專利名稱：一種磁性材料屏蔽性能自評估裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及材料磁性測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磁性材料屏蔽性能自評估
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
低頻磁場產(chǎn)生的干擾是影響其他電子電氣設(shè)備正常工作的一個重要因素，會使人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、心血管系統(tǒng)失調(diào)，增加白血病、腦瘤的發(fā)病率。采用磁屏蔽材料進行屏蔽是一種減小低頻磁場干擾并進行安全防護的重要措施。磁屏蔽材料包括純鐵、硅鋼、鐵鎳合金和鐵鈷合金等，磁屏蔽是國內(nèi)近年來蓬勃發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。越來越多的企業(yè)需要測試材料在低頻交變磁場下的屏蔽性能，但由于缺乏有效可比較的手段而無法測試。目前國內(nèi)磁屏蔽測試裝置主要停留在實驗室階段，均勻區(qū)范圍、磁場大小、頻率范圍都比較局限，各套裝置由于開發(fā)初衷不一致而導(dǎo)致測試結(jié)果不具可比性。工業(yè)上往往只通過測量屏蔽后剩磁的大小來評估材料的作用如何，對材料本身磁屏蔽性能缺乏行之有效的測量方法和裝置。磁屏蔽需要高導(dǎo)磁率材料，但磁導(dǎo)率并不是固定不變的，它會隨外加磁場、頻率等而變化。隨著頻率的增大，磁導(dǎo)率會急劇的下降，磁化飽和場大小不一，各類材料的上述磁場頻率特性各異。當外加磁場強度較低時，磁導(dǎo)率隨外加磁場的增加而升高，當外加磁場強度超過一定值時，磁導(dǎo)率急劇下降，這時稱材料發(fā)生了磁化飽和。材料一旦發(fā)生飽和，就失去了磁屏蔽作用。磁屏蔽材料的磁化飽和值不一致導(dǎo)致對各類磁屏蔽材料在同一環(huán)境下測試衰減比并做相應(yīng)性能評估具有較大難度，所以判定磁屏蔽材料是否達到磁化飽和是非常重要的。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種磁性材料屏蔽性能自評估裝置，解決了無法對被測試的磁屏蔽材料是否達到磁化飽和進行判斷的問題。本實用新型為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案在于一種磁性材料屏蔽性能自評估裝置，包括磁化電源；電阻，所述電阻與磁化電源連接；電壓表，所述電壓表與所述電阻并聯(lián)；亥姆霍茲電流線圈，所述亥姆霍茲電流線圈與所述電阻連接；支架，所述支架上放置有屏蔽材料；第一探測線圈和第二探測線圈，所述第一探測線圈和第二探測線圈均與支架連接；第一數(shù)據(jù)采集器和第二數(shù)據(jù)采集器，其中，所述第一數(shù)據(jù)采集器和第一探測線圈連接，所述第二數(shù)據(jù)采集器和第二探測線圈連接；電腦，所述電腦與所述第一數(shù)據(jù)采集器和第二數(shù)據(jù)采集器連接；及退磁電源，所述退磁電源通過導(dǎo)線與屏蔽材料連接。在所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置中，所述磁化電源、所述電阻和所述亥姆霍茲電流線圈形成有第二磁場。在所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置中，所述第二磁場經(jīng)過屏蔽材料形成有第
一磁場O在所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置中，所述第一探測線圈探測第一磁場；所述第二探測線圈探測第二磁場； 在所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置中，所述磁化電源的電流波形的失真小于
等于2%。在所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置中，所述亥姆霍茲電流線圈為圓形或方形，所述亥姆霍茲電流線圈直徑是屏蔽材料的直徑的三倍以上；所述亥姆霍茲電流線圈中的導(dǎo)線自身成對交叉。在所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置中，所述支架具有升降和旋轉(zhuǎn)O度至360度的能力。在所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置中，所述第一探測線圈和第二探測線圈的匝面積均為2 X IO4Cm2匝至IOX IO4Cm2匝。在所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置中，所述探測線圈、亥姆霍茲電流線圈和屏蔽材料的中心共軸。在所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置中，所述探測線圈、亥姆霍茲電流線圈和支架均為無磁材料。實施本實用新型的磁性材料屏蔽性能自評估裝置，具有以下有益效果基于電磁感應(yīng)原理，通過第一探測線圈和第二探測線圈實時同步采集屏蔽材料內(nèi)的第一磁場和屏蔽材料外的第二磁場，通過電腦對比判斷屏蔽材料是否已經(jīng)達到磁化飽和，隨后對屏蔽材料進行衰減比測試，得出的結(jié)果更可靠。所有測試操作通過電腦自動采集并自動處理，操作便捷，控制方便。

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖I是本實用新型實施例的磁性材料屏蔽性能自評估裝置的結(jié)構(gòu)示意具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的一種磁性材料屏蔽性能自評估裝置作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。請參考圖1，其為本實用新型實施例的磁性材料屏蔽性能自評估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0032]如圖I所示，本實用新型提供的磁性材料屏蔽性能自評估裝置，包括磁化電源I ;其中 ，所述磁化電源I的電流波形的失真不大于2%。電阻2，所述電阻2與磁化電源I連接；電壓表3，所述電壓表3與所述電阻2并聯(lián)；亥姆霍茲電流線圈4，所述亥姆霍茲電流線圈4與所述電阻2連接；支架5，所述支架5上放置有屏蔽材料6 ；第一探測線圈7和第二探測線圈8，所述第一探測線圈7和第二探測線圈8均與支架5連接；第一數(shù)據(jù)采集器9和第二數(shù)據(jù)采集器10，其中，所述第一數(shù)據(jù)采集器9和第一探測線圈7連接，所述第二數(shù)據(jù)采集器10和第二探測線圈8連接。電腦11，所述電腦11與所述第一數(shù)據(jù)采集器9，第二數(shù)據(jù)采集器10連接；及退磁電源(圖中未標出)，所述退磁電源通過導(dǎo)線與屏蔽材料6連接，在屏蔽材料6測試前使用。具體的，所述亥姆霍茲電流線圈4為圓形或方形；所述亥姆霍茲電流線圈4直徑是屏蔽材料6的直徑的三倍以上；所述亥姆霍茲電流線圈4中的導(dǎo)線成對交叉。具體的，所述磁化電源I、所述電阻2和所述亥姆霍茲電流線圈4形成有第二磁場；所述第二磁場經(jīng)過屏蔽材料6形成有第一磁場。具體的，所述第一探測線圈7匝面積為2 X IO4Cm2匝至IOX IO4Cm2匝，所述第一探測線圈7探測屏蔽材料6內(nèi)的第一磁場；具體的，所述第二探測線圈8匝面積為2 X IO4Cm2匝至IOX IO4Cm2匝，所第二述探測線圈8探測屏蔽材料6外，亥姆霍茲電流線圈4內(nèi)的第二磁場。本實用新型實施例測試過程如下I、屏蔽材料6與磁性材料屏蔽性能自評估裝置準備將屏蔽材料6放置于支架5上，其中所述屏蔽材料6為圓筒狀(圓筒狀是為了保證所測試的參數(shù)準確，可靠)，兩端開口沒有蓋子，所述支架5可升降，可旋轉(zhuǎn)360度。在對所述亥姆霍茲電流線圈4通電之前，用電壓表3測試所述屏蔽材料6放置于支架5上前后的殘余電壓(優(yōu)選的，所述電壓表3量程寬，測量誤差優(yōu)于±1%，最小阻抗為1ΜΩ，靈敏度優(yōu)于O. lmV)，所述屏蔽材料6放置的合適的位置為殘余電壓遠小于測試電壓(優(yōu)選的，測試電壓殘余電壓=100:1)。測量時，干擾設(shè)備應(yīng)遠離放置且關(guān)閉，其中，所述第一探測線圈7、第二探測線圈8、亥姆霍茲電流線圈4和支架5均為無磁材料，以防止發(fā)生干擾測試過程，高磁導(dǎo)率的屏蔽材料6必須小心輕放以防止磁性能的減弱。調(diào)節(jié)支架5的高度和方向，使得所述亥姆霍茲電流線圈4、屏蔽材料6、第一探測線圈7、第二探測線圈8中心共軸；所述第一磁場、第二磁場與屏蔽材料6中心線垂直。2、屏蔽材料6退磁當屏蔽材料6準備好后，由退磁電源在導(dǎo)線中通電，在屏蔽材料6中產(chǎn)生較大的磁場，然后退磁電流應(yīng)緩慢平穩(wěn)地從最大值逐漸減小到零，此時樣品完全退磁。3、判斷被測材料6是否達到飽和值本實施例判斷是否達到磁化飽和的方法基于屏蔽材料6交流磁特性從磁化不飽和到飽和轉(zhuǎn)變的特征，屏蔽材料6在被亥姆霍茲電流線圈4磁化后，第二磁場增加到一定數(shù)值，屏蔽材料6將出現(xiàn)磁化飽和。測試過程分為兩路信號。第一路信號為屏蔽材料6外第二探測線圈8采集第二磁場的大小，采集后將數(shù)據(jù)傳輸至第二數(shù)據(jù)采集器10，然后由第二數(shù)據(jù)采集器10傳輸至電腦11中；第二路信號為屏蔽材料6內(nèi)的第一探測線圈7采集屏蔽材料6屏蔽后的第一磁場的大小，采集后傳輸至第一數(shù)據(jù)采集器9，然后由第一數(shù)據(jù)采集器9傳輸至電腦11中。本實施例基于電磁感應(yīng)原理,通過探測線圈8同步實時采集屏蔽材料6外的第二磁場大小，電腦11接收數(shù)據(jù)后，自動存儲波形，根據(jù)被屏蔽材料6被屏蔽后的第一磁場的磁滯回線表現(xiàn)出偏離線性區(qū)域得出屏蔽材料6是否已經(jīng)達到磁化飽和。記錄屏蔽材料6達到磁化飽和時,第二磁場的大小為H。在本實用新型的另一實施例中，若第一磁場的時變波形呈現(xiàn)諧波成分，出現(xiàn)明顯失真，隨著第二磁場的逐漸增加，失真現(xiàn)象越來越明顯，此時可以判斷出屏蔽材料6已經(jīng)達到超過磁化飽和?！に械牟僮魍ㄟ^電腦11自動采集并自動處理，操作便捷。4、衰減比測試屏蔽材料6被屏蔽前，導(dǎo)通亥姆霍茲電流線圈4電流，增大電流直到第二磁場的大小為H時，讀取第一探測線圈7采集的電壓數(shù)值Ep減小亥姆霍茲電流線圈4電流直至第一磁場大小為零，將屏蔽材料6放置于第一探測線圈7外，亥姆霍茲電流線圈4中間，逐漸增大電流到第二磁場的大小為H時，繞中心軸緩慢轉(zhuǎn)動支架5，第一探測線圈7、第二探測線圈8和亥姆霍茲電流線圈4保持不動，記錄第一探測線圈7采集輸出最大電壓值E2。記錄后將屏蔽材料6從亥姆霍茲電流線圈4中移開。衰減比=E1/ E2。特別的，測試過程中必須保證只有屏蔽材料6參與測試，為防止雜散磁場干擾測試結(jié)果，各類金屬物品都應(yīng)遠離測試區(qū)域。通過上述結(jié)構(gòu)的結(jié)合，基于電磁感應(yīng)原理，通過第一探測線圈7，第二探測線圈8實時采集屏蔽材料6內(nèi)的第一磁場和屏蔽材料6外的第二磁場，通過電腦11對比判斷屏蔽材料6是否已經(jīng)達到磁化飽和，隨后對屏蔽材料6進行衰減比測試，得出的結(jié)果更可靠。所有測試操作通過電腦9自動采集并自動處理，操作便捷，控制方便。上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種磁性材料屏蔽性能自評估裝置，其特征在于，包括 磁化電源； 電阻，所述電阻與磁化電源連接； 電壓表，所述電壓表與所述電阻并聯(lián)； 亥姆霍茲電流線圈，所述亥姆霍茲電流線圈與所述電阻連接； 支架，所述支架上放置有屏蔽材料； 第一探測線圈和第二探測線圈，所述第一探測線圈和第二探測線圈均與支架連接；第一數(shù)據(jù)采集器和第二數(shù)據(jù)采集器，其中，所述第一數(shù)據(jù)采集器和第一探測線圈連接，所述第二數(shù)據(jù)采集器和第二探測線圈連接； 電腦，所述電腦與所述第一數(shù)據(jù)采集器和第二數(shù)據(jù)采集器連接 '及 退磁電源，所述退磁電源通過導(dǎo)線與屏蔽材料連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置，其特征在于，所述磁化電源、所述電阻和所述亥姆霍茲電流線圈形成有第二磁場。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置，其特征在于，所述第二磁場經(jīng)過屏蔽材料形成有第一磁場。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置，其特征在于，所述第一探測線圈探測第一磁場；所述第二探測線圈探測第二磁場；
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置，其特征在于，所述磁化電源的電流波形的失真小于等于2%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置，其特征在于，所述亥姆霍茲電流線圈為圓形或方形，所述亥姆霍茲電流線圈直徑是屏蔽材料的直徑的三倍以上；所述亥姆霍茲電流線圈中的導(dǎo)線自身成對交叉。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置，其特征在于，所述支架具有升降和旋轉(zhuǎn)O度至360度的能力。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置，其特征在于，所述第一探測線圈和第二探測線圈的匝面積均為2 X IO4Cm2匝至IOXlO4Cm2匝。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置，其特征在于，所述第一探測線圈、第二探測線圈、亥姆霍茲電流線圈和屏蔽材料的中心共軸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁性材料屏蔽性能自評估裝置，其特征在于，所述第一探測線圈、第二探測線圈、亥姆霍茲電流線圈和支架均為無磁材料。
專利摘要本實用新型提供了一種磁性材料屏蔽性能自評估裝置包括磁化電源；電阻，所述電阻與磁化電源連接；電壓表，所述電壓表與電阻并聯(lián)；亥姆霍茲電流線圈，所述亥姆霍茲電流線圈與電阻連接；支架，所述支架上放置有屏蔽材料；第一探測線圈和第二探測線圈，所述第一、第二探測線圈均與支架連接；第一數(shù)據(jù)采集器和第二數(shù)據(jù)采集器，所述第一數(shù)據(jù)采集器和第一探測線圈連接，所述第二數(shù)據(jù)采集器和第二探測線圈連接；電腦，所述電腦與第一、第二數(shù)據(jù)采集器連接；退磁電源，所述退磁電源與屏蔽材料連接。本實用新型基于電磁感應(yīng)原理，通過第一、第二探測線圈實時同步采集第一磁場和第二磁場，通過電腦對比判斷屏蔽材料是否已經(jīng)達到磁化飽和。
文檔編號G01R33/16GK202770984SQ20122048306
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者徐振, 來磊 申請人:上海市計量測試技術(shù)研究院