低频磁场
金属材料可以屏蔽低频磁场吗
金属材料无法屏蔽低频磁场。
金属是良导体，也就是说，自由电子很多，很自由，电阻率很低，磁场从外向内传播的时候，电阻率低导致趋肤深度很小，磁场无法传播到内部。
低频率的磁场不能在金属材料中形成足够的磁通量变化率，从而难以在金属材料内形成涡流，所以几乎不能起到屏蔽作用。
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。
静磁屏蔽措施屏蔽低频磁场目的
静磁屏蔽措施屏蔽低频磁场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。
低频电场和磁场对人体的影响和防护措施
低频电场和磁场对人体的影响和防护措施
低频电场和磁场是人们在日常生活中经常接触到的电磁辐射，例如电源线、电器、手机等都会产生低频电场和磁场。
这些辐射对人体的影响主要有以下几个方面：
1. 对神经系统的影响：长期接触低频电场和磁场可能导致神经系统紊乱、头痛、失眠等症状，甚至可引发神经病变。
2. 对心血管系统的影响：低频电场和磁场可能会对心血管系统造成一定影响，如增加心脏病发作的风险。
3. 对生殖系统的影响：研究表明，长期接触低频电场和磁场可能会对生殖系统产生不良影响，如男性精子质量下降、女性生育能力下降等。
为了减少低频电场和磁场对人体的影响，可以采取以下防护措施：
1. 尽量减少接触：使用电器时，尽量减少接触电器的时间，并保持一定的距离。
2. 使用防护设备：可以使用防辐射眼镜、防辐射头巾等防护设备，减少电磁辐射对头部的影响。
3. 合理安排电器布局：尽量远离身体或睡眠区域摆放电器，减少电磁辐射对身体的影响。
4. 增加屏蔽：通过使用金属屏蔽材料，如铝箔纸、金属网等，在一定程度上减少电磁辐射的穿透。
需要注意的是，目前对低频电场和磁场的标准和相关研究尚不完善，因此以上防护措施仅为一些常见的建议，具体应根据实际情况和专业指导进行采取。
低频磁场发射测试标准
低频磁场发射测试标准一、测试仪器1.磁场发射测试仪：用于测量和记录低频磁场发射的强度和频率数据。
2.磁场探头：用于接收和测量磁场信号，需具备高灵敏度和宽频响应特性。
3.电源供应器：提供稳定的直流电源，确保测试过程中不会对被测设备产生干扰。
4.测试线缆：用于连接磁场探头和磁场发射测试仪，需具备高屏蔽性能以减少干扰。
二、测试环境1.温度：保持在20±5℃范围内，以确保测试结果的准确性和可靠性。
2.湿度：保持在40%-60%范围内，避免过湿或过干的环境影响测试结果。
3.噪声水平：在测试环境中应尽量减少其他噪声源，以确保测试结果的纯净度。
4.测试场地：选择安静、无干扰的场地进行测试，以避免外部磁场干扰对测试结果产生影响。
三、测试方法1.测试准备：将被测设备放置在测试台上，连接好测试线缆，打开磁场发射测试仪和磁场探头，预热10分钟。
2.频率扫描：根据被测设备的特性和相关标准，设置扫描范围和分辨率，对低频磁场进行扫描。
3.数据记录：在扫描过程中，记录所有超过预定阈值的频率数据以及对应的磁场强度。
4.数据处理：根据需要，对数据进行滤波、平滑处理，以便更好地分析结果。
5.结果分析：对比同类型设备的数据，判断被测设备的磁场发射是否符合标准。
四、安全要求1.测试人员应经过专业培训，熟悉测试流程和安全操作规范。
2.在测试过程中，禁止触摸磁场探头和测试线缆，以免造成伤害。
3.若发现任何异常情况，应立即停止测试，并采取相应的安全措施。
五、测试报告1.报告内容应包括测试设备的信息、测试环境条件、测试方法、测试数据及结果分析等。
2.报告应清晰明了地描述低频磁场发射的测量结果，以及与标准的对比情况。
低频磁场屏蔽基础解读
低频磁场屏蔽基础基本原理当磁场的频率很低（工频或100KHz以下）时，传统的屏蔽方法几乎没有作用。
低频磁场一般由马达、发电机、变压器等设备产生。
这些磁场会对利用磁场工作的设备产生影响，如阴极射线管中的电子束是在磁场的控制下进行扫描的，当有外界磁场干扰时，电子束的偏转会发生变化，使图像失真。
低频磁场的屏蔽是使用铁磁性材料将敏感器件包起来。
屏蔽的作用是为磁场提供一条低磁阻的通路，使敏感器件周围的磁力线集中在屏蔽材料中，从而起到屏蔽的作用。
设计中的一个关键是选择一种材料既能提供足够的屏蔽效能，又不至于发生饱和。
当要屏蔽的磁场很强时，一层屏蔽可能满足不了要求，这时可以采用多层屏蔽。
多层屏蔽的原理是先用导磁率较低，不易饱和的材料将磁场衰减到一定的程度，然后再用磁导率很高(通常容易发生饱和)的材料进行进一步衰减。
因此低导磁率的材料应靠近干扰源。
完全的封闭体能够提供最理想的磁屏蔽效果。
但在实践中，不封闭的结构，如五面体或更少面的结构，甚至平板也能提供满足要求的屏蔽效能。
当使用平板时，应使平板体的长度和宽度大于干扰源到敏感源之间的距离。
由于材料的磁阻与屏蔽结构的尺寸有关，因此除了选用合适的材料以外，尽量缩短磁路的长度、增加截面积也能增加磁屏蔽效能。
磁屏蔽材料特性CO—NETIC和NETIC材料是两种特殊的磁屏蔽材料。
CO-NETIC材料具有极高的导磁率，可以有效衰减低频磁场干扰，达到极高磁场屏蔽，NETIC材料有极好的抗磁饱和能力，能在强磁场产生一定衰减。
●Stress Annealed(压力退火处理)的材料在加工完毕后，为了获得最佳的屏蔽效能，要再进行退火处理。
●Perfection Annealed(完全退火处理)的材料只要在加工过程中没有激烈的成型和拉伸，加工完毕后不需要再退火。
●尺寸：压力退火处理的材料：1524mm，762mm，381mm。
完全退火处理的材料：737mm，356mm。
产品规格板材CO-NETIC AA 合金CO-NETIC AA 合金完全退火处理（Perfection Annealed Sheet）*CO-NETIC B 合金压力退火处理板（Stress Annealed Sheet）*NETIC S3-6 合金压力退火处理板（Stress Annealed Sheet）*箔材CO-NETIC AA 箔完全退火处理（Perfection Annealed）NETIC S3-6箔完全退火处理（Perfection Annealed）说明：●所有箔材料是完全退火处理的。
fcc认证中的9 khz-30 mhz低频磁场辐射解决方案
认证与标志552020年第1期 安全与电磁兼容引言家电中通过感应加热（IH）的方式烹调食物的产品，以前归类在工科医疗设备里。
随着感应加热家用电器越来越普及，新的功能日趋完善，这种特殊的电磁热能转换设备对环境的影响也愈来愈被重视。
国际电工委员会（IEC）将这一类产品从工科医设备里面提炼出来，加到家用电器专用类别里，不再同工科医设备混用测试标准。
中国、日本、韩国及欧洲的EMC 标准是紧跟IEC 的标准更新，而美国的EMC 标准目前仍使用关于“工、科、医设备电磁兼容”的FCC Part 18来规范IH 类家用电器的电磁兼容性。
凡是进入美国市场的IH 家电产品，其9 kHz~30 MHz 的低频电磁场辐射发射要求必须符合法规规定的限值要求，否则不予上市销售。
而IEC 只是针对对角线长度超过1.2 m 的商业IH 设备提出了辐射发射限值要求。
本文给出了一种IH 家电产品进入美国市场的低频电磁场认证问题的解决方案。
1 美国市场IH 家电产品测试需求美国市场对IH 家电产品的电磁兼容是通过美国联邦电讯委员会制定的FCC Part 18来管控。
IH 家电产品比较典型的有电磁炉、电饭煲及电压力锅。
IH 家电运用铁磁性锅具在电磁场中产生的涡流热效应来加热食物，IH 信号是规则的振荡信号，频率在20~40 kHz 之间。
IEC 的电磁兼容法规对千赫兹级IH 产品辐射发射没有规定，但FCC Part 18明确规定IH 家电产品的辐射发射符合要求才可以进入美国市场销售，见表1。
FCC 认证中的9 kHz~30 MHz 低频磁场辐射解决方案9 kHz~30 MHz Low Frequency Magnetic Field Radiation Solution for FCC Certification美的生活电器事业部 何勇 黄开平摘要介绍FCC PART 18对工科医疗设备中感应类炊具的低频电磁场辐射要求，指出感应类家电产品在满足这一技术要求时面临的技术难点。
3 低频磁场的屏蔽
低频磁场的屏蔽对于许多人而言，低频磁场干扰是一种最难对付的干扰，这种干扰是由直流电流或交流电流产生的。
例如，由于炼钢的感应炉中有数万安培的电流，会在周围产生很强的磁场，这个强磁场会使控制系统中的磁敏感器件失灵，最常见的磁敏感设备是彩色CRT显示器。
在磁场的作用下，显示器屏幕上的图像会发生抖动、图像颜色会失真，导致显示质量严重降低，甚至无法使用。
低频磁场往往随距离的衰减很快，因此在很多场合，将磁敏感器件远离磁场源是一个减小磁场干扰的十分有效的措施。
但当空间的限制而无法采取这个措施时，屏蔽是一个十分有效的措施。
但要注意的是，低频磁场屏蔽与与射频屏蔽是完全不同的，射频屏蔽可以用铍铜复合材料、银、锡或铝等材料，但这些材料对磁场没有任何屏蔽作用。
只有高导磁率的铁磁合金能屏蔽磁场。
1.基本原理根据电磁屏蔽的基本原理，低频磁场由于其频率低，趋肤效应很小，吸收损耗很小，并且由于其波阻抗很低，反射损耗也很小，因此单纯靠吸收和反射很难获得需要的屏蔽效能。
对这种低频磁场，要通过使用高导磁率材料提供磁旁路来实现屏蔽，如图1所示。
由于屏蔽材料的导磁率很高，因此为磁场提供了一条磁阻很低的通路，因此空间的磁场会集中在屏蔽材料中，从而使敏感器件免受磁场干扰。
图1高导磁率材料提供了磁旁路，起到屏蔽作用从这个机理上看，显然屏蔽体分流的磁场分量越多，则屏蔽效能越高。
根据这个原理，我们可以用电路的的计算方法来计算磁屏蔽效果。
用两个并联的电阻分别表示屏蔽材料的磁阻和空间的磁阻，用电路分析的方法来计算磁场的分流，由此可以计算屏蔽效果。
计算屏蔽效果H i=H0R sR s+R0式中：H i=屏蔽体内的磁场强度H0=屏蔽体外的磁场强度R s=屏蔽体的磁阻R0=空气的磁阻磁阻的计算公式磁阻R m=SμA 式中：S=磁路长度μ=μ0μrμr=屏蔽材料的相对磁导率A=磁通流过的面积因此圆形管子的磁阻为: R s=pb μ0μr2tL为了简单，设截面为正方形，管子内空气的磁阻为：R0=2b μ02bL屏蔽效能为：SE=H0 H i对于高导磁率屏蔽材料，Rs<<R0，因此，屏蔽效能为：SE=R0R s=2μr tpb从公式中可以看出，屏蔽材料的导磁率越高、越厚，则屏蔽效能越高。
低频磁场抗扰度测试标准
低频磁场抗扰度测试标准随着电子设备在日常生活中的广泛应用，电磁干扰（EMI）已经成为一个不容忽视的问题。
在许多情况下，电磁环境可能对设备的正常运行产生不利影响，尤其是在低频磁场环境中。
为了确保设备的可靠性和稳定性，进行低频磁场抗扰度测试是必要的。
本文将介绍低频磁场抗扰度测试标准的制定依据、主要方法和测试结果的评估方法。
一、测试目的与背景低频磁场抗扰度测试的目的是检测和评估电子设备在低频磁场环境中的稳定性和可靠性。
该测试旨在模拟各种电磁骚扰情况，包括静电放电（ESD）、工频电力线干扰等，以验证设备在这些干扰下的性能表现。
通过此项测试，可以更好地了解设备在实际应用中的适应性，为产品设计和生产提供重要的参考依据。
二、测试条件与方法1. 试验场地：选择具有典型低频磁场的实验场地，如电磁屏蔽室或人工模拟磁场装置。
确保试验场地的均匀性、稳定性和可重复性。
2. 测试样品：选取待测电子设备作为试验对象，确保其符合相关标准和规范。
3. 测试频率：根据设备类型和应用场景，确定测试的低频磁场频率范围。
通常，对于大多数设备而言，50/60Hz的工频磁场是最常见的干扰源。
4. 试验方案：采用适当的试验方法，如电压脉冲法、电流波动法和功率谱密度法等，模拟不同的电磁骚扰情况。
同时，考虑加入一些控制条件，如电源波动、温度变化等，以提高测试的全面性和准确性。
5. 数据采集与分析：使用专业的数据采集设备和软件，实时记录和分析测试过程中的各项参数变化。
结合实际应用场景和预期干扰因素，对测试结果进行分析和处理，得出最终结论。
三、测试标准及指标要求1. 电压波动幅度：应规定合理的电压波动范围，以确保设备在低频磁场环境下能够正常工作。
2. 相位失真：针对不同设备类型和应用场景，设定合理的相位失真阈值，以衡量设备对低频磁场的响应能力。
3. 恢复时间：考察设备在受到电磁骚扰后的恢复速度，规定合理的恢复时间指标，以保证设备的稳定运行。
4. 耐压强度：针对特殊类型的设备（如通信基站、导航系统等），需考虑其在低频磁场环境下的耐压强度要求。
极低频磁场
补磁有益“生命”
1．磁疗学家陈植教授将同等大小的大蒜分 成两组，其中实验组受50高斯磁场作用，对 照组只受地磁场（0.3-0.5高斯）作用。25天 后，实验组比对照大蒜平均高3.3厘米。
金鱼实验
中山医科大学将40条大小相同的金鱼，分放到两个 相同的鱼缸中，均不喂食，实验组补磁，对照组仅 受地磁场作用，结果如下：对照组金鱼，21天开始 死亡，第30天全部死光；补磁组金鱼第30天个别死 亡，第60天全部死光. 以上试验证明：对生命施加高于地磁场强度的外加 磁场，有利其身体健康成长，减少疾病，延长寿命。
指导老师：刘小粉
汇报者：尹博
家电辐射
主要内容
低频磁场与中枢神经的影响 低频磁场对生殖系统的影响 低频磁场与癌症 极低频磁场对细胞的生物学效应 低频磁场的防护
ห้องสมุดไป่ตู้
一、低频磁场的来源
来源：电力设施的传输线，电力设施和 终端等得交变磁场 范围：极低频磁场（extremely low frequency magnetic fields , ELF-MF):0—300Hz
是与人们日常生活关系最为密切的电磁场之一。
低频磁场：9Hz—15kHz
频率低 趋肤效应很小 吸收损耗很小
趋肤效应 对于导体中的交流电流， 靠近导体表面处的电流 密度大于导体内部电流 密度的现象。随着电流 频率的提高，趋肤效应 使导体的电阻增大，电 感减小。
波阻抗很低
反射损耗很小
利？弊？
高频高能量磁场对人脑损害已被证实然而 低频磁场对人体究竟是利还是弊仍在研究 中。 不同强度的磁场，照射时间的长短对人体 的影响也不尽相同。
三、低频磁场对生殖系统的影响
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低频磁场
低频磁场很难屏蔽。
磁力线可以穿透我们生活中常见的材料或物体（如木材、砖瓦、石块、水泥等材料或人体、墙壁、树木等物体），并基本上不因上述物体或材料的存在而产生畸变或消弱。
为了描述带电导线中的电流在周围空间中产生磁场的大小，物理上引入了磁场强度的概念，它是一个矢量，一般用符号H表示，其单位是安培/米（A/m）。
而单位磁场强度在周围空间感应出磁通密度的大小（通常用磁感应强度B表示）是不同的，它取决于磁场闭合环路中各种介质的导磁能力。
磁感应强度与磁场强度的关系为
B=μH=μrμ0H（3-1）
式中：μ被称为物质的磁导率；μ0被称为真空磁导率，其值为4π×10-7H/m；μr称为物质的相对磁导率。
不同材料具有不同的磁导率。
根据磁导率的大小，一般可以把材料分为弱磁性材料和强磁性材料两大类。
弱磁性材料包括顺磁性材料和抗磁性材料；强磁性材料常见的为铁磁材料、亚铁磁材料。
抗磁性材料在无外加磁场时对外不显磁性，在外加磁场的作用下会产生一个同外加磁场方向相反的磁场。
抗磁性材料的μr略小于1，这类材料如汞、铜、硫、金、银、锌、铅等。
顺磁性材料在无外加磁场时几乎不显磁性，在外加磁场的作用下材料内的原子运动会产生一个同外加磁场方向相同的磁场。
顺磁性材料的μr略大于1，这类材料如锰、铬、铂、氮等。
铁磁材料在外加磁场时，材料内的原子在被称为“交换耦合”的量子效应下，对外显现出非常强烈的磁性，铁磁材料主要是含铁、镍、钴和稀有金属钆、铽等的材料。
亚铁磁性材料在外磁场作用下的磁性弱于铁磁性材料，但其导电性能较铁磁性材料强，亚铁磁性材料有铁氧体等。
表3-9列出了一些材料的磁化特性。
表3-9 典型材料的磁性能
在相同的外加激励（即相同的磁场强度）下，不同材料中磁感应强度不相同，磁场向相对磁导率大的物体集中，相对磁导率较大的材料中的磁感应强度较大。
在实际中主要有两种低频磁场的屏蔽方法，即磁屏蔽方法和涡流屏蔽（也称电磁屏蔽）方法。
磁屏蔽方法的基本原理主要是利用具有高磁导率的磁性材料作为屏蔽材料，将一个局部空间利用高磁导率材料的壳体包裹起来，使磁场集中于壳体磁性材料内，而减弱壳体内部的空间磁场，从而实现屏蔽外界磁场的目的。
这就是磁屏蔽方法的基本原理。
为了说明磁屏蔽的效果，让我们举一个利用厚度1cm的球壳作为磁屏蔽的例子。
设在均匀的恒定磁场B0中，放置一个内半径a为1m、外半径b为1.01m即厚度为1cm的铁磁材料制作的球壳，铁磁材料的相对磁导率为500。
计算可知球壳内的磁场感应强度为
B=9/〔2μr(1-a3/b3)〕*B0=9/〔2×500×1-13/1.013〕*B0
=0.034B0
（3-2）
可见，采用厚1cm的铁磁材料作为磁屏蔽后，球壳内的磁场比未屏蔽时下降了97.6%。
由上可见，除了少数实验研究场合外，在实际工程环境中是绝不可能采用如此厚的铁磁材料壳体将某个空间包裹起来的。
文献介绍了采取用铁磁材料平板或角料组成不完整的遮蔽或隔离体，以削弱室内局部空间中外界磁场的研究结果。
结果表明，采用厚2mm的钢板（尺寸约4m×3m）或高导磁性的硅钢片（厚0.35mm，双层），只可能使室内局部空间中磁感应强度比外界分别降低10%和20%。
涡流屏蔽方法的基本原理主要是利用导电材料中感应的涡电流（简称涡流）产生的反向磁场来抑制外磁场，实现减小低频磁场的目的。
图3-16给出了涡流屏蔽原理的示意图，从图中可以看出，交变磁场在金属壳体感应出涡流。
涡流将趋向于抵消外磁场的作用，即表现出抗磁性，从而使金属壳体中被保护空间的磁场较没有壳体时大大降低。
图3-16 涡流屏蔽原理示意图
图3-17 金属板对外磁场的衰减
图3-17说明了交变磁场在金属板中的衰减情况。
通过计算金属板内部不同深度处的磁场随与金属板表面的距离（z）的增加而逐渐减少，其数学表达式为
H=H0e-z/δ
其中，δ称为金属板的集肤深度，可以通过下式进行计算，即
δ=〔1/（πfσμ0μr）〕1/2
其中，f表示交变磁场的变化频率，σ是金属板的电导率。
利用上述公式可以得出，从金属板表面到一个集肤深度处的磁场大小为
H=H0e-1=0.368H0
即在金属板内的集肤深度处，磁场衰减到没有金属板时的36.8%。
表3-10给出了三种不同材料在不同频率时的集肤深度。
表3-10 常用材料的集肤深度 mm
由表3-10可见，利用金属屏蔽的涡流效应屏蔽磁场的作用也是很有限的。
以铝板为例，对50Hz磁场，屏蔽铝板厚度达12mm时，磁场才可被削弱至外界强度的36.8%。
文献对室内屋顶与隔墙采用厚3mm的铝板（尺寸为2m×2.8m），基本未见任何屏蔽效果，仅在将铝板与高磁性材料结合，并在室内全方位组成复杂的兼有磁屏蔽和涡流屏蔽的屏蔽结构时，室内磁场才可降至外界磁场的36％～85%，就其效果而言，代价是很昂贵的。
为了实现有效的屏蔽，需要进行复杂的设计和计算。
由于需要使用昂贵的材料（如铜、铁氧体等），所以高性能的屏蔽室一般非常昂贵。
目前仅在科研、医疗或在电磁干扰对特殊设备产生影响的少数场合使用。
图3-18给出了一个实际磁屏蔽室的照片。
图3-18 实际磁屏蔽室
(a) 建设中的磁屏蔽室;(b) 使用中的磁屏蔽室。