永磁测量装置
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FE-2100永磁测量装置

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具体成交价以合同协议为准
2022-05-29 20:00:03
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湖南省永逸科技有限公司

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产品简介

FE-2100H永磁测量装置适用于测量各种铁氧体、铝镍钴、钕铁硼和钐钴等永磁材料的剩磁Br、矫顽力Hcb、内禀矫顽力Hcj和大磁能积BHmax等磁性能参数,并显示B&J-H磁滞回线和退磁曲线。

详细介绍

1 FE-2100H永磁测量装置产品简介

1.1FE-2100H永磁测量装置简介

FE-2100H永磁材料磁性测量适用于测量各种铁氧体、铝镍钴、钕铁硼和钐钴等永磁材料的剩磁Br、矫顽力Hcb、内禀矫顽力Hcj和大磁能积BHmax等磁性参数,并显示B&J-H磁滞回线退磁曲线。

FE-2100H永磁材料磁性测量仪依照标准GBT 3217-2013的测试方法,采用微机控制和A/D、D/A技术,自动设定磁场和磁通量程,自动修正积分零点漂移和霍尔探头非线性,设备测量过程中无需人工操作,简便快捷。

1.2FE-2100H永磁测量装置适用标准

GB/T 3217-2013 << 永磁(硬磁)材料磁性试验方法 >>

GB/T 24270-2009 << 永磁材料磁性能温度系数测量方法 >>

IEC 60404-5 << 磁性材料第5部分:永磁(硬磁)材料磁性能测量方法 >>

1.3FE-2100H永磁测量装置仪器特点

可测量各种铁氧体、铝镍钴、钕铁硼和钐钴永磁材料;

可测量各种圆柱、方块、环形和瓦形(需要配置瓦型夹具)形状的永磁材料;

自动测量永磁材料的剩磁Br、矫顽力Hcb、内禀矫顽力Hcj和大磁能积BHmax等磁性参数

巧妙的极柱抱死结构设计,改变了传统电磁铁锁紧困难的物理性问题;

除设置永磁测量参数和摆放样品外,磁化、测试和退磁等过程一次性完成,测量时间短;

采用微机控制和A/D、D/A转换技术,自动设定测试磁场和测试量程;

自动修正积分漂移和霍尔探头非线性;

满足常温到220℃永磁材料温度曲线的测量,测试报告多可叠加4条温度曲线;

配备专业的测试软件,软件操作简便且具有强大的数据管理功能。

1.4FE-2100H永磁测量装置软件功能

支持Win XP/7/8/10中文或英文操作系统,并且支持中文或英文显示;

测量过程中测试波形曲线实时显示,可随时中止测量;

测量结果自动保存(按测试编号保存或手动干预保存)

样品编号、尺寸、参数等数据可自动保存,减少人工差错;

软件有打印预览功能,也可直接打印测量结果和测试曲线;

测量结果和测试曲线可输出为BMP等图片格式,也可导出为数据表格形式;

多可同时叠加显示4条测量结果曲线,可更直观的比较不同条件下的差异;

内置各种材料的温度系数,可为温度修正提供数据参考;

测量周期为30-120秒具体取决于样品类型和操作人员的熟练程度);

1.5FE-2100H永磁测量装置技术指标

1.5.1  测试准确度:

被测参数

HcB(%)

HcJ(%)

Br(%)

BHmax(%)

不确定度(k=2)

1.0

1.0

1.0

2.0

重复性(恒温)

±0.3

±0.3

±0.3

±1.0

  1.5.2  励磁电源

配置不同的电磁铁可以产生不同范围(更高)的磁场,有多种规格供不同的客户选择,输出功率在2kVA到16kVA。

型  号

项  目

140

200

250

300

输出功率

2kVA

4kVA

8kVA

16kVA

供电电源

单相220V,50Hz

三相380V,50Hz

三相380V,50Hz

三相380V,50Hz

输出电压

0-±100V

0-±120V

0-±150V

0-±200V

输出电流

0-±20A

0-±40A

0-±60A

0-±80A

稳 定 度

0.05%

输出保护

过流保护、过压保护

工作环境

0-40℃,40-80% RH ,无结露

1.5.3高斯计

FE-210H高斯计是采用霍尔效应原理而设计的,它的主要性能指标如下:

显  示:4 1/2 LED表头显示;

量  程:0.5/1.0/1.5/3.0 T 或0.5/1.0/2.0/4.0 T;量程自动控制。

分辨率:1mT;

误  差:0.3%;

1.5.4  磁通计

FE-210B磁通计是采用RC电子积分器原理而设计的,它的主要性能指标如下:

显  示:4 1/2 LED表头显示;

量  程:2.5/5.0/10/20 mWb;量程自动控制。

分辨率:1µWb;

误  差:0.3%;

漂  移:1µWb/分钟;

阻  抗:10kΩ

1.5.5 电磁铁

根据样品的尺寸大小或矫顽力大小的不同选择不同的电磁铁,有以下几种选择:

型  号

项  目

DCT-140

DCT-200

DCT-250

DCT-300

极柱

140mm

200mm

250mm

300mm

极面(收缩)

110mm

60mm

80mm

100mm

可调气隙

60mm

80mm

80mm

80mm

磁场

1.8T

2.8T

3.0T

3.2T

电阻

5Ω

3Ω

2.5Ω

2Ω

重量

约200Kg

约800Kg

约1400Kg

约3000Kg

 

1.5.6  数据采集卡

FE-2100H永磁材料磁性测量仪使用的数据采集卡分两种:MP411(12位)和USB2817(16位)。

MP411的技术指标        

    输入电压:5V/10V/±5V,软件控制。

    AD转换器:12位AD,速度2000-20000通道/秒(USB2.0接口)。

    输入阻抗:1兆欧姆。

    系统精度:±0.1% FSR。

    分 辨 率:12位。

    噪    音:小于±1LSB(典型,500个采样点)

输入耐压:-6V - +12V,瞬间±30伏。

USB2817的技术指标

    输入电压:5V/10V/±5V/±10V,软件控制。

    AD转换器:16位AD,速度2000-250000通道/秒(USB2.0接口)。

    输入阻抗:10兆欧姆。

    系统精度:0.01% FSR。

    分 辨 率:16位。

    噪    音:小于±1LSB(典型,500个采样点)

    输入耐压:-10V - +10V,瞬间±30伏。

1.6基本配置

    项 目

序 号

组件

说明

1

励磁电源

功率:2-16 KVA

2

电磁铁

极柱直径:140-300 mm

3

高斯计和磁通计

高斯计量程:0-3 T或0-4 T;磁通计量程:0-20 mWb;

4

固定J线圈

按照样品尺寸定做

5

标样

AlNiCo

6

数据采集卡

12位或16位(内置励磁电源)

7

计算机

工控电脑或联想电脑

8

测量软件

FE-2100

9

打印机

惠普激光打印机

10

说明书、合格证和保修卡

电子档说明书

2 测试原理

2.1 原理框图

FE-2100H永磁材料磁性测量仪的测试原理框图如图2.1所示。

2.2测量过程

整个测量过程是:计算机通过数据采集卡向FE-2100H励磁电源发出励磁电流信号,同时对测量过程控制。通常使用的励磁信号是一个近似于三角波的整周期波形。在励磁电流作用下,电磁铁产生变化的磁化场,与此同时,FE-210H高斯计将磁场强度信号、FE-210B磁通计将磁通信号送到数据采集卡的双通道A/D转换器中,A/D转换器将双通道的电压信号由模拟量便成数字量后送到计算机中。计算机获得整周期测量信号后,利用软件技术对其进行各种计算处理,后给出测量结果及各种图形。整个测试过程大约60-120秒。

3 硬件组成

3.1 励磁电源

POWER:电源开关,带指示灯(红);

Alarm Release:报警复位,带指示灯(黄);当励磁电源过压或过流时,励磁电源停止工作,指示灯亮——同时蜂鸣器发出“嘀嘀嘀”声音提示,按下此键取消报警,励磁电源恢复正常工作状态。

Adj:手动输出调压电位器;

Voltage:输出电压表;指针式。

励磁电源的后面板如图3.2所示:

B:磁通信号模拟输入;接磁通计模拟输出。

H:磁场信号模拟输入;接高斯计模拟输出。

USB:数据采集卡接口;连接计算机。

Output:励磁电源输出;接电磁铁。

3.2 电磁铁

3.3 数据采集卡

FE-2100H永磁材料磁性测量仪使用的数据采集卡分两种:MP411(12位)和USB2817(16位)。

3.3.1 MP411的技术指标        

     输入电压:5V/10V/±5V,软件控制。

     AD转换器:12位AD,速度2000-20000通道/秒(USB2.0接口)。

     输入阻抗:1兆欧姆。

     系统精度:±0.1% FSR。

     分 辨 率:12位。

     噪    音:小于±1LSB(典型,500个采样点)

输入耐压:-6V - +12V,瞬间±30伏。

3.3.2 USB2817的技术指标

    输入电压:5V/10V/±5V/±10V,软件控制。

    AD转换器:16位AD,速度2000-250000通道/秒(USB2.0接口)。

    输入阻抗:10兆欧姆。

    系统精度:0.01% FSR。

    分 辨 率:16位。

    噪    音:小于±1LSB(典型,500个采样点)

    输入耐压:-10V - +10V,瞬间±30伏。

4 软件说明

FE-2100磁性材料自动测量系统 永磁测量 V3.0.0.15版的软件界面如下图4.1所示:

整个软件测试界面:1 菜单;     2 曲线图;     3 结果表格;  4 状态栏;   

5 样品参数;   6 仪表显示;7 测试键。

4.1 菜单

菜单含文件、编辑、测量、报告和帮助。

4.1.1文件File

新建文件:包括新建索引和新建数据。新建索引:弹出存储对话框模式引入文件名、扩展名为:ind。新建数据之前必须先新建索引,每个索引多包含1024个数据。测试软件只能同时显示一个索引下的数据。新建数据:弹出存储对话框模式引入文件名、扩展名为:dat。

打开文件:打开保存的测试文件,文件类型可选择*.ind(索引)和*.dat(数据)

加载文件:在当前索引下打开另一个索引里面的*.dat数据文件。

退出软件:关闭测试软件。

4.1.2编辑Edit

删除数据:在打开任意一个索引文件的数据文件中,可以删除当前选中的dat文件;

清除数据:在打开任意一个索引文件的数据文件中,清除该索引下的所有dat文件;

刷新数据:在打开任意一个索引文件或数据文件后,可以更改当前打开数据的参数,点击“刷新数据”数据结果会在原来的数据基础上进行刷新。数据背景颜色变为绿色,文件名会在原来的文件名名后面加上一个(new),点击“保持数据”工具栏,可保存当前刷新后的数据,不保存也可以进行预览、打印等功能,即使进行保存数据,也不覆盖原来的数据,会自动新建立一个数据文件。

4.1.3测量Measure

测量菜单的下拉菜单选项设置包含系统设置、单位设置、报告设置、样品设置和电源设置。

磁通修正:修正B值,范围是0.900-1.100;

磁场修正:修正H值,范围是0.900-1.100;

软件语言:可切换中文或英文;

霍尔感应法:一种H采集方法,采用霍尔原理的高斯计测量H值;由于霍尔传感器的非线性,使用时需要非线性修正;

H线圈积分法:一种H采集方法,采用RC模拟积分器的磁通计测量H值,需要填写H线圈匝数和H线圈面积;

测试完成后退磁:一般永磁样品测试完成后退磁方便取出;

单位设置界面如图4.3 所示:

可以切换单位(T、A/m、J/m3)和磁学制单位(Gs、Oe、GOe)。

1 T=10000 Gs=10 kGs

1 kGs=0.1 T

1 kA/m=1000 A/m=4π Oe=12.566 Oe    

1 Oe=1000/(4π) A/m =79.577 A/m

1 kJ/m3=1000 T*A/m=1000*10000 Gs*0.012566 Oe=0.12566 MGOe

1 MGOe=7.9577 kJ/m3

不仅可以切换报告的中文和英文格式,还可以在报告顶端显示用户的中文或英文名称和公司LOGO。用户可以在打印预览中体会。

设定各类材料的磁性能上限参考值,根据计算相应的B和H值范围自动设定测试量程。温度修正系数仅供参考。

磁化和扫描测试过程中电源输出波形的各个状态的时间长短设置。如果整个测试时间设定为90秒,则k0、k2和k4过零点的时间停留各为10秒,k1 正向输出为30秒,k3反向输出为30秒。由于样品材料和电磁铁材料磁滞效应的影响,测试时间不宜太快太短。

4.1.4 报告(Report)

打印预览:预览软件当前界面的曲线图的报告。

打印设置:设置打印纸张的大小、方向和页边距。

导出图片:以图片形式导出当前的曲线图。

导出报告:以图片形式导出当前界面的曲线图的报告。

导出表格:以EXCEL表格形式导出当前索引下的所有数据结果。

4.1.5 帮助 (Help)

系统计算器:打开计算器。

登录 Internet:登录湖南省永逸科技有限site。

关于FE-2100H:软件版本以及法律声明。

4.2 曲线图

测试软件包含4个曲线图界面:采样波形、磁滞回线、退磁曲线和退磁曲线簇。

4.2.1采样波形

采样波形记录了整个扫描测试过程的磁场强度信号和磁通信号,红色线代表磁场强度信号,绿色线代表磁通信号。横坐标是测试时间,纵坐标是信号幅度。

4.2.2磁滞回线

磁滞回线如图4.8所示:

磁滞回线代表了磁性材料的磁性能,它包括大磁化磁场强度Hm、剩磁Br、矫顽力Hcb和内禀矫顽力Hcj等。磁滞回线还包括B-H曲线和J-H曲线,绿色的为B-H曲线,红色的为J-H曲线。

4.2.3退磁曲线

退磁曲线其实是磁滞回线的一部分,只含第二象限曲线。

4.2.4退磁曲线簇

退磁曲线簇是同时显示多4条退磁曲线。它可以方便的比较4个不同材料的差异,也可以比较同一个材料4个不同温度下的差异。

4.3 结果表格

结果表格包含了文件名、样品编号、磁性能参数(Br、Hcb、Hcj、BHmax、Hmax)、材料名称、样品形状、样品尺寸、温度、测量日期、操作人员和备注。

4.4 状态栏

状态栏包括测试进度条、当前索引路径和当前软件测试状态。

4.5 样品参数

样品参数包含样品形状、材料名称、测量方法、测试线圈的参数、样品的参数、波形参数和记录参数。

样品形状从左到右分别是环型、圆柱型、长方体型和两个异型。两个异型适用于样品的有效截面积不确定情况。

材料名称可选:铁氧体、钕铁硼、铝镍钴、无取向、Y30BH、Y30、Y25和其他。如选钕铁硼则测量方法固定为抛移J线圈。

测量方法可选:缠绕B线圈、固定B线圈、固定J线圈和抛移J线圈。

测试线圈的参数包含线圈匝数、线圈面积或残匝面积或线圈线径。

样品的参数包括样品编号和样品直径。

波形参数包含峰值电压、测量时间和拐点电压。

记录参数包括测量温度、测量日期、操作人员和备注。

4.6 仪表显示

它包括一个高斯计(0-3T)和一个磁通计(0-20mWb)。量程可选自动,它根据选择的材料名称、样品直径和线圈匝数确定量程。

4.7 测试键

测试:启动测试。

取消:中断测试。

5 详细操作

如果我们将内禀矫顽力小于等于600kA/m的永磁材料归为一般永磁类,大于600kA/m的永磁材料归为稀土类材料的话,那么相应的测试方法也分两种:一般永磁类材料的测量和稀土类材料的测量。

一般永磁类材料的测量即扫描法测量。整个过程需要将被测样品正向、反向励磁(充磁)饱和,外加磁场必须大于被测样品的内禀矫顽力的3倍,所以大励磁磁场要达到1800kA/m,也即电磁铁的大磁场需要达到

1800000/79.6/10000=2.26T

对于一般的电磁铁(DCT-140)配合收缩极头,间隙为10mm时可以达到2.26T的,但要想达到更高的磁场那就困难了。

所以稀土类材料的测量采用抛移法,只测量di一象限和第二象限,反向励磁只励磁到刚过内禀矫顽力处。同样的电磁铁(DCT-140),配合收缩极头,间隙为10mm时可以测试内禀矫顽力小于等于1800kA/m的材料。

5.1 一般永磁类材料的测量

一 检查

检查FE-2100H励磁电源、FE-2100B&H和电磁铁是否齐全,并按图3.2和图3.4将FE-2100H励磁电源、FE-2100B&H、电磁铁和计算机全部连接好。

二 开机

首先启动计算机,然后双击打开FE-2100H测试软件,再分别合上FE-2100B&H和FE-2100H励磁电源的电源开关,预热15分钟。

三 准备

准备好被测样品,清理样品的表面,使样品表面平整干净。

根据样品的材料或编号等信息新建一个索引保存,此时可以选择样品的形状、样品名称,输入样品编号,选择测量方法为固定J线圈,输入样品的直径,选择合适的J线圈并输入固定J线圈的参数。波形参数按照样品的高矮和矫顽力的大小来确定,保证样品能励磁饱和,也即大场Hmax大于内禀矫顽力的3倍。记录参数按实际填写。

四 调零

将霍尔探头和固定J线圈接好,量程自动点勾。然后把探头拿出来远离磁场或放入零高斯腔,调节高斯计的零点后装好。再调节磁通计的漂移,使其读数每5秒跳动一个字以下即可。

五 测试

将样品放入电磁铁极面*并套好固定J线圈,调整好探头位置后摇下极头并锁紧。

先点样品磁化,磁化完毕后再点测试。

如果大场不够,可以调整峰值电压重新测试。

如果结果异常,仔细检查找出原因重新测试。

当测试过程中励磁电源过压或过流时,励磁电源会发出“嘀嘀嘀”的报警声并中断输出,这时,我们应先按下电脑键盘的“ESC”键中断软件测试,再按下励磁电源前面板的“Alarm Release”键取消报警。

六 处理

将测试的结果以图表或表格的形式整理好,或存档或打印。

七 关机

整理好样品后,先关Fe-2100H励磁电源的电源,再关FE-2100B&H的电源,后关闭软件。

 

5.2 稀土类材料的测量

一 检查

检查FE-2100H励磁电源、FE-2100B&H和电磁铁是否齐全,并按图3.2和图3.4将FE-2100H励磁电源、FE-2100B&H、电磁铁和计算机全部连接好。

二 开机

首先启动计算机,然后双击打开FE-2100H测试软件,再分别合上FE-2100B&H和FE-2100H励磁电源的电源开关,预热15分钟。

注:合上FE-2100H励磁电源的电源开关前,请确保计算机已经启动完毕并且USB连接线是插好的。

三 准备

准备好被测样品并充好磁,清理样品的表面,使样品表面平整干净。

根据样品的材料或编号等信息新建一个索引保存,此时可以选择样品的形状,样品名称选钕铁硼,输入样品编号,选择测量方法为抛移J线圈,输入样品的直径,选择合适的J线圈并输入固定J线圈的参数。波形参数按照样品的高矮和矫顽力的大小来确定,保证大场Hmax略大于内禀矫顽力。记录参数按实际填写。

四 调零

将霍尔探头和固定J线圈接好,量程自动点勾。然后把探头拿出来远离磁场或放入零高斯腔,调节高斯计的零点后装好。再调节磁通计的漂移,使其读数每5秒跳动一个字以下即可。

五 测试

将样品与电磁铁的磁场方向一致,放入电磁铁极面*,调整好探头位置。固定J线圈先不套在样品上,放在电磁铁外面准备。极头也先不摇下来。

直接点测试,软件发出di一声滴之后马上套好固定J线圈,并摇下极头锁紧,在软件发出第二声滴之前这些都必须完成,如果时间不够,可以将测试时间延长至120秒(一般为90秒)。在软件发出第三声滴之后,马上松开极头将极头摇上去,将固定J线圈拿出来放在原来电磁铁外面的位置,测试完成,软件弹出结果。

如果大场不够,可以调整峰值电压重新测试。重新测试的样品需要重新充磁。

如果结果异常,仔细检查分析原因重新测试。重新测试的样品需要重新充磁。

当测试过程中励磁电源过压或过流时,励磁电源会发出“嘀嘀嘀”的报警声并中断输出,这时,我们应先按下电脑键盘的“ESC”键中断软件测试,再按下励磁电源前面板的“Alarm Release”键取消报警。

六 处理

将测试的结果以图表或表格的形式整理好,或存档或打印。

七 关机

整理好样品后,先关FE-2100H励磁电源的电源,再关FE-2100B&H的电源,后关闭软件。

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