап,  соның  арқасында  пеш  сағасынан  бірнеше  қашықтықта  түтік  осіне  жетіп,  нәтижесінде 
конусты факел пайда болады. Отын фронтын құрайтын жанудың жіңішке зонасы қалыпты жағдайда факелді бөліп 
көрсететін жарық – көгілдір түсті болады. 
 
Отынның  таралу  жылдамдығы  артып  тасқынның    жылдамдығы  кеміген  сайын  факел  қысқарақ  болады 
және  керісінше 
н
аз    көп  болған  сайын  факел ұзынырақ. Пештен  алынған  қоспаның  берілген жылдамдығында 
факелдың  ұзындығы  оттың  таралу  жылдамдығына  байланысты,  яғни,  табиғаттан  жанатын  газдан,  оның 
қоспадағы  конецентрациясынан  және  газ-ауалы  қоспаның  температурасынан.  Пештің  диаметрінің  ұлғаюымен 
факелдың  ұзындығы  ұлғаяды.Осындай  жолмен,  жану  конусты  факелдың  бетімен  ағады,  ал  жану  зонасының 
тереңдігі миллиметрдің  оннан бір бөлігін құрайды, факелдің негізгі құрам бөлігі инертті күйде қалады. 
 
Егер  қоспада  жанғыш  заттың  артығы  болса  (α<1),    онда  көгілдір  конуста  орналасқан  қоспаның 
құрамындағы  ауа  арқасында,  жанғыш  газдың  бір  бөлігі  ғана  жанады.  Газдың  артығы,  жану  зонасынан  өтіп, 
айналадағы атмосферадағы ауамен араласа отырып, көгілдір конустың қасында екінші реттік отынды факел түзе 
отырып, өртенеді. α>1 болған жағдайда газдың барлық көлемі факелдың көгілдір конусында жанып кетеді. 
 
Фронтты жалынның  біртекті  қоспаның бетінде  конустәріздес  орнықты  күй  түрінде  қолданылады,    әрбір 
алғашқы  нүктесінде  оған  деген  бір  қалыпты 
н
  газдың  қозғалысының      жылдамдықтарын 
н
  жалынның   
таратуының бір қалыпты жылдамдығынның қиысында теңеседі 
н
=
∗
=
н
(1) 
мұнда   — жергілікті ағын жылдамдығы;  — жергілікті ағын жылдамдығы мен сыртқы фронт жалынының  бағыты 
арасындағы бұрыш. 
 
(1)  теңдеуден  байқағанымыздай,жанудың  жұлқиынының  шақыртпай  ақ,  жіңішке  ағыстың  жылдамдығын  
н
  біршама мәндерге арттырамыз. Бірақ
н
 - нан    кем болмауы керек себебі пештің жалыны негізі алшағырақ.  
 
Егерде  жанғыш  қоспа  тыныштықта  тұрса,  сол  кезде  еркін  нүктесі  фронттың  нормаль  бетінен    U
n
·Δτ. 
қашықтықтағы  факелдің  ішіне  азғанаΔτ  уақытта  ауасады.Бірақ  қоспа  осы  уақытта  жалынмен  бірге  вертикаль 
қашықтықта  
∗ ∆  қозғалады. 
 
Ламинарлық  факел  сақина  жүзінде  тұрақтылып,  жануы  ағын  қабатымен  шектелгенде  іске  асады, 
гидродинамикалық  және  жылулық  жағдайдың  орайлы  сәтінде  жаны  арқылы  жалынның  беріктілігі  бар  болуы 
мүмкіндігі құрылады. 

150
 
 
             Бірізділіктің үзіндісіне орай маңыздысы  пештен шығар кездегі ахуалы және жылт етуіне орай–пештің ішкі 
түтігінің ахуалы болып табылады. Жылт етуімен және шарттың бұзылуынанжалын үзіндісі 
= −
н
 пештің аузына 
жақын  маңында  өтеді.Факелдің  орнықтылығы  оның  табиғи  және  жасанды тамырлы тұрақтандырылған  бөлігінде 
анықталады. 
 
Факелдің пішіні тұтандырылған отанның геометриялық орналасуына тәуелді болады, себебі оның өлшемін 
пештің  өлшемі  арқылы  бірқалыпты  жағдайда  фронтты  ауыспалы  элементінің  жүзгіштігінің  арасымен  және 
шоғырланған ағын жылдамдығымен бойынша анықталады. 
         Ламинарлық ағын өндірісте көп қолданыла бермейді, ол тек қана жылыту қондырғыларында біртекті газ-әуе 
қоспаларының жану әдістерін аларда қолданады. 
 
Әдебиеттер тізімі 
1. 
Хзмалян Д.Я., Теория топочных процессов. Москва:Энергоиздат, 1980, 351 с.  
2. 
Белосельский Б.С., Соляков В.К. Энергетическое топливо. Москва: Энергия, 1980г.  
3. 
Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. Москва, 1969,560с. 
4. 
Белосельский Б.С.Технология топлива и энергетических масел. Москва:  
Издательство МЭИ., 2005, 348с.  
5. 
Чокин Ш.Ч., СартаевТ.Ст, Шкрет А.Ф. Энергетика и электрификация  
Казахстана. Алматы, 1990, 336с.  
 
 
УДК 621.315 
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СВЕРХРЕШЁТОК 
 
Магистрант Бисенова Т.,  к.ф.м.н. Джумамухамбетов Ж.Г. 
 
Атырауский государственный университет им.Х.Досмухамедова 
 
В  работе  показано  что,  если  перпендикулярно  слоям  полупроводниковой  сверхрешётки  приложить 
сильноепостоянное  электрическое  поле,  то  блоховские  колебания  электронов  в  полупроводнике  со 
сверхрешёткой  приводят  к  наличию  на  вольт-амперной  характеристике  (ВАХ)полупроводниковой  сверхрешётки 
участка  с  отрицательной  дифференциальнойпроводимостью  (ОДП).  Если,  кроме  постоянного  поля,  приложить 
переменное электрическое поле, то в области ОДП возможно усиление излучения. 
Зонная  структура  полупроводниковой  сверхрешётки  отличается  от  зонной  структурыобычного 
полупроводника.  Особенности  зонной  структуры  обуславливают  наличие  уполупроводниковых  сверхрешёток 
целого ряда интересных свойств, которые дают многоинтересных возможностей для их приборного применения. 
Актуальность работыобусловлена существенными технологическими достижениями в изготовлении и 
исследованиисверхрешёток,  а  также  возможностью  их  широкого  приборного  применения.Цель  данной  работы 
заключается  в  том,  чтобы,  опираясь  на  модель  Эсаки-Тсу,показать,  что  в  области  отрицательной 
дифференциальной проводимости возможно 
усиление излучения, проходящего через полупроводниковую сверхрешётку. 
Введение 
Энергетический спектр электронов в кристалле, в том числе и в полупроводнике 
представляет собой набор разрешённых энергетических зон, содержащих те значения 
энергии, которые может иметь электрон, и разделённых запрещёнными зонами 
(энергетическими щелями) – промежутками таких значений энергии, которыми электрон 
обладать не может. При абсолютном нуле температуры электроны занимают нижние 
разрешённые  зоны,  т.  е.  спектр  состоит  из  заполненных  и  пустых  зон.Наложение  дополнительного 
периодического  потенциала  сверхрешётки  вызываетрасщепление  зоны  проводимости  на  ряд  разрешённых  и 
запрещённых подзон, ширинакоторых значительно меньше ширины исходной зоны [1]. 
Модель 
Эсаки-Тсу. 
Усиление 
излучения 
в 
области 
отрицательной 
дифференциальнойпроводимости. 
Введение одномерного потенциала сверхрешётки приводит к нарушению зоннойструктуры исходных материалов, 
возникает  серия  узких  подзон  и  запрещённых  щелей,которые  появляются  вследствие  разделения  зоны 
Бриллюэна на ряд минизон(рис. 1). 
Электрон под действием постоянного электрического поля E, направленного вдоль осиz (ось z перпендикулярна 
слоям  полупроводниковой  сверхрешётки),  может  перемещатьсявдоль  направления  этой  оси.При  этом 
квазиимпульс изменяется как    
ħ
=
   (1)где 
k
- квазиимпульс в направлении 
z
. 
Интегрируя (1), для постоянного электрического поля 
E 
получим: ( )
=
ħ
 (2) 
В периодическом потенциале сверхрешётки энергия движения носителей тока вдоль 
оси сверхрешётки является периодической функцией квазиимпульса с периодом2π
ħ/d 
. 
Энергия элекрона в приближении сильной связи имеет вид 

151
 
 
( ) =
-
∆
1 −
(
) (3) 
где 
d
- период сверхрешётки вдоль 
z
; 
Δ
- ширина минизоны; 
ε
0
– энергия нижней минизоны[3]. 
 
 
 
Рисунок 1.Расщепление энергетической зоны E(kz) кристалла с постоянной решётки aна минизоныEj(kz) 
потенциалом сверхрешётки с периодом d. Число минизонравно d/a. [2] 
Из формулы (3) следует, что скорость электрона, начавшего движение в центре зоны 
Бриллюэна в момент времени t=0 : ( )
=
ħ
∙
=
∆
ħ
∙
(
) =
(
)(4) 
где 
=
ħ
– блоховская частота [3]. 
Таким образом, если вдоль оси полупроводниковой сверхрешётки с периодом 
d 
приложено  достаточно  сильное  электрическое  поле 
E
,  так  что  электрон  движется  в  пределаходной 
энергетической  зоны от  одной  границы  зоны  Бриллюэна  до  другой  почти  безрассеяния,  то  электрон  совершает 
блоховские колебания с блоховской частотой. 
Допустим, что вероятность того, что электрон в течении времени 
t 
будет двигаться без 
рассеяния, 
p(t) = exp(-t/τ)
, где 
τ 
- среднее время между столкновениями. Тогда средняя 
скорость дрейфа электрона вдоль оси сверхрешётки: 
= ∫
( ) ( )dt=
, (5)[3] 
где  введено  критическое  поле 
  =
ħ
=
ħ
(6)      ( 
υ
=1/
τ
–  частота  столкновений).  Для  простотыположим,  что 
каждый  рассеянный  электрон  возвращается  в  центр  зоны  Бриллюэна.При  слабом  электрическом  поле 
E 
<
Ec
электроны  не  могут  покинуть  параболическойчасти  дисперсионного  соотношения,  скорость  дрейфа 
возрастает.  При 
E
=
Ec
кривая  v(
E
)достигает  максимума.  При  дальнейшем  увеличении  поля  электрон  достигает 
области  v<0,  врезультате  чего  уменьшается  скорость  дрейфа  до  тех  пор,  пока  при  очень  больших 
E 
время, 
втечении  которого  электрон  находится  в  областях  с  v<0  и  v>0,  не  станет  одинаковым,  тогдаскорость  дрейфа 
падает до 0 при 
E
→∞ (см. рис. 2). 
Так как ток пропорционален скорости электронов, то в достаточно сильных полях ток 
убывает с ростом напряжённости электрического поля, т. е. на вольтамперной характеристике (ВАХ) появляется 
падающий  участок.  Падающий  участок  ВАХ  соответствует  областиотрицательной  дифференциальной 
проводимости (ОДП). 
Пусть помимо постоянного электрического поля на полупроводник со сверхрешёткой 
действует переменное электрическое поле 
E = E
1
cos(ωt)
. Покажем, что в области 
отрицательной  дифференциальной  проводимости  поглощаемая  мощность  отрицательна,  тоесть  возможно 
усиление падающего излучения. 
 
a) 
b) 

152
 
 
Рисунок  2.  Энергия  и  скорость  электрона  в  самой  низкой  минизоне  (a)  и  результирующаяскорость  дрейфа  как 
функция от E (b).  
 
При  EЗависимость v(E) линейна в этом режиме.  
При  E  ≥  Ec  электрон  достигает  области  зоны  Бриллюэна,  где  скоростьстановится  меньше,  чем  до  рассеяния. 
Кривая v(E) достигает максимума при E=Ec. ПриE>Ecэлектрон входит в область с v<0[3]. 
Плотность тока можно записать как
=
=
(7)  
где 
E  =  E
0
  +  E
1
cos(ωt)
, 
E
0
–  постоянное  поле.Положим 
E
1
<<
E
0
.  Тогда 
j 
можно  представить  в  виде 
= (
) +
∙
(
)(8). 
Средняя плотность поглощаемой мощности:
= 〈
〉=〈 (
) ∙
(
)〉 +
∙
(
) (9) 
j
(
E
0
)=
env
0 
E
0
2
/ 
Ec/
1+(
E
0
/ 
Ec)
2
=
const
 (10) 
атаккак
〈cos(ω
t
)
〉=0 , то〈
j
(
E
0
)
E
1
cos(ω
t
)
〉=0  (11) 
Тогда из (9) с учётом (11) получим  
w
=1/2*(∂ 
j/
∂ 
E)
E=E0
E
1
2
  (12) 
Так как в области отрицательной дифференциальной проводимости 

∂ 
j/
∂ 
E<
0 , то 
w
<0, т.е. возможно усиление 
излучения. 
Заключение 
Используя модель Эсаки и Тсу, было показано, что в области отрицательной 
дифференциальной проводимости возможно усиление излучения, проходящего через 
полупроводниковую сверхрешётку. 
 
Список литературы 
1. Ф.Г. Басс Полупроводники со сверхрешётками. 
≪Природа≫, 1984 г. 
2. А. П. Силин Полупроводниковые сверхрешётки. УФН,том 147, вып. 3. 1985 г. 
3.BernhardRieder. Diss: Semiclassical Transport in Semiconductor Superlattices with Boundaries. 
 
 
УДК 621.315 
МАГНИТӨРІСІНІҢТОПОЛОГИЯСЫ 
 
Магистрант Ержанов Н., ф-м.ғ.к. Джумамухамбетов Ж.Г. 
 
Х.Досмухамедов атындағы Атырау мемлекеттік университеті 
 
Бұйымның  техникалық  жағдайын  диагностикалау  үшін  пайдаланатын,  дефектінің  тұтастығын,  оның 
орның  бағалайтын  және  геометриялық  параметрлерін  табатын  қиратпай  тексеретін  магниттік  әдістің  өзекті 
міндеті  болып  саналады.  Магниттік  дефектоскопияның  белгілі  әдістері  магниттік  өрісті  сандық  түрде  бағалауға 
мүмкіндік  бермейді,  себебі  поляризацияланған  зарядтардың  массасы,  өрістің  шашырау  көздері  анықсыз 
қалады.Өлшенген  магнит  өрісі  бойынша  дефект  параметрін  математикалық  бағалау  корректі  емес  класына 
жататын  кері  есептерге  жатады,  себебі  дефектінің  жеңілдетілген  моделі  нақты  дефектінің  параметрін 
қанағаттыратын баға алуға мүмкіндік бермейді [1].  
Ең  алғашқы  дипольдік  модельдің  бағасын  Р.И.Янус  берген  [2].  Қашықтағы  дефектінің  өлшемі  оның 
сызықтық  өлшемінен  үлкен  болса,  онда  ол  моменті  P  диполь  сияқты  болатының  көрсетті:    P  =  -MV    мұнда  V-
дефектінің  шың көлемі, M  –  үлгінің  магниттелуі. Радиусы  R
o
,  магниттік өтімділігі  μ
o
   сфералық  дефект  магниттік 
өтімділігі μ  біртекті кеңістікте болса, онда ол моменті бар диполь сияқты әсер ететінің  С.В.Вонсовский көрсетті:  
 
Тоғы бар өткізгіштің магнит өрісімен аналогия бойынша жазылған Ферстер моделіне де назар аударатын 
жайт  [3].  Екі  модельде  Н.Н.Зацепин,  В.Е.Щербинин,  Р.В.Загидуллин,  В.Ф.Мужицкиймен  тиянақты  зерттелген. 
Олардың  жұмыстарында  [4, 5]  осы  модельдерді  бейнелейтін  аналитикалық  теңдеулер,  эксперимент 
қорытындысы,  сонымен  қатар  модельдің  дәлдігіне  әсер  ететін  факторлар  көрсетілген.  Кемтістік  өрісі  оны 
қоршайтын  беттік және  көлемдік  магнит  зарядтарымен қалыптасады.  Көптеген жағдайда  беттік  зарядтар  негізгі 
фактор  болып  саналады,  ал  көлемдік  зарядтар  азғантай  өзгертулер  еңгізеді.  Бірақта  әлсіз  өріс  аймағында 
көлемдік  зарядтар  кеңістікте  локальды  минимум  мен  максимум  мәндерін   жасап  кемтістік  өрісін  қалыптастыруға 
едәуір  үлесін  қосады.  Материалдың  техникалық  қанығу  күйіне  дейін  магниттеліну  шартымен  магниттік 
дефектоскопияның есебі шешіледі. Бұл жағдайларда магниттік өтімділікті тұрақты деп, ал магниттелінуді бертекті 
деп  санауға  болады.  Әлсіз  өрісте  магниттеліну  қисығының  сызықты  еместігі  ескеріледі,  соның  салдарынан 
көлемдік магнит зарядтары және олардың қосымша өрістері пайда болады. [2,] жұмыстарда сызықсыз магнетикте 
пайда болатын көлемдік зарядтардың кемтістіктің шашырау өрісіне әсері  тиянақты зерттелген. Азғантай сыртқы 
өрісте  кемтістіктің  маңында  материал  біртектісіз  магниттелінеді,  магнит  өрісінің  әлсіреу және  күшейту  зоналары 

153
 
 
пайда  болады.  Жүргізілген  есептеулердің  сапалы  қорытындылары  ішкі  кемтістіктің  шашырау  өрісінің  дипольдік 
моделін  қолдануға  болатындығына  келтірілген,  бірақ  дипольдің  эффективтік  өлшемі  магниттеліну  бағыты 
бойынша созылған болады, ал перпендикуляр бағытта сығылады. [4, 5] модельдері өріс бойынша шектеулері жоқ, 
сондықтан  оларды  Жер өрісінде  магниттелінуде  кемтістіктердің  өрісін  бағалау  үшін  қолдануға болады. Кемтістік 
өрісінің  макроскопиялық  сипаттамалары  классикалық  магниттік  дефектоскопияда  зерттелінеді.  Бұл  мәселенің 
шешу  негізі  болып  кемтістік  өрісінің  микротопографиясы  қойылғаны  [2]  жұмыста  көрсетілген.  Сонымен  қатар 
кемтістіктер топталып құрылатының ескеру керек. Осы мәселені шешу үшін өріс топологиясы туралы толық нақты 
ақпарат  болу  қажет.  Еркін  кеңістікте  магнит  өрісі  үшін  ∂
B
i
/∂
r
j
  бірінші  туындысының  екінші  сатылы  тензордың  5 
тәуелсіз компоненті және ∂
2
B
i
/∂
r
j
∂
r
k
 екінші туындысының үшінші сатылы тензордың 20-дан аса тәуелсіз компоненті 
бар. Сондықтан, шашырау  өрісінің тензор компоненттерінің  микротопологиясын талдау  кемтістіктердің  топтарын 
жақсы  айыруды  қамтамасыз  етеді.  Кемтістіктердің  ені 
,  терендігі 
,  биіктігі 
  модельденіп  1-
суретте көрсетілген.  
 
Сурет1. Жазық-параллельді пластинадағы кемтістіктер 
Магнит өрісінің құраушылары:  
, 
. 
Ауадағы 
N
 кемтістігі бар магнит өрісін әрбір кемтістіктің өрісінің қосындысы ретінде қарастыруға болады: 
, 
(1) 
Кемтістіктер  өзара  әсерлесетіндіктен  аддитивті  қосумен  қорытынды  өрісті  алуға  болмайды,  ол  үшін 
әсерлесуді бейнелейтін түзетулер еңгізу керек. Бір кемтістіктің өрісін мына түрде жазуға болады: 
, 
(2) 
мұнда 
TF
j
(
z
) - j-  кемтістіктің  топографиялық  факторы,  σ
j
 -   j-кемтістігінің  қабырғаларындағы  басқа 
кемтістіктердің әсерін ескерумен магнит зарядының тығыздығы. Топографиялық фактор кемтістіктің геометриясы 
мен орналасуы туралы ақпарат береді, магнит зарядтарының тығыздығы кемтістіктің өлшемімен, сыртқы өріспен 
және  материалдың  сипаттамасымен  анықталады.  Екі  зарядтың  топографиялық  факторы  және  заряд  тығыздығы 
келесі теңдеуден анықталады: 
, 
(3) 
, 
(4) 

154
 
 
, 
(5) 
. 
 
(6) 
(1-6)  формулалар  бойынша  магнит  өрісінің  есептеулері  Mathcad  жүйесінде  жасалынды.                          2-3 
суреттерде параметрлері 2
b
1
 =0,002 мм, 2
b
2
 = 0,01 мм, 
h
11
 = 1 мм, 
h
1
 = 
h
2
 = 1 мм, 
h
21
 = 5 мм, 
d
 = 20 мм, сыртқы 
өрістің  кернеулігі 
Н
0
 = 40 А/м,  материалдың  магниттік  өтімділігі    μ = 5000  тең  екі  кемтістік  үшін  магнит  өрісінің 
нормальды  
B
y
(
x
, 0) және тангенсиалды 
B
x
(
x
, 0) компоненттерінің графиктері берілген. 
 
Сурет 2. 
x
1
 = 20 мм тең кездегі өрістің тангенсиалды және нормальды компонентінің топологиясы  
2-суреттен  көргендей 
x
1
 = 20 мм  болғанда  кемтістіктің  орналасуы  шашырау  өрісінің  нормальды  және 
тангенсиалды  компоненттерінің  максимумына  сәйкес  келеді.  Әрбір  кемтістіктің  топологиясы  бірдей  және  
дипольдік сипаттамасы бар. Кемтістіктер арақашықтықтары 
x
1
 = 3 мм болғанда олар бірігіп кетеді (сурет 3). 
 
 
Сурет 3. 
x
1
 = 3 мм тең кездегі өрістің тангенсиалды және нормальды компонентінің топологиясы 
Егер арақашықтық кемтістіктің сызықтық өлшемінен 20 есе көп болса , онда өзара әсерлесу өте азғантай 
болады.  Бұл  кезде  кемтістіктерді шешу үшін сигналдарды  өңдеу  әдісін  қолдану  немесе өріс  кемтістіктері  туралы 
қосымша ақпарат алу керек. Кемтістіктерді магнитометриялық тіркеу әдісінің бірі бұл тензорлық микротопология. 
Датчиктің  кішкентай  өлшемінде  және  жоғарғы  сезімталдығында  оның  кеңістіктегі  туындыларын  зерттеп  өріс 
кемтістігі  туралы  қосымша  ақпарат  алуға  болады.    Себебі  әлсіз  өрісте  кемтістіктің  қасында  материалдың 
магниттелінуі  көп  өзгереді,  сондықтан  кемтістік  өрісінің  компонент  туындыларының  топологиясы  өте  ақпаратты 
болады.  Бұл  әдістің  тиімділігін  өрістің  тек  қана  екі  туындысымен  шектеліп  бағалауға  болады.  Дипольдық 
жақындауда[2] өріс мына өрнекпен көрсетіледі 
, 
(7)
, 
, 
, 
, 
мұндаr
p
 – магнит моментінен бақылау нүктесіне дейінгі радиус-вектор, m – дипольдің магниттік моменті.  
Кеңістіктік туындылар (7) мына өрнекпен анықталады 
, 
1, 2, 3. 
 
(8) 

155
 
 
Сонымен, (8) теңдеуден өрістің B үш құраушысы үшін 9 кеңістіктік туынды алуға болады, оның тек қана 
5-і еркін кеңістікте тәуелсіз болады: 
, 
, 
, 
, 
, 
. 
Осы  туындыларды  тіркеу  үшін  Холл  сенсорлары  тең  қабырғалы  үшбұрыштың  төбелерінде  орналасқан 
тензорлық магнитометриялық датчикті қолдану керек (сурет 4). Әлсіз магниттелген ферромагнетикте магнит өрісі 
шеқара жазықтығы бойымен бағытталады, ал диполь моменті m өріс бағытымен [2]. Сонда 
m
z
 = 0 тең деп алуға 
болады.  Кемтістікпен  байланысты  диполь  координаталар  басында 
x
 = 0, 
y
 = 0, 
r
 = 
z
  орналасады  деп  санап, 
өрістің туындыларын бағалауға болады:  
, 
.   
(9) 
 
Сурет 4. Магнитометриялық датчиктің тензорлық схемасы 
(9) теңдеуденкемтістіктің өлшемі ретінде мына шама болу мүмкін: 
. 
(10) 
1,2,3,  нүктелеріндегі  (сурет 4)  магнит  индукцияны 
x
және
y
координаталары  бойынша  Тейлор  қатарына 
бөлейік және қосындылардың сызықтығымен шектелейік:  
  (11) 
мұнда
B
1
, 
B
2
,
 B
3
 -  1, 2, 3 нүктелеріне сәйкес Холлсенсорымен өлшенетіниндукция компоненттерінің мәні, 
B
0
 – координата басындағы магнит индукция компоненті. (11) формулаларды ескере отырып, аламыз 
.  (12) 
(10)  және  (12)  теңдеулерді  салыстыра  отырып  кемтістіктің  тензорлық  өлшемі  ретінде  шаманың 
топологиясын қолдануға болатының көреміз.  

156
 
 
, 
(13) 
(13)  формуладан  алынған  тензорлық  өлшемнің  тангенсиалды  және  нормальды  компоненттерінің 
топологиясы (5-6) суретте келтірілген.  
 
Сурет  5.  Тензорлық  өлшемнің 
x
1
 = 20 мм  тең  кездегі  нормальды  және  тангенсиалды  компоненттерінің 
топологиясы 
 
Сурет  6. Тензорлық  өлшемнің 
x
1
 = 3 мм  тең  кездегі  нормальды  және  тангенсиалды  компоненттерінің 
топологиясы 

жүктеу/скачать 12,19 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: