电磁屏蔽范文（精选12篇）
电磁屏蔽 第1篇
1 电磁屏蔽理论
电磁屏蔽是避免电子设备和电子系统受电磁干扰的重要措施之一, 它能有效地减少空间传播的泄露电磁干扰。既可阻止外部电磁干扰对电子设备的影响, 又可减少电子设备向外辐射电磁干扰。电磁屏蔽按屏蔽原理可分为:磁场屏蔽、电场屏蔽和电磁屏蔽, 具体如图1:
2 电磁材料屏蔽
电磁材料屏蔽指的是用具有防止电磁波泄露的材料组成的屏蔽网或壳来达到消除屏蔽干扰。电磁屏蔽材料分为以下几种:
工业硅钢材料, 主要是经过对硅钢材料的硅含量进行改变以及改变对其内部的晶粒结构, 从而使硅钢材料的屏蔽性能不一样, 使磁导率不同。硅镍合金是通过改变铁和镍的含量, 制成的铁镍合金屏蔽材料性能比工业硅钢性能好的多, 尤其是在低频磁场屏蔽材料的试验中, 性能优良。导电高分子聚合物指将其结构具有受环境小、多样化加工工艺简单等许多优点融合到金属类的电磁屏蔽材料中, 从而制成易于加工、电导率号、柔韧的屏蔽材料。非晶体屏蔽指的是将晶体物质具有非较好的屏蔽特性附着在要屏蔽的表面, 从而让两者形成一种符合物质, 最终实现对电磁干扰的屏蔽。
3 屏蔽效能
电磁屏蔽常常用屏蔽效能来衡量。屏蔽效能指的是在有屏蔽体时, 被屏蔽空间内某点的场强与没有屏蔽体时该点场强比值。通过对其电磁屏蔽效能的结果分析可以获取其屏蔽器或屏蔽材料的可靠性和安全性。屏蔽效能模型过程建立如下:
4 影响屏蔽材料的屏蔽效能因素
根据屏蔽效能所建立的模型得出结论如下:
1) 材料的导电性和导磁性越好, 屏蔽效能越高;频率较低的时候, 吸收损耗很小;
2) 反射损耗与辐射源的特性有关, 对于电场辐射源, 反射损耗很大;对于磁场辐射源, 反射损耗很小;
3) 反射损耗与屏蔽体到辐射源的距离有关。对于磁场辐射源, 距离越近, 则反射损耗越小;对于电场辐射源, 距离越近, 则反射损耗越大;正确判断辐射源的性质, 决定它应该靠近屏蔽体, 还是原理屏蔽体, 是结构设计的一个重要内容;
4) 频率较高时, 吸收损耗是主要的屏蔽机理, 这时与辐射源是电场辐射源还是磁场辐射源关系不大;
5) 通常屏蔽磁场最不容易, 紧接着是平面波, 最后是电场波。低频磁场, 很难屏蔽。对于低频磁场, 要采用高导磁性材料, 甚至采用高导电性材料和高导磁性材料复合起来的材料。
5 结论
电磁干扰对设备的影响非常大, 研究电磁屏蔽技术具有重要的价值。本论文从电磁屏蔽的理论、屏蔽材料介绍、屏蔽效能、影响屏蔽因素等方面进行简单介绍与分析, 将为以后的研究具有一定的参考价值, 对研究电磁屏蔽技术具有重要的意义。
本研究由北京建筑大学城乡建设与管理产学研联合研究生培养基地资助, 项目编号:31062014001。
摘要：由于不同的频率的电磁波对信息通信设备造成了严重的影响, 因此对电磁屏蔽技术在日常电子技术中扮演着重要角色。因为电磁干扰不仅会造成设备之间的通信信号受干扰, 更重要的无形的有害电磁波会严重的对人体产生巨大伤害, 所以电磁干扰不容忽视, 电磁屏蔽技术研究意义重大。
关键词：电磁波,电磁屏蔽技术,电磁干扰
参考文献
[1]赵静, 许利军.关于电磁屏蔽原理与技术的探讨[J].张家口教育学院, 科技论坛, 2011.
电磁辐射与电磁屏蔽涂料的应用. 第2篇
?189 ? 文章编号 :10010189magnetic shield coatings were introduced in detail.Key words :electromagnetic shield coatings;conductive coatings;electromagnetic radiation 前言 我们生活的环境中实际上充满了形形色色的电 磁辐射 ,一般说来这种看不见的电磁射线对正常人 的影响是微不足道的 ,但随着科学技术的日益发展 , 制订了防止电磁干扰的各种法规 , 其中较著名的法 规包括国际无线电抗干扰特别委员会颁布的 CISPR 国际标准 , 美国联邦通迅委员会的 FCC 规定 , 德国 的 VDE 法规等。在已实施有关法规的国家中 ,凡电 磁波干扰的控制达不到标准的电子电气产品不允许 出厂和进口 ,用以限制电磁辐射的影响。因此能屏 蔽电磁辐射的各类涂料也随之发展起来。越来越多迹象表明这些电磁辐射确实对人体有害。有报导说美国电磁场学专家历时 9 年完成的关于电 磁场对人体健康的影响的报告指出 , 数以百万计的 人们由于长期暴露在较强的电磁场线的辐射中而患 癌症和退化性疾病的危险正在增加。同时也提出高 频电磁波直接对生物肌体细胞产生 “加热” 作用。由 于它是穿透生物表层直接对内部组织加热 , 而生物 体内部组织散热又困难 , 所以往往肌体表面看不出 什么 ,而内部组织已严重 “烧伤”。因此有科学家称 这种电磁辐射为人类的无形杀手 , 但电磁辐射对人
1电磁屏蔽涂料的组成 通常高分子材料的体积电阻率约在 1 010 ～ 1020 Ω? 之间 , 在这种情况下只能作为电气绝缘材料 cm 使用而无法用作为具有导电功能的电磁屏蔽材料。目前为适应电子工业发展的需求已经发展了一些带 有导电性能的高分子材料 , 这类高分子材料的体积 电阻率小于 1010Ω? ,但要能作为较好屏蔽材料的 cm 高分子材料 ,这类材料的电阻率一般需要求小于 10° Ω? ,要制成这种电阻率的高分子材料 , 大致可用 cm 合成法与复合法两大类 ,合成
法是 70 年代以后开发 的 ,用电解聚合法合成的分子结构本身或经过掺杂 处理之后具有导电功能的共轭聚合物 , 其中最典型 的代表是聚乙炔、聚吡咯、聚对苯撑等。复合法制得 的导电材料是以高分子材料为基体加入各种导电物 类影响的程度至今还在进一步探索之中。电磁辐射对电子产品同样有着不可低估的影 响。随着电子产品的微型化 ,集成化、轻量化和数字 化 ,导致日常使用的电子产品易受外界电磁波干扰 而出现误动、图像障碍以及声音障碍等。如果影响 严重则会产生民航导航失误及电脑控制的生产流水 线失控等事件。为此有关国际组织及发达国家先后 收稿日期 :199920 作者简介 : 李勇(19593Ω? , 屏蔽 cm β 效果可达 30～60d(500～1000HE)。例如 TBA 公司 开发的 ECP 502X 和 ECP 503 ,Acheson Colloids 公司 的 Elecotrody 440 S 以及 BEE 化学公司的 Isolex R65 等均 为 镍 系 产 品 涂 料 , 但 镍 系 涂 料 在 低 频 区(< 30MHZ)的屏蔽效果不如铜系涂料。铜系涂料导电性
好 , 但抗氧化性差。随着近年 抗氧化技术的发展 , 铜系涂料的开发与应用也逐渐 增多。如日本昭和电工公司的铜/ 丙稀酸树脂(牌号 为 Copalex100)由于对铜进行了特殊处理 , 导电性能 比较稳定 ,其用量仅为镍系涂料的一半。由于铜的 体积电阻率比镍小 ,因此在涂层厚度相同时 ,铜系涂 料的表面电阻率比镍系涂料低。铜系涂料的其他产 品如 TBA 公司的 ECP 510 ,Acheson Colloids 公司的 Elecotrody 437 ,BEE 化学公司的 lsolex R73 以及化成 工业公司的 ES 3000 等。目前主要采用如下两种处 理技术来防止铜粉的氧化 , 一是用抗氧剂对铜粉进 行处理 ,或有较不活泼金(如 Ag ,Al ,Sn 等)包覆铜粉 表面。其中抗氧剂包括有机胺、有机硅、有机钛、有 机磷等化合物。另一种方法是在制备铜系涂料过程 中 ,加入还原剂或其他添加剂等成分 ,从而制得具有 抗氧化的导电涂料。铜粉表面镀银后体积电阻率可 达 102Ω? 左右。由 cm 于碳系涂料的导电性相对较差 , 用作电磁屏蔽材料 的效果比其他金属填料要差一些。但碳系涂料具有 耐环境性好 ,密度小 ,价格低等特殊优点。近年来国外正致力于发展复合型导电填料 , 这 种导电填料以一种价廉、质轻 的材料(如玻璃、、云母 石墨等)作为基底或芯材 ,在其表面包覆一层或几层 化学稳定性好耐腐性强 , 电导率高的导电物质(如 银、、)而得到复合材料。目前导电云母以其 镍 铜等 比重小、导电性好、有光泽、颜色可调等优点而受到(下转第 194 页)石墨 金属粉 ZnO、、2、PbO TiO V VO 金属系
金属氧化物 SnO、2O3、2、Sb2O、2O3 等 ln 镀金属玻璃纤维、无机材料 玻璃微珠、、云母 炭纤维等 加工时存在变质问题
2屏蔽涂料的开发应用 屏蔽涂料是将合成树脂、导电填料、溶剂配制而 成 ,将其涂覆于基材表面形成一层固化膜 ,从而产生 导电屏蔽效果。涂覆方法主要采用喷涂、、刷涂 浸涂 和辊涂等方法。导电涂料作为电磁屏蔽材料的最大 优点是成本低 ,简单实用且适用面广 ,使用最多的是 银系导电涂料 , 也是开发最早的品种之一。美国军 Technique exchange Chemistry and Adhesion № 2000 4 ?194 ? 212
定量分析 C%= 表1 样号 1 2 # # 采用外标法定量(单点校正)A2 ×P A1
3实样分析(见表 2)表2 样号 992 997 C%— 样品中 NPMI 的 含量/ % 0164 1104 取标样进行分析 ,取平行测定 3 次的结果见表 1。加标 量/ % 0112 0125 本工作建立了控制生产 N苯基马来酰亚胺的合成 [J ] 1 江苏化工 1998;26 [2 ]
李云 1N211 11461 [5 ]
电磁屏蔽 第3篇
关键词：电子设备，机箱电磁屏蔽，缺陷，对策，分析
引言：
当前机箱的电磁屏蔽功能设计已经成为各类电子产品设计的必要环节，且机箱的电磁屏蔽功能比电路本身更优秀，因此目前针对电子设备机箱本身的电磁屏蔽功能设计越来越受到重视，并衍生出了相应的研究领域和产业化发展。而由于电子设备机箱与设备之间的非关联性，导致其很难发挥出足够的电磁屏蔽效果，因此设计者开始探究将外部机箱与电子设备本身相关联的方式，来提高电磁屏蔽效果，提升设备运行质量。
1. 电磁干扰概述
1.1. 电磁干扰原因及特点
电磁干扰主要由设备本身产生和外界干扰两种，设备本身的电磁干扰主要是由于设备启动时的瞬时强电磁感应在设备周围产生的干扰，往往会引起设备的使用寿命降低、设备精度降低等故障；外部电磁干扰主要是由于其他电子设备运行时产生的电磁通过机箱缝隙和设备外接线路传导至设备电路，进而对设备运行产生干扰。而外部干扰对电子设备的危害远大于自身电磁干扰，因此降低外部干扰是提高设备运行稳定性的主要方式。
1.2. 电磁屏蔽概述
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。目前的各种电子设备，尤其是军用电子设备，通常都有金属壳体（机箱或机柜） ，它除了机械支撑和保护作用外，还兼有电磁屏蔽的功能，这包括两方面的问题：其一，设备的对外电磁辐射会污染电磁环境，影响其它设备的正常工作；有的设备还会造成信息泄露等。其二，设备在外界电磁干扰的影响下，会引起工作紊乱，甚至损坏设备。因此，机箱对电子产品电磁兼容性能的影响已引起人们的普遍重视。
电磁屏蔽一般分为两种类型：一类是静电屏蔽，主要用于防止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。
2. 机箱电磁屏蔽缺陷及对策分析
2.1. 机箱电磁屏蔽缺陷
机箱电磁屏蔽的效果会受到机箱设计、机箱工艺和机箱材料等因素的影响，常见的机箱屏蔽结构主要是由金属构成，大约能够提供至少100db的屏蔽效果。机箱电磁屏蔽的要点有两个，一个是要确保机箱的导电性能连续，也就是首先机箱本身是完整的导电体，不存在电流运行死角，其次要确保机箱的接地，确保电流的运行存在回路；另一个就是要避免带电替穿过机箱。在电子设备的实际运行环境中，以上两者受工艺和技术的限制，都难以理想的实现。电子设备的运行必须有电源的接入，这些电源接口就成了电磁外溢的主要途径，因此如何降低线路接口位置的电磁传到，就成了影响机箱电磁屏蔽整体功效的关键。目前针对机箱电磁屏蔽功效提升的研究也主要集中在线路穿过位置的空隙处理上，并取得了一定的成效。
2.2. 机箱电磁屏蔽缺陷对策分析
除了使孔洞的尺寸远小于电磁波的波长， 用辐射源尽量远离孔洞等方法减小孔洞泄漏以外， 增加孔洞的深度也可以减小孔洞的泄漏， 这就是截止波导的原理。
另外， 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。当对通风量的要求高时， 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。
一般情况下， 屏蔽机箱上不同部分的结合处不可能完全接触， 只能在某些点接触， 这构成了一个孔洞阵列。缝隙是造成机箱屏蔽效能降级的主要原因之一。在实际工程中， 常常用缝隙的阻抗来衡量缝隙的屏蔽效能。缝隙的阻抗越小， 则电磁泄露越小， 屏蔽效能越高。
因此可以通过以下方式来降低缝隙的电磁泄露：
首先，可以通过增加导电的焊接接触点来降低缝隙的尺寸，同时使用机械车床来进行电子设备机箱表面的抛光，从而提高螺丝、铆钉等紧固件的密实度；
其次，可以在设备的搭接位置预留更多的金属板，从而增加焊接后的密封性能，降低电磁逸出的可能性，提高电磁屏蔽性能。
最后，可以采用先进的材料增加电子设备机箱的电磁屏蔽性能，如选用合适的电磁密封垫，这是一种能够用于设备焊接缝隙处填充的导电物质，在使用后能够产生灌装液体密封垫处防水溢出的效果，从而有效的阻挡电磁干扰。
3.结语：当前的电子设备机箱电磁屏蔽理论和应用实际都已经取得了巨大的研究成果，并为提高电子设备的兼容性提供了可靠的保证，极大的降低了工业生产过程中电子设备之间的电磁干扰影响。然而应该看到，虽然目前提升电子设备机箱电磁屏蔽功效的措施有多种，却不能从根本上去除电磁干扰，因此并不能单纯的依靠机箱的电磁屏蔽功能来提高设备兼容性，有必要对电子设备本身与机箱之间的联合降磁方式进行研究，探索更为行之有效的电子设备电磁屏蔽方式。
参考文献：
[1] 吴贤，杜平安，聂宝林，毛湘宇. 带缝隙腔体电磁屏蔽特性的数值模拟研究[J]. 工程设计学报. 2011（03）
[2] 石峥，杜平安，刘建涛. 缝隙结构电磁屏蔽特性数值仿真建模方法研究[J]. 系统仿真学报. 2009（24）
作者简介：
电磁屏蔽纤维的制备方法 第4篇
20世纪90年代以来, 美国、欧盟、澳大利亚、新西兰等国家都陆续采取了法律措施, 禁止电磁兼容不合格的产品进入市场。我国政府对电磁污染也极为重视, 1989年颁布了环境电磁波卫生标准 (GB 9175-1988) 。目前主要通过电磁屏蔽来抑制电磁波的辐射、泄漏、干扰和改善电磁环境。
探索高效的电磁屏蔽材料, 防止电磁波辐射污染以保护环境和人体健康, 防止电磁波泄漏以保障信息安全, 已经成为当前国际上迫切需要解决的问题, 其研发愈发成为人们关注的重要课题[1,2]。
1 电磁屏蔽原理
电磁屏蔽的基本原理是采用低电阻值的导体材料, 利用电磁波在屏蔽导体表面的反射、在导体内部的吸收及传输过程的损耗而产生屏蔽作用。通常屏蔽材料对空间某点的屏蔽效果用屏蔽效能SE (Shielding Effectiveness) 表示, 单位为dB。
电磁波通过屏蔽材料的总屏蔽效果可按下式计算[3]:
SE=A+B+R (1)
式中, SE-电磁屏蔽效果, R-表面单次反射衰减, A-吸收衰减, B-内部多次反射衰减 (只在A<15dB的情况下才有意义) 。
根据实用需要, 对于大多数电子产品的屏蔽材料, 在30~1000MHz频率范围内, 其SE至少达到35dB以上, 方认为是有效屏蔽[4]。
好的屏蔽材料反射大部分入射波, 而吸收其很少一部分。银、铜、铝等是极好的电导体, 相对电导率σr大, 电磁屏蔽效果以反射损耗为主;而铁和铁镍合金等属于高磁导率材料, 相对磁导率μr大, 电磁屏蔽衰减以吸收损耗为主。
2 电磁屏蔽材料的国内外研究现状
近来, 电子装置使用的快速增长, 如:电视机、微波炉、电脑、手机等, 引起了一些电磁干扰问题。电磁干扰不仅会干扰电气设备, 也会对人体健康带来严重的威胁。国外, 欧美等发达国家从20世纪30、40年代就开始了电磁屏蔽技术的研究, 所以电磁屏蔽理论研究较为成熟, 电磁屏蔽材料发展很快, 特别是美国、英国、日本等已经形成生产各种类别和系列规格的屏蔽材料产业。国内在电磁屏蔽材料领域比较落后, 于20世纪60年代才开始研究电磁屏蔽产品, 70年代才正式生产电磁屏蔽服装, 但开发应用的品种较少, 屏蔽性能低, 未能形成产品的系列化和产业化。理论研究也大多限于频率1GHz以上的屏蔽材料, 而对10kHz~1GHz范围内屏蔽材料的研究起步较晚, 目前仅有少数研究单位进行这方面的工作。至今国内使用的高档屏蔽材料主要依靠国外进口。
早期, 电磁屏蔽材料多数用导电填充物, 如:不锈钢、铜等金属, 填充到塑料中, 做成导电塑料, 用于电磁屏蔽;后来出现了高分子导电涂料, 研究较多的是掺合型导电涂料, 即把导电微粒如金属粉末金、银、铜、镍等和非金属粉末碳、石墨、云母片等掺入到高分子聚合物中, 但由于电磁屏蔽涂料绝大多数是溶剂型的, 对环境会产生有害的影响, 所以研究也受到了一定的限制;随着导电纤维的开发, 美国Brunswick公司生产的不锈钢纤维开始用于抗静电及电磁屏蔽作用。但由于其比重较大、纤维之间抱合困难等缺点促使人们不断开发、探索其他类型的导电纤维。从20世纪90年代至今, 世界各国争相研究新型电磁屏蔽材料, 尤其是电磁屏蔽纤维的开发与研制, 并取得了一定的进展。
3 电磁屏蔽纤维的制备方法
3.1 复合导电纤维
3.1.1 镀层法
目前较常用的镀层法是利用化学镀、真空镀等方式, 使金属附着在纤维表面上形成金属化纤维, 它属于反射损耗为主的屏蔽材料。
鲍红权等[5]用化学镀的方法制备了玻纤/Ni、玻纤/Cu和玻纤/Cu/Ni-Cu-P 3种导电玻璃纤维, 研究表明制备的镀镍、镀铜纤维都具有较好的导电性能。采用双镀层结构的玻纤/Cu/Ni-Cu-P导电玻璃纤维, 把Cu的高导电性和Ni-Cu-P镀层优良的抗氧化及耐热稳定性结合起来, 制备出导电性好、抗氧化及耐热稳定性也较好的镀金属玻璃纤维导电填料, 屏蔽效果在500MHz时可达50~60dB。
台湾Huang Chi-Yuan等[6,7,8]制备了化学镀镍的碳纤维/ABS复合材料和碳纤维/ABS化合物, 研究了微观结构对其物理性能的影响, 在30~1000MHz时SE最高达47dB;并研究了热处理对化学镀沉积Ni-P碳纤维/ABS化合物的电磁屏蔽性能影响规律。Tzeng Shinn-Shyong等[9]研究了用粘接与化学镀制备铜、镍覆盖碳纤维复合ABS的屏蔽效果, 表明化学镀铜、镍的碳纤维/ABS复合材料中, 由于纤维的分散性以及镀层和纤维的良好结合性而显示出优异的屏蔽效果。
真空镀是采用PVD技术使金属气化, 然后在基材表面形成金属镀层 (国内外这方面的资料不多) 。目前真空镀Al在30~1000MHz时SE可达50~70dB。广东工业大学在无纺布上用磁控溅射镀和多弧离子镀技术制备的单层Ni膜, 经中国上海测试中心 (MA) 检测, 当频率为10MHz时, 屏蔽效能为34.7dB, 被屏蔽99.97%;在30、100、300、1000、3000MHz时, 屏蔽效能均在33.5dB以上, 被屏蔽电磁波均达99.96%以上。
3.1.2 超临界CO2插嵌法
近年来, 超临界流体插嵌技术作为一种制备功能高分子材料的新技术而引人关注。其原理是首先将小分子改性剂溶于超临界CO2中, 然后此二元系与聚合物接触, 超临界CO2使聚合物溶胀, 改性剂从而扩散到聚合物中。降压后CO2迅速逃逸, 而大部分改性剂则留在聚合物中, 从而实现了对高分子的改性。
李丹等[10]研究了用超临界流体插嵌技术对PET薄膜进行抗静电改性的可能性, 取得了良好的实验结果。实验采用纯度为99.9%的CO2, 0.3mm厚的PET薄膜和磷酸酯类的抗静电剂 (AS) 构成反应体系。结果显示, 加入抗静电剂后, PET薄膜的感应电压比原始PET薄膜的感应电压低, 且不易起电和积聚电荷;且改性后, 静电衰减速度远高于原始PET, 即使在AS含量仅为0.562%时, 也有很好的抗静电性能。
杨斌等[11]利用超临界CO2流体赋予高分子材料电磁屏蔽功能。具体以超临界CO2为溶剂, 丙酮为辅助溶剂, 利用超临界流体插嵌技术来赋予聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 和聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 电磁屏蔽性能, 并测试了复合材料的表面硬度和电磁屏蔽效能。结果表明, 由于表面附近Cu微粒子分散层的形成, 金属/高分子复合材料的表面硬度提高了15%以上。考察PET中形成的Cu微粒子分散层的电磁屏蔽作用表明, 其屏蔽效果SE可以达到25~35dB (0~1000MHz) , 且可以根据超临界CO2流体渗透条件的变化而调节。
3.1.3 掺入填充法
在纤维内部掺入金属微粒物质, 再经过熔融抽成导电性或导磁性纤维, 这也是目前较常用的制备电磁屏蔽材料的方法。常用的纤维有银纤维、铜纤维、碳纤维、铁纤维、不锈钢纤维及镀金属玻璃纤维等。
铜纤维因其优良的导电性而具有更佳的屏蔽效果, 因此铜纤维填充型材料日益受到关注, 目前多采用黄铜纤维做填料。日本推出的黄铜纤维填充型屏蔽材料, 当填充率为10% (体积) 时, 其体电阻率小于10-2Ω·cm, 屏蔽效果可达60dB。
碳纤维在增强塑料中可作为填充材料型、结构材料型、复合材料型3种应用形式[12]。碳纤维线膨胀系数小, 电阻率低, 耐酸、盐等侵蚀。用它做导电填料时, 纤维长度、添加量以及与树脂粘接的好坏程度是影响材料导电性的关键因素。填充前常对碳纤维进行表面处理以改善纤维与基材的结合力, 方法有氧化法和接枝法, 也可通过特殊工艺包覆Ag、Cu、Ni或沉积石墨颗粒等改善碳纤维电磁性能。美国开发的镀镍石墨纤维型屏蔽材料, 在ABS树脂中填充20% (体积) 、直径为7μm的镀镍石墨纤维, 在1000MHz时SE值高达80dB。
不锈钢纤维具有防电磁波、导电、耐高温等效果, 将直径约7μm的不锈钢纤维填充树脂, 填充率为6% (体积) 时屏蔽效果可达40dB, 且随填充率的增加SE也增加[13]。目前, 美国、法国、比利时、日本等国家的不绣钢纤维已经进入量产阶段, 生产的不锈钢纤维最细达到2μm。
3.2 金属化织物
金属纤维与纺织用纤维相互包覆或在一般纺织品表面上包覆金属物质可以用来制造金属化织物, 它具有金属光泽、导电、电磁屏蔽等功能, 同时又保持纺织品原有的柔软性、耐弯曲的特性。常用的工艺有金属丝和其它纤维混编、蒸发喷涂、溅射、化学镀、等离子处理等[14,15,16]。
金属丝混编织物是由金属丝和服用纱 (线) 混编而成。其屏蔽效果尚好, 但存在织物厚、重、硬、不耐折等缺陷。为了进一步改善屏蔽织物的服用性, 把金属丝抽成纤维状, 同服用纤维混纺成纱, 再织成布, 这就是复合纺纱法。日本钟纺公司在1998年应用美国SAVQVOIT公司生产的镀银尼龙丝 (含银率30%) 与其他短纤维进行复合纺纱, 其制品可以阻断96%以上的电磁波, 适用于受电磁波辐射较强环境下工作的人和心脏起搏器使用者。
金属喷镀织物就是把金属加热熔化后, 利用高压气流直接均匀地喷洒在织物表面。该工艺流程短, 金属层和织物的结合牢度大于化学镀层织物。织物性能类似化学镀层织物, 但喷镀均匀度直接影响电磁辐射的防护效果。
将具有电磁屏蔽功能的无机粒子或粉末与普通纤维切片共混后进行纺丝, 可制备具有良好的导电性和铁氧性的纤维, 又使纤维不失去原有的强度、延伸性等性能。共混法制得材料具有成本低、寿命长、可靠性高等优点, 但屏蔽性能不高, 特别是高频时屏蔽性能会下降。而增加填料的用量又将损失材料的机械性能。
随着纳米技术的发展, 逐渐开展了将共混纺丝与纳米涂层技术相结合的工艺研究, 以制备具有耐久性电磁防护功能的纺织品。功能性纳米粉体尺寸小, 且在高温纺丝时热稳定性好, 但电磁波防护性明显不足。因而对于电磁屏蔽纤维共混纺丝法的研究将致力于改善填料性能、优化填料排列方式, 以达到屏蔽性能、机械性能、工艺性能的和谐统一。
离子织物是当今国际上最先进的第6代屏蔽电磁辐射材料。它是通过低温等离子处理, 连续进行表面沉积处理来实现纤维织物金属化的方法。金属化处理后的织物具有良好的机械性能和耐热性, 基布与金属层之间结合力强, 并且还可避免化学镀的废液处理问题。
4 结 语
电磁污染及电磁环境计量 第5篇
电磁污染及电磁环境计量
摘要：一、电磁污染 人们在享受现代科学技术带来的文明和社会进步的同时,也面临着大量的有意或无意的电磁波发射所带来的电磁污染.目前,我围移动电话的生产量和使用量已居世界第一,移动电话发射基站随处可见,家用和类似用途电器在大量使用,大屏幕多媒体显示器日益普及,高压电力线及变电设施进入城区,这些设备和设施在造福人类的同时,伴随而来的电磁辐射也在影响着我们生存的环境.电磁辐射是指变化的.电场和变化的磁场相互作用而产生的一种能量流的辐射.作 者：武彤 作者单位：中国计量科学研究院期 刊：中国计量 Journal：CHINA METROLOGY年，卷(期)：,“”(2)分类号：
谁屏蔽了“屏蔽门”背后的推手 第6篇
但这些公关的三聚氰胺事实上比毒奶粉更毒，因为他们会把那些毒奶粉描绘成一朵花，让人身在其中却浑然不知。
在百度屏蔽门事件之后，被推向前台曝光的似乎仅仅只有百度，而幕后的那些公司却早已逍遥于“门”外，继续做着各类铺天盖地的广告，以证明自己产品如何安全可靠。
百度事件所折射的，决不仅仅是所谓的“搜索引擎霸权问题”，更应该引起注意的是利益集团试图通过媒体来影响公众舆论的问题。这甚至已经算不得“潜规则”，现今的企业界，公共关系已经越来越变成“媒体收买”的代名词。
企业进行公关传播，这本身是件无可厚非的事情，良好的企业声誉的确有助于企业品牌的建设和传播，但这一看似良好的愿望却在近些年中被加速异化。中国企业的公关肇始于改革开放初年，蝙蝠电扇、万宝电冰箱、健力宝饮料这些都曾经成功地运用了公共关系而获得了品牌声誉的提升。但这些企业的公关手段大多非常温和，也有产品的品质和服务作为后盾，媒体大多也是出自真实的报道，涉及内幕交易的并不多。
这一和谐景象不久就出現了不好的趋势，到了21世纪，公关公司空前繁荣，实质上就是把这种“关系”给利益化和货币化了。现在不少公关公司，并不是真正从公关形象、品牌关联度等角度去帮助企业沟通与媒体以及消费者的关系，而是利用自身的媒体关系网，为企业做虚假宣传，美其名曰“软文”。
“软文”一词大概是中国企业界和公关公司的一大创造，个中媒体也算是帮了不少的忙。一篇工业化制作的软文，它的标准路径是由企业提出需求，付钱给公关公司，公关公司则根据企业的需求进行歌功颂德（当然，也有企业要求对其竞争对手进行诋毁的），然后，再买通媒体报道，这个链就是现今所谓的“公共关系行业”。在公关公司的价目单中，已经细到了每一个字都有标准价码，这个价码还因为媒体的不同而不同。甚至在一些历来被视为“喉舌”的媒体，这些公关公司都有能力发出声音。
百度的“屏蔽门”和山西的封口费实质是一回事，企业和公关公司希望利用金钱来左右媒体，而媒体中一些缺乏职业道德的人也成为了他们的“利益共同体”，以利益为导向来进行新闻事件的报道，而并非媒体曾经颂扬的“独立精神”。
以浙江的一份财经刊物为例，其铜臭味之浓甚至已经搞笑到连报刊亭的小老板都知道的地步。这份刊物每个月都会推出有企业家大头照的封面，但这个上封面的价格，几乎明码标价，连报刊亭的小老板都知道，而且报出的数字相当准确。甚至报刊亭小老板也会知道某些上了封面的企业家不仅一点都算不得成功，甚至还欠债累累。无怪乎，一些别的媒体的编辑记者对这个刊物的评价是“每个P都充满着铜臭味”。
但如果我们的媒体都是如此充满着铜臭味，公信力又何在？读者又凭什么相信这些喉舌呢？中国的一项阅读调查中，有个项目是值得思索的：读者很相信论坛上的帖子，喜欢把这些帖子上的内容作为参考。这原本是媒体公信力降低的一种反映，但事实上，不少企业和公关公司都已经注意到了这种动向。百度的屏蔽门就是这种企业试图影响网络传播的一种手段，百度在很多年前就早已开始对排位进行收费，所谓的“推广”，全都是付了费的企业。
机载设备的电磁屏蔽设计 第7篇
1 屏蔽分类
屏蔽的分类方法有多种, 根据频率和作用机理不同, 屏蔽分下面几种:
(1) 直流磁场屏蔽:直流磁场屏蔽的屏蔽效能取决于屏蔽材料的导磁系数μ0。
(2) 地磁屏蔽:地磁场接近于直流磁场, 但实际上它是在20~50Hz频率范围漂动。因此, 对地磁屏蔽可看成是对叠加有交流场的直流磁场屏蔽。
(3) 低频磁场屏蔽:从狭义角度, 低频磁场屏蔽是指甚低频 (VLF) 和极低频 (ELF) 的磁场屏蔽。主要屏蔽机理是利用高导磁材料具有低磁阻的特性, 使磁场尽可能通过磁阻很小的屏蔽壳体, 而尽量不扩散到外部空间。屏蔽壳体对磁场起磁分路作用, 其屏蔽效能主要取决于屏蔽材料的导磁系数μ0, 随着频率增加, 材料的电导率σ也起一定作用。
(4) 电磁屏蔽:从广义上讲, 所有屏蔽均属电磁屏蔽, 但从狭义上讲, 电磁屏蔽是指从几k Hz到数十GHz频率范围的屏蔽。电磁屏蔽的机理是电磁感应现象。在外界交变电磁场作用下, 通过电磁感应屏蔽壳体内产生感应电流, 而这感应电流在屏蔽空间又产生了与外界电磁场方向相反的电磁场, 从而抵消了外界电磁场, 产生屏蔽效果。因此, 电磁屏蔽较适用于高频, 低频时感应电流小, 屏蔽效果较差。电磁屏蔽应保证屏蔽壳体各部分具有良好的电气连续, 使感应电流能在壳体中畅通, 以便产生足够大的感应电磁场来抵消外界电磁场, 否则将影响屏蔽效果。
(5) 静电屏蔽:静电屏蔽用来防止静电耦合产生的感应。屏蔽壳体采用高电导率材料并良好接地, 以隔断两个电路之间的分布电容耦合, 达到屏蔽作用。静电屏蔽的屏蔽壳体必须接地。
2 几种实用屏蔽技术
在机载设备中常用的屏蔽技术有多层屏蔽、薄膜屏蔽和通风孔洞屏蔽, 多层屏蔽和薄膜屏蔽属于实心型屏蔽, 而通风孔洞屏蔽属于非实心型屏蔽。
2.1 多层屏蔽
如果要求屏蔽体对电场和磁场同时具有较高的屏蔽效果, 可以采用多层屏蔽结构。根据所需的屏蔽性能的不同, 多层屏蔽有多层电屏蔽、多层磁屏蔽、兼有电屏蔽和磁屏蔽的组合屏蔽三种型式。
对辐射能量的吸收作用, 主要取决于屏蔽层的厚度, 而反射作用则发生于各屏蔽层的表面。因此, 如不考虑增加结构复杂性的代价, 那么只要使屏蔽层的层数增加, 屏蔽效果也就可以提高。当然, 要达到这个目的, 各层屏蔽材料的表面不能相互连接在一起, 其间至少应留出一个用空气或介电材料填充的小空间。兼有电场和磁场屏蔽作用的组合屏蔽及多层电屏蔽的总屏蔽效果为每层屏蔽效果之和。多层磁屏蔽虽然也是如此, 但必须注意到, 在多层磁屏蔽中, 每一层的屏蔽效果可能是不同的, 产生这种差异的原因是由于只有处于非磁饱和状态的屏蔽材料, 其屏蔽层才能获得预期的屏蔽效果。例如, 靠近辐射源的屏蔽层, 应该采用饱和电平较高的磁性材料, 这种材料的相对导磁率μr一般都不太高, 经过这一层屏蔽后, 磁场强度减弱了, 这样在它外面的第二个屏蔽层, 就可以用饱和电平低一些, 但相对导磁率μr比较高的磁性材料。
工程应用上, 考虑结构复杂性等原因, 经常采用双层屏蔽。
2.2 薄膜屏蔽
现代机载设备, 广泛地采用了工程塑料机箱, 它的加工工艺性能好, 通过注塑等工艺, 使得机箱具有造型美观、成本低、重量轻等优点。为了具备电磁屏蔽的功能, 通常在机箱上采用喷导电漆、电弧喷涂、贴导电箔 (铝箔或铜箔) 及热喷涂工艺, 在机箱上产生一层导电薄膜。若导电薄膜的厚度为小于电磁波波长的四分之一, 则满足薄膜屏蔽要求, 称这种屏蔽为薄膜屏蔽。
由于薄膜屏蔽的导电层很薄, 吸收损耗几乎可以忽略, 因此薄膜屏蔽的屏蔽效能主要取决于反射损耗。薄膜的屏蔽效能几乎与频率无关。只有在屏蔽层厚度大于四分之一波长时, 由于吸收损耗的增加, 多次反射损耗才趋于零, 屏蔽效能才随频率升高而增加。
薄膜屏蔽应用的例子很多, 如电子元器件在运输和贮存时, 为了防止高频场的作用, 在其封装构件的表面施以金属化形成的薄膜屏蔽层;又如用真空沉积法在某些微电子器件外面形成一层保护膜, 也是一种薄膜屏蔽。
2.3 通风孔洞屏蔽
由于各种不同的原因, 有时需要非实心型的屏蔽, 这些原因包括: (1) 需要带孔的屏蔽; (2) 需要设置通风孔、电缆或导线的进出孔等; (3) 为便于人们查看而留置的屏蔽不连续。比如, 对于热密度较大的机载设备的机壳, 由于需要空气自然对流或强迫风冷, 需要在外壳上开通风孔。这些孔将损害屏蔽结构的完整性, 因此必须对通风孔进行处理或安装适当的电磁防护罩, 既提供相当大的射频衰减, 又不会显著妨碍空气流动。
屏蔽性能较好的通风孔形式有以下三种:
(1) 通风孔上加金属丝网罩。加金属丝网是将大面积通风孔通过网丝构成的许多小孔来减少电磁泄漏。金属丝网的屏蔽作用主要靠反射损耗, 有试验表明, 当空隙率大于50%, 且在所需衰减的电磁波的每个波长上有60根以上的金属丝时, 就可得到与金属板的反射损耗相近似的值, 但金属丝网的吸收损耗远低于金属板的吸收损耗, 故金属丝网的屏蔽效能低于金属板。金属丝网的网孔越密、网丝越粗、网丝导电性越好, 金属丝网的屏蔽性能越好, 但网孔过密、网丝过粗, 对空气的阻力就越大。在通风孔上加金属丝网, 具有结构简单、便于和屏蔽体安装在同一平面、成本低等优点。
(2) 金属板打孔做通风孔。在金属板上打许多阵列小孔, 可以达到既通风散热, 又不致过多泄漏电磁能量的目的。就结构形式而言, 可以直接在屏蔽体的壁上打孔, 或者将打好孔的金属板安装在屏蔽体的通风孔上, 孔眼的形状可以是方形或圆形。
(3) 采用蜂窝式通风孔。在进行机载设备的结构设计时, 为获得足够大的通风流量, 有时用很多根截止波导排列成一组截止波导通风孔阵 (蜂窝型通风孔) 。蜂窝型通风孔的优点是屏蔽效能高 (设计、加工完善的蜂窝板在10GHz频率时, 屏蔽效能可达100d B) , 对空气阻力小, 结构牢固。缺点是体积大、加工复杂、成本高, 且难于实现在同一平面安装。因此, 在屏蔽性能要求高、通风散热量大的屏蔽室或大设备的通风孔处采用蜂窝式通风结构。
3 机载设备电磁屏蔽设计要点
电磁屏蔽是抑制辐射干扰的重要手段, 屏蔽设计也是电磁兼容设计中的重要内容之一。电磁屏蔽设计要点如下:
3.1 确定屏蔽对象, 判断干扰源、感受器及其耦合方式
在采取有效的屏蔽措施以前, 首先要弄清哪个是干扰源, 哪个是感受器, 以及它们之间的耦合方式。一般来说, 高电平电路是干扰源, 低电平电路是感受器。有时产生干扰的原因很复杂, 可能有数个干扰源, 通过不同的耦合途径同时作用于一个感受器。在这种情况下, 通常首先要抑制较强的干扰, 然后再对其它的干扰采取相应的抑制措施。
另外, 为了抑制干扰, 一般仅单独屏蔽干扰源或感受器, 但在屏蔽要求特别高的场合, 干扰源和感受器都需要屏蔽。
3.2 确定屏蔽效能
设计之前, 应根据设备和电路单元、部件未实施屏蔽时存在的干扰发射电平以及按电磁兼容标准和规范允许的干扰发射电平极限值, 或干扰辐射敏感度电平极限值, 提出确保正常运行所必需的屏蔽效能值。对于一些大、中功率信号发生器或发射机的功放级, 可根据对这类设备的辐射发射电平极限值和其自身的辐射场强来确定对屏蔽效能的要求。
3.3 确定屏蔽类型
根据屏蔽效能要求, 结合具体结构形式确定采用哪种屏蔽。一般来说, 对屏蔽要求不高的设备, 可以采用导电塑料制成的机壳来屏蔽, 或者在工程塑料机壳上覆涂导电层构成薄膜屏蔽。对于屏蔽要求较高的机载设备而言, 常采用金属板作单层屏蔽, 有时为获得更高的屏蔽效能, 也可采用金属板作双层屏蔽。
3.4 进行屏蔽结构完整性设计
对屏蔽的要求往往与对系统或设备功能其它方面的要求有矛盾。比如, 通风散热需要孔洞, 屏蔽体加工时存在缝隙, 都会降低屏蔽效能。这就需要采取有关措施来抑制因存在电气不连续而产生的电磁泄漏, 达到完善屏蔽设计的目的。
此外, 需要注意的问题是屏蔽体是否存在谐振。这是因为在射频范围内, 一个屏蔽体可能成为一系列固有频率的谐振腔, 当干扰频率与屏蔽体某一固有频率一致时, 屏蔽体就产生谐振现象, 引起屏蔽效能大幅下降。
4 机载设备的电磁屏蔽应用
4.1 设备组件屏蔽
机载设备内部常用到电动机、继电器、变压器等零部件, 当它们产生的电磁场对设备内的敏感部件产生干扰, 甚至无法工作时, 需要对这类干扰源和敏感部件进行屏蔽处理。
4.2 电连接器屏蔽
对使用电连接器的电缆端头、螺钉、沟槽、螺栓、垫圈进行屏蔽, 从而消除由于它们处理不当而引起的电磁干扰。
4.3 设备屏蔽
机载设备的外壳对内部易受干扰的组件进行屏蔽保护, 此时设备的外壳要按屏蔽要求来设计。但是, 为了电源线、控制线和信号线的输入与输出, 以及考虑散热、通风等原因, 需要在设备外壳壳体上开孔开窗, 这就造成机载设备外壳电气不连续, 使屏蔽效能大大降低, 造成外壳泄露或易受干扰。因此, 应在机载设备外壳小窗上装上金属网或者使孔隙的尺寸满足最小波长的要求 (对缝隙的直线尺寸要求小于1/10波长, 孔洞尺寸小于1/5波长) , 在机载设备外壳结构装配上要充分考虑屏蔽性, 必要时装导电性填料或金属密封垫。
4.4 电缆屏蔽
电缆是传送信息的途径, 也是干扰的传送途径, 电缆可在各种电磁环境中敷设, 高电平电缆辐射干扰, 低电平电缆感受干扰, 而且电缆都是成束地敷设的, 其耦合干扰也不小。为了衰减辐射干扰和降低感受度, 常常需要对电缆进行屏蔽。可以说屏蔽也是电缆去耦的方法, 为了达到好的效果, 屏蔽应当良好接地。
5 结束语
屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减小电磁能传输的一种技术, 是实际工程应用中广泛采用的抑制电磁干扰的有效方法之一。因此, 要充分利用电磁屏蔽技术提高机载设备的电磁兼容性。
参考文献
[1]田建学.机载设备电磁兼容设计与实施[M].北京:国防工业出版社, 2010.
[2]杨文昌.电子设备的电磁兼容结构设计[J].机电工程技术, 2007, 36 (08) :47-48.
[3]区健昌.电子设备的电磁兼容性设计理论与实践[M].北京:电子工业出版社, 2010.
[4]吕文红等.电磁兼容原理及应用教程 (第二版) [M].北京:清华大学出版社, 2008.
低频电磁屏蔽工程设计研究 第8篇
1 电磁屏蔽原理技术
电磁屏蔽技术分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽技术三类, 不同场屏蔽技术本质不同[1]。
1.1 电场屏蔽
电场屏蔽主要是为了防止两个回路间的寄生电容耦合, 采用低电阻材料制成屏蔽壳体, 切断屏蔽内外的电力线交连。电场屏蔽只能消除电容耦合, 防止静电感应, 屏蔽体必须良好接地。电场屏蔽以反射为主, 因此屏蔽体以结构强度而非厚度为主要考虑因素。
1.2 磁场屏蔽
磁场屏蔽是抑制辐射源和敏感设备间由于磁场耦合产生的干扰, 把磁力线封闭在屏蔽体内, 阻挡内部磁场向外扩散或外部磁力线进入, 为屏蔽体内外的磁场提供低磁阻的通路来分流磁场。低频磁场屏蔽利用高磁导率材料构成低磁阻通路, 屏蔽体的磁导率越高, 厚度越大, 磁阻越小, 磁场屏蔽效果越好。低频磁场由于频率和波阻抗较低, 应选择比吸收损耗大的金属材料, 通常使用导磁率高的铁磁性材料提高屏蔽效能, 如铁、低碳钢、坡莫合金等。高频磁场的屏蔽利用低电阻率的良导体材料产生的涡流的反向磁场来抑制或抵消辐射磁场, 通常采用铝、铜及铜镀银等金属屏蔽材料。
1.3 电磁屏蔽
电磁屏蔽是对电场和磁场同时加以屏蔽, 一般采用电导率高的材料作为屏蔽体, 并将屏蔽体良好接地, 利用屏蔽体在高频磁场的作用下产生反向的涡流磁场与原磁场抵消而抑制高频磁场的干扰, 屏蔽体良好接地实现电场屏蔽。良导电材料同时具有对电场和高频磁场屏蔽的作用, 由于高集肤效应, 屏蔽体以趋肤深度和结构强度为主要考虑因素。
2 屏蔽效能
屏蔽体的有效性用屏蔽效能来度量, 定义为屏蔽前某点的场强与屏蔽后该点的场强之比。它表现屏蔽体对电磁波的衰减程度, 常用分贝 (dB) 表述[2]。
式中A为吸收损耗, R为反射损耗, B为多次反射损耗。
低频电磁屏蔽主要考虑低频、低阻抗磁场屏蔽, 主要由吸收损耗和反射损耗构成, 屏蔽效果取决于电磁辐射源频率、屏蔽体厚度、屏蔽材料导电率和导磁率等因素, 通常采用导磁率高的屏蔽材料。为增加反射损耗、提高屏蔽效能可以在铁磁性材料表面镀上一层电导率高的非铁磁性材料。导磁材料分为强磁材料 (铁磁性物质, 如铁、钢等金属) 和抗磁材料 (如铜等金属) 。在0至f1 (3K至10KHz) 的低频范围和f2 (1MHz) 以上区域, 强磁屏蔽体比抗磁屏蔽体屏蔽效果好;在f1至f2范围内, 抗磁屏蔽体比强磁屏蔽体屏蔽效果好[3]。
3 屏蔽体结构及屏蔽材料
屏蔽体结构按照形状分类有平面形、球形、圆柱形屏蔽体结构[4], 其中平面形结构又有板状、网状、盒状结构, 圆柱形结构有筒状、柱状结构;按安装工艺分有焊接结构和拼装结构, 按屏蔽层数量分有单层屏蔽结构和多层组合屏蔽结构。
从理论上分析, 平面形、球形和圆柱形结构的屏蔽效果相差不大, 以平面形屏蔽结构屏蔽效果最优, 其次为圆柱形屏蔽结构, 再次之为球形结构。根据屏蔽理论, 电场屏蔽通过减小分布电容提高屏蔽, 结构最好设计为盒状结构, 磁屏蔽利用屏蔽体对磁通进行分流, 应采用盒状、筒状、柱状结构, 电磁屏蔽利用屏蔽体对电磁波的吸收、反射来减弱辐射波能量, 可采用板状、盒状、筒状和柱状结构。对某些不适宜采用实体板材的场合可采用网状屏蔽结构。
当屏蔽效果要求很高时, 单层屏蔽往往难以满足要求, 可采用多层组合屏蔽结构。在屏蔽外层采用抗磁材料和里层采用强磁材料的组合屏蔽体屏蔽效果较好。屏蔽层由铁磁材料和导电材料共同构成的多层屏蔽时, 屏蔽层间不应有间隙。同等材质的多层屏蔽体层间不能进行多点接触, 应以空气或填充介质隔开, 否则就相当于一层屏蔽, 达不到应有的屏蔽效果。
随着材料科学的不断发展, 促进屏蔽材料形式的多样化[5], 除了传统的金属材料外, 还出现了工业硅钢、铁镍合金、导电高分子聚合物、非晶型屏蔽材料和纳米材料等新型材料。工业硅钢有较高的相对磁导率, 磁屏蔽效果较好, 但由于工艺技术的限制, 还处于实验室阶段。铁镍合金在低频磁场中具有相当高的初始磁导率、相对磁导率和低反复磁化特点, 低频磁屏蔽效果理想, 已有大量成型材料, 由于造价高使用较少。导电高分子聚合物如导电胶、导电涂料及导电玻璃等, 在不便构造屏蔽体的情况下制成薄膜屏蔽或涂在基体上起到屏蔽作用。非晶型屏蔽材料和纳米材料不能单独作为屏蔽材料, 需非晶态或纳米材料与其他屏蔽材料复合后达到比原屏蔽材料更好的屏蔽效果。
屏蔽门和孔缝泄露对屏蔽效果影响较大, 要根据实际指标需求具体考虑处理措施[6,7,8,9]。屏蔽门结构有单层屏蔽门、双层屏蔽门和气动屏蔽门, 气动屏蔽门屏蔽效果较好但造价高。孔缝泄露抑制措施要根据孔缝的用途不同采取不同的方法, 对于通风冷却孔通常采用覆盖金属丝网、安装穿孔金属板或截止波导窗等措施, 对观察窗口采用安装波导衰减器, 对进出管线的孔可采用波导管或金属管形式, 对电源线缆采用电源滤波器等措施处理。
4 电磁屏蔽设计内容和流程
4.1 屏蔽设计的主要内容
(1) 分析需屏蔽空间的电磁环境, 包括电磁场的类型、场的强度、频率以及屏蔽空间至辐射源的距离。
(2) 根据国标人体辐射暴露限值和周围设备受干扰的敏感程度, 确定电磁屏蔽种类和屏蔽效能指标。
(3) 进行电磁屏蔽设计。理论分析屏蔽材料及屏蔽体屏蔽效能, 根据屏蔽种类和效能指标以及各种屏蔽体的效费比来选择屏蔽材料和屏蔽结构。制定孔缝泄露和屏蔽门等特殊部位的处理措施, 如通风窗口和管线进出口等部位。
(4) 制定测试试验验收大纲, 确定屏蔽效能的检测分析方法验证设计指标, 选定模拟发射信号源、收发信天线、接收设备、数据记录设备等检测设备和待测试的屏蔽体部位。
4.2 设计注意事项
(1) 不同的屏蔽材料具有不同的屏蔽效能和应用场合。低阻抗磁场屏蔽选取磁性屏蔽材料时, 要分析材料磁饱和特性, 不能让材料处于磁饱和状态, 否则材料的屏蔽性能会大幅下降。
(2) 为了获得更好的屏蔽效能可采用多成组合屏蔽体。使屏蔽体的接缝与孔洞的长边平行于磁场分布的方向, 圆孔的排列方向要使磁路增加量最小。
(3) 保持屏蔽体的完整性, 在转角或过度处为获得较好的屏蔽效能可采用焊接的方法, 保持接触面的连续性。
(4) 设计时屏蔽效能指标要有一定的富裕量, 除考虑屏蔽效能指标外, 工程设计时还要综合考虑效费比指标。效费比指屏蔽体达到的屏蔽效能与投资的费用比, 设计时采用效能高投资少的设计方案来提高效费比。
4.3 设计流程
电磁屏蔽设计流程见图1。
5 低频屏蔽体设计实例
大电流高压调压器工作时辐射低频电磁波, 严重影响周围工作的人员和弱电设备, 考虑调压器的工作频率, 主要对1KHz以下频段进行电磁屏蔽, 以磁屏蔽为主。根据周围工作设备的灵敏度、调压器辐射的场强以及人员受辐射安全暴露限值, 确定屏蔽效能要达到25dB以上。综合分析屏蔽材料的造价、屏蔽效能和磁饱和特性, 选取钢材作为屏蔽材料。单层钢板、铜板对60Hz低阻抗磁场的屏蔽效能 (dB) 比较见表1。不同间隔的双层30#钢板对60Hz低阻抗磁场的屏蔽效能 (dB) 见表2。
由表1、表2的计算结果可知, 两层的间隔距离越大低频近场区的屏蔽效果越好, 考虑屏蔽效能指标预留一定的富裕量, 由于单层结构通风窗口及屏蔽门等不易处理, 且单层厚的钢板焊接及结构支撑难度, 设计选用双层钢板盒状屏蔽结构。屏蔽门采用双层钢板结构, 通风窗口及进出管线采取两层截止波导窗处理, 屏蔽体良好接地。
模拟大电流强磁场信号发射源, 用小环天线作为发射和接收天线, 数字示波器TDS3032作为接收设备, 数据采集卡和连接计算机进行数据处理, 测试示意图见图2, 测试的数据经数据处理后得到的屏蔽效果见图3。测试结果满足设计效能指标要求, 与理论计算值接近, 略低于理论计算值, 这是因为检测设备和检测方法存在一定误差, 并且屏蔽体所处空间狭小, 测试环境复杂所致。
6 结语
低频电磁屏蔽作为电磁兼容的一种有效手段, 应用于低频电源、变电站等低频泄露以及屏蔽暗室等场合。本文在讨论电磁屏蔽技术的基础上分析了屏蔽效能、屏蔽体结构及屏蔽材料对低频电磁屏蔽设计的影响, 以及屏蔽设计的内容、注意事项和设计流程, 针对具体工程应用给出了设计方案和测试结论, 验证了设计方案的有效性。
摘要：在讨论电磁屏蔽原理和屏蔽效能的基础上分析了屏蔽体结构及屏蔽材料对屏蔽效能的影响, 给出了低频电磁屏蔽设计内容、设计注意事项和设计流程, 并应用于具体工程设计实践, 实际屏蔽效能测试验证了设计的有效性。
关键词：低频,电磁屏蔽,设计
参考文献
[1]李雪.电磁屏蔽分析[J].电子工艺技术, 2007, 28 (1) :49-51.
[2]姚淳、郭祥玉.电磁屏蔽技术探讨[J].电源技术运用, 2005, 8 (4) ) :36-41.
[3]高攸纲.屏蔽与接地[M].北京邮电大学出版社, 2004.
[4]杨克俊.电磁兼容原理与设计技术[M].人民邮电出版社, 2004.
[5]何和智, 方望来, 陈哲.电磁屏蔽材料的研究现状与进展[J].塑料工业, 2008, (11) :4-7.
[6]顾欣, 毛志伋.电子设备的电磁屏蔽[J].北京广播学院学报, 2001, (2) :48-54.
[7]徐亮.缝隙对屏蔽效能的影响分析[J].信息与电子工程, 2008, (3) :19-22.
[8]吴淑忠、舒志强.截止波导板在电磁屏蔽中的应用[J].电子质量, 2008, (5) :120-122.
电磁屏蔽复合材料研究进展 第9篇
关键词：电磁屏蔽,复合材料,电磁干扰
随着科学技术和电子信息工业的迅速发展,各种电子电器设备已经遍及人们生活和工作的各个领域,这些设备给人们生活带来便利的同时,也产生了一种新的社会公害,即电磁辐射污染。电磁辐射是传递能量的一种方式,由此产生的电磁干扰(EMI)不仅会影响各种电子电器设备正常运转,出现错误动作、图像障碍、声音障碍等,而且还会给人类健康带来威胁,对中枢神经系统、内分泌系统及代谢、消化系统、心血管系统、视觉系统、生殖系统、免疫系统等产生损伤效应[1]。因此需要采取措施来消除或减少电磁辐射污染,最有效的方法就是对产生电磁辐射的设备进行电磁波屏蔽。目前,电磁屏蔽已经应用于产生电磁波辐射的各个领域,本文主要对各种电磁屏蔽复合材料的研究现状进行较详细的介绍,并总结了其发展趋势。
1 电磁屏蔽复合材料
目前,对电磁屏蔽复合材料的研究主要集中在两大类,即表层导电型和填充型。其中,表层导电型电磁屏蔽复合材料常用的方法包括导电涂料、金属熔射、表层镀金属(真空镀金、阴极溅镀、化学镀、电镀等)、表层贴覆金属箔等;填充型电磁屏蔽复合材料主要是指在电绝缘性能较好的合成树脂中添加导电(炭黑、石墨、金属粉末等)、导磁填料(坡莫合金、铁氧体等)以及其他添加剂,经过共混、挤出、注塑成型所得的屏蔽材料。
1.1 表层导电型电磁屏蔽复合材料
1.1.1 导电涂料
导电涂料是使用金属粉末、炭黑等导电填料与各种合成树脂混合而制成的。作为电磁屏蔽材料,导电涂料的优点是可在复杂形状上涂覆、成本低、简单实用、适用面广且可批量生产等[2]。目前国内外研究较多的主要是银系、铜系、镍系和碳系导电涂料,因银、铜和镍以及碳系填料导电性较好,可作为导电填料添加到高分子树脂及相应的添加剂和溶剂中制备导电涂料。Victor[3]等将锰锌铁氧体与导电聚合物聚苯胺和聚吡咯复合制备成的涂料对电磁波具有高吸收性能。Wang Taosheng[4]等采用石墨纳米薄片与固体甲基丙烯酸甲酯共聚物复合制备成导电涂料在0.3~1.5GHz频率范围内屏蔽效能达到38dB。Cao Jingyao[5]将超细石墨粒子加入水泥浆中,当固体石墨体积含量为0.92%时,频率在1GHz处屏蔽效能可达22dB。卢琪[6]等将电气石粉末加入丙烯酸树脂中制成导电涂料,当电气石含量达60%时,在30M~1GHz范围内,电磁屏蔽效能可达16dB以上。路晓波[7]研制了一种环氧树脂为基料的铜系导电涂料,当铜粉含量为70%~75%时,该涂料具有较好的导电性和电磁波屏蔽性能。
除了单一填料的导电涂料以外,研究者们还致力于复合型导电涂料的开发。王一龙[8]等采用化学镀银技术制备了银包玻璃微珠核-壳粒子,并将其作为导电填料制备了导电涂料,测得其屏蔽效能在30~1500MHz范围内达40~65dB。吕霞娟[9]将碳纳米管添加到各种丙烯酸树脂中,得到一系列不同导电性的电磁屏蔽导电涂料,在10K~18GHz频率范围内屏蔽效能达到≥30dB的要求。
1.1.2 金属熔射
金属熔射法是将金属在电弧高温下瞬间熔融后立即用高压空气将熔融金属吹成雾状喷到塑料表面上。将金属Zn经电弧高温熔化后用高速气流将其以极细的颗粒状粉末吹到塑料表面,形成一层极薄的金属层,厚度约50μm,具有良好的导电性,体积电阻率可达10-2Ω·cm以下,屏蔽效果约为60~120dB。金属熔射法的缺点是镀Zn层与塑料之间粘附力较差,镀层容易脱落,需要特殊的熔射装置[10]。
1.1.3 表层镀金属
表面镀金属包括真空镀金、溅射镀金、化学镀、电镀等,目前研究者们对化学镀和电镀的研究较多,真空镀金、溅射镀金相对较少。
真空镀金是采用PVD技术使金属气化,然后在基材表面形成金属镀层,国内外在这方面公开交流的资料不多[11]。溅射镀金是在真空容器中将氩离子用高能量冲击到金属上使金属气化,然后在塑料织物等的表面形成金属薄膜。溅射镀金也能适用于各种塑料,与真空镀金法相比,其镀层金属与塑料的粘附力一般要更强一些,但是其设备费用高昂,也同样存在真空镀金法所存在的优缺点[10]。
化学镀是指没有外电流通过,利用还原剂将溶液中金属离子化学还原在呈催化活性的机件表面,使之形成金属镀层的工艺过程。在电磁屏蔽领域中,对于表层镀金属来说,基体主要是各种塑料件、织物等;金属离子主要是Ag、Ni、Fe、Cu以及它们之间的复合。化学镀方法的优点是制备的镀层均匀且成分易于控制,与基体结合力强,不受零件尺寸及形状限制,机械强度高,耐腐蚀性能良好。同时镀层具有功能特性,如较高的屏蔽效能和环境可靠性。因此化学镀是制备电磁屏蔽镀层常用方法之一[12]。在织物上进行化学镀铜、电镀锡,得到了一种锡/铜柔性电磁屏蔽材料,通过制备工艺的优化,该屏蔽材料具有良好的导电性和电磁屏蔽效能[13]。
电镀是利用电极通过电流,使金属附着在物体表面上的一种方法。目前,电镀在电磁屏蔽领域中应用十分广泛。采用电镀方法在玻璃衬底上制备0.3~2μm厚的低表面电阻的Ga掺杂ZnO薄膜,其最高屏蔽效能达到47.4dB[14]。Xuan Tianpeng[15]等采用电镀方法制备了Ni-P和Ni-P-La合金镀层,发现Ni-P-La合金镀层在10~350MHz频率范围内,屏蔽效果在45~70dB之间变化。用电镀黑镍方法在化学镀铜的涤纶织物上沉积一层均匀致密的黑镍层,当工艺条件为硫酸镍40g·L-1,硼酸30g·L-1,硫酸镍铵40g·L-1,硫酸锌50g·L-1,硫氰酸铵20g·L-1,pH=4,温度30℃时,该织物具有优异的导电性能,表面电阻仅为26mΩ/cm2 [16]。师春生[17]等将电镀金属炭毡与不同的树脂基体制备成复合材料,发现在l~1000MHz范围内的屏蔽效率可达40dB以上,不同的树脂体系对复合材料的屏蔽效能无显著影响,在炭毡纤堆表面镀不同的金属对复合材料的屏蔽效能有较大的影响。
1.1.4 贴覆金属箔
在已成型塑料壳体上贴覆铝箔、铜箔、铁箔等导电金属箔,这种方法简单,操作性强,屏蔽效果较好,当金属箔厚度为30μm时,其屏蔽效果能达到50dB以上,但这种方法也存在一些缺陷,比如塑料壳体形状如果太复杂,不仅贴覆困难,在接缝处容易泄漏电磁波,难以达到较好的屏蔽效果,而且贴覆的金属箔容易脱落,影响设备的使用和美观。将金属箔与木材复合,可以使木材具有较好的电磁屏蔽效果,在30~500MHz频率范围内,SE都大于30dB。金属箔屏蔽效能大小顺序是铜箔>铝箔>铁箔,其中铜箔和铝箔的SE达到50~80dB,铁箔达到30~60dB[18]。
1.2 填充型电磁屏蔽复合材料
填充型电磁屏蔽复合材料具有比重小,成型与屏蔽一体化、加工方便、便于大量生产、成本低等优点,但导电性较差,屏蔽效果较低,加入填料后机械性能下降。这些缺点可以通过对填料进行改性而得到改善。例如可以通过在导电填料如炭黑、石墨等表面采用化学镀的方法镀覆一层导电性更好的银层、铜层或者一些金属复合镀层,可以改善导电性和电磁屏蔽性能,通过在填充型复合材料中添加增强功能体如碳纤维、金属纤维等,不仅可以提高复合材料的机械性能,而且可以改善其导电性和屏蔽效能,也可对填料进行表面改性,如采用偶联剂改性,改善填料与树脂的结合性能,从而提高复合材料的机械性能。
影响填充型电磁屏蔽复合材料屏蔽效果的因素比较复杂,导电填料本身和基质的性质、形态,导电填料在聚合物基体中的填充量和分散程度以及复合工艺等,均与复合材料的屏蔽效果密切相关。目前,国内外对填充型电磁屏蔽复合材料已经进行了大量的研究,并取得了许多研究成果。将碳纳米管与纤维素纸复合,当其体积百分含量为8.32%时,体积电阻率可达5.3×10-1Ω·cm,当频率在15~40GHz时,屏蔽效能高于20dB,在35GHz时高达40dB[19]。Chun-Sheng Chen[20]等研究了注射成型工艺条件对导电不锈钢纤维填充聚碳酸酯复合材料电磁屏蔽性能的影响,主要的注射加工参数包括熔融温度、模具温度、注射速度和保压压力,研究表面熔融温度和保压压力对屏蔽效能有极大影响。Björn Hornbostela[21]等制备了聚碳酸酯/单壁碳纳米管复合材料,发现采用迭片技术比熔融挤出和混凝方法有更好的电磁屏蔽性能,当单壁碳纳米管的质量百分含量为5.4%时,频率为1GHz时屏蔽效能达到47dB。Sang Woo Kim[22]等研究发现,高密度软磁Fe-Al-Si合金-聚合物复合薄膜在无线电频率范围内具有较好的屏蔽效能,软磁金属-聚合物复合薄膜在近场和远场的电磁吸收性主要取决于薄膜密度。无线电频率范围内电磁吸收性随薄膜密度增加而增加,这主要是由电导率和磁导率增加引起的,所以高密度软磁薄膜在近场和远场具有优良的电磁屏蔽性能。在含有陶瓷粉末的情况下,10%不锈钢纤维填充ABS树脂在50~1000MHz频率范围内的屏蔽效能达到29.7~61.7dB[23]。Renee M Bagwell[24]等将铜纤维加入热固性环氧树脂中,实验中采用了0.325mm和0.162mm两种直径的铜纤维,结果发现,当频率在1GHz,体积含量在15%时,0.162mm直径的铜纤维填充环氧树脂的屏蔽效能大于45dB;而0.325mm直径的铜纤维填充环氧树脂的屏蔽效能不超过20dB。实验还发现,短铜纤维不仅能增加热固性树脂的韧性,而且能改善复合材料的屏蔽效能和电导率。屏蔽效能增加是由于形状效应增加了填料的表面不连续性,使电磁波散射量增加。王光华[25]将氢氧化铁和可膨胀石墨粉末混合均匀,在高温下迅速膨化,制备得到了一种具有导电和亚铁磁性的电磁屏蔽功能微集料,并将其与ABS树脂复合,制备得到了一种对电磁波具有反射和吸收功能的复合材料。实验研究表明,随着膨化温度升高,氧化铁粒子在膨胀石墨表面、褶皱和沟壑中的分散性逐渐提高,粒径逐渐变小;在1M~1.8GHz低频范围内,氧化铁-石墨填充ABS复合材料的电磁屏蔽性能优于柔性石墨/ABS复合材料的电磁屏蔽性能,且其屏蔽方式兼有电损耗和磁损耗机制。
目前研究的填充型复合材料的基体树脂都是不可降解塑料,这些材料回收困难、工作量大、成本高、回收装置复杂且难以推广普及,废弃后置于环境中形成永久性的垃圾,严重污染生态环境。因此可考虑采用可生物降解塑料作为基体,将各种导电和导磁填料添加到其中,通过共混、挤出、注塑等成型工艺制备出可生物降解电磁屏蔽复合材料,该材料属于环境友好材料之列,既可以减少电磁辐射污染,也可以节约资源、减少对环境的污染,因此具有广阔的发展前景。
2 发展趋势
随着电子信息技术的发展,各种电子电器设备及各种高端电子产品已经进入各个领域,由此而带来的电磁辐射污染已经成为不可忽视的问题。目前研究和应用较多的电磁屏蔽复合材料具有成本低廉、成型加工方便等优点,具有广阔的应用前景,但对电磁屏蔽复合材料的研究还需要解决一些问题。
(1)在导电涂料中,需要提高导电填料在树脂中的分散性,防止发生沉降,同时应提高涂层的耐候性、与机体间的附着力并降低其厚度等。
(2)在填充型电磁屏蔽复合材料中,由于基体树脂难以分解回收利用,废弃后对环境产生很大的压力,因此开发具有环境友好性,可生物降解的屏蔽材料也是一个重要的研究方向。
(3)由于现在研究的屏蔽材料都只是在某个频段具有电磁波屏蔽性能,但在自然空间中的电磁波是连续的,所以研制具有宽频段电磁屏蔽性能的复合材料也是今后研究的一个重点。
一种ATR机箱的电磁屏蔽设计 第10篇
随着电子设备及系统的广泛应用和电子技术的不断发展, 电磁环境变得越来越复杂, 电磁干扰也变得越来越严重, 这就对系统和设备提出了更严格更详细的要求, 也使得电子设备电磁兼容性能的研究成为现代及未来电子设备设计与研制过程中急需解决的问题。加固机箱作为一种电子设备, 对电磁屏蔽性能有很高的要求。通过电磁屏蔽理论的分析和研究, 探讨如何在结构工艺上保证机箱的电磁屏蔽性和抑制电磁干扰的有效措施。
1电磁屏蔽的原理
一个屏蔽体具有3种衰减作用:① 因为空气与金属交界阻抗的不相同而使得入射能量被屏蔽体表面所反射, 称反射损耗R;② 当入射能量通过屏蔽体时被吸收衰减, 称吸收损耗A;③ 当入射能量通过屏蔽体内部, 到达屏蔽体另一面, 由金属与空气交界阻抗不同引起的反射衰减, 称多重反射损耗B。所以屏蔽的计算公式为:
SE=A+R+B。
其中发射损耗与电磁波的波阻抗和屏蔽体的特征阻抗有关, 而吸收损耗中趋肤深度则是一个关键因素。反射损耗 (近场) 的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离和屏蔽体的阻抗为:
R (电) =lg (4500/D*f*Zs) 。 (1)
R (磁) =20lg (2*D*f/Zs) 。 (2)
而|Zs|=3.68* (f*μ/ó) 1/2/10000000, 远场则为:
R=20lg (377/4*Zs) 。 (3)
吸收损耗则与屏蔽体的磁导率、电导率及电磁波的频率有关。
A=3.34 (f×ó×ì) 1/2×t。 (4)
校正因子仅适用于近磁场环境并且吸收损耗小于10 dB 的情况。另外有一点必须说明, 由于屏蔽体吸收效率不高, 其内部的再反射会使穿过屏蔽层另一面的能量增加, 所以校正因子可能是个负数, 表示屏蔽效率的下降情况。
B=20lg[1-exp (-2t/ó) ]。 (5)
式中, A为吸收损耗 (dB) ;R为反射损耗;B为校正因子;f为电磁波频率 (MHz) ;i为相对导磁率, ó为相对导电率;t为屏蔽罩厚度;D为波源与屏蔽之间的距离;Zs为屏蔽体阻抗。
2电磁屏蔽设计
电磁屏蔽总体设就是除了考虑机箱自身的电磁屏蔽能力外, 还应对机箱整体的电磁屏蔽环境有一个比较全面的认识。从机箱整体设计出发, 在产品设计阶段对机箱的各个组成部分进行合理有效的电磁屏蔽设计。其设计主要遵循以下3个原则:① 尽可能抑制干扰源, 直接将干扰源隔离在机箱及设备之外; ② 消除干扰源与分系统及设备之间的干扰耦合和辐射, 切断电磁干扰的传递途径; ③ 隔离敏感部件, 加强模块本身抵抗电磁干扰的能力, 以达到降低整体电磁环境恶化的风险。它包括以下几个方面的内容:① 布局设计。包括机箱结构布局设计等;② 屏蔽设计。 包括模块屏蔽设计、机箱屏蔽设计。
2.1加固机箱的布局
加固机箱采用全密封的铝合金结构。铝合金是具有较高导电、导磁特性的材料, 是一种较高性能的屏蔽材料, 通过将机箱内部设备与机箱外壳的良好接触, 达到了静电屏蔽的目的。机箱上留有的缝隙、指示灯以及电源接口、信号的输入与输出口等各种各样的引出孔, 会造成电磁泄漏, 使机箱屏蔽效能降低。机箱主要由框架、前后面板、盖板等组成, 前面板上布置有开关, 插座、接地柱等。除焊接连接外, 所有可拆连接的接触面均应导电导磁接触。 内部主要有功放模块、数据处理模块、主控模块、电源模块、转接模块、接口模块以及收发模块等组成, 按频率高低布置各印制板模块。各模块间主要通过转接模块进行连接。每块印制板模块都采用单独的屏蔽盒对其进行分别电磁屏蔽, 屏蔽盒与屏蔽板之间保持良好的电接触。
2.2电磁屏蔽
电磁屏蔽是用屏蔽体阻止高频电磁场在空间传播的一种措施。反之, 用电磁屏蔽体可使敏感器件免受外界空间电磁场影响。结构的电磁屏蔽设计, 主要是通过材料的选用、结构形式的确定和对屏蔽体孔缝泄漏的抑制, 来降低和防止电磁干扰。电磁屏蔽设计时, 必须考虑以下几点:
① 合理确定和分配屏蔽效能指标;
② 对电磁干扰源和受感器进行合理布局;
③ 明确设备内信号线的类别, 然后将同类信号线集中进行走向分线布局设计, 必须避免不同类信号的走线集中在一起或紧靠着进行走向分线;
④ 合理选择屏蔽类型、屏蔽层厚度、屏蔽层的层数;
⑤ 适当增加结合缝隙深度和减小结合缝隙长度 (应小于1/ 100λ) ;
⑥ 对于频率大于50 MHz的电路, 应在机箱或盒体接合面处加入导电屏蔽衬垫, 并合理减小螺钉间距, 在螺钉以及可能发生相对位移处涂上导电胶 (非游离态) ;
⑦ 根据屏蔽体的功能 (机箱或设备内部的屏蔽) 、容许的屏蔽空间, 确定屏蔽体的尺寸、形状和结构形式、形位公差;
⑧ 对于频率大于10 MHz的电路, 应合理划分功能模块单元, 对功能模块应采取分盖结构或多层盖结构, 模块之间的电气连接应采用馈通型滤波器。屏蔽体必须良好接地。一般情况下, 接地电阻应小于2mΩ, 在局部要求严格的场合下, 接触电阻应小于0.5mΩ。当屏蔽体通过导线与地相接时, 导线的截面和截面周界都应适当增大, 用以减少直流电阻和交流电阻;同时要尽量缩短导线的长度, 以减小导线的感抗。导线两端最好用焊接;如果使用螺钉连接时, 最好能采用内齿弹性垫圈或外齿弹性垫圈, 以减小接触电阻。为了使接地稳定可靠, 接地点应防止受腐蚀。
2.3屏蔽方法
电磁兼容设计是加固机箱设计的重要组成部分, 在设计初期应考虑到电磁兼容问题, 以避免在随后的设计、制造、使用过程中走弯路。电磁屏蔽的关键是保证屏蔽体的导电连续性, 即整个屏蔽体必须是一个完整的、连续的导体, 这一点在实现起来十分困难, 因为一个完全封闭的屏蔽体是没有任何实用价值的。一个实用的机箱上会有很多孔缝:通风口、显示口、安装各种调节杆的开口、不同部分结合的缝隙等。屏蔽设计的主要内容就是如何妥善处理这些孔缝, 同时不会影响机箱的其它性能 (美观、可维性、可靠性) 。
2.3.1 印制板的屏蔽
由于各模块既是干扰源又是敏感体, 因此将其用单独的屏蔽盒进行屏蔽。为了防止模块内部多级级联电路的级间耦合, 对内部各级也必须进行屏蔽隔离处理, 各级之间用隔板隔开。在结构上将屏蔽盒设计成迷宫多腔结构, 将不同级别的元器件独立分腔布局, 同时各腔、各级之间采用共盖结构, 如图1所示。
屏蔽盒和屏蔽盖之间的接触面要平整, 尽可能多地布置紧固螺钉, 使盒与盖保持良好的电接触, 消除缝隙寄生天线的影响, 提高屏蔽效能。这些措施不仅有效地抑制了印制板模块对外电磁辐射而且也提高了其抗干扰能力。
2.3.2 机箱缝隙的屏蔽
缝隙的电磁屏蔽可以大致分为两种:紧固点 (包括螺钉、铆钉、点焊和锁口等) 直接连接;在缝隙中安装屏蔽材料实现电连接.紧固点直接连接的方案工艺简单, 成本低廉, 一般是首选的方法. 对于结构上不能采取紧固点连接, 可以采取在缝隙中安装屏蔽材料的方式. 常用的屏蔽材料主要有:导电布、屏蔽簧片、金属丝网、螺旋管、导电橡胶等。加固机箱体是通过同种材料钎焊焊接并经过热处理的框架结构如图2所示。
机箱与上、下盖板, 前、后面板的接缝均为狭长缝, 该狭缝形成寄生天线, 是电磁泄漏的主要通道, 因此在箱体与盖板、面板的各个界面上均设计有密封沟槽。在此固定导电橡胶条并限制其过度压缩, 盖板与箱体之间不仅通过导电橡胶条完全接触, 而且还有金属之间的直接接触, 因此具有最好的导电效果和屏蔽功能。
2.3.3 孔、洞的屏蔽
加固机箱上常装有各种开关、电连接器、保险丝、接地柱, 因此在面板上就要加工出与之对应的安装孔为了增加机箱的散热效果, 机箱上需开有板孔、抽气扇进风孔和排气扇排风孔等。开孔的形状和周长都必须符合要求。机箱内部的电磁波会在机箱表面形成感应电流, 当电流通过孔时, 会以辐射的方式发射能量, 此辐射能量的大小与孔的形状和周长有关。相同面积的孔中, 圆形孔的周长最小。
由于插座、指示灯、操作按钮、接地柱等需求会导致在电子设备面板上开各种孔洞, 对于这些孔洞的电磁屏蔽设计时, 可按照以下步骤考虑:
① 最好将插座、指示灯、操作按钮、接地柱等设置在屏蔽体外;
② 建议选用屏蔽的元器件, 例如带屏蔽的插座、指示灯、按钮、接地柱等;
③ 采用加屏蔽罩的方法将这些孔洞屏蔽;
④ 对于小的孔洞, 如果屏蔽效能足够, 如果孔洞中不引出电缆, 可以不处理。
3仿真与结果分析
图3 (a) 是机箱未采取屏蔽措施时, 设备做电磁兼容试验RE 102的结果。可以看出, 设备的辐射电平值超过了规定值。图3 (b) 是机箱采取屏蔽措施后, 设备做电磁兼容试验RE 102的结果。可以看出, 设备的辐射电平值低于规定值, 满足使用要求。
经过仿真分析:缝隙、孔洞是造成屏蔽机箱屏蔽效能降级的主要原因。细缝隙的作用就象有效的缝隙天线一样, 能接收和传输电磁信号, 在所有频率 (1/4波长小于缝隙长度) 上, 有潜在的危险性。对加固机箱接缝和孔洞采取以上屏蔽措施后, 测控系统电磁辐射干扰得到了有效的抑制, 彻底解决了系统存在的问题。
4结束语
电子设备的电磁屏蔽设计是工程实践中遇到的普遍问题, 在设计过程中必须认真地分析各种干扰信号来源, 采取各种有效措施, 提高系统抗干扰能力. 完善的电磁兼容设计, 单靠结构设计人员考虑屏蔽等是不够的, 必须作到结构设计人员、电路设计人员和工艺人员密切配合, 在工艺上规范安装操作方法以其满足设计要求。电磁兼容设计是一个综合性的系统工程, 需要在具体的工作中结合实际进行合理的应用, 并随着应用的不断深入进一步提高EMC 设计技术。
摘要：针对电子设备的结构特点, 依据某型 (ATR) 加固机箱结构设计的电磁兼容性原理和电磁兼容要求, 阐述了缝隙、孔、洞在机箱上对电磁屏蔽效果的影响。提出在结构工艺上保证机箱的电磁屏蔽和抑制电磁干扰的具体方法, 有效的解决了机箱的电磁兼容超标问题。并由此对机箱电磁兼容特性进行了结果的验证, 证明了采用屏蔽措施后对机箱屏蔽效果有了较高的提升。
关键词：电磁屏蔽,结构设计,屏蔽措施,仿真
参考文献
[1]区健昌.电子设备的电磁兼容性设计[M].北京:电子工业出社, 2003.
[2]白同云, 吕晓德.电磁兼容设计[M].北京:北京邮电大学出版社, 2001.
电磁屏蔽 第11篇
关键词 《电磁场与电磁波》 教学改革 教学效果
中图分类号：O441-4 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2015）21-0006-02
《电磁场与电磁波》是普通高等学校电子信息类、电气信息类专业本科生必修的一门专业基础课，该课程主要研究宏观电磁场的基本规律及分析计算方法，为采用“场”的观点解决实际电磁问题和今后在这一领域的继续深造打下较扎实的基础。随着电子信息和通信系统的发展，我国对电磁场与电磁波工程技术的研究也发展迅速。因此，为适应新形势下人才培养目标，如何在有限的教学时间内开好该课程是急需解决的问题。我们在课程教学过程中，努力摸索合适的教学方法，以期提高教学效果。
一、充分利用多媒体技术和网络资源
《电磁场与电磁波》课程涉及较多抽象理论、概念以及大量的公式、定理及复杂的计算过程，如果只使用传统的板书教学方法，学生普遍缺乏学习兴趣。而多媒体课件可以提供文字、图像和声音等多方面的信息，更以形象、生动、直观的方式展现教学知识点，有助于学生很快抓住学习的知识点。并且对于较为复杂的场，我们可以借助MATLAB、电磁仿真软件等进行仿真和数值计算，将场的分布等做成动画直观演示给学生，使抽象的问题形象化。教学内容以图文并茂的多媒体手段呈现，能从多角度吸引学生注意力，激发学生兴趣。且使用多媒体教学，扩展了教学内容，提高了教学效率。适当的板书教学配合形象生动的多媒体展示，可以达到最佳的教学效果。
随着互联网技术的飞速发展，网络教学资源越来越丰富，可以充分利用网络资源，扩展课堂教学空间，弥补课堂教学的不足。学生可上网搜索相关知识点，拓宽学习渠道，开拓学习思路，加深对课堂知识的掌握。还可将课程的资料上传至网络，让学生利用课余时间查阅、学习，方便学生课前预习和课后复习。通过网络途径，积极引导学生利用网络资源了解学科发展的最新动态以及热点问题，进行自主的探究式学习，将理论运用于实际。
二、教学内容体系的优化
从我校学生的实际情况出发，通过多方比较，我们最终选择了郑钧编著的《电磁场与电磁波》作为主要教材，该教材由浅入深，内容编排较为合理和连贯，理论的系统性和逻辑性较好。《电磁场与电磁波》课程是先修课程《大学物理》的延续，需注意前后课程的衔接，同时避免授课内容的重复性。以往课程教学中，根据教材的内容编排讲授会导致对静态场的授课时间较多，可是其基本理论学生在学习《大学物理》时却已学过，学生觉得没有吸引力，导致学习效果欠佳。时变场的内容是本课程的授课重点，同时也是考核的重点，课时却相对不足，很难保证教学质量和教学效果。因此，有必要对课程知识结构进行优化，缩减静态场授课学时，增加时变场授课学时，这样的课时分配更显合理性。对静态场的教学，教师以讲解重难点为主，学生课下自学部分内容为辅。时变场授课内容包括电磁感应、麦克斯韦方程组、波动方程，时谐电磁场，到平面波的传播及平面边界的入射，波导及天线，学时数的增多使得时变场的学习更为系统和全面，学生可以較为牢固地掌握时变场的分析思路和计算方法，从而系统地了解电磁场与电磁波的理论。
三、案例式教学，培养学生的创新能力
电磁场理论有广泛的应用背景，因此在课堂授课中教师可以增加与理论密切相关的应用背景知识，列举一些工程实践和日常生活中电磁理论应用的案例。案例式教学是将理论联系实际，让学生直接了解理论知识的实际应用，不仅活跃课堂的氛围，避免学生分散注意力，而且有助于开阔学生的思路，使学生充分认识到本课程的重要性，提高学习的主动性。我们选取了如电磁辐射与电磁污染、静电复印工作原理、医学中的微波治疗、磁共振成像技术、喷墨打印机、静电屏蔽、多普勒雷达等内容作为案例，进一步结合课堂教学知识点进行归纳讲解，让学生从案例中更深刻地了解教学内容，同时培养学生逻辑思维与创新思维。也可以介绍学科发展前沿，比如“电磁隐形衣”“电磁黑洞”等，结合课程内容提出问题进行启发式教学，培养学生分析问题的能力。
总之，在电子信息迅速发展、电磁应用越来越广泛的背景下，课题组教师经过多年的不懈努力，《电磁场与电磁波》课程教学实践取得了一定成效，教学效果得到明显改善。当然，还有许多工作需要进一步完善，我们一定会在今后的教学实践中继续改进。
参考文献：
[1]袁明辉，莫礼东.CAI在《电磁场理论》教学中的应用[J].科技创新导报，2015，（2）：134-135.
[2]石磊，郝静. MATLAB在电磁场课程中的应用[J].科技资讯，2014，（29）：200.
[3]嵇艳鞠，栾卉，邱增凯，万云霞，杨大鹏.科研案例式“工程电磁场”课程改革与实践[J].电气电子教学学报，2014，（4）：24-25.
基金项目：重庆邮电大学校级教改项目（XWTJG1401）；重庆市研究生教育教学改革研究重大项目（yjg121001）
MR的环境要求及电磁屏蔽 第12篇
核磁共振的基本原理是将人体置于特殊的磁场中,用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核,引起氢原子核共振,并吸收能量,在停止射频脉冲后,氢原子核按特定频率发出射电信号,并将吸收的能量释放出来,被体外的接受器收录,经过空间编码技术,将以电磁形式释放出的核磁共振信号接收转换,通过计算机最后形成图像,以作诊断。由于它分辩率高、对比度好、信息量大、特别对软组织层次的显示好,所以它一出现就受到影像工作者和临床医生的欢迎。目前已普遍的应用于临床,对一些疾病的诊断成为必不可少的检查手段。又由于它是一种高磁场、高精度、昂贵的大型医疗诊断设备,所以其对机房的环境及电磁屏蔽提出了许多特殊的要求。本文将以GE公司的Signa TwinSpeed 1.5T核磁共振仪为例,阐述MR对周围环境、机房环境、电源和电磁屏蔽等要求。
1 MR对周围环境的要求
(1) MR磁体的强磁场与周围环境中的大型移动金属物体可产生相互影响,通常离磁体中心点一定距离内不得有电梯、汽车等大型运动金属物体(参考表1)。
(2)近距离的铁磁质物质会影响MR磁场的均匀性,因此离磁体中心点一定距离内的所有铁磁质物质及重量(包括建筑钢筋、下水道和暖气管等)都必须提交给设备厂家工程师以做评估。
(3)震动会影响MR的图像质量,Signa TwinSpeed对MR场地的震动要求为:
①稳态震动(通常由电动机、泵、空调压缩机等引起)不得超过表2的限制。
②瞬态震动(通常由交通工具,行人,开关门等引起)从0到峰值不得超过0.005m/s2。MR场地要尽量远离以下震动源:停车场、公路、地铁、火车、水泵、大型电机等。
(4) MR场地附近的高压线、变压器、大型发电机及电机等中通过的电流会影响图像质量,如附近存在以上物体请提交给设备厂家工程师以做评估。
(5)若附近有磁共振设备,确保两台磁共振设备的3G线没有交叉。MR磁体的强磁场与其他周围设备也会产生相互影响,参考表3。
备注:高斯线分布请参见各设备厂家提供的高斯线分布附图。
2 MR对机房环境的要求
MR机房的温、湿度控制是非常重要的,实际上无论是MR还是其他任何电子产品的工作都会受到温、湿度的影响。机房湿度过高容易结露,形成的水滴一旦进入机器内部,后果肯定是不堪设想的;而过于干燥又容易产生静电,静电同样会伤害电子器件。因此对于MR这样复杂、昂贵的电子产品,严格控制其工作环境的温度对保证机器的正常工作和使用寿命是必须的(见表4)。
(1) MR扫描间的温度梯度(例如从磁体底部到顶部)应严格控制。
(2)还需要考虑到磁体间每年有2次专用维修设备的散热量。
(3) MR系统不同的选件配置,散热量稍有差别,且必须考虑其它设备及人体的散热。
(4)酌情考虑未来设备升级时的散热要求。
3 MR对电源的要求
(1) MR系统电源采用符合国家规范的三相五线制供电系统,电压380V±10%,频率50Hz±0.5Hz。三相相间电压的差值最大波动不得超过最小相电压的2%。
(2) MR系统的功率和电流是两个很重要的参数。确保MR机房在建设时供电系统预留足够的容量。以Signa TwinSpeed系统为例:设备最大瞬时功率92.7kVA (持续时间超过5秒),最大电流160A;连续功率70.6kVA,连续电流114A;待机功率26.9kVA;设备推荐使用最小过电流保护器的动作电流为150A。
(3) MR一般要求独立供电,推荐安装独立变压器。Signa TwinSpeed系统要求独立变压器容量为150kVA以上,否则需从功率余量大于150kVA的变压器引出独立抽头。三相线标明相序后与地线一并引入主配电柜+P1。进线电缆必须采用多股铜芯线,接入柜内动作电流为150A的断路器,且电缆颜色和断路器规格必须符合标准电气安装手册之规定。
(4) MR供电电缆线径的选择应保证独立变压器输出端到设备配电柜的压降小于2%。选用铜芯线时,表5的数据可供参考。
(5) MR系统要求绝缘良好的地线,且必须采用线径不小于50mm2的多股铜芯线,接地阻抗小于2Ω。地线不得与中线共接。①若院方具备符合国家规范的公共接地体,且接地阻抗小于2Ω,可从地下公共接地体处引出设备用地线。②若院方俱备符合国家规范的公共接地体,但接地阻抗大于2Ω,需在设备附近做一接地阻抗小于2Ω的接地体,引出设备用地线,并与公共接地体连通。③若院方不俱备符合国家规范的公共接地体,需在设备附近且远离公共接地体20m外做一接地阻抗小于2Ω的独立接地体,引出设备用地线,此地线需用PVC套管保护,与其它接地体隔离。
(6)机房空调、水冷机、洗片机、照明及电源插座用电必须与本系统用电分开,需要根据所需设备负荷从其它供电回路单独配置副配电柜。Signa TwinSpeed机房空调通常为40kW～50kW,水冷机通常为为30kW。
(7)磁体间使用两路直流白炽灯照明,一路为150Lux,另一路为350Lux;操作间使用两路照明,一路为350Lux,另一路为30Lux～150Lux可调。磁体间、设备间及操作间均要有带地线的220V电源插座,以便维修;磁体间所有照明及插座用电都必须经线电源滤波器进入。
4 电磁波屏蔽
由MR的工作原理可知,MR是利用强磁场工作的,如果不对MR磁体周围(通常磁体在MR机房的扫描间)加以电磁波屏蔽(electromagnetic shielding),一方面,MR的强磁场辐射会对周围的人群造成伤害,同时会严重危害周围电子产品,使之无法正常工作;另一方面,外界电磁场也会影响MR磁体的磁力线,从而间接影响MR的图像质量。因此MR扫描间必须要对电磁波进行屏蔽。
电磁屏蔽的原理就是利用导电性能和导磁性能良好的金属板或金属网,通过反射效应和吸收效应,阻隔电磁波的传播。目前,大部分设备使用金属网来屏蔽电磁波。一般来说,金属网线越粗、网眼越小,屏蔽的效果越好。当电磁波遇到屏蔽体时,大部分被反射回去,其余的一小部分在金属内部被吸收衰减。不过,屏蔽金属在电磁场中会产生感应电流。为了不使屏蔽体本身成为一个较弱的二次辐射源,屏蔽体应该通过导体接地,将感应电流引入地下。因此,理论上在扫描间内侧用薄层黄铜做一个完全封闭的立方体屏蔽罩,没有任何缺口和缝隙(形成一个法拉第笼),并且接地良好,是可以达到MR对电磁波的屏蔽要求的。然而实际要制造这样一个MR扫描间屏蔽罩是不可能的。扫描间必需有门、观察窗、通风口、照明电线入口,以及Quench管(又称为失超管)。在MR超导失灵时,MR磁体周围的绝对零度下的液氦必须迅速经Quench管排出,从而使MR停止工作,MR磁体还得与设备间的其他相关部件连接,因此必需有电缆入口。
扫描间屏蔽罩上的这些必需保留的开口以及这些开口处的实体与屏蔽罩连接可能形成的缝隙是屏蔽的薄弱环节,因为一个屏蔽体的总体屏蔽效能是由屏蔽体中的这些薄弱环节决定的,要使屏蔽体的屏蔽效能达到某一个值,屏蔽体上的所有部位都要达到这个值。例如MR要求屏蔽系统在10MHz～100MHz时获得大于10OdB屏蔽水平,则屏蔽体上的所有组成部件,均应达到这个水平的屏蔽效能;假如其中某一部分在组装时只达到了60dB,则整个屏蔽系统的屏蔽效能将降到60dB。实际上当一束电磁波碰到屏蔽体时,在屏蔽体表面会感应出电流。屏蔽的一个作用是将这些电流在最小扰动的情况下送到大地,如果在电流的路径上有开口,电流受到扰动要绕过开口。较长的电流路径带来附加阻抗,因此在开口上有电压降。这个电压在开口上感应出电场并产生辐射。当开口的长度达到λ/4(λ为电磁波的波长。λ=光速(C)/频率(Hz)。)时,就变成效率很高的辐射体,能够将整个屏蔽体接收到的能量通过开口发射出去。因此,材料本身的屏蔽特性并不是十分重要的,相比之下缝隙开口等屏蔽不连续性是更应该注意的因素。
解决开口电磁泄漏的一个方法是截止波导。波导是简单的管状金属结构,它在电气上呈现高通滤波器的特性。波导允许截止频率以上的信号通过,而低于截止频率的信号则被阻止或衰减,这与高通滤波器的频率特性相似。利用这个特性,可以设计波导的截止频率使干扰信号的频率落在波导的截止区内,这样干扰信号就不能穿过波导,换言之,波导起到了电磁屏蔽的作用。工作在截止区的波导称为截止波导。
波导的截止频率可应用下列公式计算:
对于圆形截面的波导:fcutoff=175260/D
式中:D—直径(mm);fcutoff-频率(MHz)
对于矩形截面的波导:fcutoff=149860/L
式中:L—矩形截面的对角线长度(mm);fcutoff-频率(MHz)
要保证波导对电磁波有较大的衰减,应使波导的截止频率为要屏蔽的电磁波频率的5倍以上。当满足这个条件时,长度为T的波导对电磁波的衰减S为:
对于圆形截面的波导:S=32 T/D (dB)
对于矩形截面的波导:S=27 T/L (dB)
在将截止波导应用到屏蔽体上时,要注意以下几个问题:
(1)波导管必须是截止的波导管对于频率在截止频率以上的电磁波没有任何衰减作用。要应用上面的衰减计算公式,至少要使波导的截止频率是所屏蔽频率的5倍。如果作为截止波导使用的金属管道的直径超过所设截止频率对应的最大直径时,可以在波导管上加装一段蜂窝板材料。安装蜂窝板后,金属管道的直径可以增加到你所希望的任何尺寸,并还能保持高的屏蔽效能。
(2)不能有金属材料穿过截止波导管有些设计人员虽然注意了波导截止的问题,但是常常将金属材料穿过波导管,这些金属材料包括器件的调节杆、电缆等。当有金属材料穿过截止波导管时,会导致严重的电磁泄漏。
(3)波导管的安装波导管与屏蔽体基体之间的连接也是一个潜在的泄漏源。最可靠的方法是焊接,在屏蔽体上开一个尺寸与波导管截面相同的孔,然后将波导管的四周与屏蔽体连续焊接起来。如果波导管本身带法兰盘,利用法兰盘来将波导管固定在屏蔽体上,需要在法兰盘与屏蔽体基体之间安装电磁密封衬垫。
根据以上公式,由于MR要求对10MHz～100MHz平面波衰减大于100dB,可以得出在整个MR扫描间屏蔽罩上不得有直径超过350.52mm的圆形开口和对角线长度超过299.72mm的矩形开口,而且这些波导管的直径或者对角线与长度的比要小于0.32。显然在MR屏蔽罩上,这个要求是很难满足的。因此必须在波导管上加装一段蜂窝板材料,然而对于扫描间的门,这种做法仍然行不通。实际上,在扫描间屏蔽罩的制作过程中,对这些必需预留的开口我们的做法如下:
(1) Quench管Quench管是用圆形不锈钢做的,从磁体中心一直通向室外,长度一般超过3m,直径为200mm,小于350.52mm,直径与长度的比也远远小于0.32,因此Quench管除了在穿过屏蔽罩处管外侧与薄层铜皮焊接完好之外,无需做特许处理。
(2)通风口MR扫描间的空调通风管一般是铝质的,对角线长度一般超过299.72mm。因此在穿过屏蔽罩(过墙处)的一段采用蜂窝状的铜管,并且与屏蔽罩焊接牢固。
(3)观察窗在观察窗的位置采用相互交叉的两块与扫描间墙面铜皮连接完好的铜网来达到屏蔽果。
(4)门一般情况下屏蔽门是不锈钢的,在不锈钢内部是铜皮,这些铜皮在装门时与墙面的铜皮是焊接完好的,门扇与门框接触处都是需要特别考虑的。
(5)照明照明电缆在进入扫描间时是采用滤波器来转接的。电源滤波器(以下简称滤波器)是由电感、电容等构成的无源双向多端口网络。实际上它起两个低通滤波器的作用,一个衰减共模干扰,另一个衰减差模干扰。它能在阻带(通常大于10kHz)范围内衰减射频能量而让工频无衰减或很少衰减地通过。
(6)传导板MR磁体与扫描间外机组连接的电缆在穿过屏蔽罩时也是必须特许处理的,否则会导致屏蔽效能降低。在MR扫描间屏蔽罩的电缆开口处,一般会随机匹配一个传导板,这个传导板内部实际上也是由很多信号滤波器组成的,它可以对除了有用信号以外的其他电磁波进行衰减。
在完成MR屏蔽罩的制作之后,要对屏蔽效能进行测试。屏蔽效能的定义:没有屏蔽体时,从辐射干扰源传输到空间某一点(P)的场强和加入屏蔽体后,辐射干扰源传输到空间同一点(P)的场强之比,用dB(分贝)表示。
实际上,我们可以在MR扫描间外侧放置一电磁波辐射源,然后在扫描间内进行测试,从而分析屏蔽罩有无达到要求。
摘要：本文以GE Signa Twinspeed 1．5T核磁共振(MR)为例，详细阐述了核磁共振对机房环境和电磁屏蔽的要求。