采用提拉法測試永磁材料磁矩拉出距離的分析建議使用FE-2100MD稀土永磁品質(zhì)參數(shù)測試儀
采用提拉法測試樣品磁通(磁矩),與提拉距離與線圈的線圈常數(shù)以及被測磁體的磁矩(體積、形狀和材料磁特性)有關(guān)聯(lián)。一般沒有明確的規(guī)定和細(xì)致分析,而是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來操作。即小型磁鋼拉出距離大于1m左右,大型磁鋼甚至要求拉出3m以上。
在采用一維亥姆霍茲線圈測試磁鋼磁矩時(shí),一般采用樣品在線圈中進(jìn)行翻轉(zhuǎn),對(duì)應(yīng)測試值為2倍磁矩更方便準(zhǔn)確。
在使用三維亥姆霍茲線圈對(duì)磁鋼進(jìn)行分量磁矩的檢測,不便進(jìn)行磁體翻轉(zhuǎn),需要對(duì)拉出距離進(jìn)行一定分析后確定。下面舉例是針對(duì)直徑160mm的單匝標(biāo)準(zhǔn)一維亥姆霍茲線圈,按磁體樣品主軸方向與線圈平面正交,使感應(yīng)相對(duì)線圈最大,從線圈中心水平拉到不同距離,觀察磁通和磁場強(qiáng)度的變化(對(duì)亥姆霍茲上、下線圈的作用)來進(jìn)行分析,材料選擇N35磁鋼。
一、磁場分析
1、線圈磁通與相應(yīng)位置的比例表(上下線圈的磁通總和)
樣品N35(X,Y) | 0m,40mm | 0.5m,40mm | 1.0m,40mm | 1.5m,40mm |
Φ5*5mm | 1.05002*10-6 Wb | -4.3034*10-9 Wb | -1.02932*10-9 Wb | -5.0048*10-10 Wb |
1 | 4.098 ‰ | 0.980 ‰ | 0.477 ‰ | |
Φ10*10mm | 8.4141*10-6 Wb | -3.4157*10-8 Wb | -8.2297*10-9 Wb | -4.0036*10-9 Wb |
1 | 4.060 ‰ | 0.978 ‰ | 0.476 ‰ |
2、線圈磁場值與相應(yīng)位置比例表(上下線圈表面的中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)磁場)
樣品N35 | 0m,40mm | 0.5m,40mm | 1.0m,40mm | 1.5m,40mm |
Φ5*5mm | 284.6558uT | 0.1072 uT | 0.0258 uT | 0.0125 uT |
1 | 0.3766 ‰ | 0.0906 ‰ | 0.0439 ‰ | |
Φ10*10mm | 2254.8 uT | 0.8587 uT | 0.2066 uT | 0.1004 uT |
1 | 0.3808 ‰ | 0.0916 ‰ | 0.0445 ‰ |
3、中心磁場與位移磁場分布圖:
4、獲得結(jié)論: 不同尺寸樣品對(duì)相同距離的磁場削減比例基本相同。
二、計(jì)算分析:
據(jù)此,為簡單計(jì)算,我們可以根據(jù)被測試樣品的總磁矩來確定材料的拉出距離對(duì)測試磁通(磁矩)真值的影響。并根據(jù)線圈常數(shù)確定線圈對(duì)應(yīng)的匝數(shù)來計(jì)算磁通近似結(jié)果,以及按磁通(磁矩)要求的最小分辨率來確定移除距離。
例:繼續(xù)按160mm線圈,線圈常數(shù)設(shè)計(jì)按K=0.005cm計(jì)算,要求磁矩分辨率達(dá)到0.1uWb*cm來考量。采用湖南永逸科技有限公司設(shè)計(jì)的“FE-2100MD稀土永磁品質(zhì)參數(shù)測試儀”對(duì)兩個(gè)規(guī)格的磁通(磁矩)進(jìn)行計(jì)算(見下圖界面):
獲得兩款磁鋼對(duì)應(yīng)的磁通和磁矩分別為:
1),Φ5*5mm樣品:Φ=2.359mWb,m=118 uWb*cm;
2),Φ10*10mm樣品,Φ=18.85mWb,m=942.5 uWb*cm;
根據(jù)要求分辨率達(dá)到0.1uWb*cm條件,即Φ5*5mm樣品要求衰減1000倍,Φ10*10mm要求衰減10000倍左右,參考“磁場分析”中磁通感應(yīng)衰減比例系數(shù),Φ5*5mm樣品拉出1m即可,Φ10*10mm需要拉出距離超過1.5m。
三、建議:用戶可直接參考“磁場分析”中,磁通衰減比例,根據(jù)被測試磁鋼的總磁矩,以及磁矩分辨率的最小要求,自己計(jì)算和確定拉出距離。也可在環(huán)境磁場比較穩(wěn)定的空間中,將被測磁鋼水平拉遠(yuǎn)到一定距離,磁鋼進(jìn)行翻轉(zhuǎn),觀察對(duì)應(yīng)線圈的磁通變化量進(jìn)行確定(該方法的計(jì)算可參考“磁場分析”中與相應(yīng)位置比例表),在此不再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算分析。
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