论电磁辐射的屏蔽技术

论电磁辐射的屏蔽技术（共7篇）

论电磁辐射的屏蔽技术 篇1

开关电源辐射的屏蔽技术

发布时间：2014-10-27 09:57:43 浏览：88次

抑制开关电源产生干扰辐射的另一种方法是屏蔽，目的是切断电磁波的传播途径，用电磁屏蔽的方法解决电磁 干扰的问题不会影响电路的正常工作。用导电率良好的材料对电场进行屏蔽，用磁导率高的材料对磁场进行屏 蔽。为了防止脉冲变压器的磁场泄漏，可以利用闭合环形成磁屏蔽。另外，还要对整个的开关电源进行电场屏 蔽。屏蔽应考虑散热和通风问题，屏蔽外壳上的通风孔最好为圆形多孔，在满足通风要求的条件下，孔的数量 可以多，每个孔的尺寸要尽可能小。接缝处要焊接，以保证电磁通路的连续性，如果采用螺钉固定，注意螺钉 之间的距离要短。屏蔽外壳的引人、引出线处要采取滤波措施，否则，这些会成为干扰发射天线，严重降低屏 蔽效果。若对电场屏蔽，屏蔽外壳一定要接地，否则将起不到屏蔽效果；若对磁屏蔽，屏蔽外壳则不需要接地。对非嵌人的外置式开关电源的外壳一定要进行电场屏蔽，否则，很难通过辐射干扰测试。对于开关电源来说，主要是做好机壳屏蔽、高频变压器屏蔽，开关管和整流二极管的屏蔽，采用光电隔离技术。功率开关管和输 出二极管通常有较大的功率损耗，为了散热通常需要安装散热器或直接安装在电源底板上。器件安装时需要用 导热性良好的绝缘片进行绝缘，这就使器件与底板和散热器之间产生了分布电容，开关电源的底板是交流电源 的地线，因而通过器件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到交流输人端产生共模干扰，解决这个问题的办 法是采用两层绝缘片之间加一层屏蔽片，并把屏蔽片接到直流地上，割断射频干扰向输人电网传播的途径。为 了抑制开关电源产生的辐射电磁干扰对其他电子设备的影响，可以完全按照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩，然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接成一体，就能对电磁场进行有效的屏蔽。电源某些部分与大地相连可 以起到抑制干扰的作用。例如，静电屏蔽层接地可以抑制变化电场的干扰；电磁屏蔽用的导体原则上可以不接 地，但不接地的屏蔽导体时常增强静电耦合而产生所谓“负静电屏蔽”效应，所以仍以接地为好，这样使电磁 屏蔽能同时发挥静电屏蔽的作用。电路的公共参考点与大地相连，可为信号回路提供稳定的参考电位。因此，系统中的安全保护地线、屏蔽接地线和公共参考地线各自形成接地母线后，最终都与大地相连。

论电磁辐射的屏蔽技术 篇2

关键词：电磁屏蔽技术,雷电防护,结构设计,电子方舱

电磁屏蔽是随着科学技术而发展起来的一门新的学科领域, 伴随着电子技术的出现而发展起来的。随着科学技术的发展, 人们加大了对电磁屏蔽技术的关注力度, 电子屏蔽技术在各个领域中被广泛应用。本文对电磁屏蔽技术进行了简要概述, 并对其在雷电防护、结构设计和电子方舱中的应用情况进行概述。

一、电磁屏蔽技术概述

电磁屏蔽技术主要是指在共同的电磁环境中进行生存, 通过运用电磁干扰抑制技术, 防止在实际工作中受到其他因素干扰, 导致技术出现应用不合理现象。电磁干扰技术在实际的应用过程中主要是围绕切断电磁干扰耦合途径、抑制电磁干扰源和降低敏感装置的敏感性三方面的内容组成。主要的使用方法包括滤波、屏蔽和接地方法, 在系统设计和电路使用中能够展现出独特性作用, 彼此相互关联。屏蔽技术在实际的使用过程中, 主要是运用完整的金属屏蔽体将带电导体包围起来, 提高屏蔽体的感应能力, 确保外侧能够出现与带电导体相同的电荷, 如果外侧的电荷流入到大地后, 外侧将不会出现电厂, 金属屏蔽体的导电性能越好, 则代表静电的屏蔽效果越好, 屏蔽技术需要通过接地来起到屏蔽作用。

二、电磁屏蔽技术的应用

(一) 电磁屏蔽技术在雷电防护中的应用

电磁屏蔽技术在雷电防护中的应用, 能够有效的减少对电缆的感应辐射、不会对电缆之间的串扰和共模阻抗耦合等问题造成较大影响。信号电缆屏蔽在实际的使用过程中, 能够确保接地的可靠性, 电缆的性能与电缆外导体的敷设形式有直接关系, 不同的敷设形式也会对电缆的敷设效果造成较大的影响。对电缆屏蔽有着较高的要求, 需要结合实际的使用需要, 合理设置专用屏蔽室, 确保设备外壳能够与屏蔽体良好接地。需要加大对计算机技术的应用力度, 将计算机作为一种重要的数据处理系统, 防止外界环境对计算机的正常运行造成的危害。屏蔽接地对提高计算机的抗干扰能力具有重要作用, 需要确保系统与机房良好的接地, 对防雷接地、安全接地、高频接地等进行合理设置, 并且要有针对性的完成交直流接地、防雷接地等, 减少静电干扰。

(二) 电磁屏蔽技术在结构设计中的应用

首先, 需要合理选择磁场屏蔽材料, 有效的抑制磁场耦合, 促进磁隔离技术的有效应用。需要选择具有高导磁的材料, 主要包括低频磁屏蔽和高频磁屏蔽, 磁材料在实际的使用过程中, 需要将磁材料制作成屏蔽罩的形式, 与磁力线方向垂直, 运用屏蔽壳表面产生的涡流来达到屏蔽的目的。

其次, 做好接缝处工艺处理及设计, 由于电磁波是以直线的方式发送的, 当遇到障碍后, 会发生折射和反射现象, 为了解决这一问题, 当电磁波反射到第一个接触面后, 会产生很小的泄漏, 需要在装配面处加入导电衬垫, 增强屏蔽效果。

最后, 合理设置面板。面板上的螺钉密度直接影响面板的使用效果, 需要将螺钉的间距保持在40-50mm之间, 为了提高屏蔽效果, 需要确保插件安装处具有较强的导电功能, 加大与屏蔽体之间的电接触。

(三) 电磁屏蔽技术在电子方舱中的应用

在方舱中进行电磁屏蔽设计时, 需要确保方舱的舱体是由聚氨酯泡沫屏蔽结构构成的, 在实际的设计过程中, 需要确保内、外蒙皮具有较强的绝缘性, 防止电位差和环形电流差的形成。首先, 需要合理选择屏蔽材料, 需要确保屏蔽材料具有较高的磁导率和电导率。在实际的运用过程中, 如果频率<10k Hz时, 说明低碳钢的趋肤深度较小。当频率>1MHz时, 导磁材料与导电材料的趋肤深度基本相同。其次, 做好方舱的孔隙和开孔处理工作。由于方舱自身不是封闭的屏蔽体, 方舱中的孔口、开口、门和窗等都会导致方舱的整体导线连续性较差, 需要将电磁泄漏作为设计的关键。做好缝隙长度和深度的控制工作, 防止对屏蔽效能造成的影响, 通过增加缝隙的深度, 减少缝隙长度等方式, 来提高电磁屏蔽技术在电子方舱中的屏蔽效果。对于门和孔口开口处存在的缝隙, 需要运用复合材料, 根据接触面的特性、屏蔽效能和电磁波频段要求, 确保复合材料在实际的使用过程中, 受力具有均匀一致性特点, 提升屏蔽效果。

三、结论

电磁屏蔽技术作为一门实践性较强的工程技术, 在实际的应用过程中, 会涉及到材料、电磁场理论和化工化学等方面的知识, 需要了解电磁屏蔽技术在每个领域中的应用情况, 结合行业特点, 合理选择电磁屏蔽方案, 确保电磁屏蔽方案应用的合理性和全面性, 对加工设计过程和加工质量进行控制和把关, 将产品的技术标准作为质量控制基础, 与行业的发展相适应, 提升屏蔽效果。

参考文献

[1]刘昕卓, 骆枫, 杨显清, 王园.印制电路板中电磁屏蔽技术的应用[J].中国测试, 2012, 01:41-43+47.

[2]王建国.浅谈电磁辐射污染的管理防护措施应用技术[J].资源节约与环保, 2014, 07:109.

电磁波屏蔽实验的探究 篇3

1电磁波屏蔽的探究实验

实验一打开袖珍收音机，调节长波段收听广播电台。在听到清晰的广播电台的播音后，把收音机放入金属网罩里(如两只不锈钢淘米箩口对口合起来)，这时就听不到广播电台的播音了，只听到收音机发出“叽叽嚓嚓”的杂音，这说明金属网对长波段的电磁波有屏蔽效果，但不能完全屏蔽长波段的电磁波。

当把收音机调至短波段收听广播电台，在听到清晰的广播电台的播音后，再把收音机放人金属网罩里，却能听到广播电台的播音，但也有杂音。这说明金属网罩对短波段电磁波几乎没有屏蔽效果。

如果把手机放入金属网罩里，用另一只手机拨打金属网罩里的手机，你会听到金属网罩里的手机发出正常的来电提示铃声。这说明金属网罩对超短波或微波段电磁波也不能产生屏蔽作用。

实验二微波炉在人们的心目中对电磁波应该有很好的屏蔽效果，但事实并非如此。把收音机调至长波段接收广播电台的清晰播音后，把它放入微波炉里，并关紧炉门(非运行状态)，这时就听不到广播电台的播音，而是一片杂音。这说明微波炉对长波段电磁波有屏蔽效果，但不能完全屏蔽。

如果把收音机调节至短波段，使其处在正常接收状态，再把它放入未运行的微波炉里，并关紧炉门，收音机仍能接收到广播电台的播音，但音量变低且有杂音。这说明微波炉不能屏蔽短波段电磁波。

当把手机放入未运行的微波炉里，并关紧炉门，用另一只手机拨打微波炉里的手机，微波炉里的手机会发出来电提示铃声。这说明微波炉对手机的信号也不能屏蔽。

由此可推理得知：微波炉在运行时产生的微波是会向外辐射的。这可以用简单的实验来验证：打开收音机并使它处在清晰的接收状态，然后把收音机靠近正在运行的微波炉旁，随即听到收音机里发出“咔嚓咔嚓”的杂音，并且靠得越近，这种杂音越大，停止微波炉的运行后，收音机又恢复到清晰的播音状态。这充分说明微波炉产生的微波是会向外泄漏的。由于微波炉运行时产生的微波强度是手机信号的几百万倍!因此，最好不要使用微波炉，如果使用微波炉，应离它远一点。

实验三取一只新铝饭盒替代金属网罩，分别把收音机、手机放入铝饭盒里，并盖紧饭盒盖子，重复实验一的实验步骤。得到的实验结果与实验一的结果有差别：把收音机调至长波段或短波段处在清晰的接收状态后，再放入铝饭盒里，不再是清晰的播音了，增加了“咔嚓咔嚓”的杂音。当把铝饭盒的盖子盖紧后，贴近铝饭盒听不到广播电台的播音，而是杂音。这说明铝饭盒盖紧盖子后对长波段和短波段电磁波都有屏蔽效果。但是，把手机放入铝饭盒里并盖紧盖子，再用另一只手机拨打它，饭盒里的手机照样发出来电提示铃声。这说明盖紧的铝饭盒对微波段电磁波没有屏蔽效果。

实验四现在用铝高压锅做实验。分别将收音机、手机放在高压锅里，盖紧锅盖，并在安全阀上方罩上一不锈钢茶杯，重复实验三的实验步骤进行实验，虽然铝高压锅的壁厚是铝饭盒的好几倍，但得到的实验结果也与实验三的结果非常相似。把收音机调至长波段或短波段处在清晰的接收状态后，再放入高压锅里并盖紧锅盖，贴近高压锅听不到广播电台的播音，而是杂音。把收音机换成手机，能听到锅里的手机发出正常的来电提示铃声。这说明高压锅盖紧盖子后对长波段和短波段电磁波有屏蔽效果，对手机信号没有屏蔽效果。

实验五再用电冰箱来做实验。分别将收音机、手机放在未运行的电冰箱里，并且关好电冰箱的门，重复实验一的实验步骤进行实验。实验结果是：放在电冰箱里的收音机能够接收到广播电台的长波、中波、短波段电磁波信号，手机也能接收到来电信号，只是音量变低而已。

实验六我们现在在竖直的电梯里做电磁波屏蔽实验。人进入电梯并关闭电梯门后，打开收音机接收广播电台。不管是调至哪个波段，都能接收到，只是杂音较多；用手机拨打电梯外的手机或固定电话，都能与外界通话。这说明关闭着电梯门的竖直电梯对长波、中波、短波和微波段电磁波都不能屏蔽。

实验七把收音机、手机拿到高大建筑物的地下层做实验。在地下一层，打开收音机可以接收到广播电台的播音，但有一些杂音，手机也可以与外界通话。在地下二层，打开收音机仍可以接收长波段的广播电台的播音，但杂音很大，而调至到短波段时，收音机就无法接收电台信号了。只是一片杂音。用手机与外界通话时，在地下二层的入口处还可以，再往里走信号就中断了。在地下三层时，收音机、手机都无法接收外界信号。

实验八取一只密封性好的铁皮盒(如盒盖较深的新茶叶盒)，重复实验一的实验步骤进行实验，奇迹出现了：不管收音机调至哪个波段接收，只要放入铁皮盒里并盖紧盒盖，都接收不到广播电台的播音。如果把手机放入铁皮盒里并盖紧盒盖，用另一只手机拨打盒中的手机，盒中的手机没有反应，从拨打手机的话筒里传出“暂时无法接通”。实验表明：密封性好的铁皮盒对长波、中波、短波和微波等电磁波都有很好的屏蔽效果。

令人称奇的是：把手机放入铁皮盒里，先敞着盒口或虚盖着盖子，用另一只手机拨打铁皮盒里的手机，等被拨打手机发出来电提示铃声后，立即盖紧铁皮盒盖子，这时铁皮盒里的手机仍然发出来电提示铃声，并且铃声持续约28秒(正常来电提示铃声持续约45秒)!密封性好的铁皮盒对电磁波有很好的屏蔽效果，为何这时就“失灵”了呢?

更令人称奇的是：当把一手机放入铁皮盒里，用另一手机拨打盒里的手机，等被拨打手机发出来电提示铃声后，立刻盖紧铁皮盒盖子，再关掉拨打手机的拨打信号，但是铁皮盒里的手机仍然能发出来电提示铃声，并且来电提示铃声持续的时间也是在28秒左右。切断来电信号源后，盖紧的铁皮盒里的手机为何还能持续二十多秒的来电提示铃声呢?

如果铁皮盒的盖口较浅(即盒口与盖子之间重叠的部分不多)、盖子又较松，就没有这样的屏蔽效果。

那么，如何解释上述这些实验现象呢?首先我们应该了解电磁波的基本特性和屏蔽机理。

2电磁波的基本特性

电磁波(又称电磁辐射)是交变的电场与磁场在空间中以波的形式移动，是能量和动量的有效传递。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，如居民家庭用电频率为50Hz，属低频，上去就是无线电长波、中波、短波、超短波、微波、红外线、可见光、紫外光、X一射线和伽马射线等等。人眼可接收到的电磁辐射，波长大约在380至780纳米之间，称为可见光。只要是本身温度大于绝对零度的物体，都可以发射电磁辐射。电磁波频率低时，主要借助有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；电磁波频率高时即可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是

电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去(其速度约等于光速c)，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。

电磁波通过不同介质时，会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波，还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少，电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。

3电磁波的屏蔽机理

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。电磁波屏蔽的机理是：

(1)当电磁波到达屏蔽体表面时，由于空气与金属的交界面上阻抗的不连续，对入射的电磁波产生能量反射。这种反射不要求屏蔽材料必须有一定的厚度，只要求交界面上的不连续。

(2)未被表面反射掉的电磁波能量进入屏蔽体体内向前传播的过程中，与屏蔽材料产生涡流，衰减电磁波的能量，也就是所谓的吸收；

(3)因电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可抵消部分电磁波，即抵消能量。

(4)在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量，传到材料的另一表面时，遇到金属一空气阻抗不连续的交界面，会形成再次反射，并重新返回屏蔽体内。这种反射在两个金属的交界面上可能有多次的反射。

屏蔽体对电磁波产生反射，吸收，和抵消等作用。从而起到减少电磁波辐射的作用。

影响屏蔽体屏蔽效能的两个因素：一个是整个屏蔽体表面必须是导电连续的，另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体。屏蔽体上有很多导电不连续点，最主要的一类是屏蔽体不同部分结合处形成的不导电缝隙。这些不导电的缝隙就产生了电磁泄漏，如同流体会从容器上的缝隙上泄漏一样。解决这种泄漏的一个方法是在缝隙处填充导电弹性材料，消除不导电点。这就像在流体容器的缝隙处填充橡胶的道理一样。这种弹性导电填充材料就是电磁密封衬垫。在许多文献中将电磁屏蔽体比喻成液体密封容器，似乎只有当用导电弹性材料将缝隙密封到滴水不漏的程度才能够防止电磁波泄漏。实际上这是不确切的。因为缝隙或孔洞是否会泄漏电磁波，取决于缝隙或孔洞相对于电磁波波长的尺寸。当波长远大于开口尺寸时，并不会产生明显的泄漏。

但是，不是随便什么金属都能起到屏蔽作用的：

当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料中产生的涡轮，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果；当干扰电磁场的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去；在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，要采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

4电磁波屏蔽实验现象分析

在实验一中，之所以金属网里的收音机不能接收长波段广播电台的信号，是因为长波段的波长远大于金属网的网眼，此波段的电磁波不会产生明显的泄漏，只有少部分的电磁波进入金属网内。所以，只能听到收音机发出“叽叽嚓嚓”的杂音。而短波、微波的波长比长波的波长小得很多，与金属网的网眼尺寸相差不是很大，电磁波能够进入金属网里。因此，收音机在金属网里能够接收到短波段的广播电台信号，手机就更容易接收到来电信号了。

在实验二中，因为微波炉的透气孔、微波炉炉门的网眼尺寸与实验一中不锈钢淘米箩的网孔接近。所以它们对电磁波的屏蔽效果也就有类同的结果。而微波炉的密封性比不锈钢淘米箩好得多，无线电波的辐射量相对减少。因此，收音机虽然能接收到广播电台的短波信号，但音量变低且有杂音是很自然的了。通过推理和进一步的实验验证，使我们清晰的了解到：市售的微波炉在运行时是会向外泄漏电磁波的，最好不要使用微波炉。

在实验三中，由于铝饭盒是新的，当把铝饭盒的盖子盖紧后，它的密封很好，即使饭盒口与盖子之间有缝隙，但广播电台的长波、短波等电磁波的波长远大于这缝隙的尺寸，该电磁波不会产生明显的泄漏，所以放在新铝饭盒里的收音机就不能接收到广播电台的信号了。而传送手机信号的电磁波是900 MHz、1800 MHz、1900 MHz的载波频率，属于微波波段，其波长与盒盖的缝隙尺寸不是相差甚远，会产生这类电磁波的泄漏，因此放在新铝饭盒里的手机能接收到盒外的来电信号。

在实验四中，虽然铝高压锅看上去密封得很好，但锅口与锅盖之间的垫圈是非金属的，这个狭缝是微波段电磁波的一个泄漏通道，而广播电台的长波、短波段电磁波波长相对于这个狭缝就相差甚大了，就不易辐射。所以放在铝高压锅里的收音机就不能接收到广播电台的信号，手机能接收到锅外的来电信号。

在实验五中，由于电冰箱的箱门、箱壁的许多部分都是非金属的，并且其尺寸很大，对于无线电的长波、中波、短波、微波段信号相当于是敞开的大门。所以放在电冰箱里的收音机、手机都能接收到外面的信号。

在实验六中，竖直的电梯虽然关闭着门，但是门缝还是比较宽的，上下及边框也有缝隙，这些都是长波、中波、短波、微波段电磁波辐射的通道。所以在竖直的电梯里的收音机、手机都能接收到外面的信号。

在实验七中，虽然地下入口很大，但是地下层是在地平线下面，大地本身就是导体，加之地下层的建筑钢筋，对电磁波的层层吸收和抵消，越向下、越向里去，电磁波辐射的部分越少，因此在地下三层，电磁波已被屏蔽，收音机、手机就接收不到信号了。

在实验八中，铁皮盒的密封性好(盒盖较深的新茶叶盒)，即使有极小的狭缝，由于盒盖较深，盒口与盖子之间重叠的部分多，极小的狭缝不能连续的延伸到里面，并且电磁波的绝大部分波长远大于这些狭缝的尺寸，因此电磁波不会产生明显的泄漏。所以封闭在该铁皮盒里的收音机、手机都辐射不到电磁波，也就不能收听到电台的播音和发出来电提示铃声了。

机房防辐射(电磁屏蔽)工程方案 篇4

机房防辐射(电磁屏蔽)工程方案

计算机机房的电磁屏蔽工程是将机房内的辐射限制于一个特定区域的范围内，或者是防止辐射能进入机房一个特定的区域内。为了达到这个目的，在这个特定区域所进行的工程叫作机房电磁屏蔽工程。计算机电磁屏蔽机房建设，是一门集建筑、电子、安装、网络等多方面技术的学问，计算机机房设计与施工的优劣直接关系到机房内计算机系统是否能稳定可靠地运行，是否能保证各类数据信息安全保密。由于计算机机房的环境必须满足计算机等各种微机电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪音干扰、安全保安、防漏、电源质量、振动、防雷和接地等的要求。所以，一个合格的现代化计算机机房，应该是一个安全可靠、舒适实用、节能高效和具有可扩充性的机房。

计算机机房电磁屏蔽工程的一般规定和要求

计算机机房电磁屏蔽工程是一项复杂、慎重的建设项目，随着计算机机安全等级要求不同，对机房电磁屏蔽的效果要求也不一样。

一般机房对电磁干扰应达到国家标准 GB2887-89《计算机站场地技术条件》提出的要求；． 4 ． 5 电磁干扰． 4 ． 5 ． 1 无线电干扰环境场强

机房内无线电干扰场强，在频率范围为 0.15~1000兆赫兹时不大于120dB。． 4 ． 5 ． 2 磁场干扰环境场强

机房内磁场干扰场强不大于 800A/m（相当于 100e）。

特殊计算机机房对电磁屏蔽效果有更高的要求。即要建设专用计算机屏蔽机房。

屏蔽计算机机房在建设时技术要求高，建设投资大，稍有不慎，便不会达到预期设计的效果，一般屏蔽机房从基础建设起都要认真的施工。为了达到屏蔽的效果，在整个机房

建设中，要求如下：

一、在机房的结构体建设时要采取屏蔽措施

1．在机房基础地面施工中要增设屏蔽措施。

2．在机房墙面施工中要增设屏蔽措施。

3．在机房顶面处理中要增设屏蔽措施。

4．对机房的进出洞或孔要预留并做衔接处理。

5．对机房墙、顶、地间接缝处做衔接处理。

二、机房电磁屏蔽工程在施工中的一般要求

1．机房电磁屏蔽壳体地焊接施工中应采取有效的排烟通风措施。

2．机房电磁屏蔽壳体在焊接时应遵守《钢结构工程施工及验收规范》

（GBJ205-83）中第三章-四章中有关规定。

3．在机房内装修或其它项目施工时，严格禁止损坏屏蔽壳体，要采取必要的保护

措施，不得使屏蔽壳

体各个方面受损伤。

4．在机房施工中,如确实需要并按设计要求在屏蔽壳体上安装紧固件时,应将其与壳

体的接触处焊封。

5．各种屏蔽壳体与原建筑墙体、楼板、地面应安装牢固，绝缘可靠。

6．在施工过程中，严格按照工序检验，合格后，下道工序方能施工。

三、机房电磁屏蔽工程的保护

1．在施工中不得在屏蔽壳体内喷洒水或其它有腐蚀性的液体。

2．对施工结束的机房屏蔽体及其它安装附件要及时做防腐处理。防腐要求应符合《建筑防腐工程施工

及验收规范》（TJ212-76）中的有关规定的要求。

3． 对于焊接缝应按规定检查焊接效果，合格后对焊缝应及时作防腐处理。

4． 对电磁屏蔽体有关的各种管道、电缆等应按有关规定进行保护处理。

四、机房电磁屏蔽工程的测试。

1．机房屏蔽壳体与原建筑的地面、墙体、楼板的绝缘性能测试应符合要求。

2．机房屏蔽效能的测试。

3．电磁屏蔽效能的测试应按设计要求确定.测试的方法应按《高效能屏蔽室屏蔽效

能测试方法》执行.计算机机房屏蔽工程的类别

计算机机房屏蔽工程有两种：计算机机房固态屏蔽工程和计算机机房非固态屏蔽工

程。

计算机机房固态电磁屏蔽工程一般有三种形式：即焊接式电磁屏蔽壳体、装配式电磁屏蔽壳体和薄膜屏蔽，还有多层屏蔽体。焊接式电磁屏蔽壳体是按设计将预加工的单元金属板块在机房内焊接成整体，形成电磁屏蔽壳体。装配式电磁屏蔽壳体是预先将屏蔽壳体制成组件，在机房内进行组装成整体，形成电磁屏蔽壳体。薄膜屏蔽是一种金属膜附着在一支撑金属膜结构上，而不是靠金属膜本身之支撑力，以金属薄腊抵挡电磁场的干扰。多层屏蔽是将屏蔽面作成多层，表面与金属之间留很小的空间，而不是紧密的接触在一起，在很小的空间中充满空气或其它电介质，多层屏蔽能起到很好的屏蔽效果。

计算机机房的非固态屏蔽是在机房屏蔽体上，由于某些理由必需进行的一种屏蔽。如：

机房屏蔽体需要开门、窗。

机房屏蔽体需要开通风口。

机房屏蔽体需要开孔让电线、电缆、水管、仪表、设备进入。

由于机房的某些需要造成机房屏蔽外壳出现不连续处。如两个金属紧触接触表面之间接合处（两片金属被铆钉或螺丝钉锁紧在一起和两金属表面以金属垫材料的连接处或开

口）。

非固态屏蔽工程在屏蔽工程建设时必然进行的工程，施工的难度比较大。非固态屏蔽在施工中常用的屏蔽材料有屏蔽网、纺织材料、蜂巢材料。非固态屏蔽的种类有： 1、屏蔽门。2、波导风口和观察窗。3、滤波器。4、电缆和连接头的屏蔽。

计算机机房电磁屏蔽方法的选择

计算机机房的电磁屏蔽应根据机房内设备工作的性能和安全的要求来选择。一般有以

下三种方法：屏蔽机房、屏蔽工作间、设备专项屏蔽。

屏蔽机房是为了保障国家和部门的政治、经济、军事上的安全，需要用屏蔽的手段来防止计算机泄密。屏蔽工作间是为了保密和防止减少电磁场的干扰，在局部范围内采取的屏蔽手段。设备专项屏蔽是为了保证电子仪器设备调试维修正确，需要在一个无电磁信号

干扰的场合来进行，这种屏蔽专门为设备调试准备的屏蔽场所。

论电磁辐射的屏蔽技术 篇5

随着居家办公环境中电子产品的日益增多,由此而产生的电磁干扰(EMC)问题也不断困扰着人们,继噪音、空气、水污染之后,电磁污染成为威胁人类健康的第四大公害。实施有效的电磁屏蔽阻隔电磁辐射对环境、人身的危害显得尤为重要。电磁屏蔽一般可采用低电阻的导体材料,当电磁波穿过电磁屏蔽材料时,会产生波反射、波吸收和电磁波在材料内的多次反射,从而导致电磁辐射能量衰减,通常用屏蔽效能(Shielding Effectiveness ,SE)来表示。屏蔽效能是指没有屏蔽时入射或反射电磁波,与在同一地点经屏蔽后反射或透射电磁波的比值,即为屏蔽材料对电磁信号的衰减值,单位为dB。

化学镀是制备电磁屏蔽材料的常用方法,制备的镀层成分均匀且易于控制,与基体结合力强,同时化学镀材料具有较高的电磁屏蔽性能和环境可靠性。目前化学镀金属化材料产品中,以镀铜或镀镍为最多。

本文将从制备电磁屏蔽膜的化学镀铜溶液中金属离子含量的测定方法及等离子电视用电磁屏蔽膜屏蔽效能测定方法2项相关国家标准进行介绍,该标准由中国乐凯胶片集团公司负责制定,于2011年12月5日发布、2012年3月1日开始实施。

2 国家标准GB27581-2011《电磁屏蔽膜 化学镀铜溶液 镍离子和铜离子含量测定方法》介绍

2.1 标准制定目的

国家标准GB27581-2011所采用的测定方法适用于电磁波屏蔽膜用化学镀铜溶液中镍离子含量的测试。

电磁屏蔽膜所用化学镀铜溶液,是用CuSO4·5H2O和NiSO4·6H2O配制成一定浓度的水溶液,在生产电磁屏蔽膜过程中主要消耗电镀液中的铜离子,少量的镍离子,为保持铜离子、镍离子的浓度,需要不断地补加CuSO4·5H2O和NiSO4·6H2O溶液,这就需要快速测定化学镀铜溶液中铜离子、镍离子的浓度,才能够计算出需要补加的量。通过查阅国内外标准及有关技术资料,目前没有该类方法的国家标准和行业标准,在已有制定标准中,铜、镍含量分析大部分采用火焰原子吸收光谱法测定,而本标准对电磁屏蔽膜所用化学镀铜溶液中铜离子、镍离子的含量测定是常量分析,且需要快速测定,故采用了化学分析方法。在标准起草过程中,征求了全国15家单位的意见,对标准进行完善、修改,并进行多次准确度、重现性试验,证明本标准所采用的测定方法。完全可以满足测试需求。

本标准由中国乐凯胶片集团公司牵头起草,为光学功能薄膜标准化技术委员会归口,于2008年完成《电磁屏蔽膜 化学镀铜溶液 镍离子含量测定方法 》(计划编号:20073071-T-606)和《电磁屏蔽膜 化学镀铜溶液 铜离子含量测定方法》(计划编号:20073072-T-606)国家标准(报批稿)的制订工作。2011年5月,国家标准化管理委员会农业标准食品部在标准审批过程中,提出了将“电磁屏蔽膜 化学镀铜溶液 镍离子含量测定方法”和“电磁屏蔽膜 化学镀铜溶液 铜离子含量测定方法”两个标准合并的建议,经全国光学功能薄膜材料标委会慎重研究,同意将“电磁屏蔽膜 化学镀铜溶液 镍离子含量测定方法”和“电磁屏蔽膜 化学镀铜溶液 铜离子含量测定方法”两个国家标准报批稿合并,合并后的标准名称为“电磁屏蔽膜 化学镀铜溶液 镍离子和铜离子含量测定方法”。

2.2 测定方法原理

GB27581-2011所采用的化学分析方法是利用Cu2+、Ni2+在碱性溶液中与EDTA的络和反应,以铜离子选择电极为指示电极进行电位滴定,终点时的滴定体积为待测溶液中Cu2+、Ni2+所消耗的EDTA标准溶液体积之和。再根据Ni2+的浓度计算出Ni2+所消耗的EDTA标准溶液的体积,从而计算出Cu2+所消耗的EDTA标准溶液的体积,进而得到待测溶液中Cu2+的浓度。由于实际应用中所用电镀溶液的配制和铜离子消耗后的补加,均以CuSO4·5H2O、NiSO4·6H2O的量来计算,所以为便于计算,校准曲线、分析结果也以CuSO4·5H2O、NiSO4·6H2O来表示。

2.3 测试步骤

2.3.1 镍离子含量测定

2.3.1.1 工作曲线的绘制

称量100.00mg(称样量可以上下浮动5%)NiSO4·6H2O样品,500.00mgCuSO4·5H2O,称准至于0.1mg ,置于500mL容量瓶中,用纯水溶解,并稀释至刻度,配成质量浓度为0.200mg/mL的溶液,作为储备液,留作备用。用吸管分别准确移取3mL、5mL、6mL、8mL、10mL上述储备液至100mL容量瓶,加过硫酸铵溶液10mL,着色液20mL,放置3min后,加摩尔浓度为0.10mol/L 的EDTA 约10mL,用纯水稀释至刻度,得到NiSO4·6H2O质量浓度分别为6.00mg/L、10.00mg/L、12.00mg/L、16.00mg/L、20.00mg/L的一系列标准溶液。在30min内用紫外可见分光光度计,用池厚1cm的比色皿,测定470nm处的吸收光强度A(其最大吸收波长λmax=470nm),以吸收光强度A为纵坐标,以相对应的浓度为横坐标作图,得一校准工作曲线。

2.3.1.2 样品分析

用吸管准确移取一定量(体积为VmL,使测定的吸光度A=0.5～1.0)的溶液至100mL容量瓶中,按上述条件操作,加过硫酸铵溶液10mL,着色液20mL,放置3min后,加摩尔浓度为0.10mol/L 的EDTA 10mL,用纯水稀释至刻度,得到一定质量浓度(10～20mg/L)的待测溶液,在30min内用日立U—3000型紫外可见分光光度计,用池厚1cm的比色皿,测定470nm处的吸收光强度MAX值(其最大吸收波长λmax=470nm),从工作曲线上查得AX的对应质量浓度值ρ。

2.3.2 铜离子含量测定

用移液管准确移取10mL 待测溶液至200mL烧杯中,加入100mL水,加入5mL pH=10的NH3-NH4Cl缓冲溶液,以Ag/AgCl电极为参比电极,Cu2+选择电极为指示电极,用c(EDTA)=0.10 mol/L标准溶液进行电位滴定,终点时的滴定体积为待测溶液中Cu2+、Ni2+所消耗的EDTA标准溶液体积之和。

2.4 结果计算

2.4.1 镍离子含量测定

化学镀铜溶液中NiSO4·6H2O的质量浓度ρ按按式(1)计算:

undefined

式中:

V:化学镀铜溶液样品的取样体积,单位为毫升(mL);

ρ0:从工作曲线上查得的浓度值,单位为毫克每升(mg/L);

100:为样品溶液的稀释体积,单位为毫升(mL)。

2.4.2 铜离子含量测定

待测溶液中铜离子浓度以CuSO4·5H2O计,CuSO4·5H2O质量浓度ρ按式(1)计算:

undefined;

undefined

式中:

C0:EDTA标准溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);

VX:CuSO4·5H2O消耗的标准溶液体积,单位为毫升(mL);

V总:为滴定终点时所消耗的EDTA 标准溶液体积,单位为毫升(mL);

ρ:为待测溶液中NiSO4·6H2O的浓度,单位为克每升(g/L);

262.86:为NiSO4·6H2O的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol);

249.68:为CuSO4·5H2O的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol);

10:为待测溶液的取样体积,单位为毫升(mL)。

2.5 平行试验

平行测定2次,取2次测定结果的平均值。如果两次结果的相对偏差超过2%,应舍弃实验结果并重新完成两次单个实验的测定。

2.6 精密度

不同的样品精密度不同,且与镍离子和铜离子的含量有关。表1和表2分别是一电磁屏蔽膜所用化学镀铜溶液样品NiSO4·6H2O和CuSO4·5H2O质量浓度多次试验数据的平均值、标准偏差、相对标准偏差。

3 国家标准GB27582-2011“光学功能薄膜 等离子电视用电磁波屏蔽膜 屏蔽效能测定方法”

3.1 背景介绍

等离子显示屏(Plasma Display Panel,以下简称PDP)是采用等离子平面屏幕技术的新一代显示设备,具有大屏幕、薄而轻、宽视角、较高亮度与对比度、色彩鲜艳等诸多特点。PDP显示屏采用等离子管作为发光元件,通过施加电压,使氖-氙等混合惰性气体产生等离子体放电现象,通过控制各个像素点产生紫外线,继而激发像素点上三原色荧光粉,由此形成彩色动态图像。因此PDP显示屏工作过程中,其驱动电路中的较大脉冲电流,使电路和面板具有较强的电磁辐射,对环境造成电磁波污染。因此在PDP面板前方必需加装电磁波屏蔽膜以阻隔电磁辐射。

目前,国内有GB/T 12190-2006 《高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法》、QJ2809-96 《平面屏蔽材料的屏蔽效能测量》,没有适用于等离子电视用电磁屏蔽膜屏蔽效能的测试方法。中国乐凯胶片集团公司负责起草了国家标准GB27582-2011“光学功能薄膜 等离子电视用电磁波屏蔽膜 屏蔽效能测定方法”。

3.2 等离子电视电磁屏蔽测定方法的确定

等离子电视用电磁屏蔽膜的性能测试有2种方法,一是屏蔽效能(SE)测试;二是辐射性能测试,即将电磁波屏蔽膜安装到等离子电磁机上,进行整机测试。尽管辐射性能测试方法具有决定性的效果,但是在实际生产、科研中较少采用此方法,主要是由于辐射性能测试方法复杂、测试费用较高,并且电磁屏蔽膜、等离子面板电磁波辐射强弱以及整机结构影响都会对测试结果产生影响。相比之下,更多采用屏蔽效能测试方法,对屏蔽材料而言,测试器屏蔽效能,即体现该材料对入射的电磁波有多大的衰减能力,测试方法相对简单,且重复性有保证,通过整机试验结果与屏蔽效能的对比,就能确定在特定条件下,该屏蔽材料具有多大屏蔽效能,就能满足整机电磁骚扰限制的要求。

目前,电磁屏蔽膜材料的屏蔽效能测试方法主要有ASTM-ES-7同轴传输线法、SJ20524 的法兰同轴法、TEM小实法等。考虑到国内法兰同轴法的测量装置较多,因此选择法兰同轴法进行测试屏蔽效能,更有利于规范、统一屏蔽膜材料的屏蔽效能标准。

3.3 测试方法

3.3.1 测试环境条件

测试应在温度(23±2)℃,相对湿度45%～75%的环境中至少平衡48h,大气压力86～106kPa,环境电磁噪声对测量结果不产生影响。

3.3.2 测试设备

3.3.2.1 信号源

频率范围:30MHz～1GHz;

最大输出功率:≥+13dBmW;

输出阻抗:50Ω;

电压驻波比:<2.0。

3.3.2.2 电磁干扰测量仪

工作频率范围与信号源一致,测量误差满足GB/T6113.101的要求。

3.3.2.3 法兰同轴测试装置

如图1所示,该装置内的电场与磁场相互正交,且垂直于电磁波的传播方向,因此测量结果是试样对垂直入射平面波的屏蔽效能。

频率范围:5kHz～1.5GHz;

特性阻抗:50Ω;

电压驻波比:<1.0dB;

测量动态范围:>100dB。

3.3.2.4 衰减器

频率范围:530MHz～1.5GHz;

特性阻抗:50Ω;

10dB固定衰减器(额定功率满足测试要求);

驻波比:<1.2。

3.3.3 试样制备

负载试样最大厚t≤5mm,试样外径114.5～115.0mm,被测的材料应按以下规格制作成试样(见图2)。

3.3.4 测试程序

3.3.4.1 参考试样测试

首先按照图3连接好测量装置,将参考试样导电面朝向信号源端,装入法兰同轴测试装置中并夹紧试样,使试样与法兰同轴装置紧密的接触,避免因接触不良而引起测量误差。将信号源提到到某测试频率点,输出电平置于适中,调节电磁干扰测量仪频率,使读书最大,增加信号源输出电平,使电磁干扰测量仪读数大于被测试样的屏蔽效能估计值,并记下此度数V0(dBμV)。

3.3.4.2 负载试样测试

取下参考试样,将负载试样装入法兰同轴装置中,保持信号源频率和输出电平布边,观察电磁干扰仪读数,如果读数大于它的背景噪声最少10dB,记下此时干扰测量仪的读数V1(dBμV)。

2.3.4.3 计算负载试样的屏蔽效能

SE(dB)=V0-V1。

2.3.4.3 保持信号源输出电平不变,改变信号源频率,重复上述测试步骤,可测得负载试样在不同频率时的屏蔽效能。进行测量时,至少应有频率为30MHz、50MHz、100MHz、300MHz、500MHz、1GHz时的测量结果。

注:对屏蔽效能高的试样及玻璃等脆性导电试样,则在法兰面上必须加导电衬垫。

3.4 测试效果与评价

通过对国内外样品的测试,积累了一定的数据,最终确定电磁屏蔽膜的屏蔽效能达到40dB,用于现有的等离子电视机可以达到屏蔽性能要求。

针对某一品牌电磁波屏蔽膜,在国家广播电视产品质量监督检验中心,按照GB 13837-2003“声音和电视广播接收及有关设备无线电骚扰特性限值和测量方法”的要求进行了整机测试,测试结果见图4、图5;按照GB27582-2011“光学功能薄膜 等离子电视用电磁波屏蔽膜 屏蔽效能测定方法”的要求,采用法兰同轴法进行了屏蔽效能的测试,测试的结果见图6。

由测试结果可知,当电磁屏蔽膜的屏蔽效能达到40dB,整机测试达到屏蔽性能要求。说明对于电磁屏蔽膜而言,测试器屏蔽效能即可判断是否可以满足PDP显示屏的需要。

3.5 屏蔽材料表面电阻与屏蔽效能的关系

导电材料的表面电阻反映材料的电导率。屏蔽材料的屏蔽效能与其表面电阻之间存在一定的关联,表面电阻越小,屏蔽效能越大,表3为某一屏蔽材料表面电阻与屏蔽效能的关系。当然表面电阻与屏蔽材料之间没有一个通用的固定公式,但可以从表面电阻定性的推导出屏蔽效能。对于特定材料可以通过实验确定这一材料的相互对应关系。在日常研发过程中就可以用相对简便的表面电阻来表征它的屏蔽效能,直至表面电阻达到要求值再去测定它的屏蔽效能。

注:表格中屏蔽效能是200MHz的值。

4 国家标准制定的意义

电磁屏蔽复合涂层织物的制备研究 篇6

随着现代高新技术的发展, 电磁波引起的电磁干扰 (EMI) 与电磁兼容 (EMC) 问题日益严重, 继噪音污染、空气污染、水污染之后, 电磁波污染成为威胁人类健康的第四大公害[1]。电磁屏蔽材料在社会生活、经济建设和国防建设中有着极其重要的作用, 其研发愈发引起人们的关注[2,3]。电磁波屏蔽织物是现代电磁屏蔽材料中不可或缺的一种新型产品[4]。本实验采用三明治型复合涂层涂覆工艺, 以纯棉织物为基布制得电磁屏蔽涂层织物, 电磁屏蔽效能优异, 可达到48.8～34.7dB, 粘结牢固, 操作工艺简单, 具有工业化前景。

1 实验

1.1 原料

高分子胶粘剂 (市售) , 石墨 (市售, 粒度300目) , 镍粉 (市售, 粒度200目) , 助剂 (市售) , 纯棉织物 (市售) , 涤/锦织物 (市售) , 蒸馏水 (自制) 。

1.2 屏蔽涂层织物的制备

按照配方, 称取一定量的助剂 (小于1.2wt%) , 置于烧杯中用蒸馏水将其溶解。待完全溶解后加入导电填料, 超声震荡20min后加入高分子胶粘剂, 搅拌10min, 待用。将织物按一定的尺寸剪成方形, 经洗涤烘干后, 把配置好的涂料涂覆在织物上。

1.3 测试

采用EST121型数字超高电阻仪测试样品的表面电阻率。采用《中华人民共和国电子行业军用标准》, 由中国电子技术标准化研究所测试样品的屏蔽性能。

1.4 换算公式

屏蔽效能值与相应的电磁波屏蔽率根据公式SE=20lg (E0/Es) 进行换算, 式中:E0为屏蔽前该点的电场强度, Es为屏蔽后该点的电场强度。

2 结果与讨论

2.1 涂料中石墨含量对导电性能的影响

将不同含量的石墨与高分子胶粘剂混合制成涂料, 分别涂于织物表面, 涂层的表面电阻率如图1所示。

涂料中石墨含量在15wt%～20wt%时涂料的表面电阻率下降很快;20wt%～50wt%时下降较缓慢。石墨含量对导电涂料导电性能的影响, 符合“渗流作用”现象:在导电涂料涂层中, 只有当导电粒子的填充量达到某一特定值时, 才有电流流经的通道, 涂层才具有导电性, 这也是具有电磁屏蔽性能的基本条件, 此特定值称为渗流阀值。在导电填料含量小于渗流临阀值时, 载流子流通的通道完全被绝缘性聚合物阻塞, 此时涂层的电阻基本上是绝缘性聚合物的电阻。当导电填料的含量达到渗流阀值时, 导电粒子相互接触形成导电通路, 涂层的电阻率明显下降, 并趋于一定值。由此本实验中渗流阀值为20wt%左右。

本实验选取石墨的含量为40wt% (体积分数为20%) , 此时导电性能稳定, 涂层性能良好。小于此值, 导电屏蔽涂料尚不能完全封闭织物缝隙;而大于此值, 涂覆难度加大, 石墨不能在织物表面均匀分散, 涂层表面有裂痕。

2.2 镍粉含量对导电性能的影响

将不同含量的镍粉与高分子胶粘剂混合制成涂料, 分别涂于织物表面, 涂层的表面电阻率如图2所示。

镍粉含量为50wt%～60wt%时, 镍涂层的表面电阻率迅速下降, 镍粉含量大于60wt%以后涂层的表面电阻率下降较为平缓, 可确定镍粉的导电渗流阀值为60wt%。在制备涂料时, 只有涂料中镍粉含量大于其导电阀值, 才能保证镍涂层的导电通路。当镍粉含量为70wt%时, 表面电阻率也有显著下降, 但是由于随着涂料中镍粉含量的增加, 高分子粘合剂的含量相应减少, 使得涂料的粘结性能下降, 导电颗粒粘结不牢, 容易脱落, 因此本实验选取的镍粉含量是70wt%。

2.3 基布的选取

将石墨 (40wt%) 、助剂与高分子胶粘剂混合制成涂料, 采用相同的涂覆工艺, 分别涂于涤/锦和纯棉两种织物表面, 涂层的表面电阻率如表1所示。

由表1显示, 石墨屏蔽涂料在纯棉基布上制得的涂层的表面电阻率小于在涤/锦基布上制得的涂层的表面电阻率, 这是由于实验所用的屏蔽涂料为水性涂料, 纯棉织物的吸湿性能优于涤/锦织物的吸湿性能, 这样纯棉织物表面导电填料的覆盖量大于涤/锦织物, 可以促进导电填料之间的接触, 所以纯棉屏蔽织物较涤/锦屏蔽织物更易形成导电通路, 从而前者的表面电阻率小于后者, 所以本研究选择了纯棉作为屏蔽织物的基布。

2.4 石墨、镍粉屏蔽涂层织物屏蔽性能测试

将石墨 (40wt%) 、助剂与高分子胶粘剂混合制得的涂料, 镍粉 (70wt%) 、助剂与高分子胶粘剂混合制得的涂料, 分别进行涂覆, 得到石墨屏蔽涂层织物和镍屏蔽涂层织物, 涂层的屏蔽效能如图3、4所示。

(表面电阻率为571.48Ω·cm, 涂覆量约为20mg/cm2)

(表面电阻率为244.92Ω·cm, 涂覆量约为50mg/cm2)

由图3显示, 石墨屏蔽涂层织物在30～1500MHz的频率范围内, 屏蔽效能为23.2～17.0dB;由图4显示, 镍屏蔽涂层织物在30～1500MHz的频率范围内, 屏蔽效能为15.3～8.2dB。石墨涂层的表面电阻率大于镍涂层的表面电阻率, 且涂覆量小, 但是石墨涂层屏蔽织物的屏蔽效能比镍涂层的屏蔽效能好。这主要是因为镍粉的粒径较大, 在涂覆时对基布的渗透性差, 不能浸入织物的缝隙, 易产生孔洞, 而这些孔洞对电磁波没有屏蔽作用, 电磁波可以穿透;相比之下石墨的粒径较小, 容易浸入织物, 阻塞纤维间的缝隙, 不仅形成较完善的导电网络, 而且形成的屏蔽涂层致密, 可以有效地阻挡电磁波的透过。由以上分析可知, 屏蔽织物的电磁屏蔽效果不仅与其表面电阻率相关, 而且与涂层中导电填料之间紧密程度以及是否存在空隙、孔洞息息相关。

2.5 镍/石墨/镍三明治型复合涂层屏蔽涂层织物的屏蔽效能测试

将石墨 (40wt%) 、助剂与高分子胶粘剂混合制得的涂料, 镍粉 (70wt%) 、助剂与高分子胶粘剂混合制得的涂料, 采用三明治形式 (即先用石墨涂料涂覆以封闭织物缝隙, 晾干后在其正反两面涂覆镍层) 得到复合屏蔽涂层, 涂层示意图及屏蔽效能如图5和图6所示。

(石墨涂覆量约为20mg/cm2, 镍涂覆量约为100mg/cm2)

由图6可以看出, 在30～1500MHz范围内, 屏蔽值为48.8～34.7dB, 屏蔽率为99.64%～98.16%, 屏蔽效能远远高于纯石墨、镍粉屏蔽涂层的屏蔽效能。三明治型复合涂层, 改进了石墨、镍涂料单独作为屏蔽涂层的缺陷, 石墨涂层的优势在于粒径小, 所以将其作为芯层, 可以渗透到织物内部, 弥补由于织物缝隙、孔洞造成电磁波透过的缺陷, 可以形成致密的屏蔽膜, 外部的镍涂层, 表面电阻率比石墨涂层的表面电阻率低, 导电性能优越, 可以进一步增强屏蔽效能, 使得屏蔽效能有了很大的提高。所以采用镍/石墨/镍三明治复合形式的组合, 可以得到良好的屏蔽效能。

3 结语

3.1在高分子胶粘剂和导电填料配置的涂料中, 石墨含量在40wt%时制备导电屏蔽涂料较好;镍含量在70wt%时制备导电屏蔽涂料较好。

3.2从表面电阻率测试结果及涂层性能考虑, 选取纯棉织物作为屏蔽涂层基布, 采用涂覆的方法制备电磁屏蔽涂层织物是一种有效而简便的方法。

3.3对石墨, 镍粉以及三明治型复合 (镍/石墨/镍) 屏蔽涂层织物分别进行屏蔽效能测试, 结果表明三明治型复合 (镍/石墨/镍) 屏蔽涂层织物屏蔽效能优异, 在30～1500MHz范围内, 屏蔽值为48.8～34.7dB, 屏蔽率为99.64%～98.16%。

摘要：在高分子胶粘剂中均匀分散导电粉末得到电磁屏蔽涂料, 采用涂覆的方法制得屏蔽涂层织物。分别探讨了涂料中石墨、镍粉质量分数对导电性能的影响, 结果显示石墨质量分数为40wt% (体积分数为20%) , 镍粉质量分数为70wt% (体积分数为19.1%) 时屏蔽涂料导电性能最好。探讨了涤/锦、纯棉织物对涂层性能的影响, 选取纯棉织物作为实验基布。将石墨屏蔽涂层织物, 镍屏蔽涂层织物和三明治型 (镍/石墨/镍) 复合屏蔽涂层织物分别进行屏蔽效能测试, 结果显示复合涂层织物的屏蔽性能最优, 在30～1500MHz范围内, 屏蔽值为48.8～34.7dB, 屏蔽率为99.64%～98.16%, 且织物柔软。

关键词：复合涂层,电磁屏蔽,表面电阻率

参考文献

[1]胡社军.电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状[J].包装工程, 2006, 27 (2) :1-4.

[2]丁世敬等.电磁屏蔽材料研究进展[J].材料导报, 2008, 22 (4) :30-37.

[3]汝强, 胡社军等.电磁屏蔽理论及屏蔽材料的制备[J].包装工程, 2004, 25 (5) :21-23.

论电磁辐射的屏蔽技术 篇7

1 电磁防护服屏蔽效能测量原理

1.1 屏蔽效能(SE)基本原理

在相同的电磁场环境和检测位置下,用接收探头测量未穿电磁防护服时人体模型某一测试部位的电场强度值E0和穿上电磁防护服时该测试部位的电场强度值E1之比,将E0/E1以对数标示,即为屏蔽效能。

1.2 测量设备

1)屏蔽室:使内部不受外界电、磁场的影响或使外部不受其内部电、磁场影响的一种结构。它通常由金属材料建成,在金属板接缝和门等处采取一定的措施以保证连续的点连接。高性能的屏蔽室在不同频率可以将电、磁场抑制1～7个数量级。

2)信号源:输出频率和输出功率应能满足被测电磁防护服屏蔽效能的测量要求。

3)功率放大器:应能满足测量需要的频段,增益及噪声系数应能满足被测电磁防护服屏蔽效能的测量要求。

4)场强探头:频率范围和探头灵敏度应满足测量要求。

5)场强仪:频率范围、幅度范围、灵敏度应满足测量要求。

在被测电磁防护服内部使用的探头结构尺寸应尽量小,探头离被测电磁防护服的距离尽量不小于5 cm。

为防止信号通过电缆泄漏,天线或探头与接收设备或信号源之间的连接电缆,应用具有50Ω特性阻抗的双屏蔽同轴电缆,电缆和电缆间的连接器的屏蔽效能应大于50 dB,在测量过程中不应更换。

1.3 测量环境要求

气候应符合专业标准和仪器标准中规定的使用条件,不宜在雨、雪等潮湿环境下测试。在测量过程中不应有不相关的设备或仪器工作,应尽量远离金属物品,记录当天测试的环境温度和相对湿度[4]。

应在标准大气压条件下进行测量。环境温度:15～35℃;相对湿度:20%～80%;环境气压:86～106 kPa。

2 电磁防护服屏蔽效能测量方法

2.1 测量频率选择

测试频率范围为10 kHz～18 GHz,选用点频测量,一般选用频率点150 kHz,30 MHz,450 MHz,915 MHz,3 GHz,18 GHz,或者根据需要选择测量频率点。

2.2 测试位置要求

从人体结构来考虑,通常选取人体的头部、胸部以及腹部3个部位作为检测点进行测试,也可以根据特殊情况,选择其他部位进行测试。测量配置见图1。

2.3 测量步骤

1)在进行测试前,先将测试设备通电预热,使其达到稳定的工作状态。确定潜在的危害区域并采取必要的预防措施,以确保测试人员的安全。

2)在未穿电磁防护服时,将场强探头置于距发射天线1 m处。

3)采用连续波调制方式的信号,将未穿电磁防护服人体模型的测试部位(头部、胸部、腹部)在不同测试频点的场强强度值恒定在E0,此时各测量频点施加的功率为Pi。

4)然后给人体模型穿上电磁防护服,将电场探头置于电磁防护服内部,施加和未穿电磁防护服时各测量频点相同的功率值Pi,对穿上电磁防护服人体模型头部、胸部、腹部进行测试,记录在不同测试频点时场强强度值E1。

5)在相同测试条件下,电磁防护服在该部位的某频率点的屏蔽效能SE表示为:将穿上电磁防护服前后所测量的电场强度E0/E1之比,并以对数表示。

屏蔽效能计算表达式为

式中,SE为屏蔽效能,dB;E0为未穿电磁防护服时的电场强度,V/m;E1为穿上电磁防护服时的电场强度,V/m。

6)分别测量不同部位的不同频点屏蔽效能值为SE0,SE1,SE2,…,SEn,取其中屏蔽效能值最小的SEn,即为电磁防护服整体屏蔽效能。

3 电磁防护服屏蔽效能的测量数据

在试验中通过该测量方法对3家厂家的电磁防护服屏蔽效能进行测量,结果见图2。

4 结论

通过上面的试验数据,可以很直观地了解各厂家的电磁防护服性能的优劣,为广大用户提供一个有效可靠的分辨电磁防护服的好坏的方法,也可以为各厂家生产防护服时提供参考依据。

参考文献

[1]刘洪凤.防电磁辐射纤维的研究进展[J].产业用纺织品,2007(6):43-45.

[2]王琴云,丁欧,周仪.电磁波辐射防护织物和服装的开发[J].上海纺织科技,2005(9):32-34.

[3]张力.电磁波防护服[J].技术与市场,2004(12):56-57.