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(已屏蔽)5篇
(已屏蔽)篇1
屏蔽机房的屏蔽措施和要求
屏蔽机房基本原理来自法拉第笼设计。在没有做屏蔽的情况下,我们的电子设备会受到直击雷或间接雷等强电磁干扰源的影响导致设备无法工作或工作出现异常,最严重时出现损坏,这是比较常见的电磁干扰显现,另外一种现象就是,我们在打雷的时候听收音机,看电视,使用电脑,收音机会出现“吱啦”的噪音,电视机,电脑会出现图像抖动等等,这些都是雷电产生的干扰造成的电磁干扰。具体的措施:使用屏蔽产品,并可靠接地,将外接的电磁干扰阻隔在外,把内部的设备产生的电磁波阻隔在内,这样构成一个等电位体,能够有效屏蔽电磁干扰。
电磁屏蔽机房功能要求:
1、隔离外界电磁干扰,保证室内电子、电气设备正常工作。
2、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。
3、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。
4、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。
电磁屏蔽机房主要国家标准:
1国家保密局:《处理涉密信息的电磁屏蔽室的技术要求和测试方法》BMB3-1999
该标准将屏蔽室分为C级、B级,A级,其中C级屏蔽室屏蔽效能高。
2中国人民解放军:《军用电磁屏蔽室通用技术要求和检验方法》GJBz20219-94军标也分D级、C级、B级,其中D级屏蔽室屏蔽效能最高,不过由于精度要求较高,在一些项目上并不常见。目前实际广泛采用的高标准为C级
3中国人民解放军国防、人防:《防护工程防电磁脉冲设计规范》GJB3928-2000、《人民防空电磁脉冲防护设计规范》RFJ-2001
4《军用涉密信息系统电磁屏蔽体等级划分和测量方法》(GJB5792-2006) 现部队多执行此军标,此军标也分D级、C级、B级,其中D级屏蔽室屏蔽效能最高,目前实际广泛采用的高标准为C级,且施工单位要具备“DH-01/D型钢板焊接式电磁屏蔽室”军用信息安全产品认证证书。
5检测依据:《高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法》GB12190-90
机房特殊部位的屏蔽
1、孔缝屏蔽方法
用导电衬垫;卷曲螺旋弹簧;卷曲螺旋屏蔽条;高性能屏蔽条;硅橡胶芯屏蔽衬垫;多重密封条;指形弹片衬垫;金属编织网衬垫;导电橡胶衬电等
2、窗的屏蔽方法
A、截止波导或通风板;
B、镀膜或夹金属网的屏蔽窗:用于显示器监视器等。
3、操作器件的处理(如旋钮按键拨动开关等)
A、信号频率较高时,可利用截止波导管的原理;
B、信号频率较低时,可利用隔离舱将其与其他电路部分割离。
4、指示灯表盘的处理
A、金属丝网屏蔽
B、截止波导管法
C、采用滤波器
D、加隔离窗
5、穿过屏蔽体的导线
A、屏蔽电缆与机箱构成全密封体;
B、滤波。
屏蔽机房的接地
接地是为了泄放电荷或提供一个基准电位而设置的导线连接。接地的目的有两个,一是为了保护人身和设备的安全,免遭雷击、漏电、静电等危害,这类地线称为保护地线,应与真正的大地相连接。二是为了保证设备的正常工作称为工作地线。
1、悬浮地
A、设备地线在电气上与参考地及其它导体绝缘,即设备悬浮地;
B、为防止机箱上的骚扰电流直接耦合到信号电路,有意信号地与机箱绝缘,即单元电路的悬浮地。
2、单点接地
单点接地是为许多接在一起的电路提供一个共同的参考点。并联单点接地最简单,它没有共阻抗耦合和低频地环路的问题,因而也就没有骚扰。
3、多点接地
多点接地能避免单点接地在高频时的问题。数字电路和高频大信号电路中必须使用多点接地。模块和电路通过许多短线(
(已屏蔽)篇2
电磁波屏蔽原理和屏蔽材料
作 者:陈亚庆
指导老师:魏相飞
摘要:电磁波对人类文明与社会发展具有重要的意义。电磁波作为信息的载体应用于通信、广播、电视,作为探求未知物质世界的手段用于雷达、导航、遥感遥测等。随着科学技术的发展,越来越多的电磁波的应用被发现。但电磁波在造福人类的同时也给环境带来污染。本课题要求通过广泛的调研,了解电磁波的传播原理,屏蔽原理以及相关的屏蔽材料。
关键字:电磁波;
电磁波屏蔽;
电磁波屏蔽材料。
The Electromagnetic Shielding Principle And Shielding Material
Abstract:The electromagnetic wave to the human civilization and social development has the vital significance. Electromagnetic wave as the carrier of application information in communication, broadcast, television, by exploring the unknown material world means used in radar, navigation, remote sensing etc. With the development of science and technology, more and more application of electromagnetic waves was found. But the electromagnetic wave in the benefit of mankind but also pollute the environment. This topic through extensive investigation and research, understand the electromagnetic shielding and material, shielding principle and material
Keyword:Electromagnetic waves,; electromagnetic screen; Electromagnetic shielding materials.
引言:老一辈物理学家麦克斯韦,赫兹等发现并创立了电磁理论,为后人开拓电磁波在各个领域内的应用奠定了坚实的基础;
如今,电磁波已经成为我们生产生活不可或缺的工具,随着科技的发展和人类认识水平的提高,电磁波应用的途径越来越多、范围越来越广。电磁波给人们带来生活便利与社会进步的同时,也给我们环境带来了污染,危害着我们的健康。近些年来,由于伴有电磁辐射的设施大量增加,电磁辐射对环境及人体健康的影响已成为人们关心的话题,电磁污染源包括:广播、电视电脑系统、通讯发射系统、高压输电线路、工业等等,为了更加了解我们身边无形的杀手,许多电磁方面学者做了大量研究,并获得了大量成果,研究出电磁辐射原理,总结了如屏蔽、射频接地、线路设计与元件结构等等防护方法。各研究学者从原理出发,发现了电磁辐射对人体的危害途径并加以分类,如:慢性危害,急性危害,远期危害等以及电磁波危害人体的基本机理,如电磁波主要通过对人体几大系统的作用,如内分泌系统、心脑血管系统、中枢神经系统等。从改变系统的均衡状态,产生各种疾病症状。本文通过广泛的调研,介绍了电磁波的传播原理,再分析总结出电磁波的屏蔽原理。通过对电磁波屏蔽原理的分析,了解电磁波的屏蔽材料,如何有效的预防电磁波的污染。
1 电磁波的原理
电磁波(又称电磁辐射)是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,有效的传递能量和动量,电磁辐射可以按照频率分类,从低频率到高频率,包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、x射线和伽马射线等等。人眼可接收到的电磁辐射,波长大约在380至780 nm之间,称为可见光[5]。只要是本身温度大于绝对零度的物体,都可以发射电磁辐射,世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。因此,人们周边所有的物体时刻都在进行电磁辐射。但是只有处于可见光频率之内的电磁波,才可以被人们看到的。
2 电磁波性质
电磁波的磁场、电场及传播方向三者互相垂直。电磁波为横波。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变,强度与距离的平方成反比,电磁波本身带动能量,任何位置的能量功率与振幅的平方成正比。电磁波传播速度等于光速c(3×108 m/s)。在空间传播的电磁波,与距离最近的电场(磁场)强度方向相同,其量值最大两点之间的距离,就是电磁波的波长λ,电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系c=λf。
电磁波频率低时,主要借导电体才能传递。在低频的电振荡中,磁与电之间的相互变化比较缓慢,其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去;
电磁波频率高时即可以在自由空间内传递,也可以束缚在有形的导电体内传递,在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能全部返回原振荡电路,于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去,不需要介质也能向外传递能量,这就是一种辐射,举例来说,太阳与地球之间的距离非常遥远,但在户外时,我们仍然能感受到和煦阳光的光与热,这就好比是“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样[5]。
通过不同介质时,电磁波也会发生折射、反射、散射、绕射及吸收等。电磁波的传播不需要介质,同频率的电磁波,在不同介质中的传播速度不同。不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大折射率越大,速度越小。且电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播,若同一种介质是不均匀的,电磁波在其中的折射率是不一样的,在这样的介质中是沿曲线传播的。电磁波的波长越长其衰减也越少,电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。
机械波与电磁波都能发生折射、反射、衍射、干涉,因为所有的波都具有波动性。
3 电磁波对人的影响
电磁波带给人们方便的同时,也给人们的身体健康带来危害。从大的方面说,电磁辐射的生物效应分为电离辐射效应和非电离辐射效应两种。当电磁波的能量>124 eV时,就可以产生电离辐射效应。我们所熟知的x射线和γ射线所具有的能量均超过了这个值,会对人体产生电离辐射效应,而能量稍弱的可见光、红外线、微波、无线电波、红外线、微波,会对人体产生非电离辐射效应。
4 电磁屏蔽原理
电磁屏蔽原理电磁屏蔽的作用是减弱由某些辐射源所产生的某个区(不包含这些源)内的电磁场效应,有效地控制电磁波从某一区域向另一区域辐射而产生的危害,其作用原理是采用低电阻的导体材料,由于导体材料对电磁能流具有反射和引导作用,在导体材料内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化,从而减弱源电磁场的辐射效果,通常用屏蔽效能(SE)来表示[4]。
EMI屏蔽是指电磁波的能量被材料吸收或反射造成的衰减,通常以屏蔽效能(Shielding Effectiveness, SE)表示,屏蔽效能是指未加屏蔽时某一观测点的电磁波功率密度与经屏蔽后同一观测点的电磁波功率密度之比,即屏蔽材料对电磁信号的衰减值:
SE=20log(Pi/P0) (1)
式中Pi,和P0;分别表示入射和透射电磁波的功率密度,屏蔽效能的单位为分贝(dB);
衰减值越大,表明屏蔽效能越好;
EMI屏蔽有近场和远场两种,当辐射源和屏蔽材料之间的距离(D)大于λ/2π时,属于远场屏蔽,其中λ是辐射源的波长。当D<λ/2π时,属于近场屏蔽。电磁波人射到材料表面时,会发生吸收、反射、内部反射和透射(如图1)[8]。
图1 电磁波入射示意图:1-屏蔽材料;
2-塑料;
3-透射波;
4-吸收;
5-入射波;
6-外反射;
7-内反射)
屏蔽效能为电磁波被屏蔽层反射、吸收及内部反射之和,表示公式为: SE=R+A+B,式中R为反射损耗,A为吸收损耗,B为内部反射损耗。A与电磁波的类型(电场或磁场)无关,只要电磁波通过屏蔽材料就会有吸收,屏蔽效能与材料的电导率及磁导率成正比,并与材料厚度呈线性增加。多层材料的叠加可减小磁畴壁,从而增加磁导率,故而材料越厚,吸收损耗越大。R与辐射源的类型及屏蔽材料到辐射源的距离有关,且与材料的表面阻抗有关。对于高频,A的值很大,B可以忽略不计。而对于低频,A的值很小,B就必须考虑。
ICP(intrinsic conductive polymer)材料,如PANI(聚苯胺)、PPY(聚吡咯)、PTH(聚噻吩),具有较高的电导率和介电常数,加上质轻、环境稳定性好等优点,是应用前景十分广阔的EMI屏蔽。尤为重要的是,ICP不仅能通过反射损耗,更能通过吸收损耗达到EMI屏蔽目的,因而比金属屏蔽材料更具优势。下表为典型金属材料和ICP材料物理性能的比较。
表1(典型金属材料和ICP材料物理性能的比较)
按工作原理,电磁屏蔽可分我以下三类:电场屏蔽:静电屏蔽、低频交变磁场屏蔽(利用良好的接地的金属导体制作);
磁场屏蔽:静磁屏蔽、低频交变磁场屏蔽(利用高导频率材料构成低磁阻通路);
电磁屏蔽:用于高频电磁场的屏蔽(利用反射和衰减来隔离电磁场的耦合)。我们用屏蔽效能来定量评价屏蔽体的性质,屏蔽效能的定义为:
(2)
(3)
E0、H0-未加屏蔽时空间中某点的电(磁)场,E0、H0-未加屏蔽时空间中某点的电(磁)场。
4.1 电场屏蔽
电场屏蔽是防止两个设备(原件、部件)间的电容性耦合干扰。电场屏蔽可以分为静电屏蔽和低频交变电场屏蔽两种。静电屏蔽的原理是经典平衡,要求屏蔽材料的完整性和良好的接地(如图二)。低频交变电场屏蔽主要是抑制低频电容性耦合干扰,主要的设计要点是低频交变电场屏蔽屏蔽体的材料以良导体为好,对厚度无要求;
屏蔽体的形状对对屏蔽效能有明显影响;
屏蔽体好靠近受保护的设备;
屏蔽体要有良好的接地。
图2 静电屏蔽原理示意图
4.2 磁场屏蔽
磁场屏蔽也可以分为低频磁场屏蔽和高频磁场屏蔽两种。低频磁场屏蔽是利用高导磁率的铁磁材料(如铁、硅钢片、坡莫合金),对干扰的磁场进行分路:高频磁场屏蔽是利用低电阻的良导体中形成的涡电流产生反向磁通抑制入射磁场。磁场屏蔽原理的设计要点是屏蔽体要选用高导磁率的材料,但应防止次饱和;
尽量缩短磁路长度,增加屏蔽体的截面积(厚度);
被屏蔽物体不要紧贴在屏蔽物体上;
注意屏蔽体的结构设计,缝隙或长条通风孔循着磁场方向分布;
对于强磁场的屏蔽可采用多层屏蔽,防止发生磁饱和;
对于多层屏蔽,应注意磁路上的彼此绝缘;
4.3 电磁屏蔽
电场屏蔽的原理是在入射表面的反射衰减;
未被反射而进入屏蔽体的电磁波被材料吸收的衰减;
在屏蔽体内部的多次反射衰减(只在吸收衰减
(已屏蔽)篇3
磁屏蔽
科技名词定义
中文名称:
磁屏蔽
英文名称:
magnetic shield
定义:
为减少齿部和压板(压圈)上漏磁通集中现象,以降低齿压板和边端铁心的温度,在铁心外侧和铁心压板之间设有的阶梯形的锥形叠片铁心。用来吸收漏磁通的磁分路。
所属学科:
电力(一级学科);
汽轮发电机(二级学科)
本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
百科名片
磁屏蔽
把磁导率不同的两种介质放到磁场中,在它们的交界面上磁场要发生突变,这时磁感应强度B的大小和方向都要发生变化,也就是说,引起了磁感线的折射。
目录
磁屏蔽
机械手表的磁屏蔽
磁屏蔽理论和实践
1.1 引言
2.2 材料的选择
3.3 设计考虑
4.4 生产技术
5.5 结论
电磁屏蔽及应用
1.静磁屏蔽
2.电磁屏蔽
磁屏蔽
机械手表的磁屏蔽
磁屏蔽理论和实践
1.1 引言
2.2 材料的选择
3.3 设计考虑
4.4 生产技术
5.5 结论
电磁屏蔽及应用
1.静磁屏蔽
2.电磁屏蔽
展开
编辑本段磁屏蔽
例如,当磁感线从空气进入铁时,磁感线对法线的偏离很大,因此强烈地收缩。如右图,是磁屏蔽示意图。图中A为一磁导率很大的软磁材料(如坡莫合金或铁铝合金)做成的罩,放在外磁场中。由于罩壳磁导率μ比空气导磁率μ。大得多,所以绝大部分磁场线从罩壳的壁内通过,而罩壳内的空腔中,磁感线是很少的。这就达到了磁屏蔽的目的。为了防止外界磁场的干扰,常在示波管、显像管中电子束聚焦部分的外部加上磁屏蔽罩,就可以起到磁屏蔽的作用。
电子设备中,有些部件需要防止外界磁场的干扰。为解决这种问题,就要用铁磁性材料制成一个罩子,把需防干扰的部件罩在里面,使它和外界磁场隔离,也可以把那些辐射干扰磁场的部件罩起来,使它不能干扰别的部件。这种方法称为磁屏蔽,如右图所示。
由于用铁制的屏蔽外壳磁阻很小,它就为外界干扰磁场提供了通畅的磁路,使磁力线都通过铁壳短路而不再影响被屏蔽在里面的部件。
这种现象也可以用下例说明,如图所示,把一块软铁放入磁场中,这块软铁由于被磁化而产生了磁场,其方向如右下图所示,在这块软铁的内部,外磁场和被磁化的软铁所产生新磁场方向一致,而在铁块外部,两个磁场方向相反,相互抵消,结果就使磁力线的分布变成如图(b)的样子。
屏蔽铁壳就是利用这种现象,把磁力线都吸引到铁壳中来,保护了罩内设备不受外界磁场的干扰,或者是防止了罩内的辐射磁场的部件去干扰罩外部件。
在实践中,要达到完全的屏蔽是极不容易的。总有一些磁场要漏进屏蔽罩内或者跑出屏蔽罩外。要达到好的屏蔽效果,必须选用导磁系数高的材料,如坡莫合金,硅钢片等,而且不以太薄,屏蔽罩的结构设计,接缝要尽量少,在制作时接缝处要紧密,尽量减少气隙。总之屏蔽罩的磁阻越小屏蔽效果越好。如果在低频交变磁场中,需要进行屏蔽时,例如电源变压器需要屏蔽时,都是按以上磁屏蔽的原则处理的。屏蔽要求较高时,还可以采用多层屏蔽。
但在高频交变磁场中,屏蔽原理就完全是另一种概念。这时是利用涡流现象,以导电材料制成屏蔽罩。在高频干扰磁场中,屏蔽罩中会产生涡流。由于涡流产生的磁场有抵消外磁场的作用,当外磁场的交变频率越高,产生的涡流现象越严重,从而抵消外界磁场的作用越大。所以在进行高频屏蔽时,不必用很厚的铁磁性材料去作屏蔽罩,而是用导电性好的铜片或铝片来作屏蔽罩,对要求高的屏蔽罩,常是在铜壳上再镀一层银,提高屏蔽罩导电性能,则屏蔽效果就更好。
编辑本段机械手表的磁屏蔽
机械手表里的机芯都是钢制的。如果手表放在磁铁附近,钢制机芯就会磁化。特别是当游丝磁化后,表马上就会停止不走。因此,手表需要外罩一种能防御磁力,使磁场透不过的物质。 有意思的是,能够遮住外磁场的物质,原来就是容易磁化的铁本身。为了证明这一点,你可把一个小指南针放在一个铁环里,可以看到小磁针就不会被环外的磁铁吸引了。所以,如果你有一块用铁或钢做外壳的手表,就可以保护表内的钢制机件不受磁力影响。即使将表放在强磁场附近,它的精确度一点也不会降低。至于用金或银做外壳的金表和银表,虽然很贵重,但是千万不能放到磁铁附近,因为它不能防磁。 可见,用铁制包皮就能把外面的磁场遮住,使内部不受外磁场的影响,放在其中的铁制品也就不会被磁化。这种现象在物理学中称为磁屏蔽。
编辑本段磁屏蔽理论和实践
1 引言
在低频(DC到100KHz)磁屏蔽中,设计低成本屏蔽体的最关键因素是对磁屏蔽的透彻理解。其目的是要达到减少所规定的磁场,这样使其对所屏蔽的器件或系统不形成威胁。一旦这一目标被确定,就应考虑会影响到屏蔽体的低成本设计的一些基本设计因素。这些包括:材料的选择、主要设计参数和加工工艺。
2 材料的选择
对于屏蔽体来说,所选择的材料的类型对其性能和成本影响极大。在设计屏蔽体时有一点是重要的,就是要深入了解普通使用的不同屏蔽合金的特性。对这些不同性能的理解就可使你选择合适的材料,去满足目标要求。 磁屏蔽材料要根据各自的特性进行选择,特别是磁导率和磁饱和性能。由于在变更低频磁场方向的效能,所以高磁导率材料(比如含80%的镍合金Mumetal,这是一种高磁导率铁镍合金)是经常使用的屏蔽材料。这些合金可满足MIL-N-14411C部分1和ASTMA753-97样式4的要求。其可得到的相对较薄的厚度为0.002到0.125英寸,并极易被有经验的屏蔽加工者加工出来。 在需要于极小空间内降低磁场时,典型上使用这些合金。在需要提供比要求更高屏蔽时,或是磁场强度(在较高场强时更为典型)需要具有更高饱和值材料时,这些材料常被选中。 在屏蔽目标仅需要稍微减少场强时(减少1~1/4),或是当场强足以使高磁导率屏蔽体饱和时,超低碳钢(ULCS)可能是最佳的选择。这些较低成本材料的碳含量典型小于0.01%;
与其它钢相比,其有较高的磁导率和极优的饱和性能。这些材料具有较小的柔韧性,并比硅钢较容易制造,这就允许在大面积屏蔽项目中容易安装和以同样的方式加工出小型组件。ULCS可与高磁导率材料一起使用,以为需要高饱和保护和高衰减等级建立最佳的屏蔽体。 对于低温用的屏蔽体,Cryoperm10(为德国Vaccumschmelze GmbHg公司的注册商标)为一种最佳选择。与Mumetal一样,Cryoperm10也是一种高磁导率镍铁合金,它是经特殊加工而成的,以提供在降低温度时磁导率增加。标准的屏蔽合金(比如Mumetal)在低温时就失去了其大部分磁导率。但是Cryoperm10可在77.3到4.2°K时的磁导率却增加10倍。表1示出了最常用的屏蔽材料的磁导率饱和值的比较。
饱和 磁导率 材料 (高斯) μ(最大) μ(40)
Amumetal(80%镍)
8,000
400,00
60,000
Amunickel(48%镍)
15,000
150,000
12,000
Cryoperm10
9,000
250,000
65,000
超低碳钢
22,000
4,000
1,000
表1 由于材料的成本占屏蔽体价格的一半,所以使用较薄的尺寸能满足所要求的屏蔽特性和结构性能是最好了。厚度为0.002到0.010英寸的箔材是最低成本的选择。这些箔材能以同等的化学组分和性能特性获得,并可作为标准的以镍为基础的和ULCS材料。
设计低成本屏蔽体的最重要的一步,就是对这些典型屏蔽材料特性及其对屏蔽性能影响的了解。一旦合适的材料被选中,其重点要集中于基本的设计考虑,以使其不但性能最佳,而且对成本的影响最小。
3 设计考虑
大部分屏蔽体用的公式和模型的开发是基于圆形或无限长的圆柱体几何形状的。在实际应用中,所给定屏蔽体的实践形状由器件结构和屏蔽体自身的可利用空间所决定。在设计一屏蔽体时,要了解的重要的结构是,要使磁力线旋转90°是困难的。但是,圆形屏蔽体,比如要改变圆柱体或是具有圆形角的盒体的磁力线的方向要比具有方形角的屏蔽体容易一些。类似地,对于包容已进入屏蔽材料的磁力线并改变其方向,圆角要比尖角好一些。保持可提供低磁阻路径的屏蔽体形状简单或磁场运动的“最低磁阻路径”是很重要的。
屏蔽体的尺寸在屏蔽效率和成本方面的重要性极大。屏蔽体的有效半径越小,其整体性能就越好。但是,设计屏蔽体的目的是使其包络试图屏蔽的组件和空间,并应该靠得很近。由于材料占屏蔽体设计的大部分成本,因此较小屏蔽体就可以在较低成本下获得较优的性能。
每当有可能,屏蔽体应与所有壁靠近,以避免场泄漏。这种结构(即使是矩形)也是最接近于圆形的,它可以建立一个半闭合的磁路。另外,全部箱体可在所有轴上获得屏蔽特性,这样就可以保证最好的屏蔽性能。当特殊的性能和进出口需要时,可移动的盖板、罩和门均可组合到屏蔽体设计中去。
在利用盖板、罩和门时或使用两块或多块板构建屏蔽体时,在多块板间保持磁连续性和电接触是很重要的。可通过机械式(利用摩擦组件)或焊接保持磁连续性。在拐角或过渡连接,使用焊接可获得最佳性能。维持表面间的连续性就可以保证磁力线连续沿其低磁阻路径前进,这样可以提高屏蔽效能。在交流场,保持磁连续性就允许较高的感应电流屏蔽,在直流场,对于适当的磁力线分路,连续性也是重要的。
如果你不能靠近屏蔽体的一端或两端,要特别注意开端的长一直径比。屏蔽体的这种长—直径比至少应为4:1,以避免“端接效应”和磁力线穿透屏蔽体范围。经验法则是,屏蔽体需要延伸到器件的外部,这样可以用与开孔半径相等部分进行保护。由于增加了屏蔽体的长度同时保持直径不变,就可以用无限长圆柱体模型进行近似。当圆柱型或矩形屏蔽体需要大的开孔时,垂直于屏蔽体壁的的管可用于由于开孔而引起屏蔽体的磁场强度的减少。管的长度应正比于所屏蔽的开孔的直径。
在设计过程早期就应考虑这些问题,可使这些主要设计参数对屏蔽体的成本影响较小。但是,这些因素要比材料本身对屏蔽体性能的影响要大。这样,在设计屏蔽体时,最先保证这些基本参数通常是需要的。
4 生产技术
一种好的屏蔽体设计要涉及到加工过程,其可提供所需要的结构和特性。在过去,大部分磁屏蔽体是用标准的精密片状金属加工技术通过剪切、穿孔、成型和焊接加工出来的。现在,利用先进的激光切割系统,个别部件的剪切和计算机化的数字控制冲孔都由一步激光切割技术所代替。主要的屏蔽元件的一步加工技术可使加工时间更快和降低加工成本,而无须高成本的加工方法。特别是对于型材和特殊设备(比如专用切割和系列化),这种过程可为屏蔽设计者提供更大的灵活性。
利用母材并使用缝隙和连接点的氩弧焊或叠层缝隙的点焊,就可以组装多个屏蔽元件。氩弧焊可使组装的屏蔽体得到最佳化的磁连续性,它可用于使用高屏蔽性能方面。对于大部分应用,与氩弧焊相比,法兰和叠层连接的点焊可获得更高级的磁连续性。
为使典型的屏蔽合金(如Mumetal)达到最佳性能,还要进行特殊的被称为氢退火的热处理循环。一旦所有加工过程完成,就可以进行退火过程。但在退火以后,对屏蔽体进行冲击和振动试验,将降低材料的性能。严格遵守所规定的退火周期,不但能保证获得最佳磁屏蔽性能,而且还可以将未退火材料的磁导率平均提高40倍。
5 结论
对所规定的屏蔽任务的了解有助于最好的材料、结构和加工艺的选择。这种评价可在最佳成本下保持最好的屏蔽性能。
编辑本段电磁屏蔽及应用
静磁屏蔽
静磁场是稳恒电流或永久磁体产生的磁场。静磁屏蔽是利用高磁导率μ的铁磁材料做成屏蔽罩以屏蔽外磁场。它与静电屏蔽作用类似而又有不同。
静磁屏蔽的原理可以用磁路的概念来说明。如将铁磁材料做成截面如图7的回路,则在外磁场中,绝大部份磁场集中在铁磁回路中。这可以把铁磁材料与空腔中的空气作为并联磁路来分析。因为铁磁材料的磁导率比空气的磁导率要大几千倍,所以空腔的磁阻比铁磁材料的磁阻大得多,外磁场的磁感应线的绝大部份将沿着铁磁材料壁内通过,而进入空腔的磁通量极少。这样,被铁磁材料屏蔽的空腔就基本上没有外磁场,从而达到静磁屏蔽的目的。材料的磁导率愈高,筒壁愈厚,屏蔽效果就愈显著。因常用磁导率高的铁磁材料如软铁、硅钢、坡莫合金做屏蔽层,故静磁屏蔽又叫铁磁屏蔽。
静磁屏蔽在电子器件中有着广泛的应用。例如变压器或其他线圈产生的漏磁通会对电子的运动产生作用,影响示波管或显像管中电子束的聚焦。为了提高仪器或产品的质量,必须将产生漏磁通的部件实行静磁屏蔽。在手表中,在机芯外罩以软铁薄壳就可以起防磁作用。
前面指出,静电屏蔽的效果是非常好的。这是因为金属导体的电导率要比空气的电导率大十几个数量级,而铁磁物质与空气的磁导率的差别只有几个数量级,通常约大几千倍。所以静磁屏蔽总有些漏磁。为了达到更好的屏蔽效果,可采用多层屏蔽,把漏进空腔里的残余磁通量一次次地屏蔽掉。所以效果良好的磁屏蔽一般都比较笨重。但是,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B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。
电磁屏蔽
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。如在收音机中,用空芯铝壳罩在线圈外面,使它不受外界时变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。
用什么材料作电磁屏蔽呢?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
d=5030*sqr(σ/(μ*f))
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=100 MHz,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。
(已屏蔽)篇4
缠绕屏蔽和编织屏蔽主要的优点是什么?有什么不同?
屏蔽性能不一样
一、缠绕屏蔽
1.从屏蔽效果来讲,缠绕不如编织;
2.其屏蔽效果具有方向性;
3.弯曲时屏蔽特性发生变化;
4.但其具有完成外径小、线材柔软、价格也比较低特点;
5.适用于低频屏蔽。
二、编织屏蔽
编织与斜包相似,在线材中主要起屏蔽作用,防止外界电场与磁埸的影响,提高线材的干挠防卫度,与斜包、铝箔相比具有以下特点:
1.屏蔽无方向性;
2.高频屏蔽特性良好,适用于高频屏蔽;
3.通过多层屏蔽,屏蔽效果可达100%;
4.弯曲时屏蔽特性无变化。
(已屏蔽)篇5
1.此部件主要是防止电磁干扰(EMI)、对PCB板上的元件及LCM起屏蔽作用。
2.分为固定式(用SMT直接焊到PCB板上)和可拆式(用结构和LCM结合或直接用shielding_cover上的突起扣在shielding_frame)。
3.主要靠焊点或卡扣来定位。
4.设计要求:
■ Shielding_frame屏蔽框的平面度为0.13mm、足够的强度、厚度为0.2mm,高度为2mm,距PCB板边缘为0.75mm,框架内边离外框至少0.8mm.
■ Shieling_cover屏蔽罩的厚度为0.2mm;
有时为了元器件的散热和冷却,可以在cover上加小圆孔,直径为Φ1.0~Φ1.5mm,太大会导致屏蔽效果不良。
■ Shielding_can屏蔽LCM:所有配合采用“0”配合,shielding_can的边与LCD可视区的边的距离不大于1.00mm。
5.材料应用:
屏蔽框
一般采用Cu-C7521-H【通用料】,Cu-C7521-OH【软料,拉深用】(镍白铜、洋白铜(Copper-Nickel-Zinc Alloy),Nickel Silver),t=0.2,0,3mm;
屏蔽罩
一般采用不锈钢SUS304R-1/2H【折弯加工】,SUS304R-1/4H【拉深用】,t=0.15,0.2mm;
镀锡钢带(马口铁皮)等;
shielding_can
用于焊接在PCB上的可采用洋白铜、马口铁皮,并建议采用洋白铜;
原因:洋白铜在焊接、散热和蒸气方面上比较好。
屏蔽罩的扣紧凸点高度h=0.15-0.2mm,低了会松,高了会紧。
设计注意事项
问题1:放置屏蔽盖的托盘活动空间太大,贴片时容易摆动,造成吸取不到,必须是物料放在托盘中,有1.0MM左右的活动空间,太大造成物料摆动,太小取料可能取不上来。
问题2:屏蔽盖的取料点大小要合适,取料点尽量在物料中间,取料点的尺寸最好是Φ6.0mm,取料点越大,贴片的稳定性越高,效率也就越高。
材料介绍:
洋白铜(Copper-Nickel-Zinc Alloy).
就是一种铜合金片:铜及其合金在工业上是一种不可或缺的材料,纯铜及含有不同金属元素的铜合金皆有其不同的特性,以配合不同的需求。铜片的用家都很注重公差极一致性,而棒材则注重圆杜、同心度及快削性,而上述材料广泛地用于电子行业,还有弹簧、马达、连接器、眼镜、探针等的制造业中,除一般的圆枝外,厂方亦可按客户的需求而供应成型枝,减少用家的加工量。
锌白铜 镍白铜 镍锌白铜 - 具有带色泽美观,延展性,抗疲劳性,抗腐蚀性均佳,富有深冲性能,用途:液晶体振荡元件外壳,晶体壳体,电位器用滑动片,医疗机械,建筑,管乐器等。
环境实验
盐雾测试48小时合格,盐雾试验标准:
不过168小时(一周)的5%浓度盐雾测试,以偶经验,304材料的质量要是好的话,还是能达到要求的。但如果304成分不对,或者热处理的不好,很难通过这种测试。偶做过1.4308(相当于304了)材料铸件的类似测试,发现只有那些成分正确,且固熔化好的才能通过测试。
另外,即使是1.4408(相当于316了)甚至是1.4581(一种含Nb的不锈钢)的铸件,如果固熔化不好,也难通过测试。
所以奥氏体不锈钢防腐蚀性能和热处理有很大关系。
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