ACヘルムホルツコイルの磁場のノイズレベルはどれくらいですか？

ACヘルムホルツコイルのサプライヤーとして、私はしばしばこれらのコイルの磁場のノイズレベルに関する問い合わせに遭遇します。ノイズ特性を理解することは、科学的研究、電磁互換性テスト、センサーのキャリブレーションなど、さまざまなアプリケーションにとって重要です。このブログ投稿では、ACヘルムホルツコイルの磁場のノイズレベルに寄与する要因を掘り下げ、それを最小化する方法について説明します。

ACヘルムホルツコイルの理解

ノイズレベルを探索する前に、AC Helmholtzコイルとは何かを簡単に確認しましょう。 anACヘルムホルツコイル互いに平行に配置された2つの同一の円形コイルで構成され、コイルの半径に等しい距離で分離されています。交互の電流（AC）がコイルを通過すると、それらの間の領域で比較的均一な磁場が生成されます。この均一な磁場により、ACヘルムホルツコイルは、制御された均一な磁気環境が必要な用途に最適です。

磁場の騒音源

いくつかの要因が、ACヘルムホルツコイルの磁場のノイズレベルに寄与する可能性があります。これらには以下が含まれます：

電気ノイズ：コイルを駆動するために使用される電源は、システムにノイズを導入できます。このノイズは、電圧の変動、高調波、または電磁干渉（EMI）の形式である可能性があります。たとえば、電源が適切にろ過されていない場合、磁場に結合できる高周波ノイズを生成できます。
コイル抵抗とインダクタンス：コイル自体の抵抗とインダクタンスもノイズレベルに寄与する可能性があります。抵抗は、導体の電子の熱運動によって生成されるランダムノイズである熱ノイズを引き起こす可能性があります。インダクタンスは、外部磁場との自己共鳴および結合によるノイズを導入することができます。
機械的振動：コイルまたはその支持構造の機械的振動は、磁場の変動を引き起こす可能性があります。これらの振動は、近くの機械や気流などの外部ソース、またはコイルに作用する電磁力などの内部ソースによって引き起こされる可能性があります。
外部磁気干渉：電力線、モーター、またはその他の電気機器によって生成されるような外部磁場の存在は、ACヘルムホルツコイルの磁場を妨害する可能性があります。この干渉は、測定された磁場のノイズとして現れる可能性があります。

ノイズレベルの測定

ACヘルムホルツコイルの磁場のノイズレベルを定量化するために、通常、磁力計を使用します。磁力計は、磁場の強度と方向を測定できるデバイスです。一定期間にわたって複数の測定値をとることにより、測定された磁場値の標準偏差を計算できます。これは、ノイズを定量化するための一般的なメトリックです。

ノイズレベルは通常、NT/√Hzなどの単位帯域幅あたりの磁場強度の観点から表されます。ノイズレベルが低いと、より安定してノイズの少ない磁場が示されます。

ノイズレベルを最小化します

ACヘルムホルツコイルの磁場のノイズレベルを最小化するために、いくつかの測定値をとることができます。

高品質の電源を使用します：井戸 - 規制およびろ過された電源は、電気ノイズを大幅に減らすことができます。 EMIフィルターで、低ノイズアプリケーション用に特別に設計され、構築された電源を探します。
コイル設計を最適化します：コイルの設計は、ノイズレベルに大きな影響を与える可能性があります。低抵抗とインダクタンスを持つ高品質の導体を使用すると、熱および電磁ノイズを減らすことができます。さらに、コイルの適切なシールドと接地は、外部干渉を最小限に抑えるのに役立ちます。
機械的振動を減らします：コイルを安定した振動 - 分離プラットフォームにマウントします。ショックアブソーバーまたは減衰材料を使用して、外部振動の影響を軽減します。機械的接続を定期的にチェックして締めて、コイルがしっかりと取り付けられていることを確認します。
外部磁場からのシールド：Mu -Metalなどの磁気シールド材料を使用して、AC Helmholtzコイルを外部磁気干渉から保護します。シールドをコイルの周りまたは周囲の環境に配置して、低い磁気 - フィールドゾーンを作成できます。

アプリケーションと騒音要件

さまざまなアプリケーションには、ACヘルムホルツコイルの磁場のノイズレベルの要件が異なります。例えば：

科学研究：磁気共鳴画像法（MRI）や原子物理学の研究などの多くの科学実験では、正確な測定を確保するために非常に低いノイズレベルが必要です。数nt/√hz以下のオーダーのノイズレベルが必要になる場合があります。
電磁互換性（EMC）テスト：EMCテストでは、通常、電子デバイスの電磁機能を正確に評価するために、低ノイズレベルの比較的安定した磁場が必要です。 NT/√Hzの数十の範囲のノイズレベルは受け入れられる可能性があります。
センサーキャリブレーション：磁気センサーを校正する場合、キャリブレーション磁場のノイズレベルは、正確なキャリブレーションを確保するのに十分低くなければなりません。特定のノイズ要件は、キャリブレーションされているセンサーの感度と精度に依存します。

私たちのAC Helmholtzコイル製品

AC Helmholtzコイルの大手サプライヤーとして、さまざまなアプリケーション要件を満たすために幅広い製品を提供しています。私たちの1軸Helmholtzコイル単一の軸磁場が必要なアプリケーション向けに設計されています。低ノイズと高い安定性を備えた均一な磁場を提供します。

単一の軸コイルに加えて、私たちも提供します勾配磁場コイル制御された勾配で磁場を生成できます。これらのコイルは、磁気粒子イメージングや磁場勾配センシングなどの用途に役立ちます。

私たちは、AC Helmholtzコイルの設計と製造に細心の注意を払って、最高水準の品質とパフォーマンスを確実に満たしています。エンジニアリングチームは、高度なシミュレーションツールを使用して、コイルの設計を最適化し、ノイズレベルを最小限に抑えます。また、各コイルで厳密なテストを実施して、磁場の特性とノイズ性能を確認します。

結論

ACヘルムホルツコイルの磁場のノイズレベルは、多くのアプリケーションにとって重要な考慮事項です。ノイズの原因を理解し、それを最小化するための適切な措置を講じることにより、コイルによって生成された磁場が安定し、均一で、意図したアプリケーションに適していることを保証できます。

ACヘルムホルツコイルの市場にいて、特定のノイズ要件がある場合は、お気軽にお問い合わせください。当社の専門家チームは、アプリケーションに適したコイルを選択し、そのノイズパフォーマンスに関する詳細情報を提供するのに役立ちます。お客様のニーズについて話し合い、磁場要件に最適なソリューションを見つけるのを楽しみにしています。

参照

Chen、X。、＆Liu、Y。（2018）。均一な磁場生成のためのヘルムホルツコイルの設計と最適化。磁気に関するIEEEトランザクション、54（2）、1-4。
Popović、RS、＆Popović、S。（2017）。磁気センサーと磁気計。スプリンガー。
Nave、CR（2019）。 HyperPhysics -Helmholtzコイル。ジョージア州立大学。