Tiêu chuẩn Gauss - Cách đo lường và đánh giá nam châm công nghiệp

Khi chọn mua hoặc đánh giá nam châm công nghiệp, Gauss là thông số quan trọng nhất cần quan tâm. Tuy nhiên, nhiều người vẫn nhầm lẫn giữa các loại Gauss, cách đo, và tiêu chuẩn phù hợp cho từng ứng dụng. Bài viết này giải đáp chi tiết mọi thắc mắc về đơn vị Gauss và cách đánh giá nam châm.

---

Gauss là gì?

Định nghĩa đơn vị Gauss

Gauss (G) là đơn vị đo cường độ từ trường (magnetic flux density) trong hệ CGS, được đặt theo tên nhà toán học người Đức Carl Friedrich Gauss.

Đơn vị	Hệ đo	Quy đổi
Gauss (G)	CGS	1 G = 1 Maxwell/cm²
Tesla (T)	SI	1 T = 10,000 G
mT (milliTesla)	SI	1 mT = 10 G
Oersted (Oe)	CGS	Cường độ từ trường H

Gauss vs Tesla

Thông số	Gauss	Tesla
Hệ đo	CGS (cũ)	SI (quốc tế)
Sử dụng	Mỹ, công nghiệp	Khoa học, châu Âu
Quy đổi	10,000 G	1 T
Phổ biến	Rất phổ biến	Ít phổ biến trong CN

Trong thực tế công nghiệp: Gauss được sử dụng phổ biến hơn Tesla vì con số dễ nhớ (10,000 Gauss thay vì 1 Tesla).

---

Các loại Gauss cần phân biệt

1. Surface Gauss (Gauss bề mặt)

Đo trực tiếp trên bề mặt nam châm:

Thông số	Mô tả
Vị trí đo	Đầu dò chạm bề mặt nam châm
Giá trị	Cao nhất
Ứng dụng	So sánh chất lượng nam châm
Ví dụ	NdFeB N42: ~6,000-7,000 G bề mặt

2. Working Gauss (Gauss làm việc)

Đo tại khoảng cách làm việc thực tế:

Thông số	Mô tả
Vị trí đo	Cách bề mặt 1-2mm (có vỏ inox)
Giá trị	Thấp hơn surface 20-40%
Ứng dụng	Đánh giá hiệu quả thực tế
Ví dụ	Thanh lọc sắt: 10,000-12,000 G

3. Air Gap Gauss (Gauss khoảng cách)

Đo tại khoảng cách xa hơn:

Khoảng cách	Gauss giảm còn
0mm (bề mặt)	100%
5mm	~50-60%
10mm	~25-35%
20mm	~10-15%
50mm	~3-5%

Lưu ý quan trọng: Gauss giảm rất nhanh theo khoảng cách. Đây là lý do tại sao thiết kế khoảng cách làm việc rất quan trọng.

---

Tiêu chuẩn Gauss theo ngành công nghiệp

Ngành thực phẩm và dược phẩm

Theo tiêu chuẩn HACCP, BRC, FDA:

Ứng dụng	Gauss tối thiểu	Gauss khuyến nghị
Lưới lọc sắt	10,000 G	12,000-14,000 G
Ống nam châm	8,000 G	10,000-12,000 G
Trống từ	2,500 G	3,500-4,500 G
Nam châm thanh	10,000 G	12,000 G

Theo HACCP/BRC: Nam châm phải duy trì ≥ 10,000 Gauss tại bề mặt làm việc để đảm bảo lọc hiệu quả mảnh sắt > 0.5mm.

Ngành nhựa và cao su

Ứng dụng	Gauss tối thiểu	Gauss khuyến nghị
Lưới lọc hạt nhựa	8,000 G	10,000-11,000 G
Trống tách sắt	2,000 G	3,000-4,000 G
Máy tuyển từ treo	1,500 G	2,500-3,500 G

Ngành khoáng sản và tái chế

Ứng dụng	Gauss tối thiểu	Gauss khuyến nghị
Máy tuyển từ băng tải	1,200 G	2,000-3,000 G
Trống nam châm	1,500 G	3,000-5,000 G
HIMS (cường độ cao)	15,000 G	18,000-25,000 G
Puly từ	800 G	1,200-1,800 G

Ngành gốm sứ và thủy tinh

Ứng dụng	Gauss tối thiểu	Gauss khuyến nghị
Lưới lọc nguyên liệu	10,000 G	12,000-14,000 G
Trống từ cát silic	3,000 G	4,000-5,000 G
HIMS cho kính low-iron	15,000 G	18,000-20,000 G

---

Thiết bị đo Gauss (Gauss Meter)

Các loại Gauss meter phổ biến

Loại	Dải đo	Độ chính xác	Giá (USD)
Digital portable	0-20,000 G	±1-2%	200-800
Handheld precision	0-30,000 G	±0.5%	800-2,000
Laboratory grade	0-100,000 G	±0.1%	3,000-10,000
Hall effect probe	0-50,000 G	±0.5%	500-1,500

Các thương hiệu uy tín

Thương hiệu	Xuất xứ	Đặc điểm
F.W. Bell (Meggitt)	Mỹ	Chuyên nghiệp, đắt
Lake Shore	Mỹ	Phòng thí nghiệm
AlphaLab	Mỹ	Giá tốt, phổ biến
Hirst Magnetic	UK	Công nghiệp
TES / Lutron	Đài Loan	Giá rẻ, phổ thông

Cách sử dụng Gauss meter

Bước 1: Chuẩn bị

• Kiểm tra pin và hiệu chuẩn
• Chọn dải đo phù hợp
• Làm sạch đầu dò (probe)

Bước 2: Đo Surface Gauss

• Đặt đầu dò vuông góc với bề mặt
• Chạm nhẹ bề mặt nam châm
• Đọc giá trị ổn định

Bước 3: Đo Working Gauss

• Đặt đầu dò tại vị trí làm việc thực tế
• Giữ khoảng cách cố định (1-2mm qua vỏ inox)
• Ghi nhận giá trị

Bước 4: Ghi nhận

• Ghi lại vị trí đo
• Ghi nhiệt độ môi trường
• So sánh với tiêu chuẩn

---

Các yếu tố ảnh hưởng đến Gauss

1. Loại vật liệu nam châm

Loại	Surface Gauss max	Ghi chú
Ferrite	3,000-4,500 G	Yếu nhất
NdFeB N35	5,000-6,000 G	Phổ biến
NdFeB N42	6,500-7,500 G	Khuyến nghị
NdFeB N52	7,500-8,500 G	Mạnh nhất
SmCo	5,000-6,500 G	Chịu nhiệt

2. Nhiệt độ

Gauss giảm khi nhiệt độ tăng:

Loại	Hệ số nhiệt Br	Ảnh hưởng
Ferrite	-0.18%/°C	Giảm ít
NdFeB	-0.11 đến -0.13%/°C	Giảm nhiều
SmCo	-0.03 đến -0.05%/°C	Giảm rất ít

Ví dụ: NdFeB N42 ở 20°C: 7,000 G ở 80°C: ~6,500 G (giảm ~7%)

3. Tuổi thọ và suy giảm

Loại	Suy giảm/năm	Sau 10 năm
Ferrite	< 0.1%	Hầu như không
NdFeB (tốt)	0.5-1%	90-95% ban đầu
SmCo	< 0.1%	Hầu như không

4. Thiết kế và kết cấu

Yếu tố	Ảnh hưởng
Độ dày vỏ inox	+1mm vỏ giảm 15-25% Gauss
Khoảng cách thanh	Thanh gần Gauss hiệu dụng cao hơn
Cấu hình cực	Đa cực Gauss bề mặt cao hơn

---

Cách kiểm tra và bảo trì nam châm

Lịch kiểm tra theo tiêu chuẩn

Theo HACCP và BRC:

Tần suất	Hoạt động	Công cụ
Hàng ngày	Kiểm tra bằng mắt, lượng sắt hút	Quan sát
Hàng tuần	Test bằng tấm thử (test card)	Magnetic test card
Hàng tháng	Đo Gauss meter, ghi nhận	Gauss meter
Hàng năm	Đánh giá toàn diện, hiệu chuẩn	Nhà cung cấp

Tiêu chí thay thế nam châm

Tiêu chí	Ngưỡng thay thế
Gauss giảm	< 80% giá trị ban đầu
Vỏ bọc hư hỏng	Rạn nứt, hở mối hàn
Ăn mòn	Rỉ sét, biến màu
Biến dạng	Cong, méo, lệch

Magnetic Test Card (Thẻ test từ)

Công cụ kiểm tra nhanh không cần Gauss meter:

Loại thẻ	Ngưỡng hiển thị	Ứng dụng
30 pole	> 2,500 G	Máy tuyển từ
50 pole	> 4,000 G	Trống từ
100 pole	> 8,000 G	Lưới nam châm

Cách sử dụng:

1. Đặt thẻ lên bề mặt nam châm
2. Quan sát số đường từ hiện ra
3. Đếm số pole Ước lượng Gauss

---

Câu hỏi thường gặp

Q1: Gauss cao hơn có nghĩa là tốt hơn?

Không hoàn toàn. Gauss cao hơn = lực hút mạnh hơn, nhưng cần phù hợp với ứng dụng:

• Lọc sắt thực phẩm: 10,000-14,000 G (đủ và hợp lý)
• Tuyển từ khoáng: 2,000-5,000 G (quá cao sẽ hút cả vật liệu tốt)

Q2: Tại sao Gauss thực tế thấp hơn quảng cáo?

Có thể do:

• Đo tại vị trí khác nhau: Surface vs Working Gauss
• Nhiệt độ: Đo khi nóng thấp hơn
• Chất lượng: Nam châm kém chất lượng
• Tuổi thọ: Nam châm cũ bị suy giảm

Q3: Làm sao biết nhà cung cấp quảng cáo đúng?

• Yêu cầu chứng chỉ đo Gauss kèm theo
• Kiểm tra bằng Gauss meter độc lập
• Hỏi rõ đo tại vị trí nào (surface hay working)
• Yêu cầu test trước khi mua

Q4: Gauss meter có cần hiệu chuẩn không?

Có. Nên hiệu chuẩn hàng năm để đảm bảo độ chính xác. Sử dụng:

• Khối chuẩn (reference magnet)
• Gửi nhà sản xuất hiệu chuẩn

Q5: 10,000 Gauss mạnh như thế nào?

So sánh	Giá trị
Từ trường Trái Đất	0.25-0.65 G
Nam châm tủ lạnh	50-100 G
Loa thông thường	500-1,000 G
Nam châm lọc sắt	10,000-14,000 G
MRI y tế	15,000-30,000 G

Nam châm lọc sắt 10,000 G mạnh gấp ~20,000 lần từ trường Trái Đất!

---

Công thức tính toán liên quan

Quy đổi đơn vị

1 Tesla (T) = 10,000 Gauss (G)
1 milliTesla (mT) = 10 Gauss (G)
1 microTesla (μT) = 0.01 Gauss (G)

Gauss theo khoảng cách (ước tính)

Đối với nam châm hình trụ:

B(x) ≈ Br × (L / (L + 2x))

Trong đó:
- B(x): Gauss tại khoảng cách x
- Br: Gauss bề mặt
- L: Chiều dài nam châm
- x: Khoảng cách từ bề mặt

Lực hút từ (ước tính)

F = (B² × A) / (2 × μ₀)

Trong đó:
- F: Lực hút (N)
- B: Cường độ từ (T)
- A: Diện tích tiếp xúc (m²)
- μ₀: Hằng số từ (4π × 10⁻⁷)

---

Kết luận

Gauss là thông số quan trọng nhất khi đánh giá nam châm công nghiệp. Để chọn đúng nam châm, cần xác định ứng dụng để biết Gauss tối thiểu cần thiết, phân biệt Surface vs Working Gauss để tránh hiểu nhầm, kiểm tra định kỳ để đảm bảo hiệu quả liên tục, và chọn nhà cung cấp uy tín có chứng chỉ Gauss rõ ràng.

Tiêu chuẩn khuyến nghị: Lọc sắt thực phẩm cần tối thiểu 10,000 Gauss, lọc sắt nhựa cần tối thiểu 8,000 Gauss, và tuyển từ khoáng sản cần tối thiểu 2,000-3,000 Gauss.

---

Nguồn tham khảo

1. IMA (International Magnet Association) - Measurement Standards
2. ASTM A1063 - Standard Practice for Measuring Magnetic Properties
3. BRCGS Food Safety Issue 9 - Magnet Strength Requirements
4. HACCP International - Magnet Specification Guidelines
5. Arnold Magnetic Technologies - Technical Documentation
6. Lake Shore Cryotronics - Gaussmeter User Manual

---