Aktive Kompensationssysteme

Die Reduzierung von Magnetfeldern im 0-Hz-Bereich kann in einigen Fällen durch niederfrequente magnetische Abschirmung (MuFerro) , vorgefertigte und modulare Faraday-Käfige sowie Mu-Ferro HD erreicht werden. Im Allgemeinen handelt es sich dabei jedoch um eine kostspielige Lösung.

Bei niederfrequenten Feldern im Bereich von 10–500 Hertz ist dies in manchen Fällen durch aktive Kompensation möglich. Dazu werden Korrekturspulen um den zu korrigierenden Bereich angeordnet. Diese Spulen sind recht groß, etwa fünfmal so lang wie der Korrekturbereich. So entsteht ein homogenes Feld mit nahezu gleichmäßigem Gradienten.

In der Nähe des Sensors kann der Reduktionsfaktor je nach Homogenität des Feldes sogar bis zu 100-fach betragen. Auch die Geometrie der Korrekturspulen beeinflusst die Ergebnisse.

Anwendungen

• Elektronenmikroskope
• Röntgengeräte

Generell ist dieses System aufgrund der hohen Kosten und des höheren Energieverbrauchs nicht optimal für EMG- und EKG-Räume geeignet. Wir können das System jedoch auf bestimmte Frequenzen abstimmen.

Um Instabilitäten zu vermeiden, empfehlen wir stets die Kombination mit passiver Abschirmung.

Wir können ein Gegenfeld für 0 Hz und niedrige Frequenzen erzeugen, um das gemessene Feld zu kompensieren. Um Instabilitäten zu vermeiden, ist es ratsam, dies in Kombination mit einer Abschirmung zu realisieren.

Eine Reduzierung um bis zu 50.000x ist möglich. Abhängig von Bedarf, Form, Quelle und Kompensationsvolumen.

Ein leichter, magnetisch abgeschirmter Raum mit aktiver Abschirmung

Aktive Kompensation des Restmagnetfelds mittels Feldkartierungsverfahren.

(a) Zwei triaxiale Fluxgate-Magnetometer sind an einem Kunststoffstab befestigt. Zusätzlich sind fünf Infrarot-Reflexionsmarker an dem Stab angebracht, die eine optische Verfolgung der Position und Ausrichtung der Sensoren innerhalb des MSR ermöglichen.

(b) Schematische Darstellung des Messaufbaus. Die Tracking-Kameras sind in den Ecken des MSR montiert und blau hervorgehoben. Der gestrichelte schwarze Bereich zeigt das zentrale Volumen von einem Kubikmeter, in dem der Messstab bewegt wurde. Die grün hervorgehobenen Markierungen zeigen den Pfad, den die Fluxgate-Magnetometer während der Feldmessung zurücklegten und dabei den größten Teil des zentralen Kubikmeters des MSR abdeckten.

(c) Magnetometerdaten einer einzelnen Komponente eines triaxialen Sensors, gemessen bei Aktivierung einer einzelnen Spule. Durch die Kombination der Daten aller Magnetometer mit den optischen Tracking-Daten kann ein sphärisches Harmonisches Modell verwendet werden, um die Stärke und räumliche Variation des von jeder Spule erzeugten Feldes zu approximieren.

(d) Die rote Kurve zeigt das Magnetfeld, das von einem Magnetometer im MSR bei abgeschalteten Spulen gemessen wurde. Mithilfe des Magnetfeldmodells jeder Spule wurden die Spulenspannungen berechnet, die das erforderliche Nullfeld erzeugen. Nach Anlegen der Spannungen wurde die Messung wiederholt. Die blaue Kurve zeigt die Magnetometerdaten nach dem Nullabgleich, bei dem ähnliche Sensorverschiebungen und -rotationen nur geringe oder gar keine Änderungen im gemessenen Feld bewirken.

(e) Die Feldkartierung und -kompensation wurde achtmal wiederholt. Das Balkendiagramm zeigt ein konstantes Restfeld nach der Entmagnetisierung und eine konsistente Reduzierung der Effektivwerte der drei vom Modell ermittelten homogenen Feldkomponenten bei Anwendung der Kompensation.

(f) Eine ähnliche Reduzierung ist bei der RMS-Größe der fünf Feldgradientenkomponenten zu beobachten.