发布时间 : 星期六 文章低频电磁波的屏蔽 - 图文更新完毕开始阅读
4、铁基合金和纳米晶合金屏蔽
铁基合金和纳米晶合金导磁率均为25，000--40，000，由于纳米晶合金冷材导磁率低、热材易碎，故在业界一般采用与之同基的延展性、可施工性均相对较好些的铁基合金；但同样由于现今加工技术所限，铁基合金成品也均为带状，最宽不超过50公分，如何紧密焊接达无缝或是如何叠加粘合，均有较大施工难度，且与玻莫合金一样，施工成品导磁率损耗过大（一般只能够达到理论指标30—50%），故除非超标极为严重或施工场地过小一般不建议采用。
5、有源消磁器消磁
有源消磁器由探测器、反相消磁线圈和控制器等几部分组成。探测器检测到磁场的三维场强，控制器根据得到的信息产生波形和幅度相同、相位相反的电流，反相消磁线圈产生波形和幅度相同、相位相反的磁场将原来的磁场抵消。有源消磁器安装简便灵活，但因其工作原理所限，在控制上有一定的滞后，调试工作有一定的难度，均匀性和稳定性等方面还有一些问题。
四、低频电磁屏蔽设计
屏蔽体的材料选择：
根据以上的讨论，如无特殊情况，一般选择低碳钢板。
因为整体材料的涡流损耗比几层叠加（厚度相同）的涡流损耗要大，所以如无特殊情况不选用薄的多层材料而选用厚的单层材料。
如果兼顾直流磁场屏蔽，可在低碳钢板内侧加冷轧硅钢板或其它高导磁
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材料（高导磁材料易饱和，放在内层）；如果兼顾中频磁场屏蔽，可在低碳钢板外侧加冷轧硅钢板或其它高导磁材料（高导磁材料高频特性好，放在外层）。
屏蔽体厚度计算： 1、计算公式推导
因为低频电磁波的能量主要由磁场能量构成，所以我们可以使用高导磁材料来提供磁旁路通道以降低屏蔽体内部的磁通密度，并借用并联分流电路的分析方法来推导磁路并联旁路的计算公式。
同时有以下一些定义： Ho：外磁场强度
Hi：屏蔽内空间的磁场强度 Hs：屏蔽体内磁场强度
A：磁力线穿过屏蔽体的面积 A=L×W Φo：空气导磁率
Φs：屏蔽材料导磁率 Ro: 屏蔽内空间的磁阻 Rs: 屏蔽材料的磁阻 L：屏蔽体长度 W：屏蔽体宽度
h：屏蔽体高度（亦即磁通道长度） b：屏蔽体厚度
由示意图一可以得到以下二式
Ro=h/( A×Φo)=h/(L×W×Φo) (1) Rs=h/(2b×W+2b×L)Φs (2) 由等效电路图二可以得到下式
Rs= Hi×Ro/（Ho- Hi） (3) 将(1)、(2)代入(3)，整理后得到屏蔽体厚度b的计算式(4) b=L×W×Φo(Ho-Hi)/ (W+L) 2Φs Hi (4)
注意：在(4) 式中磁通道长度h已在整理时约去，在实际计算中Φo、Φs 、Ho、Hi等物理单位也将约去，我们只需注意长度单位一致即可。
由(4) 式可以看出，屏蔽效果与屏蔽材料的导磁率、厚度以及屏蔽体的大小有关。屏蔽材料导磁率越高、屏蔽层越厚屏效越好；在导磁率、厚度等
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相同的情况下，屏蔽体积越大屏效越差。 2、计算式校验
我们用（4）式计算并取Φo=1, L=5m，W=4m，Φs=4000，计算结果与实测数据对照比较（参见表1），发现差别很大：
表1
注：1．外磁场强度为5～20mGaussp-p。
2．为便于比较将计算数值及实测数值都归算为百分数。
3．实测值系由不同条件下的多次测试折算而得。由于各次的测试条件不完全相同，所以只能取其大约平均数。
事实上，由于各种因素的影响，试图建立一个简单的数学模型直接去分析和计算低频电磁屏蔽的效果是相当困难的。 计算与实测相比偏差较大有两方面的原因。
并联分流电路的函数关系是线性的，而在磁路中，导磁率、磁通密度、涡流损耗等都不是线性关联，许多参数互为非线性函数（只是在某些区间线性度较好而已）。我们在推导磁路并联旁路的机理时，为避免繁杂的计算，忽略或近似了一些参数，简化了一些条件，把磁路线性化后计算。这些因素是造成计算精度差的主要原因。
另一方面，商品低碳钢板的规格一般为1.22m×2.44m，按一个长×宽×高为5×4×3m3的房间来算，焊接缝至少五六十条，即便是全部满焊，焊缝厚度也一定小于钢板的厚度。另外屏蔽体上难免有开口和间隙，这些因素造成的共同结果就是：屏蔽体磁阻增大，整体导磁率下降。
（选用冷轧硅钢板时要更加注意，冷轧硅钢板的实测偏差往往更大。） 用并联分流电路的分析方法推导出的磁路屏蔽计算式必须加以修正才能接近实际情况。
3、修正后的计算公式
在(4)式基础上，我们引入修正系数μ，且考虑到空气导磁率近似为1，得到(5)式
b=μ?L×W(Ho-Hi)/ (W+L) 2Φs Hi ? (5) μ在3.2～4.0之间选取。屏蔽体体积小、工艺水平高可取小值，反之取较大值为好。 我们用（5）式取μ=3.4计算出的结果与实测数据对照比较（参见表2），吻合度基本可以满意。
表2
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注：其它情况与表1相同。
必须指出的是，多次的复测数据表明，(5)式计算结果与多次的现场实测结果吻合度较高，但也曾经发现个别相差较大的情况，究其原因是属于现场施工的问题。以下是在现场施工中可能发生的几种情况： 1、个别部位用了薄钢板； 2、硅钢板的搭接宽度不够；
3、多层冷轧硅钢板没有交叉重叠； 4、钢板没有连续焊接且拼接缝过大；
5、屏蔽体在设备基础部位有较大开口且处理不当； 6、随意缩短波导管的长度或加工时有偷工减料现象； 7、波导管壁厚过小；
8、屏蔽体多点接地致使屏蔽材料中有不均匀电流； 9、屏蔽体与电源中性线相连。
一两处小小疏忽就会造成屏蔽效果严重劣化。这有点类似于“水桶理论” ：水桶的容量取决于最短的那块木板。对于这类隐蔽工程，在选择一个可靠的施工单位、严格遵照设计工艺要求、加强现场施工监理、实施分阶段验收等方面，都是一定要引起高度注意的。 屏蔽体的开口设计：
设计一个屏蔽体，一定会碰到开口问题。常见开口设计的理论方法大多难以在低频磁屏蔽设计中直接应用。下面以一个房间的屏蔽设计为例来讨论。 1、小型开口
房间内安装的被屏蔽设备，一般都需要供应动力、能源和冷却水等等。这些辅助设施大多位于屏蔽室之外，通过进出水管、进排气管和电缆连接进来。我们可以将这些管道和电缆适当集中，统一经由一个或数个小孔穿过屏蔽体。小孔可用与屏蔽体相同的材料作成所谓 “波导口”，长径比为一般认为至少要达到3～4﹕1（现场条件允许的话长些更好）。例如小孔直径为80mm，则长度至少为240～320mm。
2、中型开口
空调的通风口、换气扇的进排气口等直径（或者正方形、长方形的边长）一般在400～600mm左右，这样算来波导口的长度将达到1200～2400mm，这在实际施工中几乎是无法承受的。这时可以用栅格将原来的开口分隔为几个同样大小的小口。例如将一个400×400mm的进风口分隔为九个等大的栅格，则
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