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磁屏蔽理論和實(shí)踐磁屏蔽理論和實(shí)踐

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磁屏蔽理論和實(shí)踐

1、引言
   
在低頻(DC到100KHz)磁屏蔽中,設計低成本屏蔽體的最關(guān)鍵因素是對磁屏蔽的透徹理解。其目的是要達到減少所規定的磁場(chǎng),這樣使其對所屏蔽的器件或系統不形成威脅。一旦這一目標被確定,就應考慮會(huì )影響到屏蔽體的低成本設計的一些基本設計因素。這些包括:材料的選擇、主要設計參數和加工工藝。
2、材料的選擇
  對于屏蔽體來(lái)說(shuō),所選擇的材料的類(lèi)型對其性能和成本影響極大。在設計屏蔽體時(shí)有一點(diǎn)是重要的,就是要深入了解普通使用的不同屏蔽合金的特性。對這些不同性能的理解就可使你選擇合適的材料,去滿(mǎn)足目標要求。
磁屏蔽材料要根據各自的特性進(jìn)行選擇,特別是磁導率和磁飽和性能。由于在變更低頻磁場(chǎng)方向的效能,所以高磁導率材料(比如含80%的鎳合金Mumetal,這是一種高磁導率鐵鎳合金)是經(jīng)常使用的屏蔽材料。這些合金可滿(mǎn)足MIL-N-14411C部分1和ASTM。粒罚担常梗窐邮剑吹囊。其可得到的相對較薄的厚度為0.002到0.125英寸,并極易被有經(jīng)驗的屏蔽加工者加工出來(lái)。
    在需要于極小空間內降低磁場(chǎng)時(shí),典型上使用這些合金。在需要提供比要求更高屏蔽時(shí),或是磁場(chǎng)強度(在較高場(chǎng)強時(shí)更為典型)需要具有更高飽和值材料時(shí),這些材料常被選中。
    在屏蔽目標僅需要稍微減少場(chǎng)強時(shí)(減少1~1/4),或是當場(chǎng)強足以使高磁導率屏蔽體飽和時(shí),超低碳鋼(ULCS)可能是最佳的選擇。這些較低成本材料的碳含量典型小于0.01%;與其它鋼相比,其有較高的磁導率和極優(yōu)的飽和性能。這些材料具有較小的柔韌性,并比硅鋼較容易制造,這就允許在大面積屏蔽項目中容易安裝和以同樣的方式加工出小型組件。ULCS可與高磁導率材料一起使用,以為需要高飽和保護和高衰減等級建立最佳的屏蔽體。
    對于低溫用的屏蔽體,Cryoperm。保埃榈聡Vaccumschmelze GmbHg公司的注冊商標)為一種最佳選擇。與Mumetal一樣,Cryoperm。保耙彩且环N高磁導率鎳鐵合金,它是經(jīng)特殊加工而成的,以提供在降低溫度時(shí)磁導率增加。標準的屏蔽合金(比如Mumetal)在低溫時(shí)就失去了其大部分磁導率。但是Cryoperm10可在77.3到4.2°K時(shí)的磁導率卻增加10倍。表1示出了最常用的屏蔽材料的磁導率飽和值的比較。

            飽和          磁導率
材料         (高斯) μ(最大) μ40
Amumetal(80%鎳)  8,000  400,00        60,000
Amunickel(48%鎳)15,000 150,000 12,000
Cryoperm10    9
,000 250,000 65,000
超低碳鋼   22,000   4,000 1,000


   
由于材料的成本占屏蔽體價(jià)格的一半,所以使用較薄的尺寸能滿(mǎn)足所要求的屏蔽特性和結構性能是最好了。厚度為0.002到0.010英寸的箔材是最低成本的選擇。這些箔材能以同等的化學(xué)組分和性能特性獲得,并可作為標準的以鎳為基礎的和ULCS材料。
   設計低成本屏蔽體的最重要的一步,就是對這些典型屏蔽材料特性及其對屏蔽性能影響的了解。一旦合適的材料被選中,其重點(diǎn)要集中于基本的設計考慮,以使其不但性能最佳,而且對成本的影響最小。
3、設計考慮
  大部分屏蔽體用的公式和模型的開(kāi)發(fā)是基于圓形或無(wú)限長(cháng)的圓柱體幾何形狀的。在實(shí)際應用中,所給定屏蔽體的實(shí)踐形狀由器件結構和屏蔽體自身的可利用空間所決定。在設計一屏蔽體時(shí),要了解的重要的結構是,要使磁力線(xiàn)旋轉90°是困難的。但是,圓形屏蔽體,比如要改變圓柱體或是具有圓形角的盒體的磁力線(xiàn)的方向要比具有方形角的屏蔽體容易一些。類(lèi)似地,對于包容已進(jìn)入屏蔽材料的磁力線(xiàn)并改變其方向,圓角要比尖角好一些。保持可提供低磁阻路徑的屏蔽體形狀簡(jiǎn)單或磁場(chǎng)運動(dòng)的"最低磁阻路徑"是很重要的。
   屏蔽體的尺寸在屏蔽效率和成本方面的重要性極大。屏蔽體的有效半徑越小,其整體性能就越好。但是,設計屏蔽體的目的是使其包絡(luò )試圖屏蔽的組件和空間,并應該靠得很近。由于材料占屏蔽體設計的大部分成本,因此較小屏蔽體就可以在較低成本下獲得較優(yōu)的性能。
   每當有可能,屏蔽體應與所有壁靠近,以避免場(chǎng)泄漏。這種結構(即使是矩形)也是最接近于圓形的,它可以建立一個(gè)半閉合的磁路。另外,全部箱體可在所有軸上獲得屏蔽特性,這樣就可以保證最好的屏蔽性能。當特殊的性能和進(jìn)出口需要時(shí),可移動(dòng)的蓋板、罩和門(mén)均可組合到屏蔽體設計中去。
  利用蓋板、罩和門(mén)時(shí)或使用兩塊或多塊板構建屏蔽體時(shí),在多塊板間保持磁連續性和電接觸是很重要的?赏ㄟ^(guò)機械式(利用磨擦組件)或焊接保持磁連續性。在拐角或過(guò)渡連接,使用焊接可獲得最佳性能。維持表面間的連續性就可以保證磁力線(xiàn)連續沿其低磁阻路徑前進(jìn),這樣可以提高屏蔽效能。在交流場(chǎng),保持磁連續性就允許較高的感應電流屏蔽,在直流場(chǎng),對于適當的磁力線(xiàn)分路,連續性也是重要的。
   如果你不能靠近屏蔽體的一端或兩端,要特別注意開(kāi)端的長(cháng)一直徑比。屏蔽體的這種長(cháng)-直徑比至少應為4:1,以避免"端接效應"和磁力線(xiàn)穿透屏蔽體范圍。經(jīng)驗法則是,屏蔽體需要延伸到器件的外部,這樣可以用與開(kāi)孔半徑相等部分進(jìn)行保護。由于增加了屏蔽體的長(cháng)度同時(shí)保持直徑不變,就可以用無(wú)限長(cháng)圓柱體模型進(jìn)行近似。當圓柱型或矩形屏蔽體需要大的開(kāi)孔時(shí),垂直于屏蔽體壁的的管可用于由于開(kāi)孔而引起屏蔽體的磁場(chǎng)強度的減少。管的長(cháng)度應正比于所屏蔽的開(kāi)孔的直徑。
  在設計過(guò)程早期就應考慮這些問(wèn)題,可使這些主要設計參數對屏蔽體的成本影響較小。但是,這些因素要比材料本身對屏蔽體性能的影響要大。這樣,在設計屏蔽體時(shí),最先保證這些基本參數通常是需要的。
4、生產(chǎn)技術(shù)
  一種好的屏蔽體設計要涉及到加工過(guò)程,其可提供所需要的結構和特性。在過(guò)去,大部分磁屏蔽體是用標準的精密片狀金屬加工技術(shù)通過(guò)剪切、穿孔、成型和焊接加工出來(lái)的,F在,利用先進(jìn)的激光切割系統,個(gè)別部件的剪切和計算機化的數字控制沖孔都由一步激光切割技術(shù)所代替。主要的屏蔽元件的一步加工技術(shù)可使加工時(shí)間更快和降低加工成本,而無(wú)須高成本的加工方法。特別是對于型材和特殊設備(比如專(zhuān)用切割和系列化),這種過(guò)程可為屏蔽設計者提供更大的靈活性。
   利用母材并使用縫隙和連接點(diǎn)的氬弧焊或疊層縫隙的點(diǎn)焊,就可以組裝多個(gè)屏蔽元件。氬弧焊可使組裝的屏蔽體得到最佳化的磁連續性,它可用于使用高屏蔽性能方面。對于大部分應用,與氬弧焊相比,法蘭和疊層連接的點(diǎn)焊可獲得更高級的磁連續性。
   為使典型的屏蔽合金(如Mumetal)達到最佳性能,還要進(jìn)行特殊的被稱(chēng)為氫退火的熱處理循環(huán)。一旦所有加工過(guò)程完成,就可以進(jìn)行退火過(guò)程。但在退火以后,對屏蔽體進(jìn)行沖擊和振動(dòng)試驗,將降低材料的性能。嚴格遵守所規定的退火周期,不但能保證獲得最佳磁屏蔽性能,而且還可以將未退火材料的磁導率平均提高40倍。
5、結論
  對所規定的屏蔽任務(wù)的了解有助于最好的材料、結構和加工藝的選擇。這種評價(jià)可在最佳成本下保持最好的屏蔽性能。

磁屏蔽的解決方案
    GMR
傳感器作為一種靈敏度非常高的磁性傳感器,可以預見(jiàn)未來(lái)的廣泛應用。但用戶(hù)極其關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題是抗磁干擾問(wèn)題。為解決此問(wèn)題有多種方案,但最主要的是磁屏蔽,以下是關(guān)于磁屏蔽的相關(guān)論述。(資料主要來(lái)源:The MuShield Company,Inc.  僅供參考,不負相關(guān)責任。)
    如果你要設計自己的磁屏蔽系統,你會(huì )發(fā)現以下的信息是很有用的。
    
磁屏蔽目的:通常是保護電子線(xiàn)路免于受到諸如永磁體、變壓器、電機、線(xiàn)圈、電纜等產(chǎn)生磁場(chǎng)的干擾,當然屏蔽強的磁干擾源使它免于干擾附近的元器件功能也是一個(gè)重要的應用目的。 磁屏蔽材料參數及材料劃分:磁屏蔽體由磁性材料制成,衡量材料導磁能力的參數是磁導率,通常以數字來(lái)表示相對大小。真空磁導率為1,屏蔽材料的磁導率從200350000;磁屏蔽材料的另一個(gè)重要參數是飽和磁化強度。磁屏蔽材料一般分為三類(lèi),即高導磁材料、中導磁材料和高飽和材料。
    高飽和磁導率材料的磁導率在80000-350000之間,經(jīng)熱處理后其飽和場(chǎng)可達7500Gs;中磁導率材料通常和高導材料一起使用,其磁導率值從12500-150000,飽和場(chǎng)15500Gs;高飽和場(chǎng)的磁導率值為200-50000,飽和場(chǎng)可達18000-21000Gs。
   
以下是一些常用量的定義:  
    Gs
:磁通密度的單位,相當于每平方厘米面積上有一條磁力線(xiàn)通過(guò)。
   
磁通量:由磁場(chǎng)產(chǎn)生的所有磁力線(xiàn)的總和。
   
飽和磁場(chǎng):即材料磁感應強度漸趨于一恒定值時(shí)對應的磁場(chǎng)。
    B
:屏蔽體中的磁通密度,單位Gs。
    d:屏蔽體直徑(注:當屏蔽體為矩形時(shí)指最長(cháng)邊的尺寸)。
    Ho
:外場(chǎng)強度,單位Oe。
    μ:材料磁導率。
    A
:衰減量(相對值)。
    t
:屏蔽體厚度。
   
磁場(chǎng)強度:屏蔽體中磁場(chǎng)強度估算用下面公式:  
    B=2.5dHo/2t
Gs  
    如用厚度為0.060〃的材料制成直徑為1.5〃的屏蔽體,在80Gs的磁場(chǎng)中其內部磁場(chǎng)為2500Gs。
    
屏蔽體厚度:用以下公式估算: 
    t=Ad/μ
(英寸)  
   
如用磁導率為80000的材料制成直徑為1.5〃的屏蔽體,當要求實(shí)現1000/1的衰減量時(shí),屏蔽體的厚度為  
    t=1000×1.5/80000=0.019〃  
    厚度設計還應綜合考慮性?xún)r(jià)比的因素,一般屏蔽材料的磁導率應不低于80000,否則就要增加厚度以達到同樣的屏蔽效果,則會(huì )導致費用的增加。
    當場(chǎng)強很強時(shí),厚度的選取應使材料工作于磁導率最大的場(chǎng)強下。如當材料的磁導率在場(chǎng)強為2300-2500Gs時(shí)磁導率最大,則所需厚度為  
            t=1.25dHo/B
(英寸)  
    如直徑1.5〃,長(cháng)度6〃的屏蔽體置于80Gs的磁場(chǎng)中,所需的厚度是0.060〃。
    磁場(chǎng)衰減率:用下式估算:  
    A=μt/d  
   
用此式對上面的數據計算可得到,當材料磁導率為350000時(shí),其衰減率為14000。
    
磁通密度:被屏蔽空間內磁通密度為  
    B=Ho/A
Gs
     
同樣利用以上數據,則被屏蔽空間的磁場(chǎng)為0.0057Gs。  
    更多的設計要點(diǎn):
    *
開(kāi)始設計前要正確估算干擾場(chǎng)的大小和頻率,其次,正確評價(jià)能承受的干擾場(chǎng)的大小。
     *用以屏蔽很強的磁場(chǎng)時(shí),可采用多層屏蔽的結構。如果可能,兩層屏蔽體間保留1/2〃的間隙。 
    *
在屏蔽如真空泵產(chǎn)生的強磁場(chǎng)時(shí),要采用多層屏蔽結構。其中內層用低磁導率材料,中間層用中磁導率材料,外層用高磁導率材料。  
    *用單層結構屏蔽如CRTs等及其敏感的設備時(shí),應在離設備5〃處形成一個(gè)完整的屏蔽體;當型號很大時(shí),只需對關(guān)鍵部分如磁軛等部位進(jìn)行屏蔽即可。  
    *
對于極低場(chǎng)的要求,通常采用3層屏蔽的方式,其中外層屏蔽用高磁導率材料,在內外屏蔽層間是Cu層。在Cu層上通以強的交流電流可對內屏蔽層消磁,同時(shí)Cu層還可以屏蔽靜磁場(chǎng)的干擾。  
    *
對于磁屏蔽結構,在材料厚度允許的時(shí)候可采用搭接點(diǎn)焊,交接尺寸至少3/8〃。在直徑發(fā)生變化或結構拐角的地方,應采用氦弧焊。  
    使用片狀材料的要點(diǎn):在屏蔽小元件時(shí),剛性結構加工應用都不方便,這時(shí)片狀材料是一個(gè)很好的選擇,但要注意以下事項:  
    *為減少磁散射發(fā)生,結構中應避免出現 尖銳的拐角;如果結構上需要開(kāi)孔或縫,則應力求其邊角采用圓弧形式。  
    *當屏蔽圓柱形物體時(shí),每一層的搭接尺寸不少于3/4〃,而且第一層的接口位于180°的位置,則下一層的接口位于90°的位置,再下一層又位于180°的位置,如此等等。  
    *
為了提高屏蔽效果,每?jì)蓪悠帘伍g保留3-4倍于薄片厚度的空間。
    *因為薄片材料具有極高的磁導率,因此使用中應避免連續螺旋狀卷繞它,否則將有可能在屏蔽體中產(chǎn)生相當于磁極的結構。  
    *當在薄片材料上鉆孔時(shí),應確保是在正確的加工片狀金屬的條件下進(jìn)行,而不是在普通的金屬加工條件下操作,因為普通的操作方式會(huì )產(chǎn)生螺絲起子效應導致薄片發(fā)生彎曲,從而
屏蔽就是對兩個(gè)空間區域之間進(jìn)行金屬的隔離,以控制電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波由一個(gè)區域對另一個(gè)區域的感應和輻射。具體講,就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個(gè)系統的干擾源包圍起來(lái),防止干擾電磁場(chǎng)向外擴散;用屏蔽體將接收電路、設備或系統包圍起來(lái),防止它們受到外界電磁場(chǎng)的影響。因為屏蔽體對來(lái)自導線(xiàn)、電纜、元部件、電路或系統等外部的干擾電磁波和內部電磁波均起著(zhù)吸收能量(渦流損耗)、反射能量(電磁波在屏蔽體上的界面反射)和抵消能量(電磁感應在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場(chǎng),可抵消部分干擾電磁波)的作用,所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。

    (1)當干擾電磁場(chǎng)的頻率較高時(shí),利用低電阻率的金屬材料中產(chǎn)生的渦流,形成對外來(lái)電磁波的抵消作用,從而達到屏蔽的效果。

    (2)當干擾電磁波的頻率較低時(shí),要采用高導磁率的材料,從而使磁力線(xiàn)限制在屏蔽體內部,防止擴散到屏蔽的空間去。

   
3)在某些場(chǎng)合下,如果要求對高頻和低頻電磁場(chǎng)都具有良好的屏蔽效果時(shí),往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。

     許多人不了解電磁屏蔽的原理,認為只要用金屬做一個(gè)箱子,然后將箱子接地,就能夠起到電磁屏蔽的作用。在這種概念指導下結果是失敗。因為,電磁屏蔽與屏蔽體接地與否并沒(méi)有關(guān)系。真正影響屏蔽體屏蔽效能的只有兩個(gè)因素:一個(gè)是整個(gè)屏蔽體表面必須是導電連續的,另一個(gè)是不能有直接穿透屏蔽體的導體。屏蔽體上有很多導電不連續點(diǎn),最主要的一類(lèi)是屏蔽體不同部分結合處形成的不導電縫隙。這些不導電的縫隙就產(chǎn)生了電磁泄漏,如同流體會(huì )從容器上的縫隙上泄漏一樣。解決這種泄漏的一個(gè)方法是在縫隙處填充導電彈性材料,消除不導電點(diǎn)。這就像在流體容器的縫隙處填充橡膠的道理一樣。這種彈性導電填充材料就是電磁密封襯墊。
    在許多文獻中將電磁屏蔽體比喻成液體密封容器,似乎只有當用導電彈性材料將縫隙密封到滴水不漏的程度才能夠防止電磁波泄漏。實(shí)際上這是不確切的。因為縫隙或孔洞是否會(huì )泄漏電磁波,取決于縫隙或孔洞相對于電磁波波長(cháng)的尺寸。當波長(cháng)遠大于開(kāi)口尺寸時(shí),并不會(huì )產(chǎn)生明顯的泄漏。因此,當干擾的頻率較高時(shí),這時(shí)波長(cháng)較短,就需要使用電磁密封襯墊。具體說(shuō),當干擾的頻率超過(guò)10MHz時(shí),就要考慮使用電磁密封襯墊。
   
凡是有彈性且導電良好的材料都可以用做電磁密封襯墊。按照這個(gè)原理制造的電磁密封襯墊有:
    導電橡膠:在硅橡膠內填充占總重量70 80%比例的金屬顆粒,如銀粉、銅粉、鋁粉、鍍銀銅粉、鍍銀鋁粉、鍍銀玻璃球等。這種材料保留一部分硅橡膠良好彈性的特性,同時(shí)具有較好的導電性。
    金屬編織網(wǎng):用鈹銅絲、蒙乃爾絲或不銹鋼絲編織成管狀長(cháng)條,外形很像屏蔽電纜的屏蔽層。但它的編織方法與電纜屏蔽層不同,電纜屏蔽層是用多根線(xiàn)編成的,而這種屏蔽襯墊是由一根線(xiàn)織成的。打個(gè)形象的比喻,就像毛衣的袖子一樣。為了增強金屬網(wǎng)的彈性,有時(shí)在網(wǎng)管內加入橡膠芯。
    指形簧片:鈹銅制成的簧片,具有很好的彈性和導電性。導電性和彈性。
   
多重導電橡膠:由兩層橡膠構成,內層是普通硅橡膠,外層是導電橡膠。這種材料克服了傳統導電橡膠彈性差的缺點(diǎn),使橡膠的彈性得以充分體現。它的原理有些像帶橡膠芯的金屬絲網(wǎng)條。
選擇使用什么種類(lèi)電磁密封襯墊時(shí)要考慮四個(gè)因素:屏蔽效能要求、有無(wú)環(huán)境密封要求、安裝結構要求、成本要求。
   
屏蔽按機理可分為電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽。
    1 
電場(chǎng)屏蔽
  
【屏蔽機理】:將電場(chǎng)感應看成分布電容間的耦合。
  
【設計要點(diǎn)】:
    a
、屏蔽板以靠近受保護物為好,而且屏蔽板的接地必須良好。!
    b
、屏蔽板的形狀對屏蔽效能的高低有明顯影響。全封閉的金屬盒最好,但工程中很難做到!
    c、屏蔽板的材料以良導體為好,但對厚度無(wú)要求,只要有足夠的強度就可了。
   2 
磁場(chǎng)屏蔽
   
磁場(chǎng)屏蔽通常是指對直流或低頻磁場(chǎng)的屏蔽,其效果比電場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽要差的多。
   【 屏蔽機理】:主要是依靠高導磁材料所具有的低磁阻,對磁通起著(zhù)分路的作用,使得屏蔽體內部的磁場(chǎng)大為減弱。
   【設計要點(diǎn)】:
    a
、選用高導磁材料,如坡莫合金;
     b
、增加屏蔽體的厚度;
   
以上均是為了減小屏蔽體的磁阻;
     c
、被屏蔽的物體不要安排在緊靠屏蔽體的位置上,以盡量減小通過(guò)被屏蔽物體體內的磁通;
     d、注意屏蔽體的結構設計,凡接縫、通風(fēng)空等均可能增加屏蔽體的磁阻,從而降低屏蔽效果。
    e、對于強磁場(chǎng)的屏蔽可采用雙層磁屏蔽體的結構。
對要屏蔽外部強磁場(chǎng)的,則屏蔽體的外層選用不易飽和的材料,如硅鋼;而內部可選用容易達到飽和的高導磁材料,如坡莫合金等。
    反之,如果要屏蔽內部強磁場(chǎng)時(shí),則材料的排列次序要到過(guò)來(lái)。
   
在安裝內外兩層屏蔽體時(shí),要注意彼此間的絕緣。當沒(méi)有接地要求時(shí),可用絕緣材料做支撐件。若需接地時(shí),可選用非鐵磁材料(如銅、鋁)做支撐件。
3 電磁場(chǎng)屏蔽
   
電磁場(chǎng)屏蔽是利用屏蔽體阻止電磁場(chǎng)在空間傳播的一種措施。
【電磁場(chǎng)屏蔽的機理】:
     a
、當電磁波到達屏蔽體表面時(shí),由于空氣與金屬的交界面上阻抗的不連續,對入射波產(chǎn)生的反射。這種反射不要求屏蔽材料必須有一定的厚度,只要求交界面上的不連續;
    b、未被表面反射掉而進(jìn)入屏蔽體的能量,在體內向前傳播的過(guò)程中,被屏蔽材料所衰減。也就是所謂的吸收;
     c、在屏蔽體內尚未衰減掉的剩余能量,傳到材料的另一表面時(shí),遇到金屬-空氣阻抗不連續的交界面,會(huì )形成再次反射,并重新返回屏蔽體內。這種反射在兩個(gè)金屬的交界面上可能有多次的反射。
    總之,電磁屏蔽體對電磁的衰減主要是基于電磁波的反射和電磁波的吸收。
   
【吸收損耗】不同的材料、不同的材料厚度對于電磁波的吸收效果不一樣.可根據材料吸收損耗的列線(xiàn)圖得出。
    【反射損耗】分為三類(lèi):低阻抗磁場(chǎng)、高阻抗電場(chǎng)、平面波場(chǎng)。
   
其中低阻抗磁場(chǎng)和高阻抗電場(chǎng)的反射損耗列線(xiàn)圖計算方法相同,與金屬材料、頻率及輻射源到屏蔽體的距離有關(guān)。
對于平面波,波阻抗為一常數,而與輻射源到屏蔽體的距離無(wú)關(guān),在列線(xiàn)圖中只需連接金屬材料和感興趣的頻率就可求出此時(shí)的反射損耗值。
    4 實(shí)際的電磁屏蔽體
  
【結構材料】
    a
、 適用于底板和機殼的材料大多數是良導體,如銅、鋁等,可以屏蔽電場(chǎng),主要的屏蔽機理是反射信號而不是吸收。
    b、對磁場(chǎng)的屏蔽需要鐵磁材料,如高導磁率合金和鐵。主要的屏蔽機理是吸收而不是反射。
    c、在強電磁環(huán)境中,要求材料能屏蔽電場(chǎng)和磁場(chǎng)兩種成分,因此需要結構上完好的鐵磁材料。屏蔽效率直接受材料的厚度以及搭接和接地方法好壞的影響。
    d、對于塑料殼體,是在其內壁噴涂屏蔽層,或在汽塑時(shí)摻入金屬纖維。
    e
、 必須盡量減少結構的電氣不連續性,以便控制經(jīng)底板和機殼進(jìn)出的泄漏輻射。提高縫隙屏蔽效能的結構措施包括增加縫隙深度,減少縫隙長(cháng)度,在結合面上加入導電襯墊,在接縫處涂上導電涂料,縮短螺釘間距離等。
    f、 【搭接】
    a
、在底板和機殼的每一條縫和不連續處要盡可能好的搭接。最壞的電搭接對殼體的的屏蔽效能起決定性作用。
    b、保證接縫處金屬對金屬的接觸,以防電磁能的泄漏和輻射。
    c
、在可能的情況下,接縫應焊接。在條件受限制的情況下,可用點(diǎn)焊、曉間距的鉚接和用螺釘來(lái)固定。
    d、在不加導電襯墊時(shí),螺釘間距一般應小于最高工作頻率的1%,至少不大于1/20波長(cháng)。
    e
、用螺釘或鉚接進(jìn)行搭接時(shí),應首先在縫的中部搭接好,然后逐漸向兩端延伸,以防金屬表面的彎曲。
    f、保證緊固方法有足夠的壓力,以便在有變形應力、沖擊、震動(dòng)時(shí)保持表面接觸。
    g、在接縫不平整的地方,或在可移動(dòng)的面板等處,必須使用導電襯墊或指形彈簧材料。
    h、選擇高導電率的和彈性好的襯墊。選擇襯墊時(shí)要考慮結合處所使用的頻率。
    i
、選擇硬韌性材料做成的襯墊,以便劃破金屬上的任何表面。
    j
、保證同襯墊材料配合的金屬表面沒(méi)有任何非導電保護層。
    k
、當需要活動(dòng)接觸時(shí),使用指形壓簧,并要注意保持彈性指簧的壓力。
    l
、導電橡膠襯墊用在鋁金屬表面時(shí),要注意電化腐蝕作用。純銀填料的橡膠或monel線(xiàn)性襯墊將出現最嚴重的電化腐蝕。銀鍍鋁填料的導電橡膠是鹽霧環(huán)境下用于鋁金屬配合表面的最好襯墊材料。
    以下是按優(yōu)先等級排列的各種襯墊。
    1 
金屬網(wǎng)射頻襯墊 容易變形,壓力為1.4kg/cm時(shí),衰減為54db。資料表明,頻率較低時(shí)衰減最大。用于永久密封較好,不適宜用于開(kāi)與關(guān)的面板。
    2 銅鍍合金 有很高的導電性和很好的抗腐蝕性。彈性好,最適合用于和活動(dòng)面板配合?芍瞥芍笚l形、螺旋和鋸齒面。衰減為100db。
    3 
導電橡膠 適用于只需名義上連接和少量螺釘的地方。實(shí)現水汽密封和電氣密封經(jīng)1500、48小時(shí)老化
后,體電阻率為1020mω/cm(max)。變形度限制值為25%。資料表明,頻率較高時(shí)衰減為最大。
    4 
導電蒙布 在泡沫塑料上蒙一塊鍍銀編織物,形成一個(gè)軟
襯墊,占去大部分疏松空間,主要為民用,適用于
泡沫襯墊 機柜和門(mén)板。
  
【穿透和開(kāi)口】
    a
、要注意由于電纜穿過(guò)機殼使整體屏蔽效能降低的程度。典型的未濾波的導線(xiàn)穿過(guò)屏蔽體時(shí),屏蔽效能降低30db以上。
    b
、電源線(xiàn)進(jìn)入機殼時(shí),全部應通過(guò)濾波器盒。濾波器的輸入端最好能穿出到屏蔽機殼外;若濾波器結構不宜穿出機殼,則應在電源線(xiàn)進(jìn)入機殼出專(zhuān)為濾波器設置一隔艙。
    c、信號線(xiàn)、控制線(xiàn)進(jìn)入/穿出機殼時(shí),要通過(guò)適當的濾波器。具有濾波插針的多芯連接器適于這種場(chǎng)合使用。
    d、穿過(guò)屏蔽體的金屬控制軸電磁波測試儀 ,應該用金屬觸片、接地螺母或射頻襯墊接地。也可不用接地的金屬軸,而用其它軸貫通波導截止頻率比工作頻率高的園管來(lái)做控制軸。
    e、必須注意在截止波導孔內貫通金屬軸或導線(xiàn)時(shí)會(huì )嚴重降低屏蔽效能。
    f
、當要求使用對地絕緣的金屬控制軸時(shí),可用短的隱性控制軸,不調節時(shí),用螺帽或金屬襯墊彈性安裝帽蓋住。
    g、為保險絲、插孔等加金屬帽。
    h
、用導電襯墊和墊圈、螺母等實(shí)現鈕子開(kāi)關(guān)防泄漏安裝。
    i
、在屏蔽、通風(fēng)和強度要求高而質(zhì)量不苛刻時(shí),用蜂窩板屏蔽通風(fēng)口,最好用焊接方式保持線(xiàn)連接,防止泄漏電磁波測試儀 。
    j、盡可能在指示器、顯示器后面加屏蔽,并對所有引線(xiàn)用穿心電容濾波。
    k
、在不能從后面屏蔽指示器/顯示器和對引線(xiàn)濾波時(shí),要用與機殼連續連接的金屬網(wǎng)或導電玻璃屏蔽指示器/顯示器的前面。對夾金屬絲的屏蔽玻璃,在保持合理透光度條件下,對301000m的屏蔽效能可達50110db。在透明塑料或玻璃上鍍透明導電膜,其屏蔽效果一般不大于20db。但后者可消除觀(guān)察窗上的靜電積累,在儀器上常用測距儀測高儀·流量計·GPS·

發(fā)布人:2008/11/7 9:32:002658 發(fā)布時(shí)間:2008/11/7 9:32:00 此新聞已被瀏覽:2658次