Experimental Installation for Determination of Attenuation Coefficient of Permanent Magnetic Field by Protective Materials

Abstract

Постоянное магнитное поле наряду с электромагнитным излучением оказывает существенное влияние на рабочие характеристики и работоспособность приборов. Особенно это касается высокочувствительного прецизионного измерительного оборудования, такого как, например, магнитометры или фотоэлектронные умножители. В связи с этим возникает необходимость разработки новых высокоэффективных материалов для защиты от воздействия постоянного магнитного поля и электромагнитного излучения. Целью данной работы являлась разработка программно-аппаратного комплекса для высокоточного определения коэффициента ослабления постоянного магнитного поля и аттестации защитных корпусов. В работе описана измерительная установка для определения коэффициента ослабления постоянного магнитного поля с помощью материалов и покрытий на стандартных корпусах. Установка обеспечивает однородное магнитное поле во всём измерительном объёме. Отличие измерительной установки от существующих стендов заключается в возможности проведения измерений в трёх координатах благодаря использованию трёх пар катушек Гельмгольца и трёхкоординатного датчика Холла. Программное обеспечение позволит управлять магнитным полем во всех трёх направлениях, моделируя реальные условия эксплуатации приборов, требующих защиты от таких воздействий. Кроме того, подвижная система позиционирования в пространстве позволяет компенсировать магнитное поле Земли, что повышает точность оценки коэффициента ослабления магнитного поля защитными материалами в слабых полях. Альтернативным вариантом использования возможностей установки является проверка рабочих характеристик приборов в условиях воздействия постоянного магнитного поля и оценка электромагнитной совместимости. Экспериментальная часть работы включает результаты определения коэффициента ослабления магнитного поля с помощью стандартных корпусов для фотоэлектронного умножителя, изготовленных из листового отожжённого пермаллоя и пермаллоя, осаждённого электролитически на алюминиевую подложку. Таким образом, показано влияние отжига и замкнутости магнитоконтура на степень ослабления магнитного поля. Установлено, что отжиг, вызывающий существенное повышение магнитной проницаемости, способствует эффективному ослаблению слабых магнитных полей (до 1 мТл). В магнитных полях с индукцией от 1 мТл эффективное ослабление обеспечивает замкнутый магнитоконтур.