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Zur Messung magnetischer Eigenschaften können unterschiedliche Meßmethoden eingesetzt werden. Diese reichen von einem einfachen Gewicht bis zur Entmagnetisierungskurve, erstellt durch einen Permagraphen.
In dieser Betrachtung möchten wir uns auf die magnetischen Eigenschaften beschränken. Vorzugsweise sollte unter praxisnahen Bedingungen geprüft werden. Die Festlegung von Vergleichswerten, unter Einbeziehung der Toleranzen, kann über entsprechende physikalische Größen erfolgen, die durch Referenzmuster abgesichert werden. Häufig bieten sich Hilfsverfahren mit analogen Ergebnissen zur rationellen Kontrolle bei größeren Prüfmengen an.Voraussetzung zur Ermittlung gleicher Meßergebnisse ist die genaue Bestimmung des Prüfaufbaus.
Als Prüfmittel stehen zur Verfügung:
- Gaußmeter
- Fluxmeter
- Hallsonden mit Einrichtung zur Werteregistrierung
- Potentialspule
- Helmholtzspule
- Permagraph
- Zugkraftmesser
Permagraph
Materialspezifische Werte werden vorzugsweise über einen Permagraphen ermittelt. Diese Messung ist weitestgehend geometrieunabhängig. Als Resultat werden die Entmagnetisierungskurve (Visualisierung des
2.Quadranten einer Hystereseschleife) mit der Remanenz Br., der Koerzitivfeldstärke Hcb und Hcj und das Energieprodukt (B x H)max. ausgegeben. Mit angeschlossener Temperatur- Einheit können Werte zu gewünschten Plus- Temperaturen ermittelt werden. Hilfreich ist eine L:D - Skala zur Beurteilung des Arbeitspunktes einer zugewiesenen Geometrie des Werkstoffs. Eine Beschreibung der Messung erhalten Sie auf Seite 28, unter magnetische Eigenschaften.
Gaußmeter
Für die praxisnahe Prüfung eines Magneten wird gerne die Flußdichte (in mT) an einem definierten Punkt seiner Umgebung gemessen. Kostengünstig erfolgt dies durch eine Hallsonde mit angeschlossener Elektronik. Zu beachten bei Vergleichsmessungen sind: exakt gleicher Messpunkt, kalibrierte Meßeinheit Zur Absicherung sollten Referenzmuster zur Verfügung stehen.
Fluxmeter
Mittels angeschlossener Spulen (Um-, Feld-, Punktspulen) erlauben Fluxmeter, unter anderem, Messungen: des magnetischen Flusses innerhalb und außerhalb eines Magneten, der magnetischen Flußdichte B innerhalb und außerhalb eines Magneten
Helmholtzspule - magnetisches Moment
Die Helmholtzspule erlaubt, in Verbindung mit einem Fluxmeter, eine einfache und schnelle Messung des magnetischen Moments eines Permanentmagneten.
Daraus läßt sich die tatsächliche Polarisation im Arbeitspunkt des Magneten ableiten:
Polarisation J = magnetisches Moment m
Volumen V
- Volumenabweichungen, Toleranzen, Ausbrüche
- die effektive Magnetisierung unter Berücksichtigung
- der Remanenz
- der erzielten Sättigung
- des Arbeitspunktes auf der Entmagnetisierungsgeraden
Die Helmholtzspule weist einen großen "Homogenitätsbereich" auf, eine exakte Positionierung des Magneten innerhalb der Spule ist deshalb meist nicht erforderlich; ein ideales Instrument, sowohl für vergleichende als auch für absolute Messungen.
Kleine Helfer
Für bestimmte Funktionen reichen zum Teil auch einfache Aufbauten, die sich mit wenig Aufwand und Geld erstellen lassen.
Zum Beispiel:
- kann die Funktion eines Reedschalters in Verbindung mit einem Magneten
leicht nachgebaut werden. Zur Anzeige genügt ein optisches oder
akustisches Signal, betrieben über eine Batterie
- kann die Polarität eines Magnetfeldes über einen kardanisch
aufgehangenen Permanentmagneten erfolgen. Diese Polprüfer sind
preiswert.
- können die Polschritte einer multipolaren Magnetisierung durch eine
Polsichtfolie visualisiert werden.
Diesen Möglichkeiten sind Grenzen gesetzt, hier kommt es auf die Ansprüche der Prüfung an.
Bitte überprüfen Sie keine Hartferrit - und Alnico - Werkstoffe mit Selten - Erd- Magneten.
Zugkraftmesser (Haftkraft)
Vorab ist zu bemerken, daß Haftkraf t - ermittlungen äußerst schwierig sind. Selbst bei optimalem Versuchsaufbau sind bei demselben Prüfteil gravierende Abweichungen bei den einzelnen Abzugsversuchen einer Prüfserie festzustellen. Von uns angegebene Ca.- Haft - kräfte gelten grundsätzlich für Abzugs versuche nach den unten aufgeführten Bedingungen. Gelieferte Gegenstücke erfüllen nur bedingt die beschriebenen Anforderungen. Da vorausgesetzt werden kann, daß ein Prüfteil innerhalb kurzer Zeit keine Veränderung erfährt, resultieren die sich ergebenden Unterschiede aus der Meßanordnung.
Aufbau und Verfahren der Prüfung
Aufbau und Vorgehensweise zur Ermittlung der Haftkraft sollten wie folgt ausgelegt sein: Prüfmaschine: z.B. Houndsfield HTE , Sensor mit
Peak – Hold, kardanische Aufhängung des Magnetsystems in einem nicht magnetischen Werkstoff, Abzugspolplatte poliert aus hochreinem Eisen mit ausreichender Dicke, absolut zentrischer Abzugspunkt zur Kraftachse, langsame kontinuierliche Abzugskraftsteigerung, Mehrfachermittlung zur Festlegung der Haftkraft bei demselben Magnetsystem, Katalogwerte und nicht als Mindestwerte gekennzeichnete Haftkräfte sind Ca. – Werte, Abzugsversuche bei Raumtemperaturen (ca. 21°C)
Hinweise für die Praxis
In der praktischen Anwendung sind die veröffentlichten bzw. mitgeteilten Haftkraftwerte höchst selten erreichbar. Folgende exemplarisch aufgeführten Einflußfaktoren sind zu beachten:
- Temperatureinflüsse
- Beschädigung von Magnet, Polschuhen und Gehäusen, z.B. durch
mechanische, chemische, radioaktive und korrosive Einwirkung
- Stahleigenschaft und - auslegung (z.B. Dicke, Qualität, Geometrie,
Oberflächenrauhigkeit)
- Luftspalte (z.B. Verschmutzung, Lacke sonstige Abstände)
- Scherungskräfte etc.
- falscher Einbau
Diese Aufzählung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
Grundsätzlich müssen Versuche zur Eignungsprüfung unter Praxisbedingungen durchgeführt werden, Sicherheitszuschläge sind zu berücksichtigen.
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