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(已屏蔽)(全文完整)

作者: | 发布时间:2022-06-22 14:06:02 | 浏览次数:

下面是小编为大家整理的(已屏蔽)(全文完整),供大家参考。希望对大家写作有帮助!

(已屏蔽)(全文完整)

(已屏蔽)3篇

【篇一】(已屏蔽)

什么是核磁共振屏蔽室?

核磁共振屏蔽室适用于永磁和超导核磁共振设备的磁场屏蔽,防止外界电磁场干扰核磁共振扫描成像仪(MRI)的正常工作,抑制MRI产生的磁场泄露影响外界设备的工作。

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核磁共振屏蔽机房施工工艺:

(1)结构:MRI型屏蔽室设计有拼装式和焊接式两种结构。

(2)焊接工艺:0.5mm紫铜板作射频屏蔽层,焊接采用氩弧焊或铜焊,高导磁率钢板作磁屏蔽层

(3)龙骨架支撑采用铝合金,并与墙体间作绝缘处理。手动锁紧屏蔽门屏蔽门,可拆卸式铍青传指型铜簧片。

(4)高性能屏蔽观察窗双层铜网经特殊工艺制作,透光率好。

(5)其它:电源滤波器、 信号转接板,空气供应及通风系统的屏蔽接口处理、同轴连接器、光纤转接盒、医疗气体波导接口、气体灭火截止波导管、心电监护系统接口或其它医疗设备接口以及室内照明等。

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核磁共振屏蔽室设计

屏蔽体的使用寿命是20-30年,屏蔽壳体的抗震等级按照8级计算。考虑到磁场影响和拆装方便,采用铜板拼装式设计。

(1)核磁屏蔽室底面设计:

屏蔽室在核磁仪放置位置地沟要求:2.8m×2.8m×0.9m,室内其他地方挖深为:55公分,水平以下30公分用C25混凝土浇筑。对浇注地基水泥沙浆磨平,进行双层SBS防水处理,铺设高强度的绝缘地坪,然后进行屏蔽体地面制作。

(2)屏蔽室壳体设计:

屏蔽体是用0.35mm紫铜板及优质松木框架(刷防火涂料)拼装结构。拼装模块之间夹多层铜网衬垫,采用M6*100不锈钢螺栓紧固。

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(3)屏蔽门设计:

手动单开屏蔽门,尺寸:1.2m宽×2.1m高(外平开式);
根据屏蔽室现场特点,采用单外开屏蔽门。屏蔽室门是影响整个屏蔽室屏蔽效果的最重要部位,是保持屏蔽系统总性能免于退化的最薄弱部件,也是系统中唯一可动部分,因此保持屏蔽门屏蔽效能的稳定性尤为重要。门的结构为单扇平开式,门板采用铜板、木龙骨和不锈钢框架焊接制成,门框边缘采用指型铍青铜弹片密封,使用无磁锁具。

(4)观察窗设计:

观察窗为双层屏蔽玻璃内衬30目铜网,双层铜网之间距离为5-6公分,以提高屏蔽效能,保证高清晰度。

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什么是电磁屏蔽室?

电磁屏蔽室是电磁兼容(EMC)领域的重要内容,电磁屏蔽室就是一个钢板房子,冷轧钢板是其主体屏蔽材料。包括六面壳体、门、窗等一般房屋要素,只是要求严密的电磁密封性能,并对所有进出管线作相应屏蔽处理,进而阻断电磁辐射出入。

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结构形式

电磁屏蔽室有钢板拼装式、钢板焊接式、钢板直贴式及铜网式四大类。拼装式为厚度1.5㎜钢板模块拼装而成,生产、安装工艺较简单,适用于小面积、屏蔽效能要求一般的工程。可拆卸移建,但移建后屏蔽效能明显降低。钢板焊接式屏蔽室采用2~3㎜冷轧钢板与龙骨框架焊接而成,屏蔽效能高,适应各种规格尺寸,是电磁屏蔽室的主要形式。直贴式和铜网式用于屏蔽效能要求较低的简易工程。

基本组成内容

(1)壳体:此处以钢板焊接式电磁屏蔽室为例。包括六面龙骨框架、冷轧钢板。龙骨框架由槽钢、方管焊接而成,材料规格按屏蔽室大小确定地面龙骨(地梁)应与地面进行绝缘处理。墙、顶部冷轧钢板厚度2mm,底部钢板厚3㎜,先在车间预制成模块,分别焊接在龙骨框架内侧。所有焊接均采用CO2保护焊,连续满焊,并用专用设备捡漏,防止漏波。所有钢质壳体必须进行良好的防锈处理。

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(2)电磁屏蔽门:电磁屏蔽门是屏蔽室唯一活动部件,也是屏蔽室综合屏蔽效能的关键,技术含量较高,材料特殊,工艺极其复杂,共26道工序。电磁屏蔽门有铰链式插刀门、平移门两大类,各有手动、电动、全自动等形式。如考虑使用的稳定性及性价比,则首选手动插刀式铰链门(标准门1900㎜×850㎜)。

(3)蜂窝型通风波导窗:通风换气、调节空气是屏蔽室必备设施。蜂窝型波导窗由对边距5㎜的六边形钢质波导管集合组成,波导管不妨碍空气流通,却对电磁辐射有截止作用。主要采用300mm×300mm×50mm规格的全焊接式蜂窝式波导窗,插入损耗150KHz~1GHz≥100dB,完全满足《规范》要求。屏蔽室按面积大小配置相应数量的波导窗,分别用于进风、排风、泻压。

(4)强弱电滤波器:进入屏蔽室的电源线、通信信号线等导体都会夹带传导电磁干扰,必须有相应的滤波器加以滤除。滤波器是由无源元件(电感、电容)构成的无源双向网络,其主要性能参数是截止频率(低通、高通、带通、带阻)、插入损耗(阻带衰减量),滤波性能取决于滤波级数(滤波器滤波元件数)、滤波器结构类型(单电容型C型、单电感型L型、π型)等。

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(5)波导管:进入防护室的各种非导体管线如消防喷淋管、光纤等,均应通过波导管,波导管对电磁辐射的截止原理与波导窗相同。

(6)室内电气、室内装修:包括穿管走线、配电箱、照明、插座及吊顶、墙面装修、地面防静电地板等。为确保屏蔽室稳定运行,电气、装修材料必须选用符合国家标准的防火、防潮、环保产品。

主要功能

隔离外界电磁干扰,保证室内电子、电气设备正常工作。特别是在电子元件、电器设备的计量、测试工作中,利用电磁屏蔽室(或暗室)模拟理想电磁环境,提高检测结果的准确度。

阻断室内电磁辐射向外界扩散。强烈的电磁辐射源应予以屏蔽隔离,防止干扰其他电子、电气设备正常工作甚至损害工作人员身体健康。

防止电子通信设备信息泄漏,确保信息安全。电子通信信号会以电磁辐射的形式向外界传播(即TEMPEST现象),敌方利用监测设备即可进行截获还原。电磁屏蔽室是确保信息安全的有效措施。

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军事指挥通信要素必须具备抵御敌方电磁干扰的能力,在遭到电磁干扰攻击甚至核爆炸等极端情况下,结合其他防护要素,保护电子通信设备不受毁损、正常工作。电磁脉冲防护室就是在电磁屏蔽室的基础上,结合军事领域电磁脉冲防护的特殊要求研制开发的特殊产品。

什么是电镜屏蔽室?

电磁屏蔽有两类方案,被动屏蔽和主动屏蔽。被动屏蔽是用六面金属板覆盖所有墙面、天花板和地板,使整个房间处于导体盒子中。主动屏蔽是在设备周围架设导线框架,并实时监测外来电磁场,然后同步调节导线框架中的电流,产生与外来磁场相反的磁场,抵消外来干扰,实现电磁屏蔽。

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电镜屏蔽利用主动消磁设备产生和设置室杂散磁场相反相位的磁场,从而达到消除杂散磁场的目的。具体的是由磁场控制单元、一两个交流或直流磁场传感器以及装在待消磁房间里的三根多芯电缆(三维空间线圈)组成,是一种三维的交直流磁场补偿系统。

传感器测量空间环境中交直流磁场及其变化量,磁场控制单元以实时负反馈环路控制方式调节三个线圈中的电流来创建一个与环境磁场变化相反的磁场信号,抵消环境磁场给电子束设备带来的影响,恢复设备应有的分辨率和精度。

这是一个动态系统,对磁场跃变自动响应的速度在100微秒以内。市电(50/60 Hz)频率的交流背景磁场可被消除至75分之一;
直流背景磁场可被消除至200分之一。

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电镜屏蔽室屏蔽效能按以下参数设计制作:

(1)六屏蔽体采用2-3mm钢板焊接式,以单元模块板焊接方式联接成整体,钢板内外表面进行磷化防腐蚀处理后涂防锈漆。

(2)项目设计时充分考虑新风中含有大气尘,回风中因为人员活动的原因带有尘埃、细菌以及室内被测物带有挥发性化学物质等因素。

(3)屏蔽实验室室内壁墙面、天花作隔音消声处理,同时利用隔音层作室内装饰。

(4)电镜屏蔽室验收达到的技术指标:频率范围屏蔽效能单独接地

14KHz—3GHz≥80--100dB小于4欧姆

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电镜屏蔽室满足环境适应和使用条件:

(1)环境温度:20℃偏差3℃波动小于1℃/小时

(2)环境湿度:相对湿度80%

(3)震动要求:2Hz以下 小于1um2-9Hz 小于2um10Hz以上 小于3um

(4)盐雾:所有涂层和金属零部件应承受GJB150.11规定的盐雾实验。

(5)霉菌:所有零部件不得因霉菌生长而退化,按JB150.11.10规定屏蔽室选材应满足长霉菌程度在0—2级之间。

什么是电波暗室?

电波暗室,是主要用于模拟开阔场,同时用于辐射无线电骚扰(EMI)和辐射敏感度(EMS)测量的密闭屏蔽室。电波暗室的尺寸和射频吸波材料的选用主要由受试设备(EUT)的外行尺寸和测试要求确定,分1m法、3m法或10m法。

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组成结构

电波暗室主要组成结构主要为屏蔽室、和吸波材料。屏蔽室由屏蔽壳体、屏蔽门、通风波导窗及各类电源滤波器等组成。根据用户要求,屏蔽壳体可采用焊接式或拼装式结构均可。吸波材料由,工作频率范围在30MHz~1000MHz的单层铁氧体片,以及锥形含碳海绵吸波材料构成,锥形含碳海绵吸波材料是由聚氨脂泡沫塑料在碳胶溶液中渗透而成,具有较好的阻燃特性。

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基本分类

电波暗室(anechoic chamber)通常对于辐射试验来说,测试场地分为三种,分别是全电波暗室、半电波暗室和开阔场。在这三种测试场地中进行的辐射试验一般都可以认为符合电磁波在自由空间中的传播规律。

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1、全电波

全电波暗室减小了外界电磁波信号对测试信号的干扰,同时电磁波吸波材料可以减小由于墙壁和天花板的反射对测试结果造成的多径效应影响,适用于发射、灵敏度和抗扰度实验。实际使用中,如果屏蔽体的屏蔽效能能够达到80dB~140dB,那么对于外界环境的干扰就可以忽略不计,在全电波暗室中可以模拟自由空间的情况。同其它两种测试场地相比,全电波暗室的地面、天花板和墙壁反射最小、受外界环境干扰最小,并且不受外界天气的影响。它的缺点在于受成本制约,测试空间有限。

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2、半电波

半电波暗室与全电波暗室类似,也是一个经过屏蔽设计的六面盒体,在其内部覆盖有电磁波吸波材料,不同之处在于半电波暗室使用导电地板,不覆盖吸波材料。半电波暗室模拟理想的开阔场情况,即场地具有一个无限大的良好的导电地平面。在半电波暗室中,由于地面没有覆盖吸波材料,因此将产生反射路径,这样接收天线接收到的信号将是直射路径和反射路径信号的总和。

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3、开阔场

开阔场(open area test, OAT)是平坦、空旷、电导率均匀良好、无任何反射物的椭圆形或圆形试验场地,理想的开阔场地面具有良好的导电性,面积无限大,在30MHz~1000MHz之间接收天线接收到的信号将是直射路径和反射路径信号的总和。但在实际应用中,虽然可以获得良好的地面传导率,但是开阔场的面积却是有限的,因此可能造成发射天线与接收天线之间的相位差。在发射测试中,开阔场的使用和半电波暗室相同。

【篇二】(已屏蔽)

核磁共振屏蔽室(机房)技术方案

(编号:HLZZ/DL-b01309)

制作单位:南阳市恒利电磁屏蔽设备有限公司

公司简介:南阳市恒利电磁屏蔽设备有限公司注册资本1000万,占地面积21000平方米。公司致力于电磁屏蔽成套设备的研究、生产、服务,给用户提供优质的设备,已成为行业的先锋兵,连续数年在国内市场占领先地位,得到国家相关部门领导的肯定与支持。为全国大中型企业解决了不少难题。用户已达数千家,遍及全国各地。

  主要产品:屏蔽室、屏蔽机房、换流变电站电磁屏蔽防火门、核磁共振屏蔽室、高压局放屏蔽试验室、声学隔音实验室、电镜实验室、微波屏蔽暗室、屏蔽帐篷、屏蔽柜、滤波器、通风波导窗、油冷机、冷水机、冷气箱、螺杆机组等产品;
产品应用于电力系统、军队、政府、医疗、研究所、大型锻压设备、机械设备等领域。

  产品性能严格执行国家GB12190-90、BMB-1999和GJBZ20219-94标准,产品已通过中国人民解放军电磁脉冲防护检测中心和国家保密局检测。

  公司拥有自动化(半自动化)的生产线,年生产能力大于130000平方米;
拥有高素质能拼搏的管理团队和技术全面、经验丰富的安装队伍,能为客户提供理想的产品和最优的服务。

  公司始终以开发创新作为发展的原动力,产品更新换代快,技术进步效率高。重视与国内众多院校和科研机构的专家合作,使公司在产品开发、技术进步诸多方面成果突出,在多年经验积累中成为实现一条龙交钥匙工程的专业供应商。

  公司在电力系统、变压器、互感器、电缆开关厂的检修高压局放试验屏蔽工程中业绩显著,得到知名公司的认可,得到用户的一致好评。

  公司恪守“诚信第一、服务第一”的经营理念,愿与各科研院所、厂家携起手来,走向未来!

恒利人:
     恒利     解决电磁屏蔽问题的专家——营销人员经过专业培训,与您共同确定最佳的屏蔽方案。
     恒利     最完美的产品——致力于分析市场,研究开发新品,超越客户的期望,提供最完美的产品。
     恒利     创名牌产品铸精品工程——众口皆碑的品牌,始终让用户买得放心,用得称心。
     恒利    全方位服务于客户—密切联络客户,建立信息反馈网络,满足客户的需求,服务全面跟进。

应用领域:用于核磁共振扫描仪可能受到干扰的场所。

一、性能指标:

10MHz~100MHz≥100dB

(按国标GB12190-90方法测试)

绝缘阻抗:>3000Ω

接地电阻:<1Ω

相对湿度:≤80%

大 气 压:86~106Kpa

照明亮度:100~150LX

二、系统配置及主要技术指标:

核磁屏蔽室整体尺寸:长7米×宽5米×高3.5米;

手动核磁屏蔽门尺寸:高2.1米×宽1.2米(外开门);

绝缘地坪尺寸:长8.2米×宽6.2米(沿墙起高0.6米);

屏蔽观察窗:1.2m×0.85m;

通风窗:600mm×300mm 1个,600mm×600mm 1个,

350mm×350mm 1个;

电源滤波器:20A/220V(2个),

接地滤波器(1个);

屏蔽性能:10MHz~100MHz>100dB;
测试方法按国标GB12190-90 。

在1000pF耦合电容的测试回路条件下背景噪音<2pC

照明用电电源滤波器:25A/220V 2路

壳体机械性能:屏蔽体不平度≤4mm/M2,屏蔽体垂直度≤6mm

二年内变形程度:顶部下陷 ≤8mm 底部凹陷 ≤3mm

三、核磁屏蔽室的设计安装方案

3.1、屏蔽壳体:

屏蔽体的使用寿命是20-30年,屏蔽壳体的抗震等级按照8级计算。考虑到磁场影响

和拆装方便,采用铜板拼装式设计。

核磁屏蔽室底面设计:

屏蔽室在核磁仪放置位置地沟要求:2.8m×2.8m×0.9m,室内其他地方挖深为:55

公分,水平以下30公分用C25混凝土浇筑。对浇注地基水泥沙浆磨平,进行双层SBS防水

处理,铺设高强度的绝缘地坪,然后进行屏蔽体地面制作。

屏蔽室壳体设计:

屏蔽体是用0.35mm紫铜板及优质松木框架(刷防火涂料)拼装结构。拼装模块之间

夹多层铜网衬垫,采用M6*100不锈钢螺栓紧固。

3.2屏蔽门设计:

手动单开屏蔽门,尺寸:1.2m宽×2.1m 高(外平开式);

根据屏蔽室现场特点,采用单外开屏蔽门。屏蔽室门是影响整个屏蔽室屏蔽效果的

最重要部位,是保持屏蔽系统总性能免于退化的最薄弱部件,也是系统中唯一可动部分,

因此保持屏蔽门屏蔽效能的稳定性尤为重要。门的结构为单扇平开式,门板采用铜板、

木龙骨和不锈钢框架焊接制成,门框边缘采用指型铍青铜弹片密封,使用无磁锁具。

3.3观察窗设计:

观察窗为双层屏蔽玻璃内衬30目铜网,双层铜网之间距离为5-6公分,以提高屏蔽

效能,保证高清晰度。

3.4、辅助系统

● 接地系统

屏蔽室的接地系统采用单独电网接地系统方式,即用绝缘地坪隔离和系统零电位接

地(使用接地滤波器),要求接地电阻不大于1Ω。

● 截止波导窗平衡通风系统

屏蔽室采用不锈钢全焊式网状通风截止波导窗,其插入衰减与屏蔽室一致。

对进出屏蔽室的制冷管道、失超管等,采用不锈钢焊接压紧处理。

● 电气设计施工:

根据屏蔽室使用要求及国家有关的设计标准,充分考虑屏蔽室内系统工作的性质和

任务,以电源供配电的质量、安全性和技术上的先进性、人员工作环境的舒适性等为设

计原则。

按照各设备用电负荷的大小,选择合适线径的电力电缆和不同容量的电源滤波器;

选用低泄漏电流的电源滤波器,插入衰减与整个屏蔽室的综合效能一致;
室内的电源采

用穿管走线,按要求位置配置电源插座。

电源连接,可以输出220V电压,适应不同设备的需要。电源经滤波器进入屏蔽室,

需要穿过屏蔽室墙面。

屏蔽室顶部安装无电磁干扰的直流LED照明灯具,照度在300勒克斯。根据安装高度,

合理地确定灯具的间隙。保证屏蔽室内光线的均匀性。为防止照明设备产生的干扰影响,

灯具通过屏蔽室中的电源滤波器供电。

3.5、照明配置:

1,LED高效能照明灯具16套,分单双路。

2,开关两路,分别控制8套照明灯。

3,插座3个。两个墙插,一个检修插座。

4,两回路电源。照明直流电,插座交流电。

四、生产工艺流程:

屏蔽体采用先进工艺设计,经专业技术人员和机器生产及制作(设计—下料—制作

模块—质检—框架防腐/防火等处理);
主配件加工(门、窗、波导窗),检验合格—

装箱—发运。

●产品说明:

屏蔽壳体、屏蔽门、屏蔽观察窗、通风波导窗、电源滤波器、等均在工厂质检合格,

方可出厂。保证质量,省工省时。

●现场安装工艺流程:

医院场地地面硬化磨平、防潮处理好后屏蔽公司进场--绝缘层--地面屏蔽处理

—安四周模框--模块缝隙处理—屏蔽门—屏蔽窗—传导板框—波导窗—滤波器及电

气布线—地面处理—内装饰(墙:安装龙骨+木质吸音装饰板+铝盖缝条;
顶:安龙

骨吊件、T铝、安微孔铝合金板)—安灯具、开关、插座—配电箱—进磁体定位固定

—二次进场封洞口及装饰—PVC抗静电地板安装—直流电源、电源滤波器连线,通电

检查测试,出测试报告。

五、安装规范:

1、防潮层采用焊接拼缝,第二层压在第一层缝的中心。

2、地面PVC板绝缘应铺平整、整齐、无缺陷、无缝隙。

3、屏蔽室模块拼装,尺寸一定要与图纸相符,墙面垂直误差不超过6mm。

4、屏蔽门、观察窗、传导板(双向吊线)垂直度误差不超过2.5mm。

5、内墙面装修平整美观,墙体平整度不大于4mm,墙面垂直度不大于5mm。

6、屏蔽室内照明线路要严格按照图纸施工,所有线路必须穿线管,交直流进入配

电箱应明显分开并贴上标签,火、零,地线三色分明。所有线路不准在磁体的

正上方经过。

7、设备进口不能小于2.8m(宽)*2.8m(高)下口与正负0平,以方便磁体进入,磁

体应严格按照图纸定位。

8、内装饰走线槽为不能下沉的的地面可做明线槽。

9、屏蔽绝缘电阻小于1KΩ。

10、严格按照客户的施工进度和质量操作。

其它:材料明细请参照设备价格单。

六、装修方案

1,顶部采用微孔铝天花(600*600)吊顶,主、副龙骨均采用铝材质,不免有磁性。

2,墙面采用多孔木质吸音板装修,具有静音、美观效果。

3,地面先做环氧自流平处理,保证平整、坚固、耐用。然后,再铺设塑胶(PVC)

及踢脚线处理。

七、工程质量保证措施。

1,建立完善的质量保证体系,严格按照ISO9002质量认证体系运行,加强工程施工

和质量监控的管理。

2,加强对施工操作工艺质量控制,逐级做技术交底,使参加施工人员熟悉本工程

主要特点:设计意图和技术要求、质量标准、操作规程及质量检验控制点,严

格要求施工人员按工艺要求作业,使施工工艺标准化、规范化。

3,认真组织隐蔽工程验收,由技术、质检负责人和甲方共同参加验收,合格签字

后方可进行下道工序施工。

4,按规定搞好分部(项)工程的检查及验收,以及施工质量的检验。

5,加强工程质量施工过程中的监督,把好工程质量关。

八、服务承诺:

1、电磁屏蔽室移交使用后,公司将向用户提供电磁屏蔽室有关图纸和资料文件。

2、随机提供电磁屏蔽室易损件的备件。

3、电磁屏蔽室运动部件保修期为一年,超过保修期后提供终身服务。

九、交货期:

1、预付款到帐后,乙方在3日内向甲方提供施工图,甲方应于5日内确认.

2、乙方应于合同生效预付款到帐30日内完成电磁屏蔽室工程的生产和安装工作,具

备验收条件.

十、供方负责:

1、供方负责对电磁屏蔽室进行施工设计、生产、安装和调试。

2、供方于合同生效预付款到帐后15日将电屏蔽室设计、生产完毕,现场具备安装

条件后于15日内完成安装,提交验收,达到磁体进场条件。

十一、需方负责:

1、解决施工用电电源问题。

2、提供防雨、可关锁货物堆放场地。

3、核磁屏蔽室安装完后,用户负责邀请具备计量资质的权威检测单位对工程进行

检测并承担相应检测费用。帮助协调施工单位物资设备进场车辆通行问题。

详情咨询:南阳市恒利电磁屏蔽设备有限公司 0377 ********

【篇三】(已屏蔽)

前言:

总所周知,电磁屏蔽是抑制干扰,增强设备的可靠性及提高产品质量的有效手段,合理地使用电磁屏蔽,可以抑制外来高频电磁波的干扰,也可以避免作为干扰源去影响其他设备,而静电屏蔽、静磁屏蔽和高频电磁场屏蔽,都属于电磁屏蔽,这三种屏蔽的目的都是防止外界的电磁场进入到某个需要保护的区域中,原理都是利用屏蔽对外场的感应产生的效应来抵消外场的影响,但是由于所要屏蔽的场的特性不同,因而对屏蔽壳材料的要求和屏蔽效果也就不相同。

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什么是静电屏蔽?

静电屏蔽的目的是防止外界的静电场进入需要保护的某个区域。静电屏蔽依据的原理是:在外界静电场的作用下导体表面电荷将重新分布,直到导体内部总场强处处为零为止。接地的封闭金属壳是一种良好的静电屏蔽装置。如图所示,接地的封闭金属壳把空间分割成壳内和壳外两个区域,金属壳维持在零电位。根据静电场的唯一性定理,可以证明:金属壳内的电场仅由壳内的带电体和壳的电位所确定,与壳外的电荷分布无关。当壳外电荷分布变化时,壳层外表面上的电荷分布随之变化,以保证壳内电场分布不变。因此,金属壳对内部区域具有屏蔽作用。壳外的电场仅由壳外的带电体和金属壳的电位以及无限远处的电位所确定,与壳内电荷分布无关。当壳内电荷分布改变时,壳层内表面的电荷分布随之变化,以保证壳外电场分布不变。因此,接地的金属壳对外部区域也具有屏蔽作用。在静电屏蔽中,金属壳接地是十分重要的。当壳内或壳外区域中的电荷分布变化时,通过接地线,电荷在壳层外表面和大地之间重新分布,以保证壳层电势恒定。从物理图像上看,因为在静电平衡时,金属内部不存在电场,壳内外的电场线被金属隔断,彼此无联系,因此,导体壳有隔离壳内外静电相互作用的效应。

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如果金属壳未完全封闭,壳上开有孔或缝,也同样具有静电屏蔽作用。在许多实际应用中,静电屏蔽装置常常是用金属丝编织成的金属网代替闭合的金属壳,即使一块金属板,一根金属线,亦有一定的静电屏蔽作用,只是屏蔽的效果不如金属壳。在外电场的作用下,电荷在导体上的重新分布,在10-19秒数量级时间内就可完成,因此对低频变化的电场,导体上的电荷有足够长的时间来保证内部场强为零.所以静电屏蔽装置对缓慢变化的电场也有屏蔽作用。为了提高对变化电场的屏蔽效果,屏蔽物的电导率应大,接地线要短,与地的接触要良好。

身穿高压作业服的人,由于被铜丝编织的衣服所包裹,人体内的场强保持为零,因此没有电流从人体中流过,人体是安全的。不过在作业者刚刚接触高压线的一瞬间高压服上的电荷有一个瞬时分布的过程,在这极小的时间内人体会有短暂的微弱电场作用,一般作业者都能经受住这考验。静电屏蔽的特点是一般只考虑到对静电场的屏蔽,封闭导体的屏蔽作用是完全的(即内部场强可达到真正等于零),对屏壁壳的厚度和电导率也无要求。只有在把低频交流电场的屏蔽包括在静电屏蔽中时,总是希望屏蔽壳的电导率愈高愈好。

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什么是静磁屏蔽?

静磁屏蔽的目的是防止外界的静磁场和低频电流的磁场进入到某个需要保护的区域,这时必须用磁性介质做外壳。静磁屏蔽依据的原理可借助并联磁路的概念来说明。把一高磁导率的材料制成的球壳放在外磁场中,则铁壳壁与空腔中的空气可以看成是并联的磁路。由于空气的磁导率接近于1,而铁壳的磁导率至少有几千,所以空腔的磁阻比铁壳壁的磁阻大的多。这样一来,外磁场的磁感应通量中绝大部分将沿着铁壳壁内“通过”,“进入”空腔内部的磁通量是很少的,这就达到了磁屏蔽的目的。

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外壳的厚度和磁导率对屏蔽效果有很明显的影响:外壳越厚、磁导率越高,屏蔽的效果就越好。因此,在重量和体积受到限制的情况下,常常采用磁导率高达几万的坡莫合金来做屏蔽壳,而且壳的各个部分要尽量结合紧密,使磁路畅通。如果要制造绝对的“静磁真空”,则可以利用超导体的“迈斯纳效应”。即将一块超导体放在外磁场中,其体内的磁感应强度永远为零。超导体是完全抗磁体,具有最理想的静磁屏蔽效果,但目前还不能普遍应用。

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什么是高频电磁场屏蔽?

高频电磁场屏蔽是防止外界的高频电磁场进入到某个区域。由于电磁场的变化频率很高(例如百万赫兹或更高),场中导体上的感应电荷已不能再看作静止的了(导体不再处于静电平衡状态),因此必须用电磁波在导体中的“贯穿深度”来说明屏蔽的原理:当高频电磁波射向一导体表面,并进入表面后,它会在导体中感应出一个高频交变电流,此电流会激发一个新的电磁波,新激发的电磁波在导体内部与入射的电磁波相位相反、同时导体内电流的产生还导致入射波场能的消耗,结果使得导体内部总的电磁场基本上随深度呈指数衰减,可以用“贯穿深度”来表示衰减的程度。

“贯穿深度”与入射电磁波的频率、导体的电导率及磁导率都有关系:频率越高、电导率越大、磁导率越大“贯穿深度”就越小。当壳罩壁的厚度大于贯穿深度时,壳罩就具有良好的电磁屏蔽作用。高电导率或高磁导率材料制成的壳罩是一种良好的电磁屏蔽装置。提高壳罩材料的电导率或磁导率,增加壳壁的厚度,可以提高电磁屏蔽的效果。

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像铝、钢、铁这样的金属,1兆赫左右的电磁波在其中的“透入深度”约百分之几毫米,所以这些金属只要一张纸那么厚就基本可以屏蔽I兆赫的电磁波,尤其是铁,因为它的磁导率很高,故屏蔽效果特别好。如在收音机中,用空芯铝壳罩在线圈外面,使它不受外界电磁场的干扰从而避免杂音。

音频馈线用屏蔽线也是这个道理,示波管用铁皮包着,也是为了使杂散电磁场不影响电子射线的扫描。在金属屏蔽壳内部的元件或设备所产生的高频电磁波也透不出金属壳而不致影响外部设备。高电导率材料制成的屏蔽物对低频磁场的屏蔽效果比较差。例如,在工频50赫时,铜的贯穿深度约为9.4毫米,薄壁铜壳的屏蔽作用很小。在实际应用中,常采用静磁屏蔽措施来屏蔽低频磁场。电磁屏蔽物接地后也可以屏蔽静电干扰。电磁屏蔽物上不能随意开缝,因为电磁屏蔽还利用了涡电流的作用,若缝隙割断了涡电流的通路,屏蔽效果要降低。

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电屏蔽、磁屏蔽的原理:

“电屏蔽”的实质是减小两个设备(或两个电路、组件、元件)间电场感应的影响。电屏蔽的原理是在保证良好接地的条件下,将干扰源所产生的干扰终止于由良导体制成的屏蔽体。因此,接地良好及选择良导体做为屏蔽体是电屏蔽能否起作用的两个关键因素。

“磁屏蔽”的原理是由屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁通路,从而对干扰磁场进行分流,因而选择钢、铁、坡莫合金等高磁导率的材料和设计盒、壳等封闭壳体成为磁屏蔽的两个关键因素。

“电磁屏蔽”的原理是由金属屏蔽体通过对电磁波的反射和吸收来屏蔽辐射干扰源的远区场,即同时屏蔽场源所产生的电场和磁场分量。由于随着频率的增高,波长变得与屏蔽体上孔缝的尺寸相当,从而导致屏蔽体的孔缝泄漏成为电磁屏蔽最关键的控制要素。

电磁屏蔽和静电屏蔽有相同点也有不同点,相同点是都应用高电导率的金属材料来制作;
不同点是静电屏蔽只能消除电容耦合,防止静电感应,屏蔽必须接地。而电磁屏蔽是使电磁场只能透入屏蔽体一薄层,借涡流消除电磁场的干扰,这种屏蔽体可不接地。但因用作电磁屏蔽的导体增加了静电耦合,因此即使只进行电磁屏蔽,也还是接地为好,这样电磁屏蔽也同时起静电屏蔽作用。

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电磁屏蔽的材料参数

因电磁波在良导体中衰减很快,把由导体表面衰减到表面值的1/e(约36.8%)处的厚度称为趋肤厚度(又称透入深度),用d表示,有其中μ和σ分别为屏蔽材料的磁导率和电导率。若电视频率f=100MHz,对铜导体(σ=5.8×107/·m,μ≈μo=4π×10-7H/m)可求出d=0.00667mm。可见良导体的电磁屏蔽效果显著。如果是铁(σ=107/·m)则d=0.016mm。如果是铝(σ=3.54×107/·m)则d=0.0085mm。

为了得到有效的屏蔽作用,屏蔽层的厚度必须接近于屏蔽物质内部的电磁波波长(λ=2πd)。如在收音机中,若f=500kHz,则在铜中d=0.094mm(λ=0.59mm)。在铝中d=0.12mm(λ=0.75mm)。所以在收音机中用较薄的铜或铝材料已能得到良好的屏蔽效果。

因为电视频率更高,透入深度更小些,所需屏蔽层厚度可更薄些,如果考虑机械强度,要有必要的厚度。在高频时,由于铁磁材料的磁滞损耗和涡流损失较大,从而造成谐振电路品质因素Q值的下降,故一般不采用高磁导率的磁屏蔽,而采用高电导率的材料做电磁屏蔽。在电磁材料中,因趋肤电流是涡电流,故电磁屏蔽又叫涡流屏蔽。

在工频(50Hz)时,铜中的d=9.45mm,铝中的d=11.67mm。显然,采用铜、铝已很不适宜了,如用铁,则d=0.172mm,这时应采用铁磁材料。因为在铁磁材料中电磁场衰减比铜、铝中大得多。又因是低频,无需考虑Q值问题。可见,在低频情况下,电磁屏蔽就转化为静磁屏蔽。

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电磁屏蔽的技术要求

电磁屏蔽就是以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一区域感应和辐射传播的方法。

(1)屏蔽一般分为两种类型:

一类是静电屏蔽,主要用于防治静电场和恒定磁场的影响,另一类是电磁屏蔽,主要用于防止交变电场、交变磁场以及交变电磁场的影响。静电屏蔽应具有两个基本要点,即完善的屏蔽体和良好的接地。电磁屏蔽不但要求有良好的接地,而且要求屏蔽体具有良好的导电连续性,对屏蔽体的导电性要求要比静电屏蔽高得多。因而为了满足电磁兼容性要求,常常用高导电性的材料作为屏蔽材料,如铜板、铜箔、铝板、铝箔、钢板或金属镀层、导电涂层。

(2)在实际的屏蔽中,电磁屏蔽效能更大程度上依赖于机箱的结构,即导电的连续性。

机箱上的接缝、开口等都是电磁波的泄漏源。穿过机箱的电缆也是造成屏蔽效能下降的主要原因。解决机箱缝隙电磁泄漏的方式是在缝隙处用电磁密封衬垫。电磁密封衬垫是一种导电的弹性材料,它能够保持缝隙处的导电连续性。常见的电磁密封衬垫有导电橡胶、双重导电橡胶、金属编织网套、螺旋管衬垫、定向金属导电橡胶等。机箱上开口的电磁泄漏与开口的形状、辐射源的特性和辐射源到开口处的距离有关。通过适当的设计开口尺寸和辐射源到开口的距离能够改善屏蔽效能的要求。通风口可使用穿孔金属板,只要孔的直径足够小,就能够达到所要求的屏蔽效能。

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(3)通风量的要求高时,必须使用截止波导通风板(蜂窝板),否则不能兼顾屏蔽和通风量的要求。

如果对屏蔽要求不高,并且环境条件较好,可以使用铝箔制成的蜂窝板。这种产品的价格低,但强度差,容易损坏。如果对屏蔽的要求高,或环境恶劣(如军用环境),则要使用铜制或钢制蜂窝板,这种产品各方面性能优越,但价格高昂。诸如计算机显示屏等,即要满足视觉需要,又要满足防电磁泄漏要求。通常在显示屏前加装高性能屏蔽视窗。屏蔽机箱上绝不允许有导线直接穿过。

(4)当导线必须穿过机箱时,一定要使用适当的滤波器,或对导线进行适当的屏蔽。

干扰抑制滤波技术滤波技术的基本用途是选择信号和抑制干扰,为实现这两大功能而设计的网络都称为滤波器。通常按功用可把滤波器分为信号选择滤波器和电磁干扰(EMI)滤波器两大类。信号选择滤波器是以有效去除不需要的信号分量,同时是对被选择信号的幅度相位影响最小的滤波器。电磁干扰滤波器是以能够有效抑制电磁干扰为目标的滤波器。电磁干扰滤波器常常又分为信号线EMI滤波器、电源EMI滤波器、印刷电路板EMI滤波器、反射EMI滤波器、隔离EMI滤波器等几类。线路板上的导线是最有效的接收和辐射天线,由于导线的存在,往往会使线路板上产生过强的电磁辐射。

(5)同时,这些导线又能接受外部的电磁干扰,使电路对干扰很敏感。

在导线上使用信号滤波器是一个解决高频电磁干扰辐射和接收很有效的方法。脉冲信号的高频成分很丰富,这些高频成分可以借助导线辐射,使线路板的辐射超标。信号滤波器的使用可使脉冲信号的高频成分大大减少,由于高频信号的辐射效率较高,这个高频成分的减少,线路板的辐射将大大改善。

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(6)电源线是电磁干扰传入设备和传出设备主要途径。

通过电源线,电网上的干扰可以传入设备,干扰设备的正常工作。同样,设备的干扰也可以通过电源线传到电网上,对网上其它设备造成干扰。为了防止这两种情况的发生,必须在设备的电源入口处安装一个低通滤波器,这个滤波器只容许设备的工作频率(50Hz,60Hz,400Hz)通过,而对较高频率的干扰有很大的损耗,由于这个滤波器专门用于设备电源线上,所以称为电源线滤波器。

(7)电源线上的干扰电路以两种形式出现:

一种是在火线零线回路中,其干扰被称为差模干扰,另一种是在和火线、零线与地线和大地的回路中,称为共模干扰。通常200Hz以下时,差模干扰成分占主要部分。1MHz以上时,共模干扰成分占主要成分。电源滤波器对差模干扰和共模干扰都有抑制作用,但由于电路结构不同,对差模干扰和共模干扰的抑制效果不一样。所以滤波器的技术指标中有差模插入损耗和共模插入损耗之分。

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小结:

综上所述,静电屏蔽、静磁屏蔽、电磁屏蔽的物理内容、物理条件、屏蔽作用是不同的,所用材料也要从具体情况出发,但它们都是屏蔽电磁场,是有本质联系的。

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