JP2015053483A - 強磁性体における非ヒステリシス磁気の除去 - Google Patents

Abstract

【課題】目標は、ほぼ室温での消磁にもかかわらず、以前は熱消磁を用いて達成できるだけであったような、無視できるくらい低い残留磁気を有する強磁性構成要素が、達成されるような方法で、消磁装置の簡単な強化を用いて強磁性構成要素の消磁を改善することである。
【解決手段】このことは、外部干渉磁場、例えば地球の磁場から遮へいするための高透磁率強磁性材料から作られた壁を有するチャンバが、消磁装置の消磁用コイルで使用され、それによって干渉磁場のないチャンバ内部が、チャンバ内部における干渉磁場強度を非常に小さな干渉磁場まで低減されて押し進められ、その結果処理された物体における残留磁気が、消磁後にチャンバ空間の外側の干渉磁場よりも低い値を有するという点で達成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、チャンバ内部における干渉磁場強度がチャンバ内部の外側の干渉磁場強度の半分未満まで低減された干渉磁場のないチャンバ内部を達成するために、外部干渉磁場、例えば地球の磁場から遮へいするための高透磁率強磁性材料から作られた壁を有するチャンバの使用を述べる。

消磁方法は、構成要素またはモジュール内に位置する残留磁気を、その後の処理作業または後の使用で干渉として現れないような程度まで除去することを目指す。

強磁性体の完全な消磁は、結晶構造の変化につながる温度を使用する熱処理を用いて達成される。そのような処理は一般に、半完成品または完成品の場合には有害であり、したがって許されない。

したがって、消磁は主に、極性が交番しかつ強度が減少しながら消磁すべき物体を通って流れる磁場を用いて室温で達成される。しかしながら、磁場で動作するこれらの方法は今まで、熱プロセスと完全に同等の結果を達成する状況になかった。

本発明は、これまでに知られているこの種の装置および方法よりも低い残留磁気を達成する、改善された磁気的方法に関する。

各消磁方法の目標は、ヒステリシス・ループ内の残留磁気および保磁力についてそれぞれできるだけゼロに近い、材料の最終状態である。ヒステリシス・ループ内の磁気的状態は、非ヒステリシス（ａｎｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃ）と表される。強磁性材料の磁気特性についての基礎は、Ｍａｘｏｎ Ａｃａｄｅｍｙ Ｖｅｒｌａｇ、Ｓａｃｈｓｅｌｎによって２００４年に出版されたＯｔｔｏ Ｓｔｅｍｍｅ博士による本「Ｍａｇｎｅｔｉｓｍｕｓ」、ＩＳＢＮ３−９５２０１４３−３−８から抜き出すことができる。導出および計算のための関連するモデルを用いた非ヒステリシス材料状態の科学的プレゼンテーションは、表題「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃ ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｒｅｓ ｆｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔｓ」の下で、Ｊｅｒｅｍｙ Ｗａｌｋｅｒ、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ｆｌｏｒｉｄａ、２００７年の博士論文で公表されている。

強磁性材料における起磁力および磁束密度の測定は、導入される任意のセンサがその内部磁場に干渉を引き起こすことになるので、ある種の物体の表面においてのみ可能である。特に、磁化中の状態（初期磁化曲線として知られているもの）および消磁中の状態（転換曲線（ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ）として知られているもの）、したがって非ヒステリシス領域における磁気的挙動は、外部に付着された手段を使用してかつ均質な物体についてのみ決定することができるにすぎない。

磁気材料特性を決定するための装置は、原理概略図として図１で例示される。起磁力および磁束についての特性曲線は、閉じた磁気回路で決定され、ヒステリシス曲線として周知であるものを構成する。試験すべき材料サンプル１１は、この場合可変起磁力にさらされ、結果として得られる磁束密度は、材料サンプル１１に出入りするときの起磁力の方向に垂直な平面で測定される。この平面に対する法線は、磁場強度および磁束密度について決定される値の符号のための基準方向１７として使用される。磁気回路は、磁気伝導性材料から作られたヨーク１２によって閉じられる。コイル１４は、材料サンプル１１に侵入する磁束１３をヨーク１２中に生成する。この磁束は、コイル１４を通って流れる電流１５によって生成される。材料サンプル１１の磁気特性は、この電流１５およびコイルに生じる電圧１６に基づいて決定され、述べられることもある。

ヒステリシス曲線を決定するために、電流１５は、図１による装置においてコイル１４を通って両極性で交互に導かれる。材料サンプル１１を通って流れる磁束は、試験コイル上の電圧時間間隔を記録することによってそれ自体知られている方法で決定され、その試験コイルは、ここでは例示されないが、材料サンプルを取り囲む。

起磁力および磁束は、いずれの場合にも材料サンプルの寸法を参照して、磁場強度および磁束密度として図２によるグラフで例示される。グラフは、横軸２１上に磁場強度Ｈおよび縦軸２２上に磁束密度Ｂを示す。両方の軸上で、ゼロ点は、いずれの場合にも交点２８に置かれる。正および負の値は、このことに関係し、その符号は、磁気回路によってあらかじめ決定された方向１７に関係する。

対応する曲線は、ヒステリシス曲線と呼ばれる。この場合、次の点または区分が、特徴的である。点２８は、完全に磁化していない状態を特徴付ける。磁場強度ゼロでの残留磁気点２４の位置は、残留磁束密度Ｂｒを示す。ゾーン２５は、磁気飽和の状態に対応する。保磁点（ｃｏｅｒｃｉｖｅ ｐｏｉｎｔ）２６は、磁束密度がゼロである磁場強度を表す。この点は、保磁力Ｈｃを示す。磁場強度または磁束密度の反転方向に関係する、特性曲線区分上のゾーン２９または点２７は、絶対値の観点から残留磁気点２４または保磁点２６に対応する。実験的に決定されるヒステリシス曲線は、基本的に対称であり、すなわち決定される値は、両方向で同一である。

ヒステリシス曲線は、関連物体中の材料によって想定されることもある境界線を構成する。それは、消磁中に通過される非ヒステリシス状態の領域を取り囲む。起磁力および磁束密度の前の曲線に応じて、材料は、ヒステリシス曲線内の任意の状態を取ることができる。このことは、完全に磁化していない状態２８からヒステリシス曲線につながる初期磁化曲線２１０の例を使用して示される。材料は、完全に磁化していない状態からの初期磁化中にこの初期磁化曲線２１０を通過する。

強磁性体が周囲磁場にさらされる場合、相互影響（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ）が、図４で示されるように生じる。物体４１は、磁束に対して周囲よりも良好な伝導性を有する。その透磁率は、より高い。物体４１は、その周囲で磁束４２を蓄積し、磁束４２をその材料に集中させ、磁束４２を出して周囲に戻す。このことは、周囲磁場の歪みおよび物体の磁化を同時にもたらす。磁束密度の増加は、この相互影響に起因して物体の先端に生じる。この現象は、誘導磁気と呼ばれる。誘導磁極は、関連のある先端に生じる。

ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ、Ｖｏｌ．３８、Ｎｏ．４、２００２年７月、１７５３頁以下で公表された、Ｔ．Ｍ．Ｂａｙｎｅｓ、Ｇ．Ｊ．ＲｕｓｓｅｌおよびＡ．Ｂａｉｌｅｙによる報告「Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｓｔｅｐｗｉｓｅ Ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」では、初期曲線および転換曲線「非ヒステリシス（曲線）」が、例として図４で示される。その報告は、縮小スケールで実施された、船を消磁するための実験的試験に基づいている。この場合、長さ３００ｍｍおよび外径３２ｍｍの鋼管が、同軸上に取り囲むコイルを使用して消磁された。対応するセットアップは、図３で概略的に示される。これは、強磁性材料から作られた構成要素、モジュールおよび機械全体を消磁するために使用されるような現在の技術に対応する。消磁すべき物体３１は、極性が交番しかつ振幅が減少する消磁用磁場３３を生成するコイル３４の内部に収容される。このために必要とされるコイル電圧３６およびコイル電流３５は、プログラム可能な振幅および周波数を有する電流源によって供給され、その電流源は、図３に含まれない。周囲に存在し、図３の例示ではコイル軸と同軸上に向けられる磁場３２は、実際には任意の所望の方向を有する。例えば、これは、普遍的にかつ絶えず生じている地球の磁場である。消磁用磁場３３に重畳されるこの磁場は、技術的用途では考慮されない。図示される装置は、多くの場合に要求を満たすが、しかし実験が示したように、物体３１内における残留磁気の完全な消失をもたらさない。

Ｂａｙｎｅｓ等の前述の実験では、パイプの方向に対して横方向に存在する磁場が、追加としてかつ同時に印加され、そのパイプは、管の両側にかつ消磁用コイルの外側に配置された２つの長方形ヘルムホルツ・コイルを有する。２つのコイルの相互作用を使用して、消磁手順中に地球の周囲磁場を補償する所望の目標は、不完全に達成されるだけであった。鋼管の完全な消磁は、成功しなかった。この文献で記載される消磁プロセスは、船への使用に合わせられ、その場合地球の磁場によって船体に誘導される磁気に対抗するある残留磁気が、同時に課せられることになる。管を取り囲むヘルムホルツ・コイルはしたがって、この残留磁気を生成する直流電流を投入される。その目的、したがってまたその方法手順も、残留磁気を最大可能な程度まで完全に除去する目標に対応しない。示される科学的結果は、少なくとも数８０に至る極性が交番しかつ振幅が減少するステップ数が、残留磁気に直接影響を及ぼすということである。

そのような装置の回路工学の観点からの改良は、Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ７８、０３５１０６（２００７）で公表された、Ｆ．Ｔｈｉｅｌ、Ａ．Ｓｃｈｎａｂｅｌ、Ｓ．Ｋｎａｐｐｅ−Ｇｒｕｎｅｂｅｒｇ、Ｄ．Ｓｔｏｌｌｆｕｓｓ、およびＭ．Ｂｕｒｇｈｏｆｆによる報告「Ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ ｓｈｉｅｌｄｅｄ ｒｏｏｍｓ」から周知であるように、残留磁気の完全な消失をもたらさない。実験に基づいて開発された、高透磁率遮へいシートについての改善された消磁プロセスが、述べられる。プロセスで使用される回路工学方法は、
− 電力源としての電子電力増幅器による主要周波数供給装置との従来使用される可変比率変圧器の置き換え、
− 消磁用コイルから離れた電力増幅器の出口で不可避の直流部分（ドリフトおよびオフセット）を保持する、消磁用コイルに供給するための絶縁変圧器、
− 電圧形状、周波数および振幅の自由選択を可能にする、プログラムを使用してその部分についてデジタル的に制御される、高分解能Ａ／Ｄ変換器によるこの増幅器の制御、
− 信号を最適化しかつ適合させるためのフィルタおよび減衰器などの、さらなる回路要素である。

前述の消磁プロセスの結果は、工業的用途に移転されない可能性がある。

− 消磁すべき物体として実験で使用される高透磁率材料（ミューメタル Ｍｕｍｅｔａｌ）は、工業的用途では極めてまれにしか存在せず、典型的に物体として存在する材料、部品およびモジュールと比較されないこともある。

− 実験で使用される手段は、業界標準の強磁性材料に必要な磁場強度を実証しないので、業界標準の強磁性材料から作られた構成要素を消磁するのに適していない。

− 実験で使用される磁場のためのセンサは、極めて敏感であり、残留磁場についての所望の値は、極めて低い。しかしながら、測定はとりわけ、金属表面から比較的大きな距離においてそれらの寸法の観点から大きすぎるセンサを用いて行われる。工業的用途にとって決定的である、材料の表面での残留磁場は、直接決定されなかった。

− 最終的に評価で使用される磁気残留ノイズについての１から１００Ｈｚのスペクトルの基準は、生産プロセスで破壊的である、技術的部品の残留磁気と決して結び付けられない。

非ヒステリシス領域における材料挙動の決定は、古地磁気として周知であるものに基づいて強磁性的挙動を有する石のサンプルを特徴付けるために使用される。ＡＳＣ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、Ｃａｒｌｓｂａｄ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａからの装置Ｄ−２００は、例えばこの目的のために使用される。測定手順は、ｈｔｔｐ：／／ｍａｇｉｃｉａｎ．ｕｃｓｄ．ｅｄｕ／Ｅｓｓｅｎｔｉａｌｓ＿２／ＷｅｂＢｏｏｋ２ｃｈ９．ｈｔｍｌ＃ｘ１１−１０８００２１０で記載される。石のサンプルは、周囲のコイルを通る１回限りの電流パルスを使用して、ヒステリシス曲線に沿って磁化されるか、または周期的な、交互に向けられる電流パルスによって非ヒステリシス領域における状態にされる。この処理に続いて測定される残留磁気は、石のサンプルを特徴付けるために使用される。たとえ消磁という用語が使用されても、処理の方法は、磁気を与えることから成る。したがって、石のサンプルを処理するために使用される補助器具は、除去のためでなく、むしろ磁気を生成するために使用される。

そこで本発明は、前述の科学報告書で見いだされることになる理論モデルの場合に適用される。本発明は、地球の磁場の大きさ程度以下にあり、熱消磁を用いる従来技術に従って達成されるのみもあり得る残留磁気の範囲で強磁性部品を消磁するための方法に関する。

ＥＰ１４６５２１７ ＥＰ１７９１１３８

「Ｍａｇｎｅｔｉｓｍｕｓ」、Ｏｔｔｏ Ｓｔｅｍｍｅ博士、Ｍａｘｏｎ Ａｃａｄｅｍｙ Ｖｅｒｌａｇ、Ｓａｃｈｓｅｌｎ、２００４年出版、ＩＳＢＮ３−９５２０１４３−３−８ 「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃ ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｒｅｓ ｆｗｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔｓ」、Ｊｅｒｅｍｙ Ｗａｌｋｅｒ、博士論文、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ｆｌｏｒｉｄａ、２００７年 「Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｓｔｅｐｗｉｓｅ Ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」、Ｔ．Ｍ．Ｂａｙｎｅｓ、Ｇ．Ｊ．ＲｕｓｓｅｌおよびＡ．Ｂａｉｌｅｙ、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ、Ｖｏｌ．３８、Ｎｏ．４、２００２年７月、１７５３頁以下 「Ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ ｓｈｉｅｌｄｅｄ ｒｏｏｍｓ」、Ｆ．Ｔｈｉｅｌ、Ａ．Ｓｃｈｎａｂｅｌ、Ｓ．Ｋｎａｐｐｅ−Ｇｒｕｎｅｂｅｒｇ、Ｄ．Ｓｔｏｌｌｆｕｓｓ、およびＭ．Ｂｕｒｇｈｏｆｆ、Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ７８、０３５１０６（２００７） ｈｔｔｐ：／／ｍａｇｉｃｉａｎ．ｕｃｓｄ．ｅｄｕ／Ｅｓｓｅｎｔｉａｌｓ＿２／ＷｅｂＢｏｏｋ２ｃｈ９．ｈｔｍｌ＃ｘ１１−１０８００２１０

本発明の目的は、消磁装置の簡単な強化を用いる強磁性構成要素の消磁である。ほぼ室温での消磁にもかかわらず、以前は熱消磁を用いて達成できただけであるような低い残留磁気を有する強磁性構成要素が、達成される。

本発明の主題の好ましい例となる実施形態は、添付の図面に関連して以下で記載される。

従来技術から知られているヒステリシス・ループのための測定装置を概略的に示す図である。 例として磁気的状態特性曲線（ヒステリシス曲線）を示す図である。 従来技術から知られている空芯コイルを有する消磁装置を概略図で概略的に示す図である。 知られている種類の消磁装置への周囲磁場の影響を概略的に示す図である。 周囲磁場の磁気遮へい体の作用を概略的に示す図である。 消磁用コイルと相互作用する周囲磁場の遮へいの本発明による特徴を概略図で示す図である。 消磁用コイルを有するチャンバの斜視図を示す図である。

強磁性材料から作られた幾何学的に区切られた物体に存在する磁気は、一般に均一に分配されない。物体の表面に点状に現れる磁束密度における差は、磁化された物体とその周囲との間の相互作用に起因して生じる。そのような差は、例えば物体それ自体の形状に起因して、しかしまたおそらくは物体中に存在する材料の不均質性にも起因して生じる。

消磁のために、物体は、第１の段階で外側から印加される消磁用磁場を用いて飽和まで追いやられる。そのプロセスでは、物体のすべての部分は、飽和の領域までヒステリシス曲線を通過する。したがって、物体の様々な部分に存在するどんな差も、補償され、物体の内部における磁気の方向は、揃えられる。このように生成される材料状態は、もはや前歴によって決定されず、むしろ完璧に再現することができる。消磁用コイルは、消磁すべき物体中の至る所にこの飽和状態を生成するために、その供給に関してある位置になければならない。工業的に使用される装置および設備の場合には、このことは、一般に成し遂げられるが、しかし明らかに必ずしも成し遂げられるとは限らない。

第２の段階では、交互の方向に作用する電流の振幅は、消磁用パルスで徐々に減らされる。多数の通過とともに、物体全体のヒステリシス・ループは、より小さくなる。この効果は、その整列の観点から異なって振る舞うさらにより小さな単位への材料中の磁区の分割によって説明される。コイル電流の振幅における十分に小さい減少量は、その作用にとって決定的である。科学出版物およびまた操作経験も、１周期当たり多くても１〜２％の減少量を要求する。このことは、実際に使用される装置および設備の大部分で満たされない。したがって、自由減衰共振回路は、コイルの銅導体の抵抗の結果としてかなりより大きな減少量を示し、消磁中に再現可能な結果を生み出さない。コイル電流が、強度の観点からパルスごとに個別に設定されて始動される、手動で操作される回路は、信頼できる結果を保証しない。述べられた減少量は、電流振幅の減少中のプロセスおよび電気エネルギーの供給の自動制御を必要とする。この種の設備は、従来技術であり、とりわけ特許明細書ＥＰ１４６５２１７で記載される。

しかしながら、消磁用コイルはまた、特許明細書ＥＰ１７９１１３８で記載されたように、外部供給だけを用いてプログラムされた周波数および電圧を投入されてもよい。

この第２の段階が終了すると、コイル電流の振幅は、ゼロに向かう傾向があり、電流の流れは、最終的に終了させられ、少しの干渉効果が生じて、残っている残留磁気にかなりの影響を及ぼす。これらの干渉効果は、次の通りである。

ａ）共振回路への外部エネルギー供給は、所定の時間周期が達せられると、自動的に終了させられる。非ヒステリシス領域における最後の連続ヒステリシス・ループによって与えられる、物体に残っているある程度の磁気は、この場合考慮されなければならない。

ｂ）電流および／または電圧についての実際の値の検出、したがってその検出に関与する制御ループは、その分解能限界に達するので、共振回路への外部エネルギー供給は、終了させられる。事例ａ）と同様に、このことは、関連装置を使用する技術的に可能な消磁についての限界を決定する。

ｃ）外部エネルギー供給は、コイルの電流または電圧に直流成分を生成する。このことは、通過されるヒステリシス・ループの非対称性につながり、したがって必然的に残留磁気を生成する。

ｄ）消磁プロセス中にコイル領域で活動的な異なる発生源からの磁場は、事例ｃ）と同様に、通過されるヒステリシス・ループの非対称性につながり、残留磁気を生成する。これについての例は、地球の磁場である。

回路手段を利用することによって、残留磁気が、誘導磁気として地球の磁場の影響下だけで生じる値を下回るほどの程度にまで、ａ）からｃ）の下で述べられた効果を除去することは、可能である。本発明は今では、この限界より下をさえ行くことを可能にする。

以下で定式化される説明は、一般機械工学、鉄骨構造、工具製作およびマイクロメカニカル構成要素で一般に生じるような寸法の強磁性体の形における消磁すべき物体５１、６１に関する。用語強磁性材料は、以下ではまた高透磁率磁性材料および永久磁性材料も意味すると理解される。材料は、非晶質または結晶質とすることができ、金属合金としてもセラミックの形でも存在することができる。

関連物体は、個別にまたは多数で、規則的にまたは不規則に、整列してまたは任意の方向に、パックでまたは集合体を形成するように接続されて、輸送担体に固定されてまたは遊離したバルク材料として存在することができる。関連物体は、任意の所望の形状とすることができ、複数の部品で構成さえされてもよい。物体の材料は、均質であるまたはあるセクションで異なる特性を有することができ、少なくとも１つのセクションは、強磁性特性を有する。

説明図は、現実の物体における類似条件下での磁束の分布を示す。

１つの可能な消磁装置は、
− もっぱら非強磁性材料から成る、空芯コイルのような消磁用コイル５４、６５であって、消磁すべき物体５１、６１をその寸法のすべてにおいて完全に取り囲む消磁用コイル５４、６５と、
− もっぱら回路手段を使用して知られている経過の消磁用パルスおよび直流成分を供給する空芯コイル５４、６５のための電力源と、
− 様々な構成における、高透磁率材料から作られたチャンバのような受動的遮へい体との少なくとも１つを備える。チャンバを取り囲む干渉磁場５２は、チャンバの壁内を周囲磁場５３として走る。

本方法の特徴
最初に、消磁すべき物体５１、６１が、チャンバ中に置かれる消磁用コイル５４、６５の内部に導入される。高透磁率材料から作られたチャンバの受動的遮へい作用によって、チャンバ内部は、外部干渉磁場がないまたは実質的にない。干渉磁場として作用する地球の磁場は、チャンバ内の受動的遮へい体によってかなり低減され、理想的にはゼロまで低減されるかまたは高透磁率チャンバ壁を通ってチャンバ内部から外へ押し出される。チャンバ内の干渉磁場強度はそれによって、遮へいされないチャンバ内における磁場強度の約半分以下まで低減される。

実際の消磁は、消磁用コイル内の消磁用磁場として減衰する交番磁場を印加することによって所定の消磁曲線に沿って実行される。消磁曲線の制御および経過は好ましくは、本出願人のＥＰ１７９１１３８から知られているように使用される。

消磁用コイルにおける結果として生じる消磁用磁場は、交互の時間的経過を有し、その振幅は、ある数の周期でゼロに向かって減少する。残留磁場が課せられないように、コイル電流の直流成分は、消磁曲線を通過している間は回避されるべきである。

消磁プロセス中は、消磁すべき物体上に存在するまたは外部から生成される磁場、干渉磁場の散乱は、遮へい体によって実質的に完全に抑制される。

チャンバ設計
チャンバの壁は、１つまたは様々な高透磁率材料の１つまたは複数の層から作製され、それを用いて任意の種類の外部磁場が、消磁中にチャンバ内部における消磁すべき物体に近づけない状態に保たれる。壁の１つまたは複数の層は、磁場伝導性材料から成る。

図６で概略的に示されるように、消磁用コイル６５は、チャンバの内部に置かれ、内部寸法６３、例えば側面６２の互いからの間隔は、消磁用コイルの寸法に従って構成される。消磁用コイル６５は、チャンバ壁がすべての方向で消磁用コイル６５に重なるような方法で構成され、位置決めされる。消磁すべき物体６１は、消磁用コイル６５によって完全に取り囲まれるようなタイプの長さ６７を有さなければならない。

チャンバ０の特別設計は、図７で例示される。２つの側壁Ａ、Ａ’は、カバー壁Ｂを介して間隔ａで互いに接続され、それによって３つの壁を有するＵプロファイル形状または僧帽状のチャンバ０が、達成される。そのような方法で設計されたチャンバ０は、ほんの少しの設置費用で既存の消磁装置上に設置されてもよい。ここで、側面Ａ、Ａ’は、カバー壁Ｂの長さの２倍であるように設計され、その結果として磁束蓄積が、達成され、干渉磁場の影響が、最小化される。

チャンバは、３つから多くても６つの側壁を有し、したがって完全に閉じられるように設計されてもよい。チャンバ内部に位置決めされる消磁用コイル６５はしたがって、１つもしくは２つの側面から自由に外側から、または側壁を開いた後に１つの側面からアクセス可能である。側壁が開かれまたは取り外されてもよいように構成されたチャンバの場合には、消磁用コイル６５は、物体６１を導入するために、さもなければ保守または修理プロセスのために容易にアクセス可能とすることができる。

良好な消磁結果を達成するために、壁は、コイル長Ｌよりも長くなるように設計されなければならず、その結果壁は、コイル６５に重なる。この重なりがコイル長Ｌの少なくとも半分に対応することは、有利であることが判明した。

オプションとして、チャンバ内の消磁すべき物体５１、６１を遮へいするために、チャンバ壁の少なくとも１つの層は、電気をよく通す材料から、特に銅、銀またはアルミニウムから構成されてもよい。渦電流は、この少なくとも１つの層で高められ、そのことが、チャンバ内部を交番磁場から遮へいし、その結果として消磁すべき物体５１、６１における残留磁気が、さらに低減されてもよい。

０ チャンバ
１１ 材料サンプル
１２ 磁気伝導性ヨーク
１３ 磁束の経路
１４ コイル
１５、３５、４５、５５ コイル電流
１６ コイル電圧
１７ 磁場についての基準方向
２１ Ｘ軸、磁場強度Ｈ［Ａ／ｍ］
２２ Ｙ軸、磁束密度Ｂ［Ｖｓ／ｍ２］
２３ 磁気的に飽和したゾーン
２４ 磁気飽和の領域におけるヒステリシス曲線
２５ 磁気飽和の領域
２６ 保磁力
２７ 保磁力（反転方向）
２８ 完全消磁の状態
２９ ヒステリシス曲線（反転方向）
２１０ 初期磁化曲線
３１、４１、５１、６１ 消磁すべき物体
３２ 周囲磁場
３３ 消磁用磁場
３４、４４、５４ 消磁用コイル
３６ コイル電圧
４２ 周囲の乱されない磁場
４３ 周囲の歪められた磁場
５２ 周囲の乱されない磁場
５３ 遮へい体中の周囲磁場
５６ 遮へい体
６２ 遮へい体
６３ 消磁用コイルの軸に垂直な遮へい体の内部寸法
６４ 消磁用コイルの軸に平行な遮へい体の長さ
６５ 消磁用コイル
６６ 消磁用コイルの長さ
６７ 消磁すべき物体の長さ
Ａ、Ａ’ 側壁
ａ 間隔
Ｂ カバー壁
Ｌ コイル長

Claims (6)

1. 強磁性構成要素の消磁が、減衰する交番磁場を印加することによってチャンバ内部内の消磁用コイル中で所定の消磁曲線に沿って進む間に、前記チャンバ内部における干渉磁場強度を前記チャンバ内部の外側の干渉磁場強度の半分未満まで低減された干渉磁場のない前記チャンバ内部を達成するために、外部干渉磁場、例えば地球の磁場から遮へいするための高透磁率強磁性材料から作られた壁を有するチャンバの使用。
2. 前記チャンバの前記壁は、電気をよく通す材料から、特に銅、銀またはアルミニウムから作られた少なくとも１つの層を有する、請求項１に記載の消磁中のチャンバの使用。
3. 前記消磁用コイルは、前記チャンバ内部に配置され、前記チャンバに固定される、請求項１または２の一項に記載の消磁中のチャンバの使用。
4. 前記壁の範囲は、前記消磁用コイルの範囲を超えて突出し、その結果前記チャンバの前記壁は、前記消磁用コイルに重なる、請求項１から３の一項に記載の消磁中のチャンバの使用。
5. 前記壁は、前記消磁用コイルの長さを超えて突出する、請求項４に記載の消磁中のチャンバの使用。
6. 前記チャンバは、カバー壁を介して接続された２つの側壁を備える、Ｕプロファイルの形状を有する、請求項１から５の一項に記載の消磁中のチャンバの使用。

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