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。

Nine diagrams of rectangular and cylindrical magnets, each labeled with north (N) and south (S) poles, showing different orientations and cross-sections to illustrate magnetism and magnetic properties. by Standex Detect
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。

A comparison chart of four types of magnets—Ferrite, AlNiCo, NdFeB, and SmCo—rating their cost, magnetic properties, working temperature, corrosion resistance, opposing field resistance, strength, and temperature coefficient. by Standex Detect

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。

Table showing AlNiCo magnetic properties—working temperature (-250 to 450°C), low temp coefficient—and standard magnetization for rectangle and cylinder types of magnets, each illustrated with magnetic poles indicated by arrows. by Standex Detect
Table showing typical, minimum, and maximum magnetic values for AlNiCo magnets according to DIN 17410, including energy product, remanence, coercivity, magnetic fields, temperature coefficients, density, and max operating temperature. by Standex Detect

稀土磁铁(钕铁硼和钐钴)

A chart comparing SmCo magnets' features with three shapes: disc, rectangle, and cylinder. Each shape is shown with arrows indicating magnetization direction. Key magnetic properties and uses of magnets are listed on the left. by Standex Detect
A table showing NdFeB magnet features and standard types—disc, flat rectangle, and ring. Each is illustrated with arrows indicating magnetic fields. Features include high energy, strong magnetism, small size, and up to 180°C temperature resistance. by Standex Detect

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。

Table showing magnetic values of SmCo₅ magnets per DIN 17410, including energy product (160–170 kJ/m³), remanence, coercivity, temperature coefficients, density (8.3 g/cm³), max operating temp (250 °C), and magnetic fields data. by Standex Detect
Table titled NdFeB Magnetic Values according to DIN 17410 details minimum, typical, and maximum magnetic properties for magnets, including energy product, remanence, coercivity, density, and max operating temperature. by Standex Detect

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。

A comparison table showcasing types of magnets—Disc, Rectangle, Cylinder, and Ring—with simple 3D line drawings and magnetic direction arrows; key magnetic properties are listed on the left for easy reference. by Standex Detect
Table displaying Ferrit 28/26 magnetic values (DIN 17410): Shows minimum, typical, and maximum values for energy product, remanence, coercivity, temperature coefficients, density, and max operating temperature of these magnetic materials. by Standex Detect

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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