DE4232358A1 - Double magnetic coil measuring device for determining shielding effectiveness - has magnetically conducting collars around openings in housing arranged with constant opposing surface separation - Google Patents

Double magnetic coil measuring device for determining shielding effectiveness - has magnetically conducting collars around openings in housing arranged with constant opposing surface separation

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DE4232358A1
DE4232358A1 DE19924232358 DE4232358A DE4232358A1 DE 4232358 A1 DE4232358 A1 DE 4232358A1 DE 19924232358 DE19924232358 DE 19924232358 DE 4232358 A DE4232358 A DE 4232358A DE 4232358 A1 DE4232358 A1 DE 4232358A1
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Joachim Dipl Ing Nedtwig
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    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • G01V3/104Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils
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Abstract

The measuring device has a transmission coil arranged coaxially with a receiving coil. Both coils are arranged in respective mu-metal housings (11,12) which have openings (21,22) which lie symmetrically opposite each other, with a gap for inserting a measurement sample. The openings each have a magnetically conducting collar (31,32). The opposing surfaces of the collars are separated by a constant amount. A closed mu-metal frame (6) may be provided in the gap for receiving the measurement sample. The coils pref. have a soft ferrite core. ADVANTAGE - Maximised dynamic range. Homogeneous field distribution around collars, with high flux and reduction in stray fields. 21

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppel-Magnetspulen-Meßappara tur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine sol che Meßapparatur ist aus G. Trenkler "Shielding effec tiveness of various materials as measured with the near field tester", Texas Instruments, ITEM update 1988, Seite 6 bis 12 bereits bekannt. The invention relates to a double-solenoid Meßappara structure according to the preamble of claim 1. A sol che measuring apparatus is from G. Trenkler "Shielding effec tive ness of various materials as Measured with the near field tester", Texas Instruments, ITEM update 1988, 6 to 12 are already known.

In diesem Bericht ist eine Doppel-Magnetspulen-Meßappara tur beschrieben, bestehend aus einer koaxial zu einer Emp fangsspule ausgerichteten Sendespule, wobei sich die bei den Spulen jeweils in einem an einer Seite offenen Gehäuse aus µ-Metall befinden. In this report, a double solenoid Meßappara described structure, consisting of a catch coaxial coil to a Emp aligned transmission coil, whereby the coils are in each case open on one side in a housing made of μ-metal. Die beiden Gehäuse stehen sich mit ihren Öffnungen spiegelsymmetrisch derart gegenüber, daß zwischen den beiden Gehäusen ein Spalt zur Einführung einer Meßprobe vorhanden ist. The two housings are located with their openings in mirror symmetry with respect to such that a gap for introduction of a sample to be measured is present between the two housings. Mittels dieser Anordnung ist die Schirmdämpfung von Meßproben in einem eng begrenzten Dynamikbereich meßbar. By means of this arrangement, the shielding effectiveness of test samples in a narrow dynamic range can be measured. Infolge der konstruktiven Gestal tung der Anordnung treten zwischen Sendespule und dem zu gehörigen Gehäuse an dessen Öffnung nicht vernachlässig bare Streufelder auf, welche zu bedeutenden magnetischen Streuflüssen zwischen Sendespule und Gehäuse und damit zu entsprechend schwachen Empfangssignalen führen, die einen zusätzlichen Verstärker auf Seiten der Empfangsspule er forderlich machen. As a result of the constructive Gestal the arrangement processing occur between the transmitting coil and the to relevant housing at the opening not negligible bare stray fields which lead to significant leakage magnetic fluxes between coil and housing, and thus to correspondingly weak reception signals an additional amplifier on the side of the receiving coil he make conducive. Ferner sind Sende- und Empfangsspule unterschiedlich aufgebaut. Further, transmitting and receiving coils are designed differently.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßappara tur zu schaffen, mittels der die Schirmdämpfung von Meß proben mit möglichst einfachen Meßmitteln in einem mög lichst großen Dynamikbereich bestimmt werden kann. The invention has for its object to provide a Meßappara structure, by means of which the shielding effectiveness of test samples with the simplest possible measuring means may be determined in an AS POSSIBLE wide dynamic range.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 wiedergege ben. The inventive solution of the object is ben by the characterizing features of claim 1 gege again. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung. The dependent claims contain advantageous embodiments and further developments of the invention.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß bei einer Meßapparatur der eingangs genannten Art die Öff nungen der beiden Gehäuse jeweils mit einem nach außen weisenden magnetisch leitenden Kragen versehen sind und daß die sich gegenüberliegenden Oberflächen der beiden Kragen konstanten oder zumindest annähernd konstanten Ab stand haben. The inventive solution of the problem consists in the fact that when a measuring apparatus of the type mentioned in the Publ voltages of the two housings each having an outwardly facing magnetically conducting collar are provided and that the opposing surfaces of the two collar was constant or at least approximately constant From have ,

Die Vorteile der Erfindung bestehen einerseits in der sehr homogenen Feldverteilung im Bereich des Kragens, wodurch ein hoher magnetischer Kreisfluß und eine geringe Ausbil dung von Streufeldern erreicht wird. The advantages of the invention consist on the one hand in the very homogeneous field distribution in the region of the collar, whereby a high magnetic Kreisfluß and low Ausbil dung is achieved by stray fields. Andererseits ist die erfindungsgemäße Anordnung leicht, preiswert und material sparend herstellbar. On the other hand, the arrangement according to the invention is easy, low cost and material-saving manufacture. Ein zusätzlicher Verstärker ist in folge des hohen magnetischen Kreisflusses nicht erforder lich. An additional amplifier is not erforder Lich in consequence of the high magnetic circuit flux.

Die Erfindung sei nachfolgend exemplarisch anhand der nicht maßstäblichen Figuren verdeutlicht. The invention is hereinafter illustrated by the example not to scale figures. Es zeigten: It showed:

Fig. 1 eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungs gemäßen Doppel-Magnetspulen-Meßapparatur; Figure 1 is an advantageous embodiment of the fiction, modern double solenoid measuring apparatus.

Fig. 2 eine vorteilhafte Ausführungsform eines Rahmens mit einer Meßprobe, welcher in der Doppel-Magnet spulen-Meßapparatur nach Fig. 1 einsetzbar ist. Fig. 2 shows an advantageous embodiment of a frame with a test sample which is in the double-solenoid-measuring apparatus of FIG. 1 can be used.

Die in Fig. 1 gezeigte Doppel-Magnetspulen-Meßapparratur enthält eine koaxiäl zu einer (nicht gezeigten) Empfangs spule ausgerichtete Sendespule 71 . The double solenoid Meßapparratur shown in Fig. 1 includes a koaxiäl to a (not shown) receiving coil aligned transmission coil 71. Vorzugsweise sind die beiden Spulen elektrisch bzw. mechanisch gleich aufgebaut. Preferably, the two coils are electrically and mechanically the same structure.

Die beiden Spulen sind jeweils in einem an einer Seite of fenen Gehäuse 11 , 12 aus µ-Metall untergebracht. The two coils are each in a fenen on one side of housing 11, 12 housed from μ-metal. Die bei den Gehäuse 11 , 12 stehen sich mit ihrer Öffnungen 21 , 22 spiegelsymmetrisch derart gegenüber, daß zwischen den bei den Gehäusen 11 , 12 ein Spalt 4 zur Aufnahme einer (in Fig. 1 nicht gezeigten) Meßprobe vorhanden ist. 22 is standing in the housing 11, 12 with their openings 21, with mirror symmetry in such a way with respect to that existing between the (not shown in Fig. 1) in the housings 11, 12 is a gap 4 for receiving a sample to be measured. Um den in neren Aufbau der Meßapparatur besser zeigen zu können, wurde in der Fig. 1 ein Abstand zwischen den beiden Gehäu sen 11 , 12 gewählt, der deutlich größer ist als der bei Messungen sich üblicherweise ergebende Abstand, der von der Dicke der zu untersuchenden Meßprobe abhängt. In order to show the better Neren structure of the measuring apparatus, a distance between the two Gehäu was in FIG. 1 sen 11, 12 is selected, which is significantly larger the to be examined on the thickness of than the usually resulting in measurements spacing, measurement sample depends.

Wie an der Figur erkennbar ist, sind die Öffnungen 21 , 22 der beiden Gehäuse 11 , 12 je mit einem jeweils nach außen weisenden Kragen 31 , 32 versehen. As can be seen in the figure, the openings 21, 22 of the two housings 11, 12 each provided with a facing respectively outwardly collars 31, 32 are. Die sich gegenüberlie genden Oberflächen der beiden Kragen 31 , 32 weisen kon stanten oder einen zumindest näherungsweise konstanten Ab stand auf, wodurch der bereits erwähnte Spalt 4 zwischen den beiden Spulen gebildet wird. Which gegenüberlie constricting surfaces of the two collars 31, 32 have con stant or an at least approximately constant from stood up, whereby the above-mentioned gap 4 is formed between the two coils. In diesen Spalt 4 wird nun die Meßprobe eingebracht und untersucht. In this gap 4, the test sample is then introduced and investigated. Besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn die Meßprobe von einem Rahmen aus µ-Metall eingerahmt ist, der den Spalt 4 zwischen den beiden Spulen außerhalb des Meßfeldes allseitig begrenzt. Particularly advantageous has proven to when the measurement sample is surrounded by a frame made of μ-metal which defines the gap 4 between the two coils outside the measuring field on all sides.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines solchen Rahmens (mit Meßprobe) ist in Fig. 2 gezeigt. A particularly advantageous embodiment of such a frame (with test sample) is shown in FIG. 2. In dieser Ausführungsform wird eine flächige Meßprobe 5 von einem umlaufenden Rahmen 6 aus µ-Metall eingerahmt, dessen ma gnetische Leitfähigkeit vorzugweise größer ist als die der Meßprobe 5 . In this embodiment, a sheet-like measuring sample is framed 5 of a peripheral frame 6 made of μ-metal, the ma-magnetic conductivity is preferably greater than that of the measurement sample. 5

Während der Messung ist der (in sich geschlossene) Rahmen 6 im Bereich der sich gegenüberliegenden Kragen 31 , 32 der beiden Gehäuse 11 , 12 im Spalt 4 angeordnet. During the measurement of the (self-contained) frame 6 in the region of the opposite collar 31, 32 of the two housings 11, 12 in the gap. 4 Die bei den Kragen 21 , 22 und der Rahmen 6 sind untereinander deckungsgleich. The collar at the 21, 22 and the frame 6 are mutually congruent. Das Verhältnis zwischen der äußeren Kra genrandkantenlänge und der inneren Kragenrandkantenlänge liegt bei etwa 0,8. The ratio between the outer and the inner collar Kra genrandkantenlänge marginal edge length is about 0.8. Es können jedoch auch andere Verhält nisse gewählt werden, die vorzugsweise im Bereich zwischen ca. 0 5 und ca. 0 8 liegen und beispielsweise den Wert 0,6 annehmen können. However, it can be nisse select other behaves, preferably in the range between about 0 and about 5 0 8 and can take for example the value 0.6.

Die Spulen sind jeweils mit einem Metallkern 7 , z. The coils are each provided with a metal core 7, for example. B. mit einen Ferritkern zur Homogenisierung des Feldes in der Spule und im Spalt 4 versehen. B. provided with a ferrite core for homogenisation of the field in the coil and in the gap. 4

In einer bevorzugten konkreten Ausbildung der Meßapparatur nach Fig. 1 betragen der Gehäuseinnenkantenlängen des je weiligen Gehäuses in etwa 5 bis 6 cm und der Spulenaußen durchmesser der jeweils zugehörigen Spule in etwa 3 bis 4 cm, bei einer Betriebsfrequenz von in etwa 0 Hz bis 30 MHz. In a preferred specific embodiment of the measuring apparatus of FIG. 1 the housing inner edge lengths of each weiligen housing in about 5 to 6 cm and the coil outer diameter of the respective associated coil in about 3 to 4 cm be, at an operating frequency of approximately 0 Hz to 30 MHz ,

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbei spiele beschränkt, sondern sinngemäß auf weitere übertrag bar. The invention is not playing to the shown Ausführungsbei limited but mutatis mutandis to the carry more cash. So ist es z. Thus it is. B. möglich, kreiszylinderförmige Gehäuse mit integrierten zylindrisch ausgebildeten Spulen zu re alisieren. B. possible ALISE circular cylindrical housing with integral cylindrical shaped coil for re.

Claims (7)

  1. 1. Doppel-Magnetspulen-Meßapparatur, bestehend aus einer koaxial zu einer Empfangsspule ausgerichteten Sendespule, wobei sich die beiden Spulen jeweils in einem an einer Seite offenen Gehäuse aus µ-Metall befinden und die beiden Gehäuse mit ihren Öffnungen sich spiegelsymmetrisch derart gegenüberstehen, daß zwischen den beiden Gehäusen ein Spalt zur Einführung einer Meßprobe vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen ( 21 , 22 ) der beiden Ge häuse ( 11 , 12 ) je mit einem jeweils nach außen weisenden magnetisch leitenden Kragen ( 31 , 32 ) versehen sind und daß die sich gegenüberliegenden Oberflächen der beiden Kragen ( 31 , 32 ) konstanten oder zumindest annähernd konstanten Abstand haben. 1. Double-solenoid measuring apparatus consisting of a coaxially aligned to a receiving coil transmitter coil, wherein the two coils are each in a open on one side housing μ-metal, and the two housing with their openings are opposite each other with mirror symmetry such that between the two housings a gap for introduction of a sample to be measured is present, characterized in that the openings (21, 22) of the two Ge housing (11, 12) each having a facing in each case outward magnetically conductive collar (31, 32) are provided and that have the opposite surfaces of the two collars (31, 32) constant or at least approximately constant distance.
  2. 2. Doppel-Magnetspulen-Meßapparatur nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß im Bereich der sich gegenüber liegenden Kragen ( 31 , 32 ) der beiden Gehäuse ( 11 , 12 ) im Spalt ( 4 ) ein in sich geschlossener Rahmen ( 6 ) aus µ-Metall zur Aufnahme der Meßprobe ( 5 ) angeordnet ist, der zur Einführung der Meßprobe ( 5 ) dient. 2. Double-solenoid measuring apparatus according to claim 1, as characterized by, that in the region of the opposing collar (31, 32) of the two housings (11, 12) in the gap (4) a self-contained frame (6) from μ-metal is arranged to receive the test sample (5) for the introduction of the sample (5).
  3. 3. Doppel-Magnetspulen-Meßapparatur nach Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß die beiden Kragen ( 31 , 32 ) un tereinander und/oder der Rahmen ( 6 ) und mindestens einer der beiden Kragen ( 31 , 32 ) deckungsgleich oder zumindest annähernd deckungsgleich sind. 3. Double-solenoid measuring apparatus according to claim 2, as characterized by, that the two collars (31, 32) behind the other un and / or the frame (6) and at least one of the two collars (31, 32) coincides or at least approximately congruently are.
  4. 4. Doppel-Magnetspulen-Meßapparatur nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen jeweils mit einem weichmagnetischen Metallkern ( 7 ), insbesondere mit einen Ferritkern versehen sind. 4. Double-solenoid measuring apparatus according to one of the foregoing claims, characterized in that the coils each having a soft magnetic metal core (7), are in particular provided with a ferrite core.
  5. 5. Doppel-Magnetspulen-Meßapparatur nach Anspruch 4, da durch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der äußeren Kragenrandkantenlänge und der inneren Kragenrand kantenlänge zwischen ca. 0,5 und ca. 0,8, vorzugsweise bei etwa 0,6 liegt. 5. Double-solenoid measuring apparatus according to claim 4, characterized by that, that the ratio between the outer edge of the collar edge length and the inner edge of the collar edge length between about 0.5 and about 0.8, preferably about 0.6.
  6. 6. Doppel-Magnetspulen-Meßapparatur nach Anspruch 5, da durch gekennzeichnet, daß die Leitfähigkeit des Rahmens ( 6 ) größer ist als die der Meßprobe ( 5 ). 6. Double-solenoid measuring apparatus according to claim 5, characterized by that that the conductivity of the frame (6) is greater than that of the measurement sample (5).
  7. 7. Doppel-Magnetspulen-Meßapparatur nach einem der vorhe rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und die Empfangsspule in etwa den gleichen mechanischen und/oder elektrischen Aufbau aufweisen und vorzugsweise gegeneinander vertauschbar sind. 7. Double-solenoid measuring apparatus according to one of claims herein are subject to ring, characterized in that the transmitting and the receiving coil having the same mechanical and / or electrical configuration approximately and preferably are mutually interchangeable.
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