Magnetismus und Magnetfeldmessung
Magnetfeldstärke, Remanenz, Magnetischer Fluss – was ist das eigentlich?
Im Zusammenhang mit Magneten können verschiedene Messgrößen bestimmt werden. Da es häufig zu Verwechslungen kommt, hier eine kurze Übersicht. Die genaue Definition und die physikalischen Grundlagen entnehmen Sie bitte der Fachliteratur.
Magnetfeldstärke (H)
Die Messeinheit für die Magnetfeldstärke ist A/m (wegen der Angabe der Werte werden häufiger A/cm oder kA/m verwendet), früher auch Oersted (Oe). Da die magnetische Flussdichte B, gemessen in Gauss (Gs) oder Tesla (T), mit einem konstanten Faktor umgerechnet werden kann, können in der Praxis Magnetfeldstärke und Flussdichte (und damit die Einheiten A/cm, kA/m, Oe, Gs, T) abwechselnd verwendet werden.
Geräte zur Messung der Magnetfeldstärke werden als Magnetometer, Magnetfeldmessgeräte, Gaussmeter oder Teslameter bezeichnet. Ein Digitales Gaussmeter bietet dabei eine besonders präzise und benutzerfreundliche Lösung. In industriellen Anwendungen kommen häufig spezialisierte Magnetfeldmesssysteme und Magnetfeldsensoren zum Einsatz. Die magnetische Feldmessung ist essenziell für die Qualitätssicherung und Prozesskontrolle, insbesondere in der industriellen Magnetfeldmessung.
Remanenz / Restmagnetismus
Die Remanenz oder der Restmagnetismus ist eine spezielle Betrachtung der Magnetfeldstärke, d.h. der verbleibenden Feldstärke nach der Einwirkung eines Magneten oder nach einem Entmagnetisierungsvorgang.
Die Remanenz kann auch mit Magnetfeldmessgeräten, Gaussmetern und Teslametern gemessen werden. Diese magnetische Messmethoden erlauben eine genaue Analyse der Magnetfeldintensität, auch bei schwachen Restfeldern.
Magnetischer Fluss
Der magnetische Fluss (Phi, Φ) beschreibt die Gesamtstärke eines Magneten. Die Maßeinheit ist die Voltsekunde (Vs), auch Weber (Wb) oder früher Maxwell (Mx) genannt.
Zur magnetischen Flussmessung oder des Fluxes benötigt man ein Fluxmeter. Diese Geräte sind im Vergleich zu Handgeräten für die magnetische Feldmessung oder Permeabilität aufwendiger. Häufig handelt es sich dabei um Laborgeräte, aber auch um Handgeräte mit angeschlossener Helmholtz-Momentspule. Wer magnetische Flussdichte messen möchte, greift ebenfalls auf präzise Magnetfeldmesslösungen zurück.
Woher kommt ungewollter Magnetismus an Stahlteilen?
Magnetische Messungen sind nicht nur in Forschung und Entwicklung, sondern auch in der Qualitätssicherung essenziell. Magnetische Stahlteile können Probleme verursachen, etwa durch Werkzeugverschleiß aufgrund von haftender Eisenspäne. Des Weiteren können Sensoren gestört werden. Die Ursachen für den Magnetismus lassen sich nicht pauschal benennen. So können Stahlteile durch das Erdmagnetfeld leicht magnetisiert werden, wobei sich die Elementarbausteine des Materials in Richtung des Magnetfeldes ausrichten. So werden beispielsweise Stahlstangen durch Vibrationen beim Transport leicht magnetisiert.
Wenn Magnetfeld-Sensoren oder magnetische Lastaufnahmemittel verwendet werden, die sich universell und materialschonend einsetzen lassen, können diese ursächlich für Restmagnetismus sein.
Der erste Schritt ist die Bestimmung der Restmagnetfeldstärke durch ein geeignetes Magnetfeldtestverfahren. Liegt die Restmagnetisierung außerhalb der Toleranzen, empfiehlt sich eine Entmagnetisierung, idealerweise vor dem Einbau des fertigen Teils, um Transporteinflüsse auf die Remanenz zu minimieren.
Elektromagnetische Hochfrequenzfelder
Magnetfeldmessgeräte von List-Magnetik eignen sich zur Magnetfeldanalyse von Gleich- und Wechselfeldern bis maximal 20 kHz mit einem Messbereich von minimal 0.01 mT (= 10 µT) bis maximal 5 T. Das entspricht mindestens der Stärke des Erdmagnetfelds. Sie eignen sich jedoch nicht für die Messung von elektromagnetischen Hochfrequenzfeldern im Sinne einer EMV-Prüfung oder von elektrischen Feldern im Bereich von wenigen µT. Hierfür gibt es spezielle EMV-Messgeräte, die List-Magnetik nicht vertreibt.
