Hintergrund
Anlagen zur Erforschung und Bearbeitung kleinster Strukturen in der Halbleiterindustrie, der Nanotechnik und in der Medizintechnik wie Maskenschreiber, Rasterelektronenmikroskope und Magnetresonanztomographen stellen hinsichtlich magnetischer Störfelder höchste Anforderungen. Typische Störquellen wie Straßenbahnen, Eisenbahnen, Energiekabel, aber auch Ströme der gebäudeeigenen Elektroinstallation sowie elektrischer Maschinen und Geräte erzeugen oft magnetische Störfelder mit Flussdichten von einigen 100 nT bis zu einigen 1000 nT, während viele empfindliche Anlagen bereits durch Störfelder von einigen 10 nT erheblich beeinflusst werden.

Da eine passive Abschirmung von Magnetfeldern durch metallische Legierungen sehr aufwändig und kostenintensiv ist, stellen aktive Magnetfeld-Kompensationssysteme eine sinnvolle Alternative dar.

Prinzip
Magnetfelder sind Vektorfelder. Überlagert man einen störenden Feldvektor mit einem gleich großen, aber entgegengesetzt gerichteten, führt dies zu einer Auslöschung des Feldes. In der Praxis wird durch die Anwendung dieser Interferenz eine erhebliche Reduktion des störenden Magnetfeldes erreicht. Hierzu wird das vorherrschende Magnetfeld vor Ort gemessen und mittels einer stromdurchflossenen Spulenanordnung im Raum ein geeignetes Gegenfeld erzeugt. Eine Regelungseinheit sorgt dafür, dass der Stromfluss entsprechend den Änderungen des Störfeldes angepasst wird.

Realisierung
Um Störfelder beliebiger Kurvenform zu kompensieren, ist eine Feldreduktion in einem möglichst großen Frequenzbereich erforderlich. Dies wird durch einen speziell entwickelten und patentierten¹  Sensor erreicht, der das magnetische Störfeld von 0Hz (Gleichfelder) bis zu Frequenzen von einigen 100 kHz misst. Dieses Sensorsignal wird einer analogen Regelungseinheit zugeführt; ein Breitband-Leistungsverstärker erzeugt die Ströme für das entsprechende Gegenfeld. So werden sowohl sehr langsame Feldänderungen – wie sie beispielsweise durch bewegte Metallkonstruktionen wie Fahrstühle, Stahltüren oder Kraftfahrzeuge in der Umgebung erzeugt werden – als auch sehr schnelle Feldänderungen – hervorgerufen beispielsweise durch Schaltvorgänge in der Elektroinstallation – effektiv reduziert.

Das Konzept der Anlage erlaubt auch eine Steuerung über einen externen Rechner, der über eine serielle Schnittstelle angeschlossen werden kann. Eine Bedienung der Anlage per Fernsteuerung ist so ebenfalls möglich. Wird der externe Rechner an ein firmeneigenes Intranet oder das Internet angeschlossen, können auch hierüber alle Parameter eingestellt und alle Daten abgefragt werden. Auf Wunsch kann so die Anlage auch von Müller–BBM weltweit betreut werden, ohne dass die Anwesenheit von Mitarbeitern vor Ort erforderlich ist.