Erzeugen von Magnetfeldern
Helmholtzspulen / Elektromagnete
Definierte Magnetfelder lassen sich durch permanentmagnetische (Elektromagnet) oder spulenbasierte (zb. Helmholtzspulen) Aufbauten erzeugen. Im magnetischen Gerätebau existiert eine große Expertise für beide Verfahren. Je nach Feldbereich kommen Luftspulen (z.B. als Helmholtzspulen Anordnung) oder Spulen mit ferromagnetischem Kern zum Einsatz. Alle Varianten können ein- bzw. mehrachsig aufgebaut und mit sehr präzisen D/A Einheiten, sowie hochstabilen Stromquellen angesteuert werden. Es kann im Inneren der Helmholtzspulen ein Nullfeld bzw. jegliche Feldkonfigurationen erzeugt werden. Mit den Helmholzspulensystemen können hochgenau die Steigung und die Ausrichtung von magnetfeldempfindlichen Sensoren bestimmt und kalibriert werden.
Die Helmholtzspulen Achsen können sowohl im homogenen Betrieb gleichpolig als auch im Gradientenbetrieb gegenpolig betrieben werden. Als Referenzsensor werden je nach Anwendung ein- oder mehrachsige AMR- bzw. Fluxgate- Magnetometer eingesetzt. Durch eine bei INNOVENT speziell entwickelte unmagnetische Temperaturkammer können Prüflinge zwischen -55°C und 100°C temperiert werden.
Anwendungsbeispiele von Helmholtzspulen und Elektromagneten:
- Kompensation des Erdmagnetfeldes
- homogener und Gradientenbetrieb
- Linearitätsmessungen
- Vermessung der Ausrichtung von magnetischen Sensorelementen
- Manipulation von magnetischen Objekten
- Erzeugen von Inplane-Feldern in Wafern
- Joch-Aufbauten zum Einkoppeln in ferromagnetische Materialien
Abschirmen von Magnetfeldern
Die Abschirmung von elektrischen Feldern ist in vielen Anwendungen essentiell, um die Funktion der eingesetzten Elektronik zu gewährleisten und andere Elektroniken und Systeme nicht zu stören.
Die Schirmung von magnetischen Feldern gewinnt neben der elektrischer Felder immer mehr Bedeutung, da die Verbreitung von magnetischen Sensoriken wie Stromsensoren oder Weg- und Winkelgebern immer mehr zunimmt und die magnetischen Störquellen, wie große stromdurchflossenen Leiter im Bereich der Antriebstechnik, ebenso.
Durch die Expertise im Bereich der Streufeldmessung und der Simulation von magnetischen Feldern können effektive problemangepasste Schirmungskonzepte entwickelt und realisiert werden. Die Schirmung kann je nach Anwendungsfall aktiv durch Helmholtzspulen Systeme oder passiv durch eine geschickte Materialkombination erfolgen.
- statische – niederfrequente Magnetfelder
können aktiv durch Spulensysteme (beispielsweise lange Spulen - Solenoidspulen oder Helmholtzspulen) und/oder mit weichmagnetischen Werkstoffen wie ferromagnetischen Materialien hoher Permeabilität und geringer Remanenz (z.B. NiFe / Permalloy) abgeschirmt werden. Die magnetische Abschirmung wirkt zugleich elektrisch abschirmend, wenn sie hinreichend leitfähig ist.
- hochfrequente magnetische Felder
können ebenso durch weichmagnetische Materialien mit hoher Permeabilität abgeschirmt werden. Bei höheren Frequenzen kann mit elektrisch gut leitfähigen Blechen, die nicht ferromagnetisch sein müssen, abgeschirmt werden. Ursache sind die darin induzierten Wirbelströme, die dem erzeugenden Magnetfeld entgegenwirken. Die Blechdicke muss größer als die Skintiefe sein, um Ströme auf der geschirmten Seite zu vermeiden.
