三維高斯計

簡述

三維高斯計,又稱三維磁場測量儀,作為高斯計的一種,是測量物體於空間上一個點的靜態或動態(交流)磁感應強度和能同時獲得三個正交分量的磁感應強度值(Bx,By,Bz)及矢量值的精密儀器。
與三維高斯計對應的是單維高斯計和兩維高斯計,最大區別在於它們所連線的探頭,三維高斯計對應的是三維探頭,兩維高斯計對應的是兩維探頭及單維高斯計對應的是單維探頭。
三維高斯計,有很多種說法,如三維磁場強度測試儀、三維磁強計、三維磁檢儀、三維磁場測量儀、三維磁場檢測儀、三軸高斯計,三維特斯拉計或三軸特斯拉計等等。
根據工作原理,可分為三維霍爾高斯計、三維磁通門高斯計等,通常三維霍爾高斯計用於測量磁場強度10G(1mT)以上的磁場,而三維磁通門高斯計通常用於測量10G(1mT)以下的弱磁場,非常適合地磁測量、弱磁場測繪、包裹檢查、空運磁性材料禁止效果檢測、微弱磁場、環境磁場、工件剩磁情況、螺線管/霍爾姆茲線圈校驗等場合使用。
根據外觀表現,可分為手持式三維高斯計、台式三維高斯計等。與手持式三維高斯計相比,台式三維高斯計的精度和解析度更高,但在室外場合,手持式三維高斯計更合適。

特點

1、彩色LCD觸控螢幕顯示功能;
2、可選擇多種顯示單位:高斯(G)、特斯拉(T)、安培每米(A/m);
3、可顯示多種數據:時間、測量值、磁極的極性、最大值、最小值、註解、報警閥值、時域圖等;
4、具有數據保存與查看功能;
5、具有卓越的正交性精度(優於0.05度);
6、卓越的空間解析度(0.1*0.1*0.1mm³);
7、內置可充電鋰電池,可連續工作12小時;
8、可選強磁場探頭(量程為0-3T)、弱磁場探頭(0-1mT)和混合探頭
(混合探頭內置強磁場三維感測器和弱磁場三維感測器,既可以測量強磁場,又可以測量弱磁場)

典型用途

1、適用於工業企業和生產性企業(永磁體表面磁場測量、氣隙磁場測量、余磁測量、漏磁測量等)
2、永磁場和磁系統的質量監控(發電機,發動機,揚聲器、磁選機、永磁除鐵器等的工作磁場)
3、磁系統的發展和過程控制
4、磁場繪圖
5、磁場校驗系統
6、軍工磁場檢測
7、航天磁場檢測

操作步驟

例如,客戶是第一次開始使用三維高斯計G93,想要測到永磁體上某一點的磁場,該如何操作呢,步驟如下:

i)開機

首先,按要求將探頭安裝在高斯計的主機上,長按面板上的電源鍵(見圖1,左側圖示),開機,進入測量頁面(見圖2):

開機按鈕圖1:開機按鈕
圖2:測量界面圖2:測量界面

ii)進入主選單

然後按選單鍵[MENU],進入主選單頁面(見圖3)

圖3:主選單圖3:主選單

iii)校零

將探頭插進校零腔,按[AutoZero]進行校零,3秒後進入測量界面(如圖4)

圖4:校零後的測量界面圖4:校零後的測量界面

iv)設定

按選單鍵[MENU],進入主選單頁面,按[Setting],進入設定界面(見圖5)進行設定

圖5:設定界面圖5:設定界面

其中,UnitSetting指單位設定,有G,T,A/m三種選擇;
AlarmFunction指報警閥值設定,可以設定在測量數據高於或者低於某個數值時,可以報警提醒用戶;
RelativeFunction指相對模式,可以設定螢幕顯示相對於某個值的差值;
FrequencySetting指頻率設定,有直流DC和交流AC兩種選擇;
Max_MinAutoReset指最大值、最小值重置設定
Range指量程設定,有自動量程選擇,300G、3KG和3T三個量程檔選擇

在這裡,因為前面提到是打算測某永磁體的一個點,所以可以設定如下:
1,單位設定為G(也可以是T或者A/m,這取決於客戶自己實際需要);
2,報警閥值設定和相對模式設定為OFF(因為前面沒有要求);
3,頻率設定為DC(因為永磁體的磁場是靜磁場,所以頻率設定為DC;如果下次測量的交流磁場,需要將頻率設定為AC);
4,最值重置設定為OFF(因為前面沒有要求);
5,量程設定為自動量程(因為未經測量,還不知道這個永磁體的磁場位於哪個量程檔)

v)數據顯示設定

設定好後,按後退鍵[BACK],返回主選單,按數據顯示鍵[Display],進入數據顯示界面(見圖6)

圖6:數據顯示界面圖6:數據顯示界面

vi)得到測量數據

按XYZMode鍵,將探頭放置到需要檢測的位置,得到測量數據(見圖7)。

 圖7:測量結果 圖7:測量結果

當該點的磁力線垂直穿過探頭的霍爾元件表面時,所測得磁感應強度值最大。

選型

高斯計是磁性測量領域用途最廣泛的測量儀器,選擇一款實用的高斯計,對於使用人員來說,不僅能保證測量精度等要求,也可快速上手,提高工作效率。那么,怎樣才能選擇出適合自己的高斯計呢?
根據測量對象選擇,應對高斯計以下9個方面進行綜合考慮:
①高斯計的量程,分3個檔位,一般量程0-3T。如果被測磁場的磁場強度在10G(1mT)以下,需要選可配低場探頭的三維霍爾高斯計或者三維磁通門高斯計,如果被測磁場的磁場強度在在10G(1mT)-30KG(3T)之間,可選擇三維霍爾高斯計。
②高斯計的精度:1%以上還是以下,對測量精度要求高,選擇1%以下,要求不高,1%以上就足夠了。如果沒有特別說明,通常說的高斯計精度指的是高斯計的直流精度。
③是否需要測量交變磁場,需要就得選能測量交直流磁場的高斯計。值得注意的是所有的高斯計都能測直流磁場。
④如果是測量交變磁場,交變磁場的測量值、你需要測到的值平均值還是有效值。
⑤測量交變磁場還應考慮測試的頻率要求。
⑥是否需要產品分選功能、報警功能、數據保存與查看功能、磁極顯示功能等。
⑦測試場合需要配強磁場探頭、弱磁場探頭還是混合探頭,另外是否可選擇多樣探頭。
⑧測試需要的探頭電纜長度,通常為1.5米。
⑨室內、室外要求的手持式和台式,電池供電和交流220V供電。
綜合來說,應考慮高斯計的量程、探頭型號、測試功能、測試精度等,另外可諮詢廠商,就一定能選擇比較實用的高斯計。

三維高斯計的安全使用及注意事項

在操作使用高斯計前,請熟讀下列的各個注意事項。

1,高斯計配置檢查

首次使用高斯計,應先檢查主機、探頭及相關配件是否完整和完好(標準配置:高斯計主機、探頭、校零腔、電源適配器、USB數據線、BNC數據線、光碟(使用說明書)、出廠檢測報告等);請勿使用有破損的儀器及配件。

2,高斯計主機

A,主機的工作溫度應在-10℃-60℃,儲存溫度在-20℃-75℃;
B,應隨時保持顯示屏乾燥潔淨,請勿濕手操作儀器,也請勿讓高斯計接觸到液體或置於潮濕環境;
C,顯示屏等部件屬於易碎易劃傷部件,請注意保管,請勿讓高斯計收到撞擊或強力擠壓。請勿將高斯計與尖利物品放置在一起,避免劃傷螢幕;
D,用完後,及時放回儀器箱子內;
E,請勿在充電情況下操作儀器;
F,請勿嘗試拆卸高斯計主機,請勿擅自修理高斯計及探頭;
G,若高斯計主機或者探頭運行不正常,請將儀器寄回本公司,安排維修;
H,儀表的外部電源連線端不能連線交流電源,不能使用高於5Vdc的的電源,不能反極性;只能使用國家認證的AC到DC穩壓電源。

3,探頭

A,使用前,先確定該探頭的使用量程是否適合當前的測量環境,如弱磁場探頭請勿用於測量強磁環境,普通探頭也不適合用於測量弱磁場環境;
B,在插探頭時,要對準主機的插口,探頭插頭上的紅色標記指向儀的背面(插口小縫),在拔出探頭時,請勿使用蠻力強制拔出,應水平拔出;
C,在測量時,應保持探頭乾燥潔淨,請勿跌落、拋擲或彎折探頭,以免造成探頭內部電路損壞;要注意探頭的工作溫度,請勿盲目將探頭置於高溫或者低溫環境;測量時,探頭輕靠被測物體表面,避免發生摩擦;
D,測量完後,及時將探頭保護套套在探頭上,輕拿輕放。
E,探頭不能連線超過30Vrms或者60Vdc的電壓源

4,電源適配器

A,將電源適配器連線到於產品標誌相同的指定電源中。確保電線位置的正確,不會受到損壞或壓力。為避免電擊的危險,請在清潔此裝置前,將其從電源處拔下;
B,電源適配器禁止在室外或潮濕環境中使用。
C,當電源適配器破損後,請勿再使用

5,電池(儀器內置電池)

A,在第一次使用前,建議對新電池(或者長期放置不用的電池)進行至少8小時的充電,但請勿超過12個小時;電池充電只能在-0℃-40℃之間的溫度下進行。充電完成後請及時拔除充電器或者USB數據線;
B,新電池或者長期放置不用的電池需要幾次完全充電和放電後才能達到其最佳效能。只允許使用本公司原配的充電器給電池(儀器)充電;
C,請勿隨意更換其他品牌電池,請勿將電池短路。請勿將電池扔到火里,以免發生爆炸;
D,請勿自行更換電池,請勿使用乾電池;
E,電池中含有可被吸引到磁場的鋼鐵材料時,使用時要小心附屬檔案的強磁場,可能會導致儀表被吸引到磁場源中。

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