上海天端实业有限公司,自2011年开始规划制作“稀土永磁三参数无损测量装置”,通过近3年的技术提高和知识积累,基本上完成了该项目的各部件的设计和检验,将进行该类产品的生产制作,并给大样品检验厂家交付使用,摆脱目前大样品购置高额的BH测试配置进行测试。测试效率:2秒一次。我们相信,采用线圈测量材料的磁特性将成为*通用的和*公正的传递标准。这是未来稀土永磁测量*有前途的发展方向。剩下如何去**测量 Hcj将是我们下一个需要完成的课题。
具体在研制过程中的总结如下:
1、提高磁通计漂移控制技术:必须有好的磁通计才能保证磁通测量的准确性,要求控制漂移达到:1uWb/min,这我们在去年完成。并完成圆柱、方块、圆环样品的主磁矩、分量磁矩和主轴磁偏角设备产品和交付,综合测试能力属于国内外同行**水平,价格远远低于国际同行布鲁克豪斯设备。
2、线圈标定:一维或者三位线圈标定,是测试准确磁矩的一个重要步骤。湖南省永逸科技有限公司制做的一维或者三位亥姆霍兹测量线圈,线圈常数准确度优于0.1%,三维线圈的正交度优于0.1°,这在国内外同行中也是处于较高的水平,为系统测试的准确度提供了保证。
3、通过测试磁通,换算到磁矩过程主要由以上两个步骤保证,对于不同尺寸的样品导磁系数Pc(开路工作点)的计算成为采用亥姆霍兹线圈测试磁性材料磁特性参数Br/Hcb/Bhmax*后所需要攻克的问题。
4、从理论上认识磁体,一个空间放置的磁体,其磁力线分布是一定的,对线圈的感应是一定的,不同规格的磁体有着不同的磁力线分布形态。Pc代表的就是磁力线从N极出发回到S极的强弱情况,也就是磁体在空间的工作点。通过不断的进行测试拟合,优化Pc函数与样品尺寸的关联性,目前我们已经基本上掌握了方块、圆柱和圆环的Pc 推导公式,能保证所计算的三参数准确度均达到2%以内的范围。
5、 实例测试:
5-1、采用BH测试设备磁体测试报告如下:N35M(惠州高思龙协助样品)
5-2、线圈法测试:下表中,黑色为测量数据,红色和蓝色为计算数据,方块磁通和圆环磁通按体积比换算。
圆柱磁性能测试(亥姆霍兹线圈测试法) |
样品直径D(mm) | 样品高度H(mm) | | 线圈常数k(cm) | 测试磁通BS(mWb) |
10 | 10 | | 0.0412 | 2.3385 |
磁矩m(uWb*m) | 导磁系数Pc | | | |
0.963462 | 8.856838728 | | | |
Bdi(T) | 剩磁Br(T) | 矫顽力Hcb(kOe) | BHmax(MGOe) | |
1.226717939 | 1.254197554 | 11.40179595 | 35.75026149 | |
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方块磁性能测试(亥姆霍兹线圈测试法) |
长L(mm) | 宽W(mm) | **(mm) | 线圈常数k(cm) | 测试磁通BS(mWb) |
10 | 10 | 10 | 0.0412 | 2.9775 |
磁矩m(uWb*m) | 导磁系数Pc | | | |
1.22673 | 3.069980098 | | | |
Bdi(T) | 剩磁Br(T) | 矫顽力Hcb(kOe) | BHmax(MGOe) | |
1.22673 | 1.256870934 | 11.15209091 | 35.04184728 | |
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圆环磁性能测试(亥姆霍兹线圈测试法) |
外径D(mm) | 内径d(mm) | **(mm) | 线圈常数k(cm) | 测试磁通BS(mWb) |
11.52 | 8 | 11.85 | 0.0412 | 1.9041 |
磁矩m(uWb*m) | 导磁系数Pc | | | |
0.7844892 | 8.856838728 | | | |
Bdi(T) | 剩磁Br(T) | 矫顽力Hcb(kOe) | BHmax(MGOe) | |
1.226750569 | 1.239196248 | 11.1522779 | 34.54965232 | |
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稀土磁钢磁性能无损测试(亥姆霍兹线圈法)总结:
1、稀土磁钢磁性能无损测试采用亥姆霍兹线圈测试不同形状的同一种材料,三参数准确度均可控制在2%以内。不受器件大小限制。
2、误差来源:测试样品存在磁偏角,采用一维线圈测试Mz替代磁矩M有一定偏差。
3、不同形状的和规格的稀土永磁材料,换算拟合导磁系数Pc存在偏差。
4、在不同磁体牌号(如N35/35H/35SH/…/EH等)所参与计算的回复磁导率基本都使用u=1.1,与实际存在偏差。