A bobina de Helmholtz é um dispositivo que consiste em duas (ou mais) bobinas combinadas dispostas num eixo comum para produzir um campo magnético altamente uniforme na região central. A Dexinmag oferece configurações de bobinas de Helmholtz unidimensionais, bidimensionais e tridimensionais, disponíveis como geradores de campo CA ou CC e em tamanhos e desempenhos personalizados.
Aplicações:
- Gerar um campo magnético padrão para testes laboratoriais e industriais.
- Deslocar e compensar o campo magnético da Terra para experiências e sensores.
- Simulação do ambiente geomagnético e experiências de simulação de interferência electromagnética.
- Calibração de sondas Hall e vários magnetómetros.
- Investigação sobre campos biomagnéticos e propriedades magnéticas da matéria (magnetização, histerese, medição de fluxo).
- Controlo e estudo de microswimmers, nanopartículas magnéticas e nanorrobôs sob campos magnéticos controlados.
- Bobinas de confinamento magnético para física de plasma e experiências relacionadas com a fusão (grandes designs de bobinas personalizadas disponíveis).
- Fabricação e teste de sensores magnéticos de alta precisão.
Princípio de funcionamento:
Quando duas bobinas circulares idênticas são alimentadas com corrente no mesmo sentido e estão separadas por uma distância especificada, os seus campos sobrepõem-se para formar um campo magnético quase uniforme perto do plano médio. Invertendo as correntes, a sobreposição pode ser utilizada para gerar uma região de campo quase nulo (anti-Helmholtz). A Dexinmag utiliza a relação empírica B ≈ 0,9-μ0-I/R (para duas bobinas de raio R separadas por 2R) como orientação de conceção.
Tipos de produtos/configurações (alto nível):
- Bobina de Helmholtz1D (Uni-direcional) - bobina de eixo único para campos uniformes AC/DC.
- Bobina de Helmholtz2D - par(es) ortogonal(is) fornecendo campos uniformes planares.
- Bobina de Helmholtz 3D / 3 eixos - três pares de bobinas ortogonais entre si para controlo total do campo 3D (incluindo campos rotativos e de gradiente).
- Bobina de Helmholtz 3D de diâmetro igual - três bobinas com diâmetros e contagens de voltas iguais para um volume uniforme compacto.
- Bobina de Helmholtz quadrada - grandes regiões uniformes com estruturas quadradas para amostras grandes (comprimentos laterais de até metros).
- Bobina de Helmholtz combinada de alta uniformidade (estilo Barker) - projetos de bobinas compensadas para expandir e melhorar a região homogênea.
- Bobinas de campo magnético de gradiente, bobinas sem momento magnético e bobinas de Helmholtz de frequência de energia (CA) (intensidade / uniformidade de campo personalizável).
Parâmetros representativos / exemplos (excerto da tabela Dexinmag):
- DXHC30-50 - raio 300 mm; campo central ≈ 50 Gs; uniformidade ~5%; diâmetro da esfera homogénea ~200 mm; potência típica ~420 W; peso 1D ≈ 55 kg.
- DXHC30-10 - raio 300 mm; campo central ≈ 10 Gs; uniformidade ~0,5%; diâmetro da esfera homogénea ~100 mm; potência típica ~90-120 W; peso 1D ≈ 12 kg.
- DXHC30-2 - raio 300 mm; campo central ≈ 2 Gs; uniformidade ~0,05-0,01%; diâmetro da esfera homogénea ~60-40 mm; potência típica ~18-32 W; peso 1D ≈ 3.5 kg.
- DXHC25-1000 - raio 250 mm; campo central ≈ 1000 Gs; uniformidade ~5%; diâmetro da esfera homogénea ~160 mm; potência típica ~5000 W; peso 1D ≈ 500 kg.
- DXHC25-500 - raio 250 mm; campo central ≈ 500 Gs; uniformidade ~0,5%; diâmetro da esfera homogénea ~100 mm; potência típica ~2500 W; peso 1D ≈ 250 kg.
- DXHC20-500 / DXHC20-300 / DXHC20-100 - exemplos com raio 200 mm oferecendo campos centrais 500/300/100 Gs respetivamente (uniformidade e escala de potência por modelo).
- Exemplos de modelos mais pequenos (séries DXHC15, DXHC10, DXHC7) - raios 150-70 mm com campos centrais de alguns Gs até centenas de Gs, dependendo do modelo; adequados para configurações compactas e experiências de bancada.
Caraterísticas principais e notas de design:
- Disponível como projetos AC e DC; pode produzir campos fortes uniformes, gradientes e campos magnéticos rotativos (os sistemas Dexinmag suportam controle de malha fechada em faixas selecionadas, por exemplo, 0-20 Hz e 0-200 Gs para alguns sistemas 3D).
- As estruturas e suportes são não magnéticos quando necessário; recomenda-se que o raio da bobina seja pelo menos ~ 2,5 × a maior amostra para garantir que a amostra caiba dentro da região homogênea.
- Conectores padrão: Amphenol / soquetes de aviação, postes de ligação, soquetes de banana etc.; bobinas de múltiplos eixos têm conectores / canais de acionamento separados (por exemplo, unidades de 3 eixos normalmente têm três conectores e fontes independentes).
- Projetos personalizados e instalação / teste no local estão disponíveis; A Dexinmag produz uma ampla gama de modelos padrão (DXHCxx-yyy) e montagens personalizadas para aplicações especiais.
Caraterísticas / especificações técnicas:
- Fabricante / marca: Dexinmag (Xiamen Dexing Magnet Tech. Co., Ltd.).
- Denominação / série: Série DXHC (vários modelos DXHC, por exemplo, DXHC30-50, DXHC25-1000, DXHC20-500, DXHC15-50, DXHC10-200, DXHC7-100).
- Função: gerar campos magnéticos uniformes (AC / DC), campos de gradiente e campos rotativos; calibrar magnetómetros; simular ambientes geomagnéticos e EMI; conduzir microaspiradores / partículas magnéticas.
- Faixa de campo central disponível: de alguns Gs até 1000+ Gs, dependendo do modelo (veja exemplos de tabela de modelos).
- Raio típico da bobina: geralmente 70 mm até 300 mm (e tamanhos maiores personalizados para projetos de grandes amostras ou instalação).
- Uniformidade: dependente do modelo (exemplos variam de níveis subpercentuais a vários por cento, dependendo do projeto e da compensação de homogeneidade).
- Faixa de potência: de alguns watts (modelos pequenos) a vários quilowatts (modelos grandes / de campo alto) - dependente do modelo.
- Peso: dependente do modelo (exemplos variam de alguns kg para bobinas pequenas a várias centenas de kg para grandes unidades de alto campo).
- Opções: eixo único, dois eixos, três eixos, 3D de diâmetro igual, quadros quadrados, bobinas combinadas de alta uniformidade (Barker), bobinas de gradiente, configurações de bobina sem momento magnético.