CN202770984U

CN202770984U - 一种磁性材料屏蔽性能自评估装置

Info

Publication number: CN202770984U
Application number: CN 201220483064
Authority: CN
Inventors: 徐振; 来磊
Original assignee: Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology
Current assignee: Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2022-09-20

Abstract

本实用新型提供了一种磁性材料屏蔽性能自评估装置包括：磁化电源；电阻，所述电阻与磁化电源连接；电压表，所述电压表与电阻并联；亥姆霍兹电流线圈，所述亥姆霍兹电流线圈与电阻连接；支架，所述支架上放置有屏蔽材料；第一探测线圈和第二探测线圈，所述第一、第二探测线圈均与支架连接；第一数据采集器和第二数据采集器，所述第一数据采集器和第一探测线圈连接，所述第二数据采集器和第二探测线圈连接；电脑，所述电脑与第一、第二数据采集器连接；退磁电源，所述退磁电源与屏蔽材料连接。本实用新型基于电磁感应原理，通过第一、第二探测线圈实时同步采集第一磁场和第二磁场，通过电脑对比判断屏蔽材料是否已经达到磁化饱和。

Description

一种磁性材料屏蔽性能自评估装置

技术领域

本实用新型涉及材料磁性测量技术领域，特别涉及一种磁性材料屏蔽性能自评估装置。

背景技术

低频磁场产生的干扰是影响其他电子电气设备正常工作的一个重要因素，会使人体中枢神经系统紊乱、心血管系统失调，增加白血病、脑瘤的发病率。采用磁屏蔽材料进行屏蔽是一种减小低频磁场干扰并进行安全防护的重要措施。

磁屏蔽材料包括纯铁、硅钢、铁镍合金和铁钴合金等，磁屏蔽是国内近年来蓬勃发展的新兴产业。越来越多的企业需要测试材料在低频交变磁场下的屏蔽性能，但由于缺乏有效可比较的手段而无法测试。

目前国内磁屏蔽测试装置主要停留在实验室阶段，均匀区范围、磁场大小、频率范围都比较局限，各套装置由于开发初衷不一致而导致测试结果不具可比性。工业上往往只通过测量屏蔽后剩磁的大小来评估材料的作用如何，对材料本身磁屏蔽性能缺乏行之有效的测量方法和装置。

磁屏蔽需要高导磁率材料，但磁导率并不是固定不变的，它会随外加磁场、频率等而变化。随着频率的增大，磁导率会急剧的下降，磁化饱和场大小不一，各类材料的上述磁场频率特性各异。当外加磁场强度较低时，磁导率随外加磁场的增加而升高，当外加磁场强度超过一定值时，磁导率急剧下降，这时称材料发生了磁化饱和。材料一旦发生饱和，就失去了磁屏蔽作用。磁屏蔽材料的磁化饱和值不一致导致对各类磁屏蔽材料在同一环境下测试衰减比并做相应性能评估具有较大难度，所以判定磁屏蔽材料是否达到磁化饱和是非常重要的。

实用新型内容

本实用新型提供了一种磁性材料屏蔽性能自评估装置，解决了无法对被测试的磁屏蔽材料是否达到磁化饱和进行判断的问题。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案在于：

一种磁性材料屏蔽性能自评估装置，包括：

磁化电源；

电阻，所述电阻与磁化电源连接；

电压表，所述电压表与所述电阻并联；

亥姆霍兹电流线圈，所述亥姆霍兹电流线圈与所述电阻连接；

支架，所述支架上放置有屏蔽材料；

第一探测线圈和第二探测线圈，所述第一探测线圈和第二探测线圈均与支架连接；

第一数据采集器和第二数据采集器，其中，所述第一数据采集器和第一探测线圈连接，所述第二数据采集器和第二探测线圈连接；

电脑，所述电脑与所述第一数据采集器和第二数据采集器连接；及

退磁电源，所述退磁电源通过导线与屏蔽材料连接。

在所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置中，所述磁化电源、所述电阻和所述亥姆霍兹电流线圈形成有第二磁场。

在所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置中，所述第二磁场经过屏蔽材料形成有第一磁场。

在所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置中，所述第一探测线圈探测第一磁场；所述第二探测线圈探测第二磁场；

在所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置中，所述磁化电源的电流波形的失真小于等于2%。

在所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置中，所述亥姆霍兹电流线圈为圆形或方形，所述亥姆霍兹电流线圈直径是屏蔽材料的直径的三倍以上；所述亥姆霍兹电流线圈中的导线自身成对交叉。

在所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置中，所述支架具有升降和旋转0度至360度的能力。

在所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置中，所述第一探测线圈和第二探测线圈的匝面积均为2×10⁴cm²匝至10×10⁴cm²匝。

在所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置中，所述探测线圈、亥姆霍兹电流线圈和屏蔽材料的中心共轴。

在所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置中，所述探测线圈、亥姆霍兹电流线圈和支架均为无磁材料。

实施本实用新型的磁性材料屏蔽性能自评估装置，具有以下有益效果：基于电磁感应原理，通过第一探测线圈和第二探测线圈实时同步采集屏蔽材料内的第一磁场和屏蔽材料外的第二磁场，通过电脑对比判断屏蔽材料是否已经达到磁化饱和，随后对屏蔽材料进行衰减比测试，得出的结果更可靠。所有测试操作通过电脑自动采集并自动处理，操作便捷，控制方便。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例的磁性材料屏蔽性能自评估装置的结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种磁性材料屏蔽性能自评估装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图1，其为本实用新型实施例的磁性材料屏蔽性能自评估装置的结构示意图。

如图1所示，本实用新型提供的磁性材料屏蔽性能自评估装置，包括：

磁化电源1；其中，所述磁化电源1的电流波形的失真不大于2%。

电阻2，所述电阻2与磁化电源1连接；

电压表3，所述电压表3与所述电阻2并联；

亥姆霍兹电流线圈4，所述亥姆霍兹电流线圈4与所述电阻2连接；

支架5，所述支架5上放置有屏蔽材料6；

第一探测线圈7和第二探测线圈8，所述第一探测线圈7和第二探测线圈8均与支架5连接；

第一数据采集器9和第二数据采集器10，其中，所述第一数据采集器9和第一探测线圈7连接，所述第二数据采集器10和第二探测线圈8连接。

电脑11，所述电脑11与所述第一数据采集器9,第二数据采集器10连接；及

退磁电源（图中未标出），所述退磁电源通过导线与屏蔽材料6连接，在屏蔽材料6测试前使用。

具体的，所述亥姆霍兹电流线圈4为圆形或方形；所述亥姆霍兹电流线圈4直径是屏蔽材料6的直径的三倍以上；所述亥姆霍兹电流线圈4中的导线成对交叉。

具体的，所述磁化电源1、所述电阻2和所述亥姆霍兹电流线圈4形成有第二磁场；所述第二磁场经过屏蔽材料6形成有第一磁场。

具体的，所述第一探测线圈7匝面积为2×10⁴cm²匝至10×10⁴cm²匝，所述第一探测线圈7探测屏蔽材料6内的第一磁场；

具体的，所述第二探测线圈8匝面积为2×10⁴cm²匝至10×10⁴cm²匝，所第二述探测线圈8探测屏蔽材料6外，亥姆霍兹电流线圈4内的第二磁场。

本实用新型实施例测试过程如下：

1、屏蔽材料6与磁性材料屏蔽性能自评估装置准备

将屏蔽材料6放置于支架5上，其中所述屏蔽材料6为圆筒状（圆筒状是为了保证所测试的参数准确，可靠），两端开口没有盖子，所述支架5可升降，可旋转360度。

在对所述亥姆霍兹电流线圈4通电之前，用电压表3测试所述屏蔽材料6放置于支架5上前后的残余电压（优选的，所述电压表3量程宽，测量误差优于±1%，最小阻抗为1MΩ，灵敏度优于0.1mV），所述屏蔽材料6放置的合适的位置为残余电压远小于测试电压（优选的，测试电压：残余电压=100:1）。测量时，干扰设备应远离放置且关闭，其中，所述第一探测线圈7、第二探测线圈8、亥姆霍兹电流线圈4和支架5均为无磁材料，以防止发生干扰测试过程，高磁导率的屏蔽材料6必须小心轻放以防止磁性能的减弱。

调节支架5的高度和方向，使得所述亥姆霍兹电流线圈4、屏蔽材料6、第一探测线圈7、第二探测线圈8中心共轴；所述第一磁场、第二磁场与屏蔽材料6中心线垂直。

2、屏蔽材料6退磁

当屏蔽材料6准备好后，由退磁电源在导线中通电，在屏蔽材料6中产生较大的磁场，然后退磁电流应缓慢平稳地从最大值逐渐减小到零，此时样品完全退磁。

3、判断被测材料6是否达到饱和值

本实施例判断是否达到磁化饱和的方法基于屏蔽材料6交流磁特性从磁化不饱和到饱和转变的特征，屏蔽材料6在被亥姆霍兹电流线圈4磁化后，第二磁场增加到一定数值，屏蔽材料6将出现磁化饱和。

测试过程分为两路信号。第一路信号为屏蔽材料6外第二探测线圈8采集第二磁场的大小，采集后将数据传输至第二数据采集器10，然后由第二数据采集器10传输至电脑11中；第二路信号为屏蔽材料6内的第一探测线圈7采集屏蔽材料6屏蔽后的第一磁场的大小，采集后传输至第一数据采集器9，然后由第一数据采集器9传输至电脑11中。

本实施例基于电磁感应原理，通过探测线圈8同步实时采集屏蔽材料6外的第二磁场大小，电脑11接收数据后，自动存储波形，根据被屏蔽材料6被屏蔽后的第一磁场的磁滞回线表现出偏离线性区域得出屏蔽材料6是否已经达到磁化饱和。记录屏蔽材料6达到磁化饱和时，第二磁场的大小为H。

在本实用新型的另一实施例中，若第一磁场的时变波形呈现谐波成分，出现明显失真，随着第二磁场的逐渐增加，失真现象越来越明显，此时可以判断出屏蔽材料6已经达到超过磁化饱和。

所有的操作通过电脑11自动采集并自动处理，操作便捷。

4、衰减比测试

屏蔽材料6被屏蔽前，导通亥姆霍兹电流线圈4电流，增大电流直到第二磁场的大小为H时，读取第一探测线圈7采集的电压数值E₁。

减小亥姆霍兹电流线圈4电流直至第一磁场大小为零，将屏蔽材料6放置于第一探测线圈7外，亥姆霍兹电流线圈4中间，逐渐增大电流到第二磁场的大小为H时，绕中心轴缓慢转动支架5，第一探测线圈7、第二探测线圈8和亥姆霍兹电流线圈4保持不动，记录第一探测线圈7采集输出最大电压值E₂。记录后将屏蔽材料6从亥姆霍兹电流线圈4中移开。

衰减比=E₁／E₂。

特别的，测试过程中必须保证只有屏蔽材料6参与测试，为防止杂散磁场干扰测试结果，各类金属物品都应远离测试区域。

通过上述结构的结合，基于电磁感应原理，通过第一探测线圈7，第二探测线圈8实时采集屏蔽材料6内的第一磁场和屏蔽材料6外的第二磁场，通过电脑11对比判断屏蔽材料6是否已经达到磁化饱和，随后对屏蔽材料6进行衰减比测试，得出的结果更可靠。所有测试操作通过电脑9自动采集并自动处理，操作便捷，控制方便。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种磁性材料屏蔽性能自评估装置，其特征在于，包括：

磁化电源；

电阻，所述电阻与磁化电源连接；

电压表，所述电压表与所述电阻并联；

支架，所述支架上放置有屏蔽材料；

退磁电源，所述退磁电源通过导线与屏蔽材料连接。

2.根据权利要求1所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置，其特征在于，所述磁化电源、所述电阻和所述亥姆霍兹电流线圈形成有第二磁场。

3.根据权利要求2所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置，其特征在于，所述第二磁场经过屏蔽材料形成有第一磁场。

4.根据权利要求3所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置，其特征在于，所述第一探测线圈探测第一磁场；所述第二探测线圈探测第二磁场；

5.根据权利要求1所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置，其特征在于，所述磁化电源的电流波形的失真小于等于2%。

6.根据权利要求1所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置，其特征在于，所述亥姆霍兹电流线圈为圆形或方形，所述亥姆霍兹电流线圈直径是屏蔽材料的直径的三倍以上；所述亥姆霍兹电流线圈中的导线自身成对交叉。

7.根据权利要求1所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置，其特征在于，所述支架具有升降和旋转0度至360度的能力。

8.根据权利要求1所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置，其特征在于，所述第一探测线圈和第二探测线圈的匝面积均为2×10⁴cm²匝至10×10⁴cm²匝。

9.根据权利要求8所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置，其特征在于，所述第一探测线圈、第二探测线圈、亥姆霍兹电流线圈和屏蔽材料的中心共轴。

10.根据权利要求9所述的磁性材料屏蔽性能自评估装置，其特征在于，所述第一探测线圈、第二探测线圈、亥姆霍兹电流线圈和支架均为无磁材料。