隆重推出Standex Detect——精密电子领域崭新品牌

Standex Detect隶属于全新更名的Standex Electronics产品系列。我们始终专注于精密干簧开关、传感器和继电器领域,致力于在恰当的时机以最优成本提供精准设计。欢迎阅读我们的新闻稿,深入了解此次变革如何强化我们的全球协作与创新能力。

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关于磁铁

磁铁在激活干簧开关中起着至关重要的作用,其材料、形状和磁性能直接影响传感器的性能。本指南探讨了 AlNiCo、稀土和硬质铁氧体等各种磁体类型,重点介绍了它们的规格、应用和处理注意事项,以帮助工程师选择最佳磁体,实现可靠、高效的传感器集成。

如果您在某些方面需要帮助,请跳至以下任何章节:

磁铁及其规格

市场上磁铁规格多样,几乎所有尺寸和几何形状均可实现。驱动干簧开关需要磁铁(磁场)。不同材质的磁铁各有其优劣势,具体取决于尺寸、几何形状及使用环境。最常用和首选的磁铁形状为圆柱形、矩形和环形。根据不同的应用需求,磁铁可采用多种方式进行充磁(见图1)。

此外,不同磁铁材料具有不同的磁力和磁通密度。除尺寸和材料外,磁铁的能量还受安装位置、环境及其他磁场等因素影响,这些都会改变干簧传感器/开关与磁铁之间的相互作用。在采用磁铁驱动干簧传感器/开关的应用中,必须考虑环境温度(包括工作温度和存储温度)。高温可能造成不可逆损伤(即所谓的居里温度),并严重影响磁力及长期稳定性。铝镍钴磁铁最高可适用于450°C的高温环境。

图 1.所示为各种磁铁。磁铁几乎可以制成任何形状。

磁铁材料信息

磁铁具有可逆与不可逆退磁特性。需特别注意冲击、振动、强近距离外部磁场以及高温等因素,这些都会在不同程度上影响磁力与长期稳定性。建议将磁铁安装在应用的移动部件上。通过专业调校磁铁与干簧开关的匹配关系,可显著提升整个传感器-磁铁系统的性能。

铝镍钴磁铁 (AlNiCo)

铝镍钴磁铁的原材料包括铝、镍、钴、铁和钛,采用烧结铸造工艺生产。这种硬质材料需要通过磨削加工来实现成本效益。基于其特性,最佳尺寸是长度显著大于直径。结合干簧传感器/开关的应用,我们推荐长度与直径比大于4的比例。铝镍钴磁铁具有优异的温度稳定性,圆柱形铝镍钴磁铁可与所有Standex Detect 干簧传感器/开关兼容使用,无需担忧适配问题。

稀土磁铁(钕铁硼和钐钴)

稀土磁铁(如钐钴和钕铁硼)具有最高的单位体积和重量能量密度以及最佳的抗退磁性能。下面,我们将比较具有相同能量的其他磁铁:

  • 硬质铁氧体 = 体积 6 cm3
  • 铝镍钴 = 体积 4 cm3
  • 钐钴 = 体积 1 cm3
  • 钕铁硼 = 体积 0.5 cm3

这两种磁铁都是通过烧结法生产的,由于材料的强度和脆性,只能通过研磨加工。温度范围可达 + 250 °C。可以生产非常小的磁体。缺点是原材料价格昂贵,特殊合金供应有限。

Standex Detect 提供不同几何形状、尺寸和磁化率的磁铁,可以创造性地组合干簧传感器/开关和磁铁,有助于为各种应用找到功能最佳的传感器-磁铁系统。

硬质铁氧体磁铁

永磁铁氧体磁铁由氧化铁与钡氧化物或锶氧化物制成。原材料经混合后通常需预烧结以形成磁性相,随后将预烧结混合物破碎成粉末。所得粉末在磁场(各向异性)或无磁场(各向同性)条件下经湿压或干压成型,最终通过烧结工艺制成。后续加工仅能通过磨削实现。由于原材料成本低廉,永磁铁氧体成为当前磁铁供应中最经济的类型。铁氧体具有优异的电绝缘特性,即使在强外部磁场中也难以退磁,且耐腐蚀性较强。首选形状为细长型,圆形也易于生产。其缺点在于易碎性和低抗拉强度——永磁铁氧体的强度与脆性与陶瓷相似。此外,其耐温能力有限,且单位体积磁能较低。

磁铁处理指南

磁铁,尤其是高强度稀土类型的磁铁,在处理和加工过程中会带来独特的安全风险。为防止受伤、设备损坏和火灾危险,必须遵守特定的预防措施。以下指南概述了关键的安全措施,以确保在工业和实验室环境中安全、负责地使用磁铁。

  • 皮肤损伤风险
    • 强磁力可导致皮肤擦伤。在磁铁和所有铁磁性材料之间保持安全距离。
  • 碎片危险
    • 高能磁铁碰撞可能会产生碎片。务必戴上防护手套和安全眼镜。
  • 研磨粉尘的火灾风险
    • 稀土磁铁产生的研磨粉尘具有自燃性。始终用水进行研磨。
  • ATEX 环境中的爆炸风险
    • 磁铁碰撞会产生火花。请勿在爆炸 (EX) 环境中处理或加工磁铁。
  • 电磁干扰
    • 强磁场会干扰电子设备和数据存储。请将磁铁远离心脏起搏器、导航工具、磁盘和电路板。
  • 航空货运条例
    • 磁铁空运可能需要特殊申报。
  • 降低磁力
    • 放射性和类似磁极的结合会削弱磁力。
  • 温度限制
    • 请勿超过磁体规定的最高工作温度。

磁化示例

示意图

磁化

应用

排列方式

高度磁化(首选方向)

电机、磁力耦合器、
ABS 系统、锁定系统、
切割机、压力缸

各向同性
各向异性

轴向磁化

扬声器、盆式磁铁
系统、保温系统、
磁开关、保护气体
控制

各向同性
各向异性

轴向、扇形磁化、
例如 6 极

同步电机、磁
联轴器、制动器、霍尔
传感器、硬盘驱动器

各向同性
各向异性

径向磁化

提升磁铁、保持系统、
磁轴承

各向同性
各向异性 1)

径向磁化

同步电机、泵

各向同性
各向异性 1)

在扇形
表面磁化,如 6 极磁铁

磁分离、制动器
保持系统、霍尔传感器、
硬盘驱动器

各向同性
各向异性
面向磁极

圆周多极
磁化 例如
4 极

发电机、发动机、磁
联轴器、制动器、霍尔传感器、
转速计

各向同性
面向磁极

两极或多极
内-ø处磁化
例如 4 极

磁耦合器、制动器
电机、霍尔传感器、转速计

各向同性
各向异性

磁化在片状
P = 磁极间距

保持系统,保护
气体控制。霍尔传感器
制动器

各向同性
各向异性
磁极定向

径向磁化

电机、磁力耦合器

各向同性
各向异性

径向磁化

电机、磁耦合器

各向同性
各向异性

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