Bartington Mag-03 & Mag690磁力仪用于消磁和磁场发生系统
发布时间：2020-09-16 会员：
本案例研究探讨了Bartington仪器的Mag-03和Mag690磁通门磁传感器如何用于消磁系统， 特别是扫描电子显微镜(SEM)。 也涉及到为罗盘校准等应用而产生特定的磁场。
SEM电子束的方向和聚焦是有电磁铁控制。如地球磁场这种外部恒定磁场， 在标校过程中可以采取措施而不影响电子束的控制。而除了建筑物振动和仪器设备撞击等因素外，影响磁场波动的因素很多，这可能是由国家电网产生的磁场， 也可能是来自电梯或附近移动的车辆引起的缓慢变化的磁场。
主要的还是来自供电电缆产生的交变磁场，主要由50或60Hz电流产生同频率的磁场，有时还会产生二次或三次谐波。图1显示了交变磁场对SEM图像质量的影响。
图1.左图显示安装有Mag-03IE70v1传感器的Mag-NetX系统。右上图磁场没有抑制，右下图是磁场经过消磁线圈抑制后的。扫描电镜放大倍数70K.
消除这种波动磁场的方法是叠加反方向相应频率的二次磁场， 这是由环绕电子束装置的亥姆霍兹线圈产生的， 它消除了周围的波动场， 并在显微镜周围产生了一个恒定的场。 请注意， 在亥姆霍兹线圈内波动磁场被抵消， 但在线圈外磁场波动是增加的。 控制通过每个线圈的电流有利于保护附近暴露在磁场的设备。
消磁线圈系统结合Bartington磁传感器、控制单元、亥姆霍兹线圈主要用于电镜消磁领域。Mag-03磁通门传感器测量电镜周围磁场，给控制单元提供数据。控制单元处理测量数据，通过亥姆霍兹线圈转换成电流信号。
传感器的比较
抵消磁场的效率取决于初始场值。某国外企业已经使用Bartington的Mag-03IE70v1和Mag-03MS70磁通门传感器超过五年。Bartington低成本Mag690也被该企业测试与Mag-03系列进行比较。
测试10到1400Hz之间的磁场抑制水平， 关注范围为<200Hz， 因为这是90%的情况下所需抵消磁场范围。 这三个传感器使用相同的支架进行测试， 使用自动的抑制反馈增益。 结果表明， 对100Hz频率以下的磁场有很好的抑制作用。比较结果如图2所示。
图2.各轴性能曲线图
两个Mag-03(Mag-03IE70v1 和 Mag-03MS70) 响应曲线一致。 可以预见的是 ， 与Mag-03 传 感 器 的 3k Hz 相 比 ，Mag690-MX100在较高频率下不能达到相同的标准，因为其带宽较小只有为1k Hz。 然而， 如果只需要抵消在200Hz以下磁场，则Mag690还是可以满足需求的。
成本和物理性能
Mag690大约是Mag-03范围价格的三分之一， 但最大抑制带宽较低， 约500-600Hz。
Mag690和Mag-03MS70的结构使它们很难定位安，传感器需要放置在靠近亥姆霍兹线圈中心的地方，由于许多电子显微镜上强磁体的引起的磁轴过饱和， 在一个地方定位三个磁轴很受限。 通过Mag-03IE70v1所提供的结构灵活性，探头可以定位在不同的位置以避免过饱和。
产生特定磁场
有时需要创造一个高达几个高斯的精确磁场，同时抑制环境扰动， 例如校准数字罗盘或用于研究目的。 消磁线圈 系统与Bartington Mag-03MS传感器结合能很好的满足需求。
创建精密场需要“真”亥姆霍兹线圈， 以创造一个高度均匀的磁场环境，需要一个高精度的高正交度的三轴磁传感器。图3
图3.产生精确磁场的亥姆霍兹线圈
Mag-03MS250传感器的性能使其成为该系统的合适选择。
结论
消磁线圈系统是一个高效的主动消除杂散磁场和产生特定磁场的系统。根据客户的个人要求，它可以和这里提到的任何传感器一起提供。Mag-03MS70具有轴间优良的的正交性，给出了真实的矢量场测量；Mag -03IE70v1提供了灵活的定位轴， 提供了最接近电子束的磁场值；而Mag690为只需要抑制较低频率磁场的系统提供了低的价格选择。 Mag-03MS250是磁场发生的良好的选择。
有关消磁系统和Bartington仪器产品的更详细信息，请联系sales@bartington.com sales@eusci.com
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