Magnetische Abschirmung – Theorie und Praxis
Was ist ein Magnetfeld?
Ein Magnetfeld ist ein physikalisches Phänomen, das durch die Verschiebung von elektrischen Ladungen entsteht und von magnetischen Materialien offenbart wird. Es gibt verschiedene Quellen für Magnetfelder, z. B. die Erde, einen Motor, einen Transformator oder einen einfachen Magneten.
Das Magnetfeld kann mithilfe eines Gaussmeters, eines Magnetometers oder einer an ein Oszilloskop angeschlossenen Spule gemessen werden. Das Magnetfeld spielt bei vielen elektromechanischen Anwendungen eine Rolle.
In manchen Fällen interferiert das Magnetfeld mit anderen Geräten und kann problematisch werden. Mit sehr vielen Studien und Entwürfen auf dem Buckel wird Soudupin die am besten geeignete Lösung für Magnetfelder von einigen Nano-Tesla bis zu mehreren hundert Gauß liefern.
Wozu dient eine magnetische Abschirmung?
Eine niederfrequente magnetische Abschirmung dient dem Schutz von Geräten, die empfindlich auf magnetische Störungen reagieren, wie medizinische Geräte, Forschungsinstrumente, Sensoren und elektronische Schaltkreise, indem die störenden Auswirkungen der umgebenden Magnetfelder minimiert werden. Dies führt zu genaueren Messungen und verringert Verzerrungen oder Fehler, die durch magnetische Interferenzen verursacht werden.
Was ist eine magnetische Abschirmung?
Eine magnetische Abschirmung soll ein Magnetfeld in einem bestimmten Raum abschwächen, indem die Feldlinien mit einem magnetischen Material „angezogen“ werden.
On parle de blindages magnétiques basses fréquences lorsqu’on souhaite atténuer des champs magnétiques statiques ou basses fréquences (<1kHz), c’est le cœur de notre métier.
Wie funktioniert das?
Unsere magnetischen Abschirmungen werden aus ferromagnetischen Legierungen hergestellt. Diese Materialien auf der Basis von Eisen, Nickel, Kupfer und Molybdän „ziehen“ das Magnetfeld an und „bündeln“ die Feldlinien entlang ihrer Oberfläche.
Die Dämpfung der magnetischen Abschirmung hängt hauptsächlich von der Permeabilität des verwendeten Materials ab. Je höher die Permeabilität des verwendeten Materials ist, desto besser ist die Dämpfung. Die Permeabilität ferromagnetischer Materialien ändert sich nichtlinear mit der magnetischen Anregung H. Sie steigt auf ein Maximum an, das als maximale Permeabilität bezeichnet wird, und nimmt dann wieder ab. Das bedeutet, dass bestimmte Materialien bei schwachen Feldern und andere bei starken Feldern bevorzugt werden.
Design-Parameter
Materialien : Die Wahl des Materials hängt von den Eigenschaften des zu dämpfenden Magnetfelds ab: seiner Stärke, seiner Frequenz, aber auch von der gewünschten Dämpfung. Mumetal® oder Permimphy® ist das am häufigsten verwendete Material, da es eine hohe Permeabilität für schwache, mittlere und starke Felder aufweist.
Form / Geometrie : Kugelförmige, zylindrische Formen oder abgerundete Ecken sollten scharfen Kanten vorgezogen werden.
Dicke : Die Leistung der Abschirmung nimmt mit der Dicke des Materials zu.
Aufeinanderfolgende Schichten : Die Abschirmungsleistung steigt mit der Anzahl der Schichten. Auch der Abstand zwischen den Schichten verbessert die Abschirmungsleistung.
Dies sind die wichtigsten Überlegungen, die bei der Gestaltung einer magnetischen Abschirmung berücksichtigt werden müssen. Viele andere Faktoren müssen während der Herstellung berücksichtigt werden, aber das liegt in unserer Hand. Zögern Sie also nicht, uns für die Lösung Ihrer magnetischen Probleme zu kontaktieren!
Magnetische Materialien
- Mumetal® / Permimphy® : Ni80FeMo5, hohe Permeabilität, am häufigsten verwendet
- Supermimphy® : Ni80FeMo5, sehr hohe Permeabilität
- Cryophy® / Cryoperm® / A4K® : Ni81FeMo5, hohe Permeabilität, zur magnetischen Abschirmung bei kryogenen Temperaturen
- Supra50® : FeNi48, hohe Permeabilität und hohe Sättigungsinduktion
- Supra36® : FeNi36, gute Permeabilität, hoher spezifischer Widerstand
- Reineisen : Gute Permeabilität für mittlere und starke Felder, hohe Sättigungsinduktion
- Eisen-Silizium : FeSi3, gute Permeabilität für mittlere und starke Felder, hohe Sättigungsinduktion
Thermische Behandlung
Dies ist ein entscheidender Schritt im Prozess der Herstellung von magnetischen Abschirmungen aus Mumétal. Das Material wird für einen bestimmten Zeitraum auf eine Temperatur zwischen 1100°C und 1150°C erhitzt, gefolgt von einer langsamen Abkühlung. Dieser Schritt führt zu einer präzisen Kristallstruktur im Material, die auf eine Verbesserung der magnetischen Permeabilität abzielt.
Das thermische Glühen zielt darauf ab, die zufälligen magnetischen Momente, die in der Struktur von Mumetal vorhanden sind, zu reduzieren, was die magnetische Suszeptibilität des Materials verringert. Dadurch werden seine Eigenschaften zur Dämpfung des äußeren Magnetfelds verbessert, wodurch die magnetische Abschirmung effektiver wird.