Allgemeine Einführung
Das Messen von Magnetfeldern ist aus technischer Sicht ein sehr weites Feld. Es ist zu unterscheiden welcher Art die interessierenden Magnetfelder sind:
- Wird Feldstärke H [A/m, A/cm] oder Flussdichte B [T, mT oder Gauss] gemessen?
- Wie hoch ist die Intensität der Magnetfelder bzw. Flussdichten? (NanoTesla / Miktrotesla / MilliTesla / Tesla)
- Wird Gleichfeld (DC), sinusförmiges Wechselfeld (AC), nicht sinusförmiges Wechselfeld (AC) oder kurzes Impulsfeld (AC bzw. DC) gemessen?
- Sofern AC Felder gemessen werden: interessiert Spitzenwert oder Effektivwert bzw. RMS-Wert, welches sind die Frequenzen (Hz / kHz / MHz / GHz)?
- Wird nur eine Richtung des Magnetfeldes (1D) oder werden alle drei Raumrichtungen (3D) unabhängig gemessen? Oder wird der Betrag des Raumvektors gemessen?
- Wird das Feld nahe an der Oberfläche des Objektes oder wird in grösserer Distanz zur Magnetfeld-Quelle gemessen?
Die Wahl des Magnetfeld-Messgerätes (auch Teslameter, Gaussmeter oder Magnetometer genannt) richtet sich im Wesentlichen nach den oben genannten Fragen.
Cestriom GmbH bietet Lösungen im Bereich der industriellen Entmagnetisierung von Stahlteilen. In diesem Zusammenhang konzentrieren sich die nachfolgenden Erläuterungen und Produkte auf die Messung von Restmagnetismus. Brauchbare Messergebnisse bilden die Basis zur Entscheidung, ob Massnahmen hinsichtlich Entmagnetisierung getroffen werden müssen.
Messen von Restmagnetismus
In dieser spezifischen Anwendung werden die Teslameter vorwiegend von industriellen Betrieben zur Qualitätssicherung eingesetzt (siehe Anwendungsgebiete). Die Anforderungen sind folgende:
- Messung von Magnetischen Flussdichten bzw. Feldstärken auf Bauteil-Oberflächen im Bereich von ca. 0,01mT bis max. ca. 25mT bzw. ca. 0,1A/cm bis max. 200A/cm.
- Messung von Gleichfeldern (DC)
- Richtungsbezogene Messung der normal aus der Oberfläche austretenden Feldkomponente (1D) mit Tangentialsonde (oder alternativ Axialsonde)
- Messung nahe an der Oberfläche des Bauteils
Aktuell existiert für die Industrie keine generelle Norm nach der sich die Hersteller von Teslametern richten können.
Wichtige Einflussgrössen auf das Messergebnis
Messabstand
Der Messabstand einen entscheidenden Einfluss. Der Messabstand vom aktiven Messelement bei flach aufgelegter Sonde zur Oberfläche des Objektes ist abhängig vom Teslameter-Typ. Die auf dem Markt gängigen Teslameter bewegen sich üblicherweise in einem Bereich von ~0,3mm bis ~2,0mm. Die häufig eingesetzten analogen Gaussmeter mit rundem Gehäuse arbeiten mit einen Messabstand von ca. 16mm oder mehr zur Oberfläche.
Empfohlen wird ein tendenziell geringer Messabstand, dafür sollten aber die Restmagnetismus-Grenzwerte etwas höher angesetzt werden. Der Grund liegt in einer besser beherrschbaren Qualitätssteuerung. Als Beispiel ist ein Grenzwert von 2A/cm bei einem Messabstand von 2mm deutlich weniger anspruchsvoll als ein Grenzwert von 5A/cm bei Messabstand 0,7mm (dies gilt insbesondere für feinpoligen Restmagnetismus auf zerspanend- oder durch Umformung hergestellten Teilen).
Die Messergebnisse im interessierenden Bereich von ca. 1…5A/cm unterscheiden sich nun abhängig vom eingesetzten Messgeräte-Typ erheblich (manchmal bis zu Faktor 10 und mehr).
Erdmagnetfeld bzw. Umgebungsmagnetfeld
Das am Ort der Messung existierende Umgebungsmagnetfeld (Erdmagnetfeld und gegebenenfalls weitere Felder) und die dadurch im Bauteil induzierten Magnetfelder führen üblicherweise zu Schwankungen der Messergebnisse von einigen A/cm. Diese Schwankungen ergeben insbesondere bei manueller Messung und der normalerweise von Messung zu Messung etwas unterschiedlichen Ausrichtung von Sonde und Messobjekt im Raum.
Suchmethodik
Die Suchmethodik mit der Sonde bezogen auf die Oberfläche des Bauteils hat einen entscheidenden Einfluss (wird das grösste Magnetfeld auf der Oberfläche überhaupt entdeckt?). Die Einflussgrösse Mensch spielt hier eine grosse Rolle.
Produkte
Teslameter FM302
Die Magnetfeld-Messgeräte werden von einem spezialisierten Messgerätehersteller im Wiederverkauf angeboten.
Das universelle Handmessgerät Teslameter FM302 bestehend aus Anzeigeeinheit und einer mittels Steckverbindung abschliessbaren Magnetfeldsonde. Es stehen unterschiedliche Sondentypen zur Verfügung. Zur Messung von Restmagnetismus ist im Normalfall die Transversalsonde AS-LTM die richtige Wahl.
Verfügbare Sonden:
Axialsonde: sensitive Richtung parallel zur Lanze
Tangentialsonde: sensitivie Richtung senkrecht zur Lanze
Wichtigste Software-Funktionen (im Lieferumfang enthalten):
- Messwertanzeige auf Windows-PC
- Einstellbare Grenzwertanzeige
- Oszilloskop-ähnliche Anzeigefunktion
- Messwertausgabe an Excel usw.
| Teslameter FM302 | |
| Messgrössen: | Magnetfeld DC / AC (RMS) |
| Messbereich: | Abhängig von eingesetzter Sonde, x1, x10, x100 |
| Bandbreite (-3dB): | DC: DC bis über 100kHz AC: ~5Hz bis über 100kHz |
| Messunsicherheit DC: | x1: <0,1% +/- 2 digit x10: <0,1% +/- 5 digit x100: <0,1% +/- 20 digit |
| Einstellbarer Offset (Nullpunkt): | +/-4’500 digit im Bereich x100 |
| Messunsicherheit AC (RMS): | 16,7Hz <= -0,3dB 50Hz <= -0,1dB |
| Bedienung: | Folientastatur |
| Versorgung: | 9V-Batterie / Netzgerät |
| Anzeige: | LCD 4 ½ Stellen |
| Auflösung: | 1/20’000 vom Sonden-Messbereich |
| Darstellung der Messgrösse: | Mittelwert (DC) Effektivwert (AC / true RMS) |
| Anzeigemodus: | Absolut Relativ Minimum (Spitzenwertspeicher) Maximum (Spitzenwertspeicher) |
| Einheiten: | Tesla, Gauss, Oersted, A/m |
| Aktualisierungsrate: | Einstellbar 0,1s bis 5s |
| Digitales Filter: | Mittelwertfilter mit Filterlänge 1 bis 64 Werte |
| Tangentialsonde AS-LTM | |
| Messbereich mit Teslameter Anzeige FM | +/- 2mT; +/-20mT; +/-200mT |
| Abmessungen Sondenlanze BxLxH: | 5x70x1.4mm |
| Linearitätsfehler: | <0,2%, +/-0,1mT |
| Messabstand Sonde – Oberfläche: | ~0,7mm |
| Verschleissfestigkeit Sonde: | gut – sehr gut (Hallsensor in Messinglanze) |
| Axialsonde AS-LAP | |
| Messbereich mit Teslameter Anzeige FM | +/- 2mT; +/-20mT; +/-200mT |
| Abmessungen Sondenlanze DxL: | 6x180mm |
| Linearitätsfehler: | <0,5%, +/-0,1mT |
| Messabstand Sonde – Oberfläche: | ~0,4mm |
| Verschleissfestigkeit Sonde: | mittel |
Lieferumfang:
- Teslameter FM302
- Software auf CD
- Sonde(n) nach Wahl
- Werkskalibrierung Teslameter und Sonde(n)
- Koffer für Messgerät, Sonden und Zubehör
Optionen:
- Nullkammer für Nullabgleich ohne Erdmagnetfeld
Das Teslameter FM302 kann mittels weiterer Sonden (oben nicht aufgelistet) für verschiedenste Zwecke eingesetzt werden. Kontaktieren Sie uns bei Bedarf.
AS-Sondenadapter
Der AS-Sondenadapter wird für fest installierte Messaufgaben eingesetzt. Die Messeinheit setzt sich aus dem AS-Sondenadapter, einer Sonde, Netzeil und einer Analogsignal-Auswerteeinheit zusammen, z.B. SPS oder Industrie-PC.
Der AS-Sondenadapter funktioniert mit den gleichen Sonden wie das Teslameter FM302.
Einsatzbeispiele:
- Überprüfen von Restmagnetismus an Bauteilen in automatisierter Produktion
- 100%-Restmagnetismus-Kontrolle nach Entmagnetisierprozess
- Prozessüberwachung von Entmagnetisiervorgängen
Link zum Hersteller der Messgeräte: www.projekt-elektronik.de
Weitere Produkte:
