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应用方案

磁场屏蔽防护

发布时间:2019-10-02信息来源:国测电子
设计磁 屏蔽不是一门困难的科学,有时只是经验,仔细注意细节,一些试 验和错误测试可用于产生期望的结果。

影响屏 蔽性能的因素很多。当然,屏蔽材 料本身的渗透率和饱和感应必须仔细选择……以及退火的类型。但这仅仅是个开始。请记住,磁屏蔽不是真正的“屏蔽”在传统意义上。不能阻 止或阻止磁场线。它们将 从源北极向南极移动。我们所 能做的就是改变这些磁场线在他们的传输中的路径。磁屏蔽材料“传导”磁场线优于空气(和大多数其他材料)。从某种意义上说,

它们创造了一条“最小阻力路径”,其中磁场线可以行进。但是如 果磁场路径是一条较低的能量路径,它将在 这条交替路径中行进。不只是 因为我们想要它。

以下是 一个不完整的其他因素必须考虑的列表,以及每一个的评论:

屏蔽结构形状
一般来说,球形和 圆柱形屏蔽效果最好。这是因 为磁场线抵抗急转弯。当球形 和圆柱形状不可能时,最好用曲线来弯曲,而不是用折痕来折弯。但是注意,绕直线 的圆柱形屏蔽不会阻止磁场发射。然而,它将保 护电线免受来自屏蔽外的磁场的影响。右见图表。

注意弯曲材料。由于磁 性能高度依赖于金属晶体的大小/形状,任何改变晶体大小/形状的操作,如弯曲或高温加热,都将不 利地影响磁场线穿过该区域的能力。经常弯 曲是绝对必要的。一个可 以接受一些性能下降,或重新 退火后形成的材料,以达到峰值性能。



屏蔽的大小
通常,屏蔽越大,它将“吸引”的磁场线越多。 然而,在距屏 蔽位置一定距离处行进的磁场线将不具有穿过屏蔽的动机。 见右图。 另一方面,较大的盾牌也会“传导”更多的地球磁场。 在大约400 mG时,地球场 可以使高渗透性盾牌饱和,如果足够大或足够薄。

对于在 家庭环境中的典型应用的一般建议,其中人 们屏蔽具有平面屏蔽的电路盒是为了屏蔽延伸超过源的尺寸大约2-3英尺的区域。 因此建议使用大约6英尺x 6英尺的防护罩。 如果侧壁,地板或 天花板的存在限制了屏蔽的尺寸,屏蔽材 料可以在拐角处继续,但金属 必须是连续的或适当地连接。


护罩的层数(或厚度)
屏蔽性 能随着层数的增加而增加。这种关系是非线性的。最终,所需的 厚度将取决于需要多少衰减和成本。

在家庭 环境中典型应用的一般建议是使用至少0.020英寸厚 的高导磁率材料来屏蔽具有扁平屏蔽的电路盒。

对于典 型的扬声器磁体应用的一般建议是使用高饱和合金制造3个同心杯形屏蔽罩。在层之 间使用纸板垫片。将堆叠 的杯子放在扬声器磁铁的背面。

屏蔽层之间的间距
屏蔽层 之间的间距增加了屏蔽性能。空间越大,性能越好。几乎所 有材料都可用作垫片:木材,塑料,干式墙,玻璃,空气,纸板,其他金属等。必须考虑其他因素,如成本,强度,可燃性,重量等。

屏蔽到场地源的距离
随着距 离源的距离增加,磁场线的浓度降低。除非必 须增加屏蔽尺寸,否则饱 和度可能不是问题。

遇到屏 蔽时磁场的方向
将屏蔽 表面平行或几乎平行于磁场线的方向对准将产生最佳屏蔽。垂直屏 蔽的磁场线在穿过材料时不会改变它们的路线。见下图。




这可以用来有利。 例如,将平面 屏蔽垂直于地球磁场定向可以最大限度地减少由于地球场引起的饱和问题。

另请注 意磁场如何集中在右侧图示的屏蔽边缘。 这些边 缘处的高斯计读数将高于没有屏蔽的情况。 护罩设 计应考虑这些边缘的位置。

遇到屏蔽的磁场强度
源处的 磁场强度与屏蔽设计无关。 在盾构 的拟议位置处的场强是相关的。 盾构位置的场强越强,盾牌应该越厚。

磁场频率
磁场屏 蔽性能随着磁场频率的增加而降低。 衰减与渗透率成正比,所有其他因素相同。 请注意,磁导率在1kHz时急剧下降




地球磁场(和其他环境磁场)的影响。
当盾牌很大时,地球磁 场的无处不在成为盾构设计中的一个重要因素。 饱和度 是瞬时和可逆的过程,其中屏蔽材料“传导”它可以的所有磁场。 屏蔽的 存在不会影响附加的磁场。 材料的渗透性越高,饱和点越低。

有几种 克服饱和度的策略:
1]增加材料厚度/层数。 如果磁 场仅略微超过初始屏蔽设计,这将是有用的。

2]使用多材料方法:在最靠 近场源的一侧使用高饱和度材料,在另一 侧使用高饱和度材料。

3]如果可能的话,定位屏 蔽以避免饱和场(如上面 关于方向的部分所讨论的那样)

处理接缝和接缝
当使用 多块屏蔽材料制作更大的护罩时,应注意接缝/接缝处。 磁场线将“跳跃”两个相 邻的屏蔽件之间的气隙,但由于 引入这样的气隙会增加屏蔽设计的整体“电阻”,因此会损害屏蔽性能。 接缝/接缝处 的金属与金属的良好接触非常重要。 可以通 过几种方式实现这一目标:

1]重叠。 护罩的 两个边缘可以重叠,通常为1-2英寸。 压缩,例如干 墙或胶合板层之间的压缩将有助于实现良好的金属与金属的接触。


2]胶带。 两个边缘可以对接,然后使 用高渗透性胶带(例如Joint-ShieldTM)来粘接接头。 当然,屏蔽件 应通过机械装置适当地固定在适当位置,以避免部件分离。

磁性屏 蔽板和箔可以用钉子,U形钉,螺钉,胶水,铆钉或 任何其他合适的机械装置固定在适当位置,这些机 械装置将支撑重量并防止恼人的振动或移位。 由于少 量钉子或螺钉孔而导致的小穿孔不会显着影响屏蔽性能(与射频屏蔽不同)。 应避免 暴露锋利的边缘,以防止接触造成伤害。

其他需要考虑的因素,例如:
屏蔽位置的温度,振动,锋利的边缘,耐腐蚀性,结构强度,支撑屏蔽的重量,固定方法,通风,穿孔,清洁能力,对划痕/凹痕/处理等的耐久性, 可用空间,当然还有:成本。 最后,磁铁总 是被磁屏蔽合金吸引。

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