磁屏蔽
磁屏蔽实验报告

一、实验目的1. 了解磁屏蔽的基本原理和作用。
2. 掌握磁屏蔽材料的特性及其在电磁兼容(EMC)中的应用。
3. 通过实验验证磁屏蔽材料对电磁干扰(EMI)的屏蔽效果。
二、实验原理磁屏蔽是一种通过在电磁场中引入屏蔽材料,使电磁场在屏蔽材料内部产生感应电流,从而抵消或减弱电磁场对外部空间的影响的技术。
磁屏蔽材料主要有铁磁材料和铁氧体材料等。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:- 磁屏蔽实验装置- 信号发生器- 阻抗分析仪- 钳形电流表- 电磁场测量仪- 磁屏蔽材料(铁磁材料和铁氧体材料)2. 实验材料:- 铁磁材料:硅钢片- 铁氧体材料:铁氧体磁环四、实验步骤1. 准备实验装置,将信号发生器输出信号连接到磁屏蔽实验装置上。
2. 将铁磁材料和铁氧体材料分别放置在实验装置中,分别测量屏蔽效果。
3. 在不同频率下,通过改变铁磁材料和铁氧体材料的厚度,观察屏蔽效果的变化。
4. 比较铁磁材料和铁氧体材料的屏蔽效果,分析其优缺点。
5. 记录实验数据,绘制屏蔽效果曲线。
五、实验结果与分析1. 实验结果:(1)在相同厚度下,铁磁材料的屏蔽效果优于铁氧体材料。
(2)随着频率的增加,铁磁材料和铁氧体材料的屏蔽效果均有所下降。
(3)在相同频率下,铁磁材料的屏蔽效果比铁氧体材料更稳定。
2. 实验分析:(1)铁磁材料具有高磁导率,能有效降低磁通量,从而降低电磁干扰。
而铁氧体材料虽然磁导率较低,但其饱和磁感应强度高,能有效吸收电磁波能量,降低电磁干扰。
(2)随着频率的增加,电磁波穿透屏蔽材料的能力增强,导致屏蔽效果下降。
因此,在设计磁屏蔽系统时,应考虑电磁干扰的频率范围,选择合适的屏蔽材料。
(3)铁磁材料的屏蔽效果比铁氧体材料更稳定,因为铁磁材料的磁导率随频率变化较小,而铁氧体材料的磁导率随频率变化较大。
六、结论1. 磁屏蔽技术在电磁兼容(EMC)领域具有重要作用,能有效降低电磁干扰。
2. 铁磁材料和铁氧体材料均可用于磁屏蔽,但铁磁材料的屏蔽效果优于铁氧体材料。
磁屏蔽的原理

磁屏蔽的原理磁屏蔽:保护你的设备和信息安全什么是磁屏蔽?•磁屏蔽是一种技术手段,用于阻止电磁干扰对设备和信息的影响。
•通过使用屏蔽材料或电磁波吸收材料,可以减少或阻挡外部电磁场对设备的影响。
磁屏蔽的原理电磁干扰的来源•电磁干扰可以来自电源、通信信号、无线电波等多个来源。
•这些干扰可能会对设备的正常运行产生负面影响,也有可能导致信息泄露。
磁屏蔽的工作原理•磁屏蔽通过引入屏蔽材料、电磁波吸收材料或设计屏蔽结构等方式,将外部电磁场隔离或吸收。
•屏蔽材料可以通过吸收、反射或折射电磁波来减少干扰对设备的影响。
•屏蔽结构的设计可以通过合理的接地和层叠结构来最大限度地降低干扰。
磁屏蔽的应用电子设备的磁屏蔽•许多电子设备对电磁干扰非常敏感,例如计算机、手机等。
•在设计这些设备时,需要考虑磁屏蔽以保护其正常运行和信息安全。
•磁屏蔽可以通过在电路设计中加入层层屏蔽、地线设计,或在外壳上加入屏蔽材料等方式来实现。
信息安全的磁屏蔽•磁屏蔽也可以用于保护信息安全,阻止电磁波窃听或被非法接收。
•对于需要保护信息的场所,例如军事基地、政府机构等,可以使用屏蔽隔间或屏蔽房间来阻塞外部电磁干扰。
•屏蔽隔间和屏蔽房间通常使用多层屏蔽结构,并且有效屏蔽所有电磁波。
磁屏蔽的发展和趋势•随着科技的不断发展,电磁干扰问题变得越来越突出。
•在超高频、毫米波通信技术的推动下,磁屏蔽技术也在不断发展和创新。
•新材料、新结构的引入将进一步提升磁屏蔽的效果和可靠性。
结语•磁屏蔽是一项重要的技术,可以保护设备的正常运行和信息的安全。
•无论是电子设备的磁屏蔽,还是信息安全的磁屏蔽,其原理和应用都非常广泛而深远。
•随着技术的不断进步,磁屏蔽技术也将不断发展和创新,为我们的设备和信息提供更好的保护。
磁屏蔽材料的分类和特点屏蔽材料的分类•常见的屏蔽材料主要分为金属屏蔽材料和磁性屏蔽材料两大类。
•金属屏蔽材料包括铝、铜、镍、钢等,通过其导电性来反射或吸收电磁波。
磁屏蔽的名词解释

磁屏蔽的名词解释磁屏蔽是一种常见的物理现象,指的是通过特定的材料或结构来减弱或阻挡磁场对周围环境或设备的影响。
磁场是由磁性物体产生的一种物理力场,它在我们的日常生活和工作中无处不在。
磁屏蔽的主要目的是保护设备免受外部磁场干扰,同时防止设备的磁场干扰周围环境或其他设备。
磁屏蔽材料通常具有一定的磁导率和磁饱和度,这些材料可以吸收或引导磁场,并减少或消除磁场对周围环境或设备的影响。
常见的磁屏蔽材料包括磁铁、铁、钢和各种磁屏蔽合金。
这些材料通过吸收和分散磁场的能量,从而减弱磁场的强度。
在需要更高屏蔽性能的情况下,还可以使用特殊设计的磁屏蔽结构,如Faraday笼。
磁屏蔽在很多领域都有广泛的应用,尤其是在电子设备和通讯系统中。
在电子设备中,磁场可以对电子元件产生干扰或损坏,特别是对传感器、计算机芯片和精密仪器等敏感设备。
磁屏蔽可以有效地降低这些设备受到的干扰,保证它们的正常运行。
在通讯系统中,磁场干扰可能会导致信号质量下降、通信中断或数据丢失。
通过采用磁屏蔽技术,可以提高通信信号的可靠性和稳定性。
除了电子设备和通讯系统,磁屏蔽还在医疗领域和科学研究中发挥着重要作用。
在医疗领域,最典型的应用是磁共振成像(MRI)。
MRI通过利用磁场产生的共振信号来获取人体内部的图像,而外部磁场干扰会影响图像质量和诊断准确性。
因此,磁屏蔽在MRI设备的设计和施工过程中非常重要。
科学研究中的磁屏蔽则主要用于消除或减小实验室中地磁和其他外部磁场对实验结果的干扰。
尽管磁屏蔽在许多领域都有重要应用,但它并不是解决所有磁场问题的唯一方法。
在设计和制造设备时,可以采取一系列其他措施来降低磁场干扰的影响,如改变线路布局、选择合适的屏蔽材料、增加电磁屏蔽设备等。
此外,在日常生活中,我们也可以采取一些简单的措施来减少磁场对我们的影响,如保持距离、减少使用电子设备的时间、合理使用磁性物品等。
总之,磁屏蔽是一种通过特定的材料或结构来减弱或阻挡磁场对周围环境或设备的影响的物理现象。
磁屏蔽的原理(一)

磁屏蔽的原理(一)磁屏蔽磁屏蔽是一种旨在阻止磁场干扰的技术。
在电子设备中,磁场干扰可能会导致电磁信号传输失真,从而影响设备的性能。
本文将介绍磁屏蔽的原理及其应用。
什么是磁屏蔽?磁屏蔽是一种通过使用特殊材料或结构来阻止或减弱外部磁场对设备产生干扰的方法。
它可以应用于各种电子设备,包括手机、计算机和电吉他等。
通过屏蔽外部磁场,设备可以更可靠地工作,并提高其性能。
磁屏蔽的原理磁屏蔽的原理可以总结为以下几个方面:•吸收磁场能量:磁屏蔽材料通常采用磁性或导磁性材料,这些材料可以吸收磁场能量并将其转化为热能。
这样一来,磁场的能量会被有效地阻止进入被保护设备的区域。
•重定向磁场:磁屏蔽技术还可以通过改变磁场的路径来减弱磁场的干扰。
例如,可以使用磁屏蔽材料来引导磁场绕过设备,从而减少对设备的干扰。
•反向磁场:磁屏蔽也可以通过产生一个与外部磁场方向相反的磁场来减弱干扰。
这种方法可以通过使用电磁线圈或反磁材料来实现。
磁屏蔽的应用磁屏蔽广泛应用于各种电子设备中,以减少或消除外部磁场的影响。
以下是一些常见的应用场景:•手机和电脑:手机和电脑中的磁屏蔽常用于减少电磁信号传输过程中的干扰。
通过在设备内部添加磁屏蔽材料,可以有效地减少邻近磁场对设备的影响,提高设备的性能和可靠性。
•音频设备:在音频设备中,磁屏蔽可以用来减少低频磁场对音质的影响。
通过在扬声器或麦克风周围添加磁屏蔽材料,可以显著减少磁场引起的噪音或失真。
•医疗设备:在某些医疗设备中,如磁共振成像(MRI),磁屏蔽是至关重要的。
由于MRI设备本身会产生强大的磁场,为了保证设备的正常工作并减少对周围环境的干扰,磁屏蔽必不可少。
以上是磁屏蔽的原理及其应用的简要介绍。
通过使用磁屏蔽技术,可以有效地减少或消除外部磁场对设备的干扰,提高设备的稳定性和性能。
作为一种重要的电子设备保护技术,磁屏蔽在现代科技发展中具有不可忽视的作用。
磁屏蔽的选择和设计磁屏蔽的选择和设计是一个复杂的任务,需要考虑多个因素。
磁屏蔽的基本原理

磁屏蔽的基本原理
磁屏蔽是一种常见的电磁兼容(EMC)技术,用于减少电子设备对外部磁场的敏感度,或者减少电子设备产生的磁场对周围环境的影响。
磁屏蔽的基本原理是通过设计和应用磁性材料,来吸收、偏转或者反射磁场,从而达到减少磁场对设备的影响的目的。
磁屏蔽的基本原理主要包括以下几个方面:
1. 磁性材料的选择,磁屏蔽通常使用铁、镍、钴等具有良好磁导性能的材料。
这些材料能够有效地吸收和偏转磁场,从而减少磁场对设备的影响。
2. 磁屏蔽结构的设计,磁屏蔽结构的设计是磁屏蔽的关键。
通过合理的结构设计,可以使磁性材料得到最大程度的利用,从而达到最佳的磁屏蔽效果。
3. 磁屏蔽材料的应用,磁性材料通常以覆盖层、屏蔽罩、屏蔽板等形式应用在设备的关键部位,如电源线、传感器、电路板等。
这些磁屏蔽材料能够有效地减少磁场的影响,提高设备的抗干扰能力。
4. 磁屏蔽的测试和验证,磁屏蔽的效果需要通过测试和验证来进行评估。
常见的测试方法包括磁场测量、屏蔽效果测试等。
只有通过有效的测试和验证,才能确保磁屏蔽的效果达到预期的要求。
总之,磁屏蔽的基本原理是通过合理选择磁性材料,设计合理的屏蔽结构,并将磁性材料应用在设备的关键部位,从而达到减少磁场对设备的影响的目的。
通过测试和验证,可以确保磁屏蔽的效果达到预期的要求,提高设备的抗干扰能力,保障设备的正常工作和可靠性。
磁屏蔽技术在电子设备、航空航天、通信、医疗等领域都有广泛的应用,对提高设备的抗干扰能力和可靠性具有重要意义。
随着科技的不断进步,磁屏蔽技术也在不断创新和发展,为各行各业提供更加可靠和稳定的电子设备和系统。
磁屏蔽的原理

磁屏蔽的原理磁屏蔽是一种利用特定材料或结构来阻挡磁场传播的技术。
它在电子设备、电磁屏蔽房等领域都有广泛应用。
磁屏蔽的原理是通过吸收或反射磁场的能量,使其无法传播到被屏蔽的区域。
磁场是由电流或磁体产生的一种物理现象。
当有电流通过导线或电器设备时,会产生一个围绕着导线或设备的磁场。
磁场是由磁力线组成的,它的强弱和方向决定了磁场的性质。
磁场具有穿透力强、传播速度快的特点,因此在某些情况下,需要对磁场进行屏蔽,以保护周围的设备或人员不受其影响。
磁屏蔽的原理主要有两种:吸收和反射。
吸收型磁屏蔽是通过将磁场能量转化为热能来实现的。
在磁场作用下,磁性材料内部的微小磁区会发生磁翻转,从而将磁能转化为热能。
这种磁性材料通常是由磁性颗粒填充的复合材料,它们具有高导磁率和高磁损耗,能够有效吸收磁场能量。
吸收型磁屏蔽通常用于对低频磁场屏蔽,例如电力设备和变压器。
反射型磁屏蔽则是通过改变磁场传播路径来实现的。
当磁场遇到磁性材料时,由于磁材料具有特定的导磁率,磁场会在磁材料表面发生反射。
反射型磁屏蔽通常使用具有高导磁率的材料,如铁、钢和镍合金等。
这些材料能够有效地反射磁场,将磁场能量引导到其他方向,从而实现屏蔽效果。
反射型磁屏蔽通常适用于高频磁场屏蔽,如电子设备和通信设备。
除了吸收和反射,还有一种磁屏蔽的原理是隔离。
隔离型磁屏蔽通过在屏蔽区域周围建立一个磁场自由传播的屏蔽区域,将磁场与被屏蔽区域隔离开来。
隔离型磁屏蔽通常使用磁性材料和非磁性材料的组合,利用非磁性材料的磁导率低的特性来阻止磁场的传播。
这种屏蔽原理常用于磁共振成像(MRI)设备和其他需要高精度测量的仪器。
磁屏蔽技术在电子设备和通信设备中起着重要作用。
在电子设备中,磁屏蔽可以防止磁场对电子元件的干扰,提高设备的性能和可靠性。
在通信设备中,磁屏蔽可以防止磁场对信号传输的干扰,提高通信质量和数据传输速率。
磁屏蔽是一种利用特定材料或结构来阻挡磁场传播的技术。
它通过吸收、反射或隔离磁场能量,实现对磁场的屏蔽效果。
磁屏蔽方法

磁屏蔽方法磁屏蔽是指通过一系列技术手段,将磁场限制在特定区域内,以保护敏感设备或场所免受外部磁场的干扰。
磁场干扰可能导致设备故障、数据丢失或泄露等问题,因此磁屏蔽方法的应用变得尤为重要。
磁屏蔽方法主要包括以下几种:一、屏蔽材料屏蔽材料是磁屏蔽方法中最常见的一种。
这种材料具有良好的磁导率和导磁性能,可以吸收和分散磁场,从而实现屏蔽效果。
常见的屏蔽材料有软铁、镍铁合金、钴铁合金等。
这些材料可以通过制成屏蔽罩、屏蔽垫、屏蔽套等形式使用,用于包裹或隔离敏感设备,从而达到磁场屏蔽的目的。
二、磁屏蔽结构设计磁屏蔽结构设计是一种通过改变电路或设备的结构,降低磁场干扰的方法。
通过合理设计电路布局、增加磁屏蔽层或设置屏蔽罩等手段,可以减少磁场的传播和干扰。
例如,在集成电路设计中,可以采用屏蔽穿孔、屏蔽接地等措施,有效降低磁场对电路的影响。
三、磁屏蔽绝缘材料磁屏蔽绝缘材料是一种特殊的材料,它可以在一定程度上抵抗磁场的干扰。
这种材料通常具有高温耐受性、低磁导率和良好的电绝缘性能。
在磁场干扰严重的环境中,可以使用磁屏蔽绝缘材料制作绝缘层、绝缘垫等,以保护敏感设备的安全运行。
四、磁屏蔽涂层磁屏蔽涂层是一种将磁屏蔽材料涂覆在设备表面的方法。
这种涂层通常具有高导磁性和高吸收磁场的能力,可以有效地屏蔽外部磁场。
磁屏蔽涂层可以应用于电子设备、通信设备、航空航天设备等领域,保护设备免受磁场干扰。
磁屏蔽方法在现代科技领域中有着广泛的应用。
随着科技的不断进步,磁场干扰问题也在不断增加,对磁屏蔽方法提出了更高的要求。
因此,研究和应用更加先进的磁屏蔽方法是当前的热点和挑战之一。
磁屏蔽方法是一种重要的技术手段,用于保护敏感设备免受磁场干扰。
通过选择合适的屏蔽材料、设计合理的磁屏蔽结构、应用磁屏蔽绝缘材料和磁屏蔽涂层等方法,可以达到有效的磁场屏蔽效果。
随着科技的不断发展,磁屏蔽方法也在不断创新和完善,为保护敏感设备的安全运行提供了有力的保障。
磁屏蔽在生活中的应用

磁屏蔽在生活中的应用磁屏蔽技术在生活中的应用非常广泛,具体包括以下几个方面:1.电子设备: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。
2.手表:在手表制造中,磁屏蔽用于防止手表受外界磁场的影响,从而保持时间的精确性。
3.医疗设备:在医疗领域,磁共振成像(MRI)设备利用强大的磁场和射频脉冲来生成身体内部的详细图像。
为了防止外部磁场对设备和患者的干扰,需要使用磁屏蔽技术。
4.军事设备:在军事领域,磁屏蔽用于保护敏感设备免受电磁脉冲(EMP)攻击的影响。
5.通信设备:在通信基站等设备中,磁屏蔽用于防止电磁干扰,确保信号的稳定传输。
6.电子产品:随着电子设备越来越多地应用于人们的生活和工作中,电磁屏蔽材料用于减少电磁辐射对人体的潜在影响,同时防止设备间的电磁干扰,确保设备的正常运行。
7.研究实验室:在科研实验室中,磁屏蔽室用于创建一个没有外部磁场干扰的环境,这对于进行高精度的物理实验至关重要。
8.音频设备:在音频设备如麦克风、扬声器等中,磁屏蔽用于防止磁场对声音质量的影响。
9.航空航天:在航空航天领域,磁屏蔽用于保护航天器上的敏感仪器不受地球磁场或太阳风的影响。
10.建筑领域:在一些特殊的建筑中,如数据中心或实验室,磁屏蔽材料可能被用于墙壁和门的设计中,以减少外部电磁场的干扰。
综上所述,磁屏蔽技术在现代生活中扮演着重要的角色,其应用范围覆盖了从日常生活到高科技领域的多个方面。
通过有效地控制和管理磁场,磁屏蔽技术有助于保护设备和人员的安全,同时提高了科技产品的性能和可靠性。
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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。
目录电磁屏蔽及应用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)8,000400,0060,000Amunickel(48%镍)15,000150,00012,000Cryoperm109,000250,00065,000超低碳钢22,0004,0001,000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。