Mis materjal ei lase magnetil läbi? Magnetvälja varjestuse põhimõtted

Magnetvälja varjestuse põhimõtted

Magnetvälja varjestamiseks kasutatakse kahte meetodit:

Möödasõidu meetod;

Ekraani magnetvälja meetod.

Vaatame kõiki neid meetodeid üksikasjalikumalt.

Meetod magnetvälja manööverdamiseks ekraaniga.

Ekraaniga magnetvälja manööverdamise meetodit kasutatakse pidevate ja aeglaselt muutuvate vahelduvate magnetväljade eest kaitsmiseks. Ekraanid on valmistatud ferrost magnetilised materjalid kõrge suhtelise magnetilise penetratsiooniga (teras, permalloy). Ekraani olemasolul kulgevad magnetinduktsiooni jooned peamiselt piki selle seinu (joonis 8.15), millel on madal magnettakistus võrreldes ekraanisisese õhuruumiga. Varjestuse kvaliteet sõltub varjestuse magnetilisest läbilaskvusest ja magnetahela takistusest, s.o. Mida paksem on ekraan ja mida vähem on magnetiliste induktsiooniliinide suunas risti asetsevaid õmblusi ja liitekohti, seda suurem on varjestuse efektiivsus.

Magnetvälja nihutamise meetod ekraani poolt.

Vahelduvate kõrgsageduslike magnetväljade sõelumiseks kasutatakse meetodit magnetvälja nihutamiseks ekraaniga. Sel juhul kasutatakse mittemagnetilistest metallidest valmistatud ekraane. Varjestus põhineb induktsiooni fenomenil. Siin on kasulik induktsiooni nähtus.

Asetame vasest silindri ühtlase vahelduva magnetvälja teele (joonis 8.16a). Selles ergastatakse muutuvaid ED-sid, mis omakorda loovad vaheldumisi induktiivseid pöörisvoolusid (Foucault voolud). Nende voolude magnetväli (joonis 8.16b) suletakse; silindri sees suunatakse see põneva välja poole ja väljaspool seda - põneva väljaga samas suunas. Saadud väli (joonis 8.16, c) osutub nõrgenenud silindri lähedal ja tugevnenud väljaspool seda, st. väli nihutatakse silindri poolt hõivatud ruumist, mis on selle varjestusefekt, mis on seda tõhusam, seda väiksem elektritakistus silinder, st. seda suuremad on seda läbivad pöörisvoolud.

Tänu pinnaefektile (“nahaefekt”) väheneb metalli sügavamale sisenedes pöörisvoolude tihedus ja vahelduva magnetvälja intensiivsus eksponentsiaalselt.

, (8.5)

Kus (8.6)

– välja ja voolu vähenemise indikaator, mida nimetatakse samaväärne läbitungimissügavus.

Siin on materjali suhteline magnetiline läbilaskvus;

– vaakumi magnetiline läbilaskvus, võrdne 1,25*10 8 g*cm -1;

– materjali eritakistus, Ohm*cm;

- sagedus Hz.

Samaväärse läbitungimissügavuse väärtus on mugav iseloomustada pöörisvoolude varjestusefekti. Mida väiksem on x0, seda suurem on nende tekitatav magnetväli, mis tõrjub heliallika välise välja ekraani poolt hõivatud ruumist.

Mittemagnetilise materjali puhul valemis (8.6) =1 määrab varjestusefekti ainult ja . Mis siis, kui ekraan on valmistatud ferromagnetilisest materjalist?

Kui need on võrdsed, on efekt parem, kuna >1 (50...100) ja x 0 on väiksemad.

Seega on x 0 pöörisvoolude varjestusefekti kriteerium. Huvitav on hinnata, mitu korda muutuvad voolutihedus ja magnetvälja tugevus sügavusel x 0 madalamaks võrreldes sellega, mis nad on pinnal. Selleks asendame x = x 0 valemiga (8.5), siis

millest on näha, et x 0 sügavusel langeb voolutihedus ja magnetvälja tugevus e korda, s.o. väärtuseni 1/2,72, mis on 0,37 pinna tihedusest ja pingest. Kuna välja nõrgenemine on ainult 2,72 korda sügavusel x 0 ei piisa varjestusmaterjali iseloomustamiseks, seejärel kasutage veel kahte läbitungimissügavuse väärtust x 0,1 ja x 0,01, mis iseloomustavad voolutiheduse ja väljapinge langust 10 ja 100 korda võrreldes nende väärtustega pinnal.

Avaldame väärtused x 0,1 ja x 0,01 väärtuse x 0 kaudu, avaldise (8,5) põhjal loome võrrandi

JA ,

olles otsustanud, mille me saame

x 0,1 = x 0 ln10 = 2,3x 0; (8,7)

x 0,01 = x 0 ln100 = 4,6x 0

Erinevate varjestusmaterjalide valemite (8.6) ja (8.7) põhjal on kirjanduses toodud läbitungimissügavuse väärtused. Selguse huvides esitame samad andmed tabeli 8.1 kujul.

Tabelist on näha, et kõikide kõrgete sageduste puhul, alates kesklainevahemikust, on väga tõhus 0,5...1,5 mm paksusest mistahes metallist valmistatud ekraan. Ekraani paksuse ja materjali valikul ei tasu lähtuda materjali elektrilistest omadustest, vaid juhinduda kaalutlused mehaanilise tugevuse, jäikuse, korrosioonikindluse, üksikute osade ühendamise ja nendevahelise väikese takistusega üleminekukontaktide mugavuse, jootmise, keevitamise jms mugavuse kohta.

Tabeliandmetest järeldub, et sagedustel üle 10 MHz annab vasest ja veelgi enam hõbedast kile paksusega alla 0,1 mm olulise varjestusefekti. Seetõttu on sagedustel üle 10 MHz üsna vastuvõetav kasutada fooliumist getinaksist või muust isolatsioonimaterjalist ekraane, millele on kantud vask või hõbedane kate.

Ekraanidena saab kasutada terast, kuid suurte mõõtmete tõttu peate seda lihtsalt meeles pidama takistus ja hüstereesi nähtus, terasekraan võib varjestusahelatesse tuua olulisi kadusid.

Filtreerimine

Filtreerimine on peamine vahend alalis- ja vahelduvvoolu ES toite- ja lülitusahelates tekkivate konstruktiivsete häirete vähendamiseks. Selleks otstarbeks loodud mürasummutusfiltrid võimaldavad vähendada juhtivat müra nii välistest kui ka sisemistest allikatest. Filtreerimise efektiivsuse määrab filtri sumbumine:

dB,

Filtrile esitatakse järgmised põhinõuded:

Määratud kasuteguri S tagamine vajalikus sagedusvahemikus (arvestades elektriahela sisetakistust ja koormust);

Lubatud kukkumise piirang püsiva või Vahelduvpinge filtril maksimaalse koormusvoolu korral;

Toitepinge vastuvõetavate mittelineaarsete moonutuste tagamine, mis määravad filtri lineaarsuse nõuded;

Projekteerimisnõuded - varjestuse efektiivsus, minimaalsed üldmõõtmed ja kaal, normaalsete soojustingimuste tagamine, vastupidavus mehaanilistele ja kliimamõjudele, konstruktsiooni valmistatavus jne;

Filtrielemendid tuleb valida, võttes arvesse elektriahela nimivoolusid ja -pingeid, samuti ebastabiilsusest tingitud pinge- ja vooluhoogusid. elektriline režiim ja üleminekuprotsessid.

Kondensaatorid. Neid kasutatakse iseseisvate mürasummutuselementidena ja paralleelfiltritena. Struktuuriliselt jagunevad mürasummutuskondensaatorid järgmisteks osadeks:

Kahepooluseline tüüp K50-6, K52-1B, ETO, K53-1A;

Toe tüüp KO, KO-E, KDO;

Läbiv mittekoaksiaalne tüüp K73-21;

Läbiv koaksiaaltüüp KTP-44, K10-44, K73-18, K53-17;

Kondensaatorid;

Mürasummutuskondensaatori peamine omadus on selle impedantsi sõltuvus sagedusest. Häirete vähendamiseks sagedusalas kuni ligikaudu 10 MHz saab kasutada kahepooluselisi kondensaatoreid, võttes arvesse nende juhtmete lühikest pikkust. Mürasummutuskondensaatoreid kasutatakse kuni sagedustel 30-50 MHz. Sümmeetrilisi läbipääsukondensaatoreid kasutatakse kahejuhtmelises ahelas kuni sageduseni 100 MHz. Pääskondensaatorid töötavad laias sagedusvahemikus kuni ligikaudu 1000 MHz.

Induktiivsed elemendid. Neid kasutatakse sõltumatute mürasummutuselementidena ja mürasummutusfiltrite järjestikuste lülidena. Struktuuriliselt on kõige levinumad õhuklappide tüübid:

Ferromagnetilise südamiku sisselülitamine;

Pöördevaba.

Mürasummutusdrosseli peamine omadus on selle impedantsi sõltuvus sagedusest. Kell madalad sagedused Soovitatav on kasutada PP90 ja PP250 kaubamärkide magnetodielektrilisi südamikke, mis on valmistatud m-permalloy baasil. Kuni 3A vooluga seadmete ahelates esinevate häirete summutamiseks on soovitatav kasutada DM tüüpi HF drosselid ja suurema nimivoolu korral D200 seeria drosselid.

Filtrid. B7, B14, B23 tüüpi keraamilised läbilaskefiltrid on ette nähtud häirete summutamiseks alalis-, pulseeriva- ja vahelduvvooluahelates sagedusvahemikus 10 MHz kuni 10 GHz. Selliste filtrite konstruktsioonid on näidatud joonisel 8.17

Filtrite B7, B14, B23 poolt sisseviidud sumbumine sagedusvahemikus 10..100 MHz tõuseb ligikaudu 20..30-lt 50..60 dB-le ja sagedusalas üle 100 MHz ületab 50 dB.

B23B tüüpi keraamilised läbivoolufiltrid on ehitatud keraamiliste ketaskondensaatorite ja pöördevabade ferromagnetiliste drosselite baasil (joonis 8.18).

Pööramisvabad drosselid on torukujuline ferromagnetiline südamik, mis on valmistatud klassi 50 VCh-2 ferriidist ja mis on paigaldatud läbiviimisklemmile. Induktiivpooli induktiivsus on 0,08…0,13 μH. Filtri korpus on valmistatud UV-61 keraamilisest materjalist, millel on kõrge mehaaniline tugevus. Korpus on metalliseeritud hõbedakihiga, et tagada madal kontakttakistus kondensaatori välisvoodri ja maanduse keermestatud puksi vahel, mida kasutatakse filtri kinnitamiseks. Kondensaator on joodetud piki välisperimeetrit filtri korpuseni ja piki sisemist perimeetrit läbivooluklemmini. Filtri tihendamine tagatakse korpuse otste täitmisega seguga.

B23B filtrite jaoks:

filtri nimimahtuvus - 0,01 kuni 6,8 µF,

nimipinge 50 ja 250 V,

nimivool kuni 20A,

Filtri üldmõõtmed:

L = 25 mm, D = 12 mm

B23B filtrite poolt sisse viidud sumbumine sagedusvahemikus 10 kHz kuni 10 MHz tõuseb ligikaudu 30..50 kuni 60..70 dB ja sagedusalas üle 10 MHz ületab 70 dB.

Pardal ES-i jaoks on paljutõotav spetsiaalsete mürasummutavate juhtmete kasutamine ferrofilleritega, millel on kõrge magnetiline läbilaskvus ja suured erikadud. Niisiis, PPE kaubamärgi juhtmete puhul suureneb sisestussummutus sagedusvahemikus 1...1000 MHz 6-lt 128 dB/m-ni.

Tuntud on mitme kontaktiga pistikute konstruktsioon, milles igale kontaktile on paigaldatud üks U-kujuline mürasummutusfilter.

Sisseehitatud filtri üldmõõtmed:

pikkus 9,5 mm,

läbimõõt 3,2 mm.

Filtri poolt 50-oomises vooluringis tekitatav sumbumine on 20 dB sagedusel 10 MHz ja kuni 80 dB sagedusel 100 MHz.

Digitaalsete elektroonikaseadmete toiteahelate filtreerimine.

Impulssmüra toitesiinides, mis tekib digitaalsete integraallülituste (DIC) lülitamise ajal, aga ka väljastpoolt tungiv, võib põhjustada tõrkeid digitaalsete teabetöötlusseadmete töös.

Mürataseme vähendamiseks jõusiinides kasutatakse vooluahela projekteerimise meetodeid:

"Toite" siinide induktiivsuse vähendamine, võttes arvesse edasi- ja tagurpidi juhtide vastastikust magnetilist sidestust;

Erinevate digitaalsete infosüsteemide voolude jaoks levinud „jõusiini“ siinide sektsioonide pikkuste vähendamine;

Impulssvoolude servade aeglustamine "võimsuse" siinides, kasutades mürasummutavaid kondensaatoreid;

Toiteahelate ratsionaalne topoloogia trükkplaadil.

Suuruse suurendamine ristlõige juhid põhjustavad siinide sisemise induktiivsuse vähenemist ja vähendavad ka nende aktiivset takistust. Viimane on eriti oluline maandussiini puhul, mis on signaaliahelate tagastusjuhiks. Seetõttu on mitmekihilistes trükkplaatides soovitav teha "jõusiine" külgnevates kihtides paiknevate juhtivate tasandite kujul (joonis 8.19).

Digitaalsete IC-de trükklülitustes kasutatavatel õhuliinide toiteliinidel on suuremad põikimõõtmed võrreldes trükitud juhtmete kujul valmistatud siinidega ning seetõttu on neil väiksem induktiivsus ja takistus. Lisahüved paigaldatud toitebussid on:

Signaaliahelate lihtsustatud marsruutimine;

PP jäikuse suurendamine, luues täiendavad ribid, mis toimivad piirajatena, mis kaitsevad paigaldatud elektrooniliste elementidega IC-d mehaanilised kahjustused toote paigaldamise ja seadistamise ajal (joonis 8.20).

Printimise teel toodetud ja trükkplaadile vertikaalselt monteeritud “jõu” latid on tehnoloogiliselt kõrgelt arenenud (joonis 6.12c).

On teada IC korpuse alla paigaldatud monteeritud siinide konstruktsioonid, mis paiknevad plaadil ridadena (joonis 8.22).

"Toite" siinide kaalutud konstruktsioonid pakuvad ka suurt lineaarset mahtuvust, mis viib "toite" liini lainetakistuse vähenemiseni ja sellest tulenevalt impulssmüra taseme languseni.

IC-võimsuse jaotamine PP-le ei tohiks toimuda järjestikku (joonis 8.23a), vaid paralleelselt (joonis 8.23b).

Vajalik on kasutada voolujaotust suletud ahelate kujul (joonis 8.23c). See konstruktsioon on oma elektriliste parameetrite poolest lähedane tahkete võimsustasanditega. Välise häireid kandva magnetvälja mõju eest kaitsmiseks tuleks piki PP perimeetrit ette näha väline suletud ahel.

Maandus

Maandussüsteem on elektriahel, millel on omadus säilitada minimaalne potentsiaal, mis on konkreetse toote võrdlustase. Toiteallika maandussüsteem peab tagama signaali ja toite tagastusahelad, kaitsma inimesi ja seadmeid toiteallika ahelates esinevate rikete eest ning eemaldama staatilised laengud.

Maandussüsteemidele kehtivad järgmised põhinõuded:

1) maandussiini üldise impedantsi minimeerimine;

2) magnetväljadele tundlike suletud maandusahelate puudumine.

ES nõuab vähemalt kolme eraldi maandusahelat:

Signaaliahelate jaoks koos madal tase voolud ja pinged;

Toiteahelate jaoks koos kõrge tase energiatarve (toiteallikad, ES väljundastmed jne)

Kereahelate jaoks (šassii, paneelid, ekraanid ja metalliseerimine).

ES-i elektriahelad on maandatud järgmistel viisidel: ühes punktis ja mitmes maanduse võrdluspunktile kõige lähemal asuvas punktis (joonis 8.24)

Sellest lähtuvalt võib maandussüsteeme nimetada ühepunktiliseks ja mitmepunktiliseks.

Kõrgeim tase häired tekivad ühepunktilises maandussüsteemis ühise järjestikku ühendatud maandussiiniga (joonis 8.24 a).

Mida kaugemal on maanduspunkt, seda suurem on selle potentsiaal. Seda ei tohiks kasutada suure energiatarbimisega ahelate puhul, kuna suure võimsusega FU-d tekitavad suuri tagasivoolu maandusvoolusid, mis võivad mõjutada väikese signaaliga FU-sid. Vajadusel tuleks kõige kriitilisem FU ühendada võrdlusmaapunktile võimalikult lähedale.

Kõrgsageduslike ahelate (f≥10 MHz) puhul tuleks kasutada mitmepunktilist maandussüsteemi (joonis 8.24 c), mis ühendab RES FU võrdlusmaanduspunktile kõige lähemal asuvates punktides.

Tundlike vooluahelate puhul kasutatakse ujuvat maandusahelat (joonis 8.25). See maandussüsteem nõuab vooluringi täielikku isoleerimist šassiist (suur takistus ja madal mahtuvus), vastasel juhul on see ebaefektiivne. Vooluahelaid saab toita päikesepatareidest või patareidest ning signaalid peavad ahelasse sisenema ja sealt väljuma trafode või optronivide kaudu.

Näide vaadeldavate maanduspõhimõtete rakendamisest üheksa rajaga digitaalse lindiseadme jaoks on näidatud joonisel 8.26.

Seal on järgmised maandussiinid: kolm signaali, üks toite- ja üks kere. Häiretele kõige vastuvõtlikumad analoog-FU-d (üheksa sensorvõimendit) on maandatud kahe eraldatud maandussiiniga. Kolmanda signaalisiiniga, maandusega, on ühendatud üheksa kirjutusvõimendit, mis töötavad lugemisvõimenditest kõrgematel signaalitasemetel, samuti juht-IC-d ja andmetoodetega liideseahelad. Kolm mootorit alalisvool ja nende juhtahelad, releed ja solenoidid on ühendatud toitesiini maandusega. Kõige tundlikum veovõlli mootori juhtimisahel on ühendatud maanduse võrdluspunktile kõige lähemal. Šassii maandussiini kasutatakse šassii ja korpuse ühendamiseks. Signaali-, toite- ja šassii maandussiinid on ühendatud teisese toiteallika ühes punktis. Tuleb märkida, et taastuvenergia projekteerimisel on soovitatav koostada struktuursed juhtmestiku skeemid.

Magnetvälja varjestamiseks kasutatakse kahte meetodit:

Möödasõidu meetod;

Ekraani magnetvälja meetod.

Vaatame kõiki neid meetodeid üksikasjalikumalt.

Meetod magnetvälja manööverdamiseks ekraaniga.

Ekraaniga magnetvälja manööverdamise meetodit kasutatakse pidevate ja aeglaselt muutuvate vahelduvate magnetväljade eest kaitsmiseks. Ekraanid on valmistatud ferromagnetilistest materjalidest, millel on kõrge suhteline magnetläbivus (teras, permalloy). Ekraani olemasolul kulgevad magnetinduktsiooni jooned peamiselt piki selle seinu (joonis 8.15), millel on madal magnettakistus võrreldes ekraanisisese õhuruumiga. Varjestuse kvaliteet sõltub varjestuse magnetilisest läbilaskvusest ja magnetahela takistusest, s.o. Mida paksem on ekraan ja mida vähem on magnetiliste induktsiooniliinide suunas risti asetsevaid õmblusi ja liitekohti, seda suurem on varjestuse efektiivsus.

Magnetvälja nihutamise meetod ekraani poolt.

Asetame vasest silindri ühtlase vahelduva magnetvälja teele (joonis 8.16a). Selles ergastatakse muutuvaid ED-sid, mis omakorda loovad vaheldumisi induktiivseid pöörisvoolusid (Foucault voolud). Nende voolude magnetväli (joonis 8.16b) suletakse; silindri sees suunatakse see põneva välja poole ja väljaspool seda - põneva väljaga samas suunas. Saadud väli (joonis 8.16, c) osutub nõrgenenud silindri lähedal ja tugevnenud väljaspool seda, st. väli nihutatakse silindri poolt hõivatud ruumist, mis on selle varjestusefekt, mis on seda tõhusam, seda väiksem on silindri elektritakistus, s.t. seda suuremad on seda läbivad pöörisvoolud.

Tänu pinnaefektile (“nahaefekt”) väheneb metalli sügavamale sisenedes pöörisvoolude tihedus ja vahelduva magnetvälja intensiivsus eksponentsiaalselt.

, (8.5)

Kus (8.6)

– välja ja voolu vähenemise indikaator, mida nimetatakse samaväärne läbitungimissügavus.

Siin on materjali suhteline magnetiline läbilaskvus;

– vaakumi magnetiline läbilaskvus, võrdne 1,25*10 8 g*cm -1;

– materjali eritakistus, Ohm*cm;

- sagedus Hz.

Mittemagnetilise materjali puhul valemis (8.6) =1 määrab varjestusefekti ainult ja . Mis siis, kui ekraan on valmistatud ferromagnetilisest materjalist?

Kui need on võrdsed, on efekt parem, kuna >1 (50...100) ja x 0 on väiksemad.

Avaldame väärtused x 0,1 ja x 0,01 väärtuse x 0 kaudu, avaldise (8,5) põhjal loome võrrandi

JA ,

olles otsustanud, mille me saame

x 0,1 = x 0 ln10 = 2,3x 0; (8,7)

x 0,01 = x 0 ln100 = 4,6x 0

Erinevate varjestusmaterjalide valemite (8.6) ja (8.7) põhjal on kirjanduses toodud läbitungimissügavuse väärtused. Selguse huvides esitame samad andmed tabeli 8.1 kujul.

Terast saab kasutada ekraanidena, kuid peate meeles pidama, et suure takistuse ja hüstereesi nähtuse tõttu võib terasekraan põhjustada varjestusahelatesse olulisi kadusid.

Magnetvälja varjestus.

Möödasõidu meetod. -Ekraani magnetvälja meetod.

Meetod magnetvälja manööverdamiseks ekraaniga kasutatakse kaitseks pidevate ja aeglaselt muutuvate vahelduvate magnetväljade eest. Ekraanid on valmistatud ferromagnetilistest materjalidest, millel on kõrge suhteline magnetläbivus (teras, permalloy). Kui ekraan on olemas, kulgevad magnetinduktsiooni jooned peamiselt mööda selle seinu, millel on madal magnettakistus võrreldes ekraani sees oleva õhuruumiga. Mida paksem ekraan ning vähem õmblusi ja liitekohti, seda tõhusam on varjestus. Magnetvälja nihutamise meetod ekraani poolt kasutatakse vahelduvate kõrgsageduslike magnetväljade varjestamiseks. Sel juhul kasutatakse mittemagnetilistest metallidest valmistatud ekraane. Varjestus põhineb induktsiooni fenomenil.

Kui asetate ühtlaselt vahelduva magnetmooli teele vasesilindri, milles ergastuvad vahelduvad pööris-induktsioonivoolud (Foucault voolud). Nende voolude magnetväli suletakse; silindri sees suunatakse see põneva välja poole ja väljaspool seda - põneva väljaga samas suunas. Saadud väli osutub nõrgenenud silindri lähedal ja tugevnenud väljaspool seda, st. väli nihutatakse silindri poolt hõivatud ruumist, mis on selle varjestusefekt, mis on seda tõhusam, seda väiksem on silindri elektritakistus, s.t. seda suuremad on seda läbivad pöörisvoolud.

Tänu pinnaefektile (“nahaefekt”) väheneb metalli sügavamale sisenedes pöörisvoolude tihedus ja vahelduva magnetvälja intensiivsus eksponentsiaalselt.

Kus

μ – materjali suhteline magnetiline läbilaskvus; μ˳ – vaakumi magnetiline läbilaskvus, võrdne 1,25*108 g*cm-1; ρ – materjali eritakistus, Ohm*cm; ƒ – sagedus, Hz.

Mittemagnetilise materjali puhul μ = 1. Ja varjestusefekti määravad ainult ƒ ja ρ.

Varjestus on aktiivne meetod teabe kaitsmiseks. Magnetvälja varjestust (magnetostaatiline varjestus) kasutatakse siis, kui on vaja summutada häireid madalatel sagedustel 0 kuni 3..10 kHz. Magnetostaatilise varjestuse efektiivsus suureneb mitmekihiliste varjeste kasutamisel.

Magnetvarjestuse efektiivsus sõltub varjestusmaterjali sagedusest ja elektrilistest omadustest. Mida madalam on sagedus, seda nõrgem on ekraan, seda paksemaks tuleb see teha, et saavutada sama varjestusefekt. Kõrgete sageduste puhul, alates kesklainevahemikust, on väga tõhus ekraan, mis on valmistatud mis tahes metallist paksusega 0,5 ... 1,5 mm. Ekraani paksuse ja materjali valimisel tuleks arvestada mehaanilise tugevuse, jäikuse, korrosioonikindluse, üksikute osade ühendamise ja nendevahelise väikese takistusega üleminekukontaktide lihtsuse, jootmise, keevitamise jms lihtsusega. Üle sageduste puhul 10 MHz, vask ja veelgi enam paks hõbedane kile üle 0,1 mm annab olulise varjestusefekti. Seetõttu on sagedustel üle 10 MHz üsna vastuvõetav kasutada fooliumist getinaksist või muust isolatsioonimaterjalist ekraane, millele on kantud vask või hõbedane kate. Ekraanide valmistamiseks kasutatakse: metallmaterjale, dielektrilisi materjale, juhtiva kattega klaasi, spetsiaalseid metalliseeritud kangaid, juhtivaid värve. Varjestamiseks kasutatavaid metallmaterjale (teras, vask, alumiinium, tsink, messing) valmistatakse lehtede, võrgu ja fooliumi kujul.

Kõik need materjalid vastavad korrosioonikindluse nõuetele, kui neid kasutatakse koos sobivate kaitsekatetega. Ekraanide tehnoloogiliselt kõige arenenumad konstruktsioonid on valmistatud terasest, kuna nende valmistamisel ja paigaldamisel saab laialdaselt kasutada keevitamist või jootmist. Metalllehed peavad olema kogu perimeetri ulatuses üksteisega elektriliselt ühendatud. Elektrikeevitus- või jooteõmblus peab olema pidev, et saada täielikult keevitatud ekraani struktuur. Terase paksuse valimisel lähtutakse ekraani konstruktsiooni eesmärgist ja selle kokkupanemise tingimustest ning võimalusest tagada pidev keevisõmblused valmistamise ajal. Terasekraanid summutavad elektromagnetilist kiirgust rohkem kui 100 dB võrra. Võrkekraane on lihtsam valmistada, neid on mugav kokku panna ja kasutada. Korrosiooni eest kaitsmiseks on soovitatav võrk katta korrosioonivastase lakiga. Võrgusõelte puudusteks on madal mehaaniline tugevus ja madalam sõelumise efektiivsus võrreldes lehtsõeltega. Võrgusõelte jaoks sobib igasugune õmbluskonstruktsioon, mis tagab hea elektrikontakti kõrvuti asetsevate võrkpaneelide vahel vähemalt iga 10-15 mm järel. Selleks võib kasutada jootmist või punktkeevitust. Tinatud madala süsinikusisaldusega terasvõrgust sõel, mille võrgusilma suurus on 2,5–3 mm, annab sumbuvuse umbes 55–60 dB ja samast kahekordsest (välis- ja sisesilma vahekaugusega 100 mm) umbes 55–60 dB. 90 dB. Ühest 2,5 mm elemendiga vasest võrgust valmistatud ekraani sumbumine on umbes 65-70 dB

Magnetväljade varjestamist saab teha kahel viisil:

Varjestus ferromagnetiliste materjalidega.

Varjestus pöörisvoolude abil.

Esimest meetodit kasutatakse tavaliselt konstantsete MF-ide ja madala sagedusega väljade varjestamisel. Teine meetod tagab MP-varjestuse märkimisväärse efektiivsuse kõrgsagedus. Pinnaefekti tõttu väheneb metalli sügavamale minnes pöörisvoolude tihedus ja vahelduva magnetvälja intensiivsus eksponentsiaalselt:

Välja ja voolu vähenemise mõõt, mida nimetatakse ekvivalentseks läbitungimissügavuseks.

Mida madalam on läbitungimissügavus, seda suuremasse voolu voolab pinnakihid ekraan, seda suurem on selle tekitatav vastupidine MF, tõrjudes häireallika välise välja ekraani poolt hõivatud ruumist. Kui ekraan on valmistatud mittemagnetilisest materjalist, sõltub varjestus ainult materjali juhtivusest ja varjestusvälja sagedusest. Kui ekraan on valmistatud ferromagnetilisest materjalist, siis, kui muud tingimused on võrdsed, väline väli selles indutseeritakse suur e. d.s. magnetvälja jõujoonte suurema kontsentratsiooni tõttu. Materjali sama erijuhtivuse korral suurenevad pöörisvoolud, mis toob kaasa väiksema läbitungimissügavuse ja parema varjestusefekti.

Ekraani paksuse ja materjali valikul ei tohiks lähtuda materjali elektrilistest omadustest, vaid lähtuda mehaanilisest tugevusest, kaalust, jäikusest, korrosioonikindlusest, üksikute osade ühendamise lihtsusest ja nendevaheliste üleminekukontaktide loomisest. madala takistusega, kerge jootmise, keevitamise jne.

Tabeli andmetest on selge, et sagedustel üle 10 MHz annavad vask- ja eriti umbes 0,1 mm paksused hõbekiled märkimisväärse varjestusefekti. Seetõttu on sagedustel üle 10 MHz üsna vastuvõetav kasutada fooliumist getinaksist või klaaskiust ekraane. Kõrgetel sagedustel annab teras suurema varjestusefekti kui mittemagnetilised metallid. Siiski tasub arvestada, et sellised ekraanid võivad suure takistuse ja hüstereesi nähtuse tõttu varjestatud vooluringidesse tuua olulisi kadusid. Seetõttu on sellised ekraanid rakendatavad ainult juhtudel, kui sisestuskadusid saab eirata. Sama jaoks suurem efektiivsus Varjestamisel peab ekraanil olema väiksem magnettakistus kui õhul, siis kipuvad magnetvälja jooned läbima mööda ekraani seinu ja tungima vähem ekraanivälisesse ruumi. Selline ekraan sobib ühtviisi hästi nii kaitseks magnetvälja mõju eest kui ka välisruumi kaitsmiseks ekraani sees oleva allika tekitatud magnetvälja mõju eest.

Erinevate magnetilise läbilaskvuse väärtustega terase ja permalloi marke on palju, seega tuleb iga materjali jaoks arvutada läbitungimissügavus. Arvutamine toimub ligikaudse võrrandi abil:

1) Kaitse välise magnetvälja eest

Välise magnetvälja magnetvälja magnetvälja jooned (häiremagnetvälja induktsioonijooned) läbivad peamiselt ekraani seinte paksust, millel on madal magnettakistus võrreldes ekraani sees oleva ruumi takistusega. Selle tulemusena ei mõjuta väline häirete magnetväli elektriahela töörežiimi.

2) Enda magnetvälja varjestamine

Sellist varjestust kasutatakse juhul, kui ülesandeks on kaitsta väliseid elektriahelaid poolivoolu tekitatud magnetvälja mõjude eest. Induktiivsus L, st kui on vaja praktiliselt lokaliseerida induktiivsuse L tekitatud häired, siis see probleem lahendatakse magnetekraani abil, nagu on skemaatiliselt näidatud joonisel. Siin suletakse peaaegu kõik induktiivpooli jõujooned läbi ekraani seinte paksuse, ületamata neid, kuna ekraani magnettakistus on palju väiksem kui ümbritseva ruumi takistus.

3) Kahekordne ekraan

Topeltmagnetekraanil võib ette kujutada, et osa magnetilistest jõujoontest, mis ulatuvad üle ühe ekraani seinte paksuse, suletakse läbi teise ekraani seinte paksuse. Samamoodi võib ette kujutada topeltmagnetekraani tegevust esimese (sisemise) ekraani sees asuva elektriahela elemendi poolt tekitatud magnethäirete lokaliseerimisel: suurem osa magnetvälja joontest (magnethajumise jooned) sulgub. läbi välisekraani seinte. Muidugi tuleb topeltekraanidel seinapaksused ja nendevaheline kaugus valida ratsionaalselt.

Üldine varjestuskoefitsient saavutab suurima suurusjärgu juhtudel, kui seinte paksus ja ekraanide vahe suurenevad võrdeliselt kaugusega ekraani keskpunktist ning pilu väärtus on seina paksuste geomeetriline keskmine. külgnevad ekraanid. Sel juhul on varjestuskoefitsient:

L = 20 lg (H/Ne)

Topeltekraanide valmistamine vastavalt sellele soovitusele on tehnoloogilistel põhjustel praktiliselt keeruline. Palju otstarbekam on valida ekraanide õhuvahega külgnevate kestade vaheline kaugus, mis on suurem kui esimese ekraani paksus, mis on ligikaudu võrdne esimese ekraani virna ja varjestatud vooluringi serva vahelise vahemaaga. element (näiteks induktiivpooli). Magnetkilbi seinte ühe või teise paksuse valikut ei saa teha üheselt mõistetavaks. Määratakse ratsionaalne seinapaksus. ekraani materjal, häirete sagedus ja määratud varjestuskoefitsient. Kasulik on kaaluda järgmist.

1. Häirete sageduse (häirete vahelduva magnetvälja sageduse) kasvades materjalide magnetiline läbilaskvus väheneb ja põhjustab nende materjalide varjestusomaduste vähenemist, kuna magnetilise läbitavuse vähenemisel suureneb ka magnetvoo takistus. suureneb. Reeglina on magnetilise läbitavuse vähenemine sageduse suurenemisega kõige intensiivsem nende magnetmaterjalide puhul, millel on suurim algne magnetiline läbilaskvus. Näiteks madala algse magnetilise läbilaskvusega elektrotehniline teras muudab sageduse suurenedes jx väärtust vähe ja permalloy, millel on suured magnetilise läbilaskvuse algväärtused, on väga tundlik magnetvälja sageduse suurenemise suhtes. ; selle magnetiline läbilaskvus langeb sagedusega järsult.

2. Magnetmaterjalides, mis puutuvad kokku kõrgsageduslike magnetvälja häiretega, avaldub märgatavalt pinnaefekt, st magnetvoo nihkumine ekraani seinte pinnale, mis põhjustab ekraani magnettakistuse suurenemist. Sellistes tingimustes näib peaaegu kasutu suurendada ekraani seinte paksust kaugemale kui magnetvoog antud sagedusel. See järeldus on vale, sest seina paksuse suurenemine viib ekraani magnettakistuse vähenemiseni isegi pinnaefekti olemasolul. Sellisel juhul tuleks samal ajal arvestada magnetilise läbilaskvuse muutusega. Kuna pinnaefekti nähtus magnetilistes materjalides hakkab tavaliselt ennast rohkem mõjutama kui magnetilise läbilaskvuse vähenemine madalsagedusalas, on mõlema teguri mõju ekraani seina paksuse valikule erinevatel sagedusvahemikel erinev. magnetilised häired. Reeglina on varjestusomaduste vähenemine koos häiresageduse suurenemisega rohkem väljendunud suure algse magnetilise läbilaskvusega materjalidest valmistatud ekraanidel. Eelnimetatud magnetmaterjalide omadused annavad aluse soovitustele magnetekraanide materjalide ja seinapaksuse valiku kohta. Need soovitused võib kokku võtta järgmiselt:

A) madalate varjestustegurite tagamiseks (Ke 10) saab vajadusel kasutada tavalisest elektri- (trafo)terasest ekraane, millel on madal algne magnetläbilaskvus; sellised ekraanid tagavad peaaegu konstantse varjestusteguri üsna laial sagedusribal, kuni mitukümmend kilohertsi; selliste ekraanide paksus sõltub häirete sagedusest ja mida madalam on sagedus, seda suurem on ekraani paksus; näiteks magnetilise häirevälja sagedusega 50-100 Hz peaks ekraani seinte paksus olema ligikaudu 2 mm; kui on vaja suurendada varjestustegurit või suuremat ekraani paksust, siis on soovitatav kasutada mitut väiksema paksusega varjestuskihti (kahe- või kolmekordne ekraan);

B) Soovitatav on kasutada suure algläbilaskvusega magnetmaterjalidest (näiteks permalloy) ekraane, kui on vaja tagada suur varjestuskoefitsient (Ke > 10) suhteliselt kitsas sagedusribas ning ei ole soovitav valida iga magnetilise ekraani paksus üle 0,3–0,4 mm; selliste ekraanide varjestusefekt hakkab märgatavalt vähenema sagedustel üle mitmesaja või tuhande hertsi, olenevalt nende materjalide esialgsest läbilaskvusest.

Kõik ülaltoodud magnetkilpide kohta kehtib nõrkade magnetiliste interferentsiväljade kohta. Kui ekraan asub võimsate häirete allikate lähedal ja selles tekivad kõrge magnetilise induktsiooniga magnetvood, siis, nagu teada, on vaja arvestada magnetilise dünaamilise läbilaskvuse muutusega sõltuvalt induktsioonist; Samuti on vaja arvestada ekraani paksuse kadudega. Praktikas ei kohta nii tugevaid magnetväljade häireallikaid, et peaks arvestama nende mõjuga ekraanidele, välja arvatud mõned erijuhud, mis ei hõlma amatöörraadiopraktikat ja normaalsetes tingimustes laialdaselt kasutatavate raadiotehnika seadmete kasutamine.

Test

1. Magnetvarjestuse kasutamisel peab ekraan:
1) neil on väiksem magnettakistus kui õhul
2) magnettakistus on võrdne õhuga
3) neil on suurem magnettakistus kui õhul

2. Magnetvälja varjestamisel Varjestuse maandamine:
1) Ei mõjuta varjestuse tõhusust
2) Suurendab magnetvarjestuse efektiivsust
3) Vähendab magnetvarjestuse efektiivsust

3. Madalatel sagedustel (<100кГц) эффективность магнитного экранирования зависит от:
a) Ekraani paksus, b) Materjali magnetiline läbilaskvus, c) Ekraani ja muude magnetahelate vaheline kaugus.
1) Õiged on ainult a ja b
2) Ainult b ja c on tõesed
3) Ainult a ja c on tõesed
4) Kõik valikud on õiged

4. Magnetvarjestus madalatel sagedustel:
1) Vask
2) Alumiinium
3) Permalloy.

5. Magnetvarjestus kõrgetel sagedustel:
1) raud
2) Permalloy
3) Vask

6. Kõrgetel sagedustel (>100 kHz) ei sõltu magnetvarjestuse efektiivsus:
1) Ekraani paksus

2) Materjali magnetiline läbilaskvus
3) Ekraani ja muude magnetahelate vahelised kaugused.

Kasutatud kirjandus:

2. Semenenko, V. A. Infoturbe/ V. A. Semenenko - Moskva, 2008.

3. Yarochkin, V. I. Infoturve / V. I. Yarochkin - Moskva, 2000.

4. Demirchan, K. S. Teoreetiline alus elektrotehnika III köide / K. S. Demirchan S.-P, 2003.