Często zadawane pytania (FAQ)

Czym jest pole magnetyczne?

Jesteśmy otoczeni przez pole magnetyczne wytwarzane zarówno przez prądy stałe jak i przemienne, począwszy od pola magnetycznego Ziemi, do pól magnetycznych generowanych przez jak magnesy, silniki i transformatory.

Kiedy część czułego urządzenia jest wystawiona na działanie pola magnetycznego, należy ją ekranować osłaniając przed działaniem pola. Szczególnie narażonymi na działanie pól magnetycznych są kineskopy, fotopowielacze, transformatory audio, mikroskopy elektronowe, a także czujniki położenia.

Jak działa ekran magnetyczny?

W chwili obecnej nieznany jest materiał, który w pełni blokowałby działanie pola magnetycznego nie ulegając jego przyciąganiu. Ekran magnetyczny działa przekierowując pole magnetyczne na obszar wokół siebie, zatem materiał użyty do budowy osłony musi charakteryzować się wysoką przepuszczalnością, czyli zdolnością do przyciągania linii pola magnetycznego.

Najczęściej stosowanymi stopami są µ-Metal®, Supra 50 i Supra 36, które dobierane są w zależności od natężenia pola magnetycznego. W przypadku zbyt wysokiego dla danego materiału natężenia pola magnetycznego, materiał ten ulegnie nasyceniu, a co za tym idzie stanie się nieskuteczny. Aby zapobiec temu zjawisku używa się ekranów wielowarstwowych będących kombinacją powyższych stopów. Stopy te powinny charakteryzować się niskim stopniem indukcji magnetycznej w celu ochrony przed stałym namagnesowaniem.

 
Jaki kształt jest najlepszy dla ekranu?

Najskuteczniejszym kształtem jest kształt kulisty, jednak jest on trudny do wykonania oraz w dużej mierze niepraktyczny w większości zastosowań. Drugim w kolejności jest walec, który dzięki swej budowie charakteryzuje się zwiększoną wartością tłumienia. Następnym jest kształt sześcianu, którego rogi mają duży promień gięcia, minimalizując koncentrację strumienia. O ile to możliwe, nie należy stosować płaskiego arkusza.

 
Co to jest µ-Metal?

µ-Metal to nazwa handlowa stopu zawierającego 80% niklu, 4,5% molibdenu oraz żelazo. Inne używane nazwy to Permalloy, Hy Mu80, Magnifier 7904. Stopy te mają bardzo wysoką przepuszczalność magnetyczną, co skutkuje najwyższym możliwym współczynnikiem tłumienia.

Jaka jest różnica pomiędzy ekranowaniem częstotliwości radiowych a ekranowaniem magnetycznym?

Ekranowanie częstotliwości radiowych zachodzi w przypadku pól o wysokiej częstotliwości powyżej 100 kHz, a materiały używane w tym celu to miedź, aluminium czy metalizowane tworzywa sztuczne. Materiały te stosowane są do ekranowania częstotliwości radiowych, ponieważ są przewodnikami oraz wykazują niską przepuszczalność. Ekranowanie magnetyczne natomiast zachodzi w zakresie 30 – 300 Hz AC.

Jaka jest różnica między prądem stałym (DC) a przemiennym (AC)?

Prąd stały (DC) charakteryzuje się stałym natężeniem i kierunkiem przepływu, tak jak np. pole emitowane przez Ziemię lub pole wytwarzane przez magnesy i niektóre silniki. Prąd przemienny (AC) to prąd, którego wartość chwilowe podlegają zmianom w powtarzalny sposób z określoną częstotliwością. Takie pola są z reguły generowane przez urządzenia elektryczne pracujące w zakresie 50-60 Hz. Ekranowanie magnetyczne jest skuteczne dla obu tych typów prądu.

Czym jest przepuszczalność magnetyczna?

Jest to zdolność materiału do absorbowania strumienia magnetycznego; stosunek gęstości strumienia do sił pola. Im wyższa przepuszczalność, tym lepsza efektywność tłumienia ekranu magnetycznego.

Czym jest tłumienie pola?

Tłumienie pola, czynnik osłony (S), jest to stosunek natężenia pola magnetycznego na zewnątrz ekranu magnetycznego (Ha) oraz wypadkowego pola wewnątrz osłony, tzn. Ha/Hi (bez jednostek) lub S=20 x log (Ha/Hi) (Db). W zależności od stopnia przepuszczalności materiału, kształtu i wielkości osłony stosowane są odmienne formuły do obliczania tłumienia pola; w większości przypadków są one przybliżone i znajdują zastosowanie w przypadku pól prądu stałego (DC).

Wzór dla zamkniętej puszki:
S = 4/3 x (Mu x d/D)
Mu – przepuszczalność (wartość względna)
d – grubość materiału
D – średnica osłony

Wzór dla pustego walca w polu magnetycznym poprzecznym:
S = Mu x d/D

Wzór dla sześciennego pudełka:
S = 4/5 x (Mu x d/a)
a – długość boku

W przypadku osłon wielowarstwowych z przestrzeniami powietrznymi zapewnionymi przez przekładki izolacyjne, właściwości poszczególnych warstw ulegają zwielokrotnieniu czego efektem jest uzyskanie doskonałych właściwości ochronnych.

Wzór dla osłony dwuwarstwowej:
S = S1 x (S2 x (2 x zmiana średnicy/średnica))

Dlaczego µ-metal i Supra 50 są używane razem?

µ-Metal ma bardzo wysoki poziom przepuszczalności, ale stosunkowo niski poziom nasycenia. Supra 50 natomiast ma niższy poziom przepuszczalności, ale wyższy poziom nasycenia. Supra 50 jest umieszczana bliżej źródła silnego pola w celu ochrony µ-Metal przed nasyceniem.

Dlaczego µ-Metal, Supra 50 i żelazo wymagają końcowej obróbki cieplnej?
Obróbka cieplna jest wymagana po obróbce plastycznej w celu poprawy struktury krystalicznej oraz ziarnistości. Bez tego etapu właściwości magnetyczne i tłumienie byłyby znacznie zredukowane.

Czy temperatury kriogeniczne mają wpływ na µ-Metal?

Niskie temperatury mają wpływ na µ-Metal, tj. indukcja saturacji pozostaje taka sama, natomiast zmniejsza się przepuszczalność. W temperaturach kriogenicznych należy używać specjalnego, kriogenicznego µ-Metal.

Czy można używać ekranów magnetycznych w warunkach próżni?

µ-Metal wykazuje podobieństwo do stali nierdzewnej, więc gazowanie zewnętrzne jest minimalne.

Czy ekran może być ponownie wygrzany?

Tak. Jeśli ekran został uderzony lub gdy istnieją obawy o właściwości ochronne ekranu.

Czy dysponujecie materiałem na magazynie?

Na magazynie posiadamy dużą ilość materiału, zarówno w kręgach, jak i arkuszach, w grubości od 0.1 do 5 mm.

Czy µ-Metal może być spawany?

Tak. Po spawaniu należy poddać go pełnej obróbce cieplnej.