Magnetische Abschirmungen

Für die schnelle und kosteneffiziente Lösung von Abschirmproblemen bietet die SEKELS GmbH jahrelange Erfahrung mit einer umfassenden Kenntnis der theoretischen und praktischen Lösungsansätze. Wir vermessen vor Ort oder in unserem Labor, legen die optimale Geometrie sowie den optimalen Werkstoff fest und fertigen von Prototyen bis zu Serienlieferungen inklusive der notwendigen magnetischen Schlussglühung.

Wir bevorraten alle in Frage kommenden Legierungen von 80 % NiFe bis 50 % CoFe und kennen die optimalen werkstoffspezifischen Bearbeitungsmethoden, vom einfachen Zuschnitt bis zu komplexen Verbundsystemen. Eine messtechnische Überprüfung der Abschirmwirkung führen wir computerunterstützt in Helmholtz-Systemen bis 2 m Durchmesser durch.

Abschirmfolie, Abschirmschläuche und Abschirmbecher

Standardisierte oder standardnahe Produkte

HOMIE (Homogeneous Fields in Experiments)

Generate 3D magnetic fields of very high spatial homogeneity for your experiments

Werkstoffe für magnetische Abschirmungen

Werkstoffe im Überblick

Abschirmfolien, Abschirmschläuche und Abschirmbecher

Unterschiedliche Problemstellungen erfordern unterschiedliche Lösungen – dies gilt auch für magnetische Abschirmungen.

Einfache Abschirmungen können durch standardisierte oder standardnahe Produkte realisiert werden (wie z. B. Abschirmfolien, Abschirmschläuche oder Abschirmbecher). Für erste Experimente eignen sich auch Folien aus den Materialien VITROVAC^® 6025 X und MUMETALL^®. In der Regel wird jedoch der Fertigung einer Abschirmung eine Planungs- und Konstruktionsphase vorausgehen.

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Komplexere magnetische Abschirmungen

Komplexere Abschirmungen (ein- oder mehrlagig) werden durch Metallverarbeitung und/oder Verformung hergestellt. Sämtliche Bearbeitungsschritte sind auf die verwendeten Werkstoffe oder Werkstoffkombinationen abgestimmt. Bei der Konstruktion sowie Festlegung der mechanischen Toleranzen ist die notwendige magnetische Schlusswärmebehandlung zu beachten.

Bei komplexen Abschirmgeometrien mit sehr vielen Öffnungen sind die FEM-Berechnungen i. d. R. durch Erfahrungswerte zu korrigieren bzw. durch entsprechende Messungen zu verifizieren.

Kriterien für die geeignete Abschirmlösung

Zu den entscheidenden Kriterien für die geeignete Abschirmlösung zählen unter anderem:

Magnetische Feldstärken und Feldverläufe
Frequenzen der Magnetfelder
Räumliche Einschränkungen
Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit etc.
Optischer Eindruck
Kosten

Begehbare Abschirmkabinen

aus Mumetall und Mumetall-Verbund mit hohen Abschirmfaktoren auch für Gleichfelder sind eine Spezialität der Vacuumschmelze GmbH & Co. KG. Informationen finden Sie in dem Flyer unten. Für Fragen wenden Sie sich bitte direkt an die Vacuumschmelze oder sprechen Sie uns gerne an.

Abschirmkabinen Vacuumschmelze PDF, Englisch 3 MB

Theoretische Grundlagen

Die Abschirmwirkung von elektrisch leitenden Materialien beruht auf Feldverdrängungseffekten. Für Schirmungsaufgaben gegen statische oder niederfrequente Magnetfelder sind unmagnetische Leiterwerkstoffe wie Kupfer oder Aluminium dagegen weitgehend unwirksam.

Um statische oder niederfrequente Magnetfelder wirksam abzuschirmen, werden weichmagnetische Legierungen eingesetzt. Der Wirkmechanismus beruht auf der gegenüber Luft um mehrere Zehnerpotenzen höheren magnetischen Leitfähigkeit (Permeabilität). Das Feld wird durch den Werkstoff „umgeleitet“.

Der Abschirmfaktor S ist das Verhältnis des Außenfeldes B_a zum verbleibenden Restfeld B_i im Innern einer Abschirmung. Für eine geschlossene zylinderförmige Abschirmung im Querfeld gilt z. B. näherungsweise folgende Formel:

S = µ * d / D

mit µ = relative Permeabilität, d = Blech- oder Wanddicke und D = Zylinderdurchmesser.

Reale Abschirmprobleme lassen sich dagegen nur selten analytisch lösen. Auch FEM-Simulationen liefern oft deutliche Abweichungen von der Wirklichkeit, wie unsere Laboruntersuchungen bestätigt haben.