一种软磁材料磁屏蔽性能测试结构及测试方法与流程

本发明涉及一种软磁材料磁屏蔽性能测试结构及测试方法。

背景技术：

1、软磁材料具有高磁导率、低磁阻、易于磁化和退磁等特性，是磁屏蔽室实现电磁屏蔽的关键材料，常见的有硅钢、坡莫合金、锰锌铁氧体等。由于磁屏蔽室在电气设备、生物医疗、精密测量等多个领域的推广应用，其磁屏蔽性能要求和尺寸规模也不断提高，造价也随之不断增加，如何进行精确化设计也越来越受重视。

2、目前，软磁材料的磁性能测试方法有爱泼斯坦方圈法、环形样件法与单片测量法。磁屏蔽室设计时，通常采用该类方法检测得到的软磁材料磁导率计算磁屏蔽系数。然而，软磁材料的磁导率受温度、压力等因素影响很大，且磁屏蔽室必然存在的安装间隙、孔洞，使得室体建成后的屏蔽系数实际值与设计值相差较大，容易造成设计冗余或者无法达标。例如，德国ptb的bmsr-2屏蔽系数实际值75000比设计值24000高3倍，而日本cosmos的屏蔽系数实际值16000却还未达到设计值200000的1/12。为此，专利cn 114545306 a、专利cn114578274 a、cn 116224178 a等均基于环形样件法(gb/t 13012-2008)测得了不同环境下环形样件的磁特性。但这些方法，直接测得的均是样环磁性能，与大尺度板材整体的磁性能有很大区别。原理上，专利cn 205103388u、gb/t 39042-2020公开的方法可对成块板材进行磁性能测试，但测试结果受板材厚度、晶粒取向影响大，且与前述方法一样，该类方法无法定量测得板材拼接缝隙和孔洞对材料磁屏蔽性能的影响。另外，现有的软磁材料磁性能测试方法，均需配套专用的测试装置，并在实验室、车间的专用测试台上完成，使得多数企业只能外委完成。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的软磁材料磁屏蔽性能测试结构及测试方法，可定量测得安装缝隙、孔洞对软磁材料的影响作用，且结构易于加工，测试过程对场地、装置的依赖小。

2、本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种软磁材料磁屏蔽性能测试结构，其特征在于：包括软磁材料外壳、传感器支撑结构、壳体支撑结构和屏蔽筒节；软磁材料外壳为待测试的软磁材料制成，软磁材料外壳包括左半壳体和右半壳体；左半壳体设置有左企口，在左半球壳上开有孔洞；右半壳体设置有右企口；左企口和右企口拼接，在左企口和右企口之间具有拼接缝隙；传感器支撑结构固定在软磁材料外壳内，传感器支撑结构上设置有用于放置测试传感器探头的x向测试孔、y向测试孔和z向测试孔，x向测试孔朝向软磁材料外壳的轴向方向，y向测试孔朝向软磁材料外壳的径向方向，z向测试孔朝向软磁材料外壳的上下方向，x向测试孔、y向测试孔和z向测试孔相互之间垂直设置；软磁材料外壳放置在壳体支撑结构上；屏蔽筒节采用与软磁材料外壳相同的软磁材料制成，并可拆卸地安装于孔洞中。

3、本发明所述的左半壳体包括左筒节和左半球壳，左筒节的左端固定在左半球壳上，右端设置有所述的左企口。

4、本发明所述的左筒节为圆柱形，左半球壳为半球形。

5、本发明所述的右半壳体包括右筒节和右半球壳，右筒节的右端固定在右半球壳上，左端设置有所述的右企口。

6、本发明所述的右筒节为圆柱形，右半球壳为半球形。

7、本发明所述的左企口和右企口均为台阶形。

8、本发明所述的传感器支撑结构包括周围安装板和中心安装块，周围安装板固定在中心安装块上；在周围安装板和中心安装块上开设有所述的x向测试孔，在中心安装块上开设有所述的y向测试孔和z向测试孔。

9、本发明设置有一个x向测试孔、一个y向测试孔和一个z向测试孔位于软磁材料外壳的中心位置。

10、本发明所述的传感器支撑结构采用无磁材料制成。

11、一种软磁材料磁屏蔽性能测试结构的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

12、(1)、移开所述的软磁材料磁屏蔽性能测试结构，使用测试传感器测量该软磁材料磁屏蔽性能测试结构所在测试位置的环境磁场值；

13、(2)、将软磁材料磁屏蔽性能测试结构放在测试位置上，并使得x向测试孔朝向南北方向，y向测试孔朝向东西方向，z向测试孔朝向天地方向；固定左半壳体，定量向右移动右半壳体，或者固定右半壳体，定量向左移动左半壳体，控制拼接缝隙至最小值，即实际磁屏蔽室的制造尺寸误差；

14、(3)、依次将测试传感器探头放置于传感器支撑结构上不同的y向测试孔、x向测试孔和z向测试孔中，测试传感器的连接引线穿过屏蔽筒节后引向外部；读取测试传感器测得的各个方向的内部磁场值，与环境磁场值比较，即可定量分析软磁材料外壳的磁屏蔽性能；

15、(4)、移除屏蔽筒节，重复步骤(3)，且此时测试传感器的连接引线穿过孔洞后引向外部；通过对比移除屏蔽筒节前后测得的磁场值，即可定量分析孔洞对室体磁屏蔽性能的影响；

16、(5)、重新安装所述屏蔽筒节，固定左半壳体，定量向右移动右半壳体，或者固定右半壳体，定量向左移动左半壳体，多次改变拼接缝隙的大小，并重复步骤(3)，即可定量测试得到软磁材料拼接缝隙对软磁材料磁屏蔽性能的影响关系。

17、本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

18、1)结构简单，易于加工得到，且测试过程场地、装置依赖小，适用于非实验室环境下的工程测试；

19、2)且可定量测试和分析软磁材料安装缝隙尺寸和板材孔洞对材料磁屏蔽性能的影响；

20、3)在本专利基础上，可得到软磁材料板材整体、封闭室体层面的磁导率，更接近磁屏蔽室的实际值；

技术特征：

1.一种软磁材料磁屏蔽性能测试结构，其特征在于：包括软磁材料外壳、传感器支撑结构、壳体支撑结构和屏蔽筒节；软磁材料外壳为待测试的软磁材料制成，软磁材料外壳包括左半壳体和右半壳体；左半壳体设置有左企口，在左半球壳上开有孔洞；右半壳体设置有右企口；左企口和右企口拼接，在左企口和右企口之间具有拼接缝隙；传感器支撑结构固定在软磁材料外壳内，传感器支撑结构上设置有用于放置测试传感器探头的x向测试孔、y向测试孔和z向测试孔，x向测试孔朝向软磁材料外壳的轴向方向，y向测试孔朝向软磁材料外壳的径向方向，z向测试孔朝向软磁材料外壳的上下方向，x向测试孔、y向测试孔和z向测试孔相互之间垂直设置；软磁材料外壳放置在壳体支撑结构上；屏蔽筒节采用与软磁材料外壳相同的软磁材料制成，并可拆卸地安装于孔洞中。

2.根据权利要求1所述的软磁材料磁屏蔽性能测试结构，其特征在于：所述的左半壳体包括左筒节和左半球壳，左筒节的左端固定在左半球壳上，右端设置有所述的左企口。

3.根据权利要求2所述的软磁材料磁屏蔽性能测试结构，其特征在于：所述的左筒节为圆柱形，左半球壳为半球形。

4.根据权利要求1所述的软磁材料磁屏蔽性能测试结构，其特征在于：所述的右半壳体包括右筒节和右半球壳，右筒节的右端固定在右半球壳上，左端设置有所述的右企口。

5.根据权利要求4所述的软磁材料磁屏蔽性能测试结构，其特征在于：所述的右筒节为圆柱形，右半球壳为半球形。

6.根据权利要求1所述的软磁材料磁屏蔽性能测试结构，其特征在于：所述的左企口和右企口均为台阶形。

7.根据权利要求1所述的软磁材料磁屏蔽性能测试结构，其特征在于：所述的传感器支撑结构包括周围安装板和中心安装块，周围安装板固定在中心安装块上；在周围安装板和中心安装块上开设有所述的x向测试孔，在中心安装块上开设有所述的y向测试孔和z向测试孔。

8.根据权利要求1所述的软磁材料磁屏蔽性能测试结构，其特征在于：设置有一个x向测试孔、一个y向测试孔和一个z向测试孔位于软磁材料外壳的中心位置。

9.根据权利要求1所述的软磁材料磁屏蔽性能测试结构，其特征在于：所述的传感器支撑结构采用无磁材料制成。

10.一种权利要求1-9任一权利要求所述的软磁材料磁屏蔽性能测试结构的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结
本发明提供一种软磁材料磁屏蔽性能测试结构及测试方法，可定量测得安装缝隙、孔洞对软磁材料的影响作用，且结构易于加工，测试过程对场地、装置的依赖小。软磁材料外壳为待测试的软磁材料制成；左半壳体的左企口和右半壳体的右企口拼接，在左企口和右企口之间具有拼接缝隙；传感器支撑结构固定在软磁材料外壳内，传感器支撑结构上设置有用于放置测试传感器探头的X向测试孔、Y向测试孔和Z向测试孔，X向测试孔朝向软磁材料外壳的轴向方向，Y向测试孔朝向软磁材料外壳的径向方向，Z向测试孔朝向软磁材料外壳的上下方向；软磁材料外壳放置在壳体支撑结构上；屏蔽筒节采用与软磁材料外壳相同的软磁材料制成，并可拆卸地安装于孔洞中。

技术研发人员：李艳,蔡建平,章宇庆,方正,周炳水,陆锋,王振,张敏
受保护的技术使用者：中国联合工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/9