电磁兼容与电磁防护新材料新产品

2024-11-13

电磁兼容与电磁防护新材料新产品(精选8篇)

电磁兼容与电磁防护新材料新产品 篇1

中国室内装饰协会室内环境监测中心

Chinese Indoors Decorates Association Indoors Environment Monitor Center

电磁兼容与电磁防护新材料新产品

本所是“全国静电安全标准化技术委员会”秘书处,我国IEC/TC101技术归口单位。

本室是从事电磁兼容、电磁辐射防护技术的专业研究单位。自六十年代来,本室从劳保保护、环境保护两大领域开展了多种类型的科学研究,诸如技术开发、应用研究以及涉及到理论方面的基础研究。获北京市科技进步成果奖、四机部科技进步成果奖、国家重大科技奖多项。

本室在长期的科研实践中,逐步建立了一套先进的场强测试系统,备有国内外先进的测量仪器与试验条件,在劳动保护、环境保护两个领域中形成了电磁辐射防护研究与环境评价中心。

本室在我国电磁兼容与抑制防护专家赵玉峰、于燕华教授的指导下,组织编写,正式由出版社出版了十五部专业书籍;内部发行了大批技术资料;承担了劳动人事部、城乡建设部、卫生部、四机部、全国总工会及其他部门的专业干部学习班讲课任务。

本室是以高科技为龙头,集科、工、贸于一体,迅速发展起来的经济实体。站在高科技前沿,充分发挥自身的特长与优势,致力于劳动保护、环境保护两大领域中高新技术的研究、开发与利用,创建国内研制、开发一流的特种防护材料与用品产销基地。服务人民,造福人类。

随着近年来电子、邮电、工业、金融等系统现代化的进展,各种综合数字业务网陆续推广,以计算机为主的各种自动控制设备渐渐普及,随之而来的电磁干扰现象也越来越严重了。针对日趋严重的电磁污染,北京劳动保护研究所研制了各种抗电磁干扰产品,可对整个工作场所或单个设备并对人员与居民环境进行保护。本所为国内电磁防护的权威单位之一。

热烈欢迎广大同行、用户惠顾。

目前,主要技术人员已受聘于室内环境监测中心,可径直与赵玉峰教授联系。

高效电磁屏蔽材料

一、电磁屏蔽材料: 利用材料本身对电磁波与漏能的反射效应和吸收效应阻止其传播或透过。电磁屏蔽材料又分为成型材料与涂料两类。

第一、成型屏蔽材料

1.新型屏蔽材料:

采用当今国际上先进的成型加工工艺,将不锈钢纤维与纺织纤维混纺成新型屏蔽织物。新型屏蔽织物在工频至微波频段具有15-60dB的衰减性能,可根据用户衰减要求,设计成不同规格的屏蔽材料。

2.新型成膜材料:

采用先进的成膜技术,在织物或板材上形成屏蔽膜体。新型成膜材料在10KHz-10GHz频段具有60-80dB左右的衰减性能。

3.复合屏蔽材料:

在10KHz-16GHz频段具有60-80dB的衰减效能。

上述三种新型屏蔽材料,可广泛用于电磁防护与电磁兼容方面。

第二、屏蔽涂料

采用先进技术研制成功的电磁屏蔽涂料,在10KHz-18GHz频段具有60-80dB的衰减效能。

二、用途:

本单位生产的电磁屏蔽材料,品种齐全、屏效高、使用方便、寿命长,是国内最先进的屏蔽材料。

计算机房、指挥室、精密仪器室、航天、兵器、火控、导弹、飞船、舰队、显示装置、电报电话机房、通讯与卫星通讯系统、电视中继站、通讯卫星、射电天文、无线电测量,以及监控室等,需要进行电磁防护。用新型屏蔽材料可制作保密通讯室与屏蔽室,随意性大,不占用有效空间,防护效果好,防止信号干扰,防止污染环境,保护人体健康。

(一)屏蔽织物可用来制作屏蔽窗帘、屏蔽挂幕、屏蔽隔断、屏蔽防护服及系列产品;屏蔽织物亦可以直接粘贴在建筑物的墙面上,建造屏蔽室,作屏蔽帐篷等。

(二)屏蔽涂料可喷或刷在建筑物表面,非金属壳体表面,用来建造屏蔽室或屏蔽机壳、屏蔽屏风等;加工各种抑制元器件等,用途十分广泛。

三、主要产品:

(一)屏蔽涂料 有镍系屏蔽涂料;铜系屏蔽涂料;不锈钢系屏蔽涂料;碳系屏蔽涂料;复合系屏蔽涂料数种。主要技术性能:

1、衰减量大:

(1)低频磁场10 kHZ~100 kHZ衰减量为30~38dB(2)高频电场100 kHZ~100 MHZ衰减量为60~78dB(3)平面波100 MHZ~100 GHZ衰减量为60~80Db

2、涂层可厚可薄、附着力强、牢固不易脱落、表面光滑平整。

(二)屏蔽织物

1、不锈钢软化纤维屏蔽织物(屏蔽衰减量由20dB-60 dB不等)。

2、植物纤维金属化屏蔽织物(屏蔽衰减值10KHz-10GHz频带为80 dB左右)。

3、特种工艺镀膜织物(10KHz-10GHz频带衰减值分别为50、60、70、80 dB等不同规

格)。

4、防微波面料(规格多样)。

5、屏蔽套管。

高效电磁吸收材料

一、吸收材料:

吸收材料一般可以分为下述两类:

1.谐振型吸收材料:利用某些材料的谐振特性制成,厚度较薄,它能对频率范围很窄的微波辐射的能量有吸收作用。

2.匹配型吸收材料:它是利用材料和自由空间的阻抗匹配,达到吸收微波辐射能量的目的。它与谐振特性无关。适用于很宽范围内的微波,作吸收用。

根据用途的不同,吸收材料可分为下述几类:

(一)暗室材料 可用吸收材料建造吸波无反射室,通称为微波暗室。微波暗室是排除杂波干扰、提高调试精度的必要措施。所以它多用于一些参数的调试方面,比如用来进行卫星、导弹遥控、雷达通讯等的调试与测量;用于进行雷达天线方向图、天线增益以及阻抗参数的测量。

(二)吸收材料

用特制的吸收材料敷盖在雷达、飞行器、火箭等设备表面,可以达到防止干扰与侦察的目的。这种吸收材料多用在电子对抗战方面。

(三)衰减器与终端负载

用吸收材料制作的衰减器与终端负载,多用于调试衰减器、同轴衰减器、或作为标准负载等,均具有良好的吸收性能与稳定性。标准负载又有吸收负载与失配负载之分。

(四)防雷达用的伪装材料

用吸收材料制作,可用于地面或武器装备的防雷达侦察的伪装材料。

(五)防微波泄漏的防护材料

吸收材料可用于微波加热设备的进出料口或波导连接处,防止微波能量泄漏;也可制作吸收墙壁,防止微波透射;还可用制成防护服,用于个体防护方面。

二、用途

(一)尖壁型吸收材料-WXP型

这是一种高性能的吸收材料,为国内大部分微波暗室所采用。它的特点是:吸收性能高,使用频带宽,并且在电波入射角0°-70°内变化及各种极化状态入射时,其性能不变。主要用于建造高性能微波暗室,铺设试验地面、清除干扰,还可作为微波设备的内屏蔽材料。

(二)平板型软泡沫吸波材料-WXR型

它具有良好的吸收功能,而且重量很轻,质地柔软,可以弯曲成各种形状,多用于微波暗室的辅助材料,如搭成屏障或包敷在试验设备表面,以防止微波暗室中的杂乱反射或保护试验人员免受微波伤害。亦有用这种材料作微波暗室用。

(三)蜂窝型高功率玻璃钢:微波吸收材料-WXC型

它是一种具有很大功率容量的高性能吸收材料。系以0.2mm的玻璃钢片为基体做成蜂窝结构。可用作进行高功率雷达的实验,或制成等效自由空间的天线屏蔽罩,进行无辐射状态的天线调试。

(四)衰减器件与终端负载-WXS型与WXF型 它是用吸波材料作成的波导或同轴线衰减器和终端负载。具有优异的电性能和稳定性;最佳驻波比

ρ=1.003达到国际水平,为国内许多单位所采用。根据使用要求采用玻璃钢、聚氯乙烯树脂、酚醛树脂等多种基体制成,尺寸规格与状态可根据使用要求确定。

(五)吸波屏蔽材料

这是一种窄频段的抑制材料,它的显著优点是,厚度薄,机械强度高。多用于贴敷在雷达舱内或雷达机架,减少对天线方向图旁瓣的反射引起的方向图畸变。吸波材料具有20-100dB的衰减量,具有国内先进水平。

三、特种吸波涂料

新研制成功的吸波涂料在微波段可具有相当的衰减量。吸收涂层薄、附着力强、牢固不脱落、表面光滑平整,可广泛用于微波暗室、防雷达侦察的电子对抗战、雷达系统的背向散射以及要求不形成电波反射、折射的场合。该系列产品采用了最新技术与最新材料,拥有更高的性能价格比,相比传统技术可节省三分之一的经费和大量的工作空间。是目前极受欢迎的产品。

四、主要产品

(一)吸波涂料:(依据厚度不同,可有衰减值为15dB、18 dB、20 dB、25 dB、30 dB—等系列产品)

(二)尖劈型吸波材料:(根据用户需要设计制作)

(三)平板型吸波材料:(衰减量分别为10、18、20、25、30、40 dB--100 dB系列产品)

(四)吸收板与吸收屏:(同平板型吸收材料)

(五)吸收年布:(同平板型吸波材料)

(六)吸收服

新型屏蔽室

一、屏蔽室

屏蔽室进行EMC试验的基本装备之一,也是使用计算机的保密系统、军事部门、医院医疗诊断室和使用各种高频设备厂矿企业必备的条件。

本系列产品,可提供10KHz-18GHz频率范围有效地抑制空间电磁场的干扰,保证系统和设备正常工作,保证测试数据的可靠性和保密性,保护工作环境,保证工作人员的安全。

应用范围:工业、科学、医学、安全、保密、军事、计算机、通讯、测试、计算机领域。

二、类别:

(一)金属板屏蔽室

系由全钢板或全铜板焊接或拼装组成,衰减隔离度高达120 dB(平面波)。

(二)金属网屏蔽室

(三)新型轻体屏蔽室

新型轻体屏蔽室结构合理,能最大限度的有效利用空间,亦可以加工成任意形状,这是以往任何屏蔽室不能比拟的;成型简单、施工方便、装饰美观、制造成本低,这又是当今已投入应用的各类屏蔽室所不具备的,可供在10KGz-10GHz频率范围内有效地抑制工业与空间电磁场的干扰,保证系统正常工作和保护工作环境,保证人员的安全与健康。

(四)EMC专用屏蔽室

新研究开发成功的EMC专用屏蔽室,具有60-80 dB的衰减值,组装施工简单、快捷、造价低廉,适用性强;可置于建筑结构房间内,既大房套小房;又可以置于室外大环境中。

新型屏蔽帐篷与屏蔽幕帘

一、屏蔽帐篷:

本室研制成功的新型屏蔽帐篷,系采用高效屏蔽织物制作。用金属杆作支架,将用屏蔽布缝制好的帐篷支撑在金属支架上,组装成活动型屏蔽室。它可以广泛地用于多种移动保密通讯、指挥、控制系统或移动电话专用屏蔽室。也可用于防止手机干扰方面。

二、屏蔽幕帘:

屏蔽幕帘可用于卫星测试系统;系统参数测试场所;医疗卫生系统理疗室和公用、民用屏蔽窗帘以及广播电台、电视台、卫星地面站、微波通讯、短波通讯、雷达、微波干燥、微波加热、射频溅射、高频淬火、电力机车、舰船、核电站、输配电站、大型计算机站、高频熔炼、高频焊接、塑料热合、微波治癌、射频理疗、微波破碎等设备防电磁辐射专用。

防电磁辐射用品系列

用高效屏蔽织物制作的防电磁辐射用品系列可以满足各行各业操作人员、高场强辐射环境中广大人员穿用;或设备防辐射用。

产品屏蔽辐射的安全可靠性、服饰性、耐盐雾腐蚀性、耐洗涤性等主要技术指标达到国内同类产品领先水平,能有效的保护人体免受微波与高频辐射的危害。

主要产品有:

(一)、防护服系列(衰减值为18-60dB)1.三紧式防护服;

2.大褂式防护服;

3.风衣式防护服;

4.连体防护服;

5.屏蔽夹克;

6.屏蔽马甲;

7.屏蔽裤子;

8.屏蔽孕妇服;

9.屏蔽西服;

10.屏蔽围裙;

11.屏蔽背心;

亦可根据用户需要加工供应。

(二)、防护帽与防护眼睛

(三)、防护罩、防护屏系列

1.计算机视屏显示器荧屏防护屏;

2.计算机电磁辐射防护罩;

3.微波炉防护罩;

4.电子电器设备防护罩;

防静电涂料与产品

一、防静电涂料

本室开发、生产的防静电涂料具有防护效果好(阻值为106-108 Ώ,符合国标要求),施工适用方便,使用寿命长,长期使用不失效等特点。可广泛用于石油、化工、加油站、煤气站、液化气站、精密仪器、电子工业、照相、食品、医药、化妆品、医院、电子计算机房等。

二、防静电织物 用防静电纤维织成,是防静电的主要材料。主要品种包括:不锈钢软化纤维抗静电织物;植物纤维金属化抗静电织物;“镀膜”抗静电织物;贴膜抗静电织物;各种规格的抗静电面料和里料。

三、新型高效耐洗涤抗静电服

包括防护服、防护背心、马甲、围裙等多种产品,具有优良的防静电性能和永久性的防静电效果,耐腐蚀,耐洗涤,并具有良好的服用性能和毛织物的外观效果。防静电织物分为:90161防静电凡立丁;90160防静电华达呢;90159防静电豪华呢。防静电工作服,服装带电电荷量小于0.6微库/件(μC/件),织物电荷面密度小于1.5μC/m2,织物摩擦电压小于2000V。适用于石化、火工、煤气工业等易燃易爆场所及电子、精密仪器、计算机等行业对静电产生敏感的工作区的工作人员穿用。

四、新型抗静电帽、抗静电腕带、抗静电手套、抗静电袜。

五、新型抗静电鞋系列

包括泡沫型抗静电拖鞋,抗静电网球鞋,抗静电皮鞋,抗静电旅行鞋等。

六、手镯、项链、手链

它们可以防止人体受到电击,在干燥节气中,比如冬天,坐车开、关门;财务人员开、关保险柜;上下班开门、锁门;行走中熟人相见握手••••••时常遭受静电电击,十分有害!

上述物品可阻止由于身体和金属的摩擦而产生的静电,并具有去臭和抗菌作用,能够使我们的身体健康。

防红外、防雷达侦察用新型功能织物

目前,军事系统与相关部门急需防红外侦察、防雷达侦察用功能性织物;急需假目标织物。为此,我们潜心研究与开发了这类功能性织物,可供有关系统与部门选用。

新型功能性织物包括两大类多个品种,即有:

(一)防红外、雷达侦察用功能性屏蔽织物

主要功能技术指标:

1.屏蔽衰减值:在150KHz-12GHz,衰减值分为两种,第一种为50-60dB,第二种为60-70dB。

2.红外透射率:在1.4-1.5μm波段为0.11。

(二)防红外、防雷达侦察用吸收型功能织物

主要功能性技术指标: 1.吸收衰减值:在800MHz-12GHz频段吸收衰减值为5-15dB。

2.红外透射率:在1.4-15μm为吸收衰减值约为0.008。

防红外,防雷达侦察用新型功能性织物,是在高强度的普通织物上采用化学“镀”合金膜或涂敷上一层金属膜,然后复合上防红外线特种材料,即成防红外,防雷达侦察用新型功能性织物。该类织物除具有上述专门功能外,还具有如下优点:此类织物强度高、柔软可折叠、防水防风耐磨、耐腐蚀、手感好、装饰效果好。

阻燃、防紫外辐射织物与服装

目前,防紫外辐射织物与服装主要有:

1.织物:

① 防紫外纤维丝

细旦丙纶长丝具有优异的疏水、导温性能及快干性能。独特的芯吸效应,使其织物贴身穿着能经常保持皮肤干燥,手感细腻、柔软,夏季穿着无湿闷感冬季穿着无湿冷感。因其吸水率低,结构稳定,被誉为绿色纤维。丙纶纤维是目前比重量轻的纤维,制成同样厚度的织物,用丝量最少,降低了织物成本。

② 加入防紫外隔离因子引入到棉布纤维之中,既能高效阻隔紫外线穿透,又能降温、耐磨、耐洗。可以制成不同厚薄、颜色、式样要求的舒适服装,满足各类人士的不同需求。

2.服装:

各种类型的恤衫、马球衫、夹克衫、长裤、遮掩帽、手套和袖套,也有部分特定机构的员工制服。

采用防紫外线织物制作的以衬衫、罩衣、裙装为主体夏日女装,非常受女士的青睐,她们唯恐晒黑自己的皮肤,会毫不犹豫选择这种具有保护作用的面料。

电磁兼容与电磁防护新材料新产品 篇2

电磁辐射(Electromagnetic radiation,EMR)是能量以电磁波形式在空间传播的物理现象,其主要来源于以下两个方面[2]:自然电磁辐射和环境电磁辐射。自然电磁辐射主要来自大气层中的雷电、宇宙射线、地球磁场辐射等;环境电磁辐射主要来源于发射塔、高压线、雷达站、微波设备、射频设备、家用电器(常用小家电的辐射强度如图2所示)等。电磁辐射会对人体产生危害,平均磁感应强度小于0.2 μT的电磁辐射环境是人体健康的安全范围。长期在金融、广电、IT、电力、电信、民航、铁路、医疗等行业工作的人员更容易遭受电磁辐射的侵害,其癌症发病率更高,因此急需开发高性能的电磁辐射防护材料。

本文简要介绍了电磁辐射的危害及其防护标准,重点阐述了电磁波屏蔽材料和吸波材料的发展现状。

1 电磁辐射的危害

电磁辐射看不见、摸不着,直接作用于机器或者人体,是危害极重的“隐形杀手”。电磁辐射对人体的作用机理可以分为热效应、非热效应和累积效应[3,4,5]。

(1)热效应。

它是指在高强度电磁波照射下,人体吸收辐射能量,在体内转化为热量,产生生物效应。人体中70%以上是水,水分子受到电磁辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响体内器官的正常工作。在电磁场作用下,由于射频电磁场方向变化很快,使得人体内的极性分子迅速发生偶极子的跟随反复取向作用,导致相邻偶极子相互碰撞摩擦产生热量。另外,当电磁场的频率很高时,机体内电解质溶液中的离子将在其平衡位置振动,也将电能转化为热能。同时,由于机体内某些成分为导体,而且在不同程度上具有闭合回路的性质,可以产生局部性电与磁的感应涡流,导致生热。电磁辐射热效应具有线性特点,系统热能量正比于场强的平方。产生热效应的电磁波功率密度为10 MW/cm2,微观致热效应为1~5 MW/cm2,浅致热效应为10 MW/cm2以下。当功率为1000 W的微波直接照射人体时,可在几秒内致人死亡。

(2)非热效应。

它是指电磁场通过使生物体温度升高的热作用以外的方式改变生理生化的效应。射频电磁场有非热作用的存在,即在不引起体温变化的低强度作用下使人体出现神经衰弱及心血管系统机能紊乱。对于交变电磁场,一般来讲,其生物活性随波长减小而递增,即微波>超短波>短波>中长波。

(3)累积效应。

热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前,再次受到电磁辐射时,其伤害程度就会累积,久而久之便会成为永久性病态,危及生命。

另外,电磁辐射最严重的危害之一是产生电磁干扰。随着电子线路和元件的微型化、集成化、轻量化和数字化,日常使用的电子产品极易受外界电磁波干扰而出现误动、图像障碍及声音障碍等。在某些医院、银行、加油站、机场内部等,具有发射源功能的无线电设备被禁止使用,就是为了防止电磁干扰,以免造成不必要的损失。近几年,国外曾发生了电子游戏机妨碍警察通讯,袖珍电子计算机造成民航导航装置发生误动,以及电脑控制的流水线生产失控、机械手乱动作伤人等事故,这些轻则造成财产损失,重则导致机毁人亡[2]。

2 电磁辐射防护标准

电磁辐射已成为第四大环境污染源,世界各国相继开展了大量的研究,并制定了相应的标准。国内外制定的电磁辐射防护标准分别如表1、表2所示。

3 电磁辐射防护材料

电磁辐射防护是对目标电磁辐射污染进行控制或采用电磁辐射防护材料进行空间电磁辐射污染屏蔽、隔离、吸收,保护电子设备或人等免受辐射危害的行为。目前,电磁辐射防护材料主要有电磁波屏蔽材料和电磁波吸波材料。

3.1 电磁波屏蔽材料

由电磁波屏蔽原理可知,一般情况下,金属导体的波阻抗远小于空气波阻抗,因此透入到金属内部的波强度远小于入射波强度。电磁波衰减幅度取决于空间阻抗和金属体固有阻抗的匹配情况,不匹配程度愈大,反射衰减也愈大。

目前,电磁波屏蔽材料主要包括导电涂料、金属敷层屏蔽材料、本征型导电高分子材料和填充复合型屏蔽材料4大类,其特点分别如表3[2,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18]所示。然而,上述材料的电磁波屏蔽机理还有待深入系统的研究,以便进一步提高其电磁屏蔽效能。

西北有色金属研究院在国家“863”计划、国家“973”计划、国家自然科学基金和国家重大科技成果转化等项目的支持下,针对填充复合型屏蔽材料开展了大量的研究,制备出金属纤维混纺织物、纯金属纤维织物和金属纤维/聚合物复合材料等电磁波屏蔽材料,其电磁屏蔽效能最高可达84.3 dB,在治理电磁辐射领域具有广阔的应用前景。

3.2 电磁波吸波材料

电磁波吸波材料主要由吸波剂、基体和一些添加剂3部分组成,通过吸收透入到材料表面的电磁波能量,并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其它形式的能量而耗散掉[2,19]。良好的吸波材料必须具备两个条件:一是电磁波射入到吸波材料内,其能量损耗尽可能大;二是吸波材料的阻抗与电磁波的阻抗相匹配,此时满足无反射。

现代化战争对吸波材料的吸波性能要求越来越高,一般传统的吸波材料很难满足需要,为此科研工作者开发了多种新型吸波材料,主要包括磁性吸波材料、碳基吸波材料、纳米吸波材料、手性吸波材料、导电高分子吸波材料、等离子体吸波材料和电路模拟型吸波材料等。

磁性吸波材料主要包括铁氧体、金属微粉和多晶金属纤维等,它是目前研究和应用较多的一类吸波材料。据文献[20]报道,在磁性吸波材料中掺入微量稀土元素能很好地提高材料的吸波性能。林培豪等[21]采用高能球磨及热处理方法制备了磁性吸波材料,并研究了磁场热处理对该材料微波吸收特性的影响。研究表明,磁场热处理使磁性粉体的吸波带变窄,且在微波损耗过程中,磁损耗作用增大,而介电损耗作用减弱。多晶铁纤维吸波材料具有质量轻、面密度小(可降至1.5~2 kg/m2)、频带宽(4~18 GHz)等优点,并且可以通过调节纤维的长度、直径、排列方式、分散剂的含量等调节材料的电磁参数。李小莉等[22]采用MOCVD法制备了羰基多晶铁纤维,并分析了其电磁参数的变化趋势。研究表明,多晶铁纤维以较低填充比(应控制在65%以下)、较薄的厚度便可获得较好的吸波效果,有可能成为良好的轻质高效吸收剂。在国外,美国3M公司研制出的亚微米级多晶铁纤维吸波涂层在4~6 GHz频带内的反射率低于-5 dB,在6~20 GHz频带内的反射率低于-10 dB。欧洲GAMMA公司利用多晶铁纤维吸波材料成功研制出雷达隐身涂层,实现了宽频吸收,其最大吸收可达34 dB。据报道,该技术已成功用于法国战略导弹和载人飞行器[23]。

碳基吸波材料主要包括石墨基、炭黑基、碳纤维基和碳纳米管等吸波材料,该材料具有优异的吸波性能,兼有厚度薄、密度小、频带宽及多功能等特点,对微波和红外皆有极好的吸波效果,还能与结构复合材料或结构吸波材料复合,是一类极具发展潜力的高性能吸波材料。碳基吸波材料具有承载和减小雷达波反射截面的双重功能,其以优异的力学性能和隐身性能已大量应用于隐身技术[24]。王雯等[25,26]在聚丙烯腈中加入Fe、nano-Fe和FeC2O4·2H2O制备了3种新型电磁损耗型碳基复合吸波材料,结果表明,加入Fe和nano-Fe制备的碳基复合材料有效改善了纯碳材料的输入波阻抗匹配程度,提高了微波吸波性能;另外,随着热处理温度的升高,复合材料的介电常数增加,其对电磁波损耗能力增强。

纳米吸波材料具有优异的吸波性能,兼有频带宽、多功能、质量轻及厚度薄等特点,对微波和红外皆有极好的吸波效果,是一种最具发展前途的隐身材料[27,28]。美、英、俄、法、德、日等国都把纳米复合隐身材料作为新一代隐身材料进行探索和研究。美国已研制出一种称作“超黑粉”的纳米吸波材料,其对雷达波的吸收率可达到99%。目前,国内外的纳米材料研究体系主要有纳米金属膜、纳米铁氧体、纳米导电聚合物、纳米碳化硅、纳米Si/C/N和Si/C/N/O材料、纳米石墨、碳纳米管(CNTs)等吸波材料[29]。

手性吸波材料是在基体材料中加入手性旋波介质复合而成的新型吸波材料,它与普通吸波材料相比具有两大优势:一是调节手性参数比调节介电常数和磁导率容易;二是手性材料的频率敏感性比介电常数和磁导率小,容易实现宽频吸波[30]。在实际应用中,手性吸波材料主要有本征手性材料和结构手性材料两类。目前研制雷达吸收型手性材料的主要途径是在机体材料中掺杂手性结构物质。

导电高分子吸波材料具有质轻、电磁参数可调、易加工等优点,通过不同的掺杂剂或掺杂方式进行掺杂可以获得不同的电导率,使用方便,但其性能稳定性差、耐热性低、不耐老化,目前还没有达到实用阶段[31]。其包括聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚对亚苯、聚苯硫、席夫碱类化合物等,其中席夫碱类化合物作为一种新型导电高分子吸波材料有着广阔的应用前景,但是目前吸波效果较好的席夫碱材料仅有视黄基类席夫碱及其配合物,而视黄基类席夫碱制备困难、原料昂贵,大大限制了它的应用[32]。

等离子体吸波材料具有吸波频带宽、吸波率高、隐身效果好、使用简便、使用时间长、价格低廉等优点。一般涂料以钋-210、锔-242和锶-90等放射性同位素为原料,在飞行器飞行过程中放出强射线,高能粒子促使空气电离形成等离子体层,其吸波性能在1~20 GHz范围内衰减可达17 dB,但安装等离子体发生器的部位无法实现隐身,而且所需电源功率很高,设备庞大,因此仍需开展大量的研究工作[28]。袁忠才等[33]研究了两种厚度均为5 cm的等离子体层对频率0.1~100 GHz电磁波的透射系数,结果表明随着最大电子密度的增大,透射系数在10 GHz以下的频段内变化明显,且要有效降低透过的低频电磁波能量,最大等离子体电子密度至少应在1017 m-3以上。

电路模拟型吸波材料是一种新型而有效的吸波材料,它是将电路模拟结构引入到吸波复合材料的设计中制备而成[34]。

上述电磁波吸波材料大部分还处于实验室研究阶段,尚不能实现工业化应用,而且吸波机理有待进一步研究。

4 展望

电磁兼容与电磁防护新材料新产品 篇3

一、前言

伴随我们国家经济迅速发展以及居民生活水平不断提高,我们的生活中已经有愈加繁多的电气设备和电子产品的参与,人们生存空间里面存在的电磁能量也在持续增加,而电磁对我们生活所造成的影响也日益增大。怎样在如此复杂的电磁环境里面,解决各种设备之间正常运行同恶劣的电磁环境对人们生活造成的影响,成为现如今迫切需要解决的问题。

二、电磁兼容设计概述

依照电磁兼容三要素,降低电磁干扰影响需要通过屏蔽、滤波、接地、隔离等等方法配合才能实现。从源头控制EMI干扰的产生是设计之根本,降低EMI干扰源电磁发射可以通过研究电磁噪声幅值技术以及对扰源如何进行屏蔽、滤波以及接地处理等。屏蔽技术是通过导电材料把干扰源同外界分隔开,原理等同法拉第电磁笼,以此避免干扰源对外界造成电磁干扰;滤波是通过在干扰源输出端搭建滤波电路,为噪声电流提供低阻返回路径,降低环路干扰对外界的影响;接地的本质是为信号设置低阻抗返回路径,如静电泄放、安全保护以及信号参考等。

三、常见电磁干扰源和特性

如果想要解决电磁干扰这一问题,那么就很有必要去认识常见的电磁干扰源。电磁干扰按照形成机理可从自然因素以及人为因素划分成两类。大气放电是我们经常能够见到自然干扰源,大气放电主要以雷电形式表现,在雷电放电过程中,会产生强大的电磁场,这种电磁场会对电子设备产生干扰,轻者导致数据错误,重者导致硬件损坏。此外,太阳系还经常出现强烈电磁现象,这种情况下它以及太阳系附近行星都将发出辐射对电子设备、电子产品造成强烈电磁干扰。情况严重的时候太阳黑子可能将使得电力系统全面停电并且会让全球无线通信失效。地球自身磁场还可能因为种种原因而使得出现大幅度波动,而这样的波动将让电力以及通信系统出现电磁干扰。

日常生活中人为所造成的电磁干扰强度远大于自然干扰源所产生的,对于电磁环境造成的影响也更大。通常,产生人为电磁干扰存在两种情况,首先是由于电子产品运行时候,其电路中交变电流流动。交变电流还能够经过辐射以及传导方式向空间以及周围设备辐射或是传输电磁能,并使得设备受到电磁干扰。另外,运行中的设备其用电量处是一直变化的,这类变化就能够使得电路里电流出现瞬态过程,而这一过程具有很宽广频谱,其所产生电磁波向周围空间散出,并且还能够通过电源电源电路、接地电路以及其他方式往外传播。

四、电磁污染防护简述

4.1 防护方法与技术

如果想要彻底解决电磁兼容这一问题,那么就要从产品研发时候开始,以及将其贯穿在整个产品以及系统开发等过程里面。通过对国内外一些实际案例能够分析得出,在产品研发生产的时候越是很早注意到这一问题,往往越是能够节约人力物力等。电磁兼容技术其关键之处就在于对于电磁干扰源进行分析研究,并从电磁干扰源头进行控制才是最根本方法。如果想要控制干扰源发射,不但要从干扰源产生机理入手,分析其电磁噪音产生的原因,而且还要广泛使用屏蔽等技术。屏蔽技术主要是使用各式导电原料制造出各种各样壳体使其同大地相连,这样能够切断经过空间的静电耦合等所形成的电磁噪声。隔离其实是通过使用继电器、变压器隔离等方法来切断电磁噪音得以传递的途径,它的特点是把两部分电路地线系统进行分离,使得共阻抗耦合被限制。滤波则是在频率里面解决这一问题的技术,选用滤波器能够为其提供一条低阻抗道路,提高产品抗扰度以及降低产品EMI噪声。

线路接地其实是为了泄防电荷以及构建电路基准电平而开设的。在电子产品里面,这样做可以使得电路噪音受到抑制以及避免干扰。电路中地线不但可以为其提供点位基准,并且在某些地方还可以作为各级电路间信号传输的返回通路以及其供电通路。结构越是繁杂,该系统设计越发显得重要。通常在制造出的东西里面,部件以及装置里的地线还能够作为信号回流线。另外,系统、分系统和设备间地线只是能够提供电位基准电平,地线上下不通电流。所以在其中的信号传输都要使用双线以及双绞线。在电子产品里,接地体设计、地线的布置和接地线在各种不同频率下阻抗等等不但和产品以及系统电气安全有关,并且和其性能好坏也有联系。

4.2 传播途径

电磁干扰现象出现的时候,最为简单的模型即为逻辑上串联关系的三要素所组成,首先肯定会有着电磁干扰源。其次肯定有着电磁干扰受体,当电磁干扰强度超过准许界限时候,被干扰设备性能将出现混乱。最后一定要在干扰源同干扰受体间井盖耦合通道来传输有害电磁能量。

五、结束语

通过上文叙述可以知道,电磁干扰普遍的存在于我们生产以及生活里,对其检测和抑制等研究也吸引越来越多的人对其关注。对其进行检测务必得依照电磁检测标准以及规范来开展,要求被测试设备有关参数不能超过相关标准规定的数值。该项检测步骤相对繁杂而且测试项目繁多,所以測试结果不会太理想。因此迫切需要建立自动化电磁兼容检测系统以及探究更优良的测试方法。

电视塔电磁辐射卫生防护距离标准 篇4

随着广播电视事业的迅速发展,全国各省,部分城市都硅有r.播电视塔。按总发射功率可分为lOkW、30kW、60kW、90kW 四类。电磁辐琳目前已被列为造成公害的污染物,而广播电视塔电磁辐射是造成环境电磁辐射的主要来源之一。电视塔电磁辐射卫生防护距离标准目前国内外尚未报道。:奉标准是卫生部下达的“七五”期间重点攻关课题“工业企业卫生肪护距离标准体系研究”中的子课题之~。本标准由卫生部卫生监督司提出,由武汉市卫生防疫站和中国预防医学科学院环研所负责起草。起草人:李汉珍、邵强、张春利、黄俊铭、王军。技术归口单位:中国预防医学科学院环监所负责解释

本标准包括以下内容:① 主题内容与适用范围:②洙语;③ 标准内容(电视塔电磁辐射卫生防护距离标准;④ 附加说明。

本标准规定了电视塔与居民区之问所需的卫生防护距离 适用于地处平原、徽丘地区的新建及扩建、改建的电视塔,现有电视塔可参照执行。

电视塔电磁辐射的卫生防护距离,按电视塔发射机总功率及天线架设高度而定。

卫生防护距离:卫生防护距离系指产生有害因素源(电视塔发射天线)的边界至居住区边界的最小距离。

发射机总功率 天线架设高度* 卫生防护距离

10KW50500

100400

200300

300200

30KW50700

100500

200400

300300

60KW501000

100900

200800

300700

90KW501200

1001000

200900

300800

尚朋堂电磁炉产品广告策划书 篇5

1.市场描绘

2.产品承诺(特性)

3.广告目标

广告主题

广告定位

产品广告主题:

--触发消费者对产品的购买欲望,使用产品可显示其知性的厨房新观念!

产品广告定位:

--观念定位:“科技专业;安全环保;节能高效 ”

尚朋堂电磁炉之“安全篇”

广告标题:“我们只有一个家”

以公益广告为表现形式,采取情感诉求的策略,具体内容:一个孩子和一位母亲在看一则报道,其内容为每年中国因有火烹饪而发生的事故频率,如煤气泄漏、火灾、烧伤烫伤……(画面凄惨,音乐“无间道” 插曲),然后孩子为情所动,用天真的口吻说“妈妈,我们以后做饭不用火,行吗?”……标语打出,“我们只有一个家”,“尚朋堂,引领无火烹饪E时代!”

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以公益广告为表现形式,采取比较的广告策略。具体内容:以火的熊熊燃烧引入有火烹饪,列出采用有火烹饪时的耗气量(具体数字),对应其所耗能源可以,与之对比的是尚朋堂电磁炉智能调节实现低耗电量,同样列出其能耗具体数字。

(一)尚朋堂电磁炉产品广告策划

1.市场描绘

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产品广告主题:

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电磁兼容与电磁防护新材料新产品 篇6

超材料电磁调制技术国家重点实验室

开放课题管理办法(暂行)

一、总则

第一条 根据科技部《依托企业建设国家重点实验室管理暂行办法》精神,为更好地贯彻国家重点实验室“开放、流动、联合、竞争”的运行机制, 为我国超材料电磁调制技术领域培养高层次的科技人才,加强国内外学术交流,超材料电磁调制技术国家重点实验室(以下简称“实验室”)特设立开放课题,每年资助若干项相关领域的科研项目。

第二条 为规范和加强开放课题的管理,营造良好学术环境,激励科技创新,凝聚和培养科技人才,特制定本办法。

二、申请条件

第三条 申请实验室开放课题的项目,应符合以下条件: 1.符合实验室的研究方向,处于学科前沿,具有广泛应用前景的基础研究、应用基础研究及探索性研究;

2.预期能对未知现象有重要发现,对现有过程提供机理与本质的认识,对学科发展具有导向性或对实际应用具有指导意义;

3.学术思想新颖,立论根据充足,研究内容和目标明超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法(暂行)

确具体,研究方法和技术路线先进、合理、可行,近期内可望取得预期成果或阶段性成果,获得明显的社会效益和经济效益。

第四条 申请者应具备以下基本资格之一:

1.取得博士以上学位的科研人员,经所在单位同意后均可提出申请;

2.在职博士研究生也可作为申请者,但须征得导师的书面同意和推荐(须签署意见,认同开放课题的管理方法);

3.申请人必须是实际主持并从事申请项目的负责人;申请人每年提出一项课题申请,课题执行期限不超过二年;申请者与项目组成员具备实施该课题的研究能力与时间保证,经费预算合理。

4.每个申请者每次只能申请一个项目,已经获得实验室开放课题资助的项目且尚未完成的,不得再申请开放课题。

为鼓励青年科技人员脱颖而出,在同等条件下优先资助青年科技人员提出的申请;为加强本实验室与国内外的合作交流,吸引国内外优秀科技人员来本实验室开展研究工作,在同等条件下优先资助与本实验室合作的研究项目。同时实验室也接收国内、外研究人员自带课题和经费,利用实验室超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法(暂行)

设备条件开展科学研究,但需支付适当的科研费用。

三、申请、审批

第五条 开放课题项目的立项、审批由实验室统一负责。开放课题的申请、评审、批准程序如下:

1.申请人须填写《超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题申请书》;

2.项目申请书须经申请人所在单位审批并加盖公章,一式3份报送实验室秘书处。项目依托单位应认真审核申请书内容的真实性,承诺在人员和条件上给予保障;

3.实验室秘书处负责受理项目申请,实验室秘书处进行形式审查,合格后将组织专家评审,再经实验室学术委员会终审;

4.实验室学术委员会委员对项目申请进行评审后,由实验室主任批准,择优资助。

第六条 开放课题项目资助金额根据课题实际需要,一般不超过10万元,研究期限一般为2年。

第七条 开放课题项目的评审以创新与研究价值为标准,注重申请者的创新潜力,鼓励科技工作者积极探索,优先支持能提出新思想、新方法的申请者。超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法(暂行)

第八条 开放课题项目的评审一般按照初审、实验室学术委员会评议、实验室主任批准的程序进行。实验室学术委员会每年定期对提交的开放课题申请进行一次评审。但对国家需求或学科发展具有重大影响、学术思想和技术路线新颖、有重要苗头的项目申请,可由实验室主任召开室务会进行评审,及时给予支持。

第九条 本实验室秘书处负责申请项目的初审。有下列情况之一者,不予继续评议和评审:

1.申请者不具备申请资格;

2.申请手续不完备或申请书不符合要求;

3.申请项目与项目指南不符或申请经费预算不合理; 4.项目提交的科研目标和成果不明确; 5.申请者以往所获资助项目执行不力。第十条

实验室学术委员会对申请项目的创新性、研究价值、研究目标、研究方案等做出判断和评价,并给出评审意见。

第十一条 实验室主任综合评审意见确定获资助项目,实验室对获准立项的项目将发给课题任务书。申请者根据评审意见填报课题任务书,由实验室主任复核后,方可正式列为实验室开放课题项目。超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法(暂行)

四、项目实施与管理

第十二条 项目负责人全面负责开放课题研究项目的实施,包括定期向实验室报告项目的执行和进展情况,如实编报项目研究工作总结和资助经费决算等。凡涉及项目研究计划、经费使用及项目依托单位等重要变动,须及时报实验室核准。

第十三条 一般情况下,课题负责人不得代理或更换,遇有特殊情况,所在单位应安排合适代理人,并报实验室备案。课题负责人工作调动,可依据具体情况选择在原单位或调入单位完成开放课题,但须调入、调离双方及实验室签署意见,并报实验室审批备案。

第十四条 项目依托单位对本单位开放课题项目负有监督、管理和保证的责任,主要包括:保证项目的人员稳定、条件落实;监督项目的实施和经费使用;协助实验室实施项目检查, 结题审查和研究工作总结。

第十五条 项目负责人应在项目结束后一个月内申请验收,并向实验室提交研究工作总结、研究成果(论文、专著、专利和奖项等)的复印件和电子版文件。

第十六条 工作中用开放课题经费购置、加工和研制的仪器和装置归实验室所有。超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法(暂行)

第十七条 开放课题资助项目的研究成果应署实验室和项目负责人所在单位名称,并注明受本实验室开放课题资助和项目批准号。项目研究成果包括通过开放课题项目研究形成的论文、专著、软件、数据库、专利以及鉴定、获奖、项目推广(转让)或应用等。本实验室的中文名称为:超材料电磁调制技术国家重点实验室,英文名称为:State Key Laboratory of Metamaterial Electromagnetic Modulation Technology。

第十八条 项目经费采用按年度滚动方式拨款: 1.收到申请人返回的课题任务书并确认合格后,首次拨款项目经费的60%;

2.下一个年度,根据研究进展报告情况,拨付项目剩余经费;对进展不好的项目将视其情节缓拨或停止资助。

第十九条 在研的开放课题项目有下列情况之一者,实验室主任有权视其情节轻重给予缓拨资助经费、中止或撤消项目等处理:

1.弄虚作假、违背科学道德;

2.项目执行不力,未开展实质性的研究工作; 3.未按要求上报项目执行和进展情况,无故不接受实验室对项目实施情况的检查、监督与审计;

4.项目资助经费的使用不符合有关财政、财务制度的超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法(暂行)

规定或其他违反开放课题项目规定与管理办法的行为。

五、经费管理

第二十条 开放课题的经费来源于实验室的运行经费和实验室的研究单元自筹经费。

第二十一条

项目负责人应按照本办法规定,本着实事求是、精打细算的原则,编制切合实际的项目资助经费预算。项目依托单位应按照有关本规定严格审核项目资助经费预算,并签署意见。

第二十二条

开放课题经费实行独立核算,专款专用管理制度;同时实验室对经费使用情况进行监督,并负最终责任。

第二十三条

项目资助经费的管理和使用,必须符合国家有关财政、财务制度和本办法的规定,同时要有利于开展科学研究工作。

第二十四条 项目资助经费的使用范围包括: 1.科研业务费:测试、计算、分析费,动力、能源费,差旅费,调研和学术会议费,资料、论文版面费和印刷费,文献检索、入网等信息通讯费;

2.实验材料费:原材料、试剂等消耗品购置费、加工超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法(暂行)

费和包装运输费;

3.仪器设备费:专用仪器设备购置、运输、安装费和修理费,自制专用仪器设备的材料、配件购置费和加工费;

4.实验室改装费:为改善资助项目研究的实验条件,对实验室进行改装所开支的费用。不得用于实验室扩建、土建、房屋维修等费用的开支;

5.协作费:外单位协作承担开放课题项目部分研究试验工作的费用。

6.国际合作与交流费:指用于与资助项目研究工作有直接关系的国际合作与交流费用,包括项目组人员出访及外国专家来访的部分费用,不得超过资助经费的15%;

7.劳务费:指用于直接参加项目研究的研究生、博士后人员的劳务费用,不得超过经费的15%。

六、附则

计算机的电磁辐射分析与防护 篇7

1 计算机辐射信号的时频特性分析

目前, 计算机显示内容涉及信息泄漏主要是文本和图像, 采用探头对测试笔记本进行探测, 可以测到在340~370 MHz频段内, 测量信号电平要高于背景噪声电平[3]。

在同等条件下, 当计算机显示H字符时引起的信息泄漏最为严重。选H字符信号分析它们在屏幕分辨率为1 280×1 024, 刷新率为60 Hz模式下的时域、频域特征。当仅显示黑白两种颜色时, R, G, B这3路视频信号特征完全相同, 把它们作为一个整体看待[4]。

在字符信息的辐射发射中, 竖笔划的影响最大 (信号突变最明显) , 对于满屏4号H字符, 其对应的信号波形为准周期信号, 高电平对应的是白点, 低电平对应的是黑点。实际波形是周期变化的梯形波, 周期梯形波信号电流随时间变化的曲线可简化为图1。H字符信号时域波形为周期变化的梯形波, T=175 ns、f=57.14 MHz、τr=6 ns、τf=6 ns。其中, T, f, τr, τf分别为信号周期、频率、正、逆程时间。

H字符信号电流I (t) 可表示为

Ι (t) =n=-Cnej2nπΤt

Cn=Ι0τΤsin (πτfn) πτfnsin (πτrfn) πτrfn

其中, fn=nΤI (t) 第n次谐波的频率。显然, n次谐波 (n≠0) 的振幅为

Ιn=2Ι0τΤsin (πτfn) πτfnsin (πτrfn) πτrfn

由H字符时域波形和公式可以得出其频谱, 从图2可以看出前10次谐波含有率都达到了60%以上, 这表明其绝大多数的能量存于其中。

为了验证前述结果, 采用“计算机视频信息防泄漏仿真软件”对辐射信号辐射发射进行仿真, 以确定LCD显示器的辐射信号的辐射发射量值。输入2号字和4号字, 打开频谱分析仪, 在基波频率为30 MHz对原理图进行仿真, 结果如图3所示。由上面的信息辐射的电路仿真结果可以看出, 液晶显示器中3路视频信号在采用2号字体时信息辐射量大于4号字体, 且高频段时信息辐射量比较大, 在几百兆的频带内辐射量级达到了30 dBμV/m。相对低于20 dBμV/m的环境噪声来说, 这些辐射信号是非常容易被截获的。

2 计算机屏蔽箱设计

根据以上分析和实际使用要求进行电子屏蔽箱设计, 主要包括以下内容:显示屏、键盘、设备缝隙等重点位置的屏蔽;电源端口、通信端口的滤波;设备连接部件的结构设计等。根据应用需求及电磁耦合泄漏要素的分析, 首先采用工程设计软件Pro-Engineer 2.0制定总体防护设计的模拟效果[5], 如图4所示, 并根据该软件生成的结构图纸, 选用适当的材料对笔记本电脑进行电磁防护。

为了保证计算机的电磁性能, 采用以下方法对电子屏蔽箱进行设计, 机箱壳体采用几毫米厚度的铝合金板压制而成, 对板材间的缝隙进行焊接, 使用金属胶带对焊接处进行屏蔽密封;壳体全身采用镀锌处理, 防止壳体氧化;机箱与底盖、机箱与信号线连接器的连接采用导电布衬垫[6];显示器采取金属丝网夹芯玻璃实现屏蔽加固。在1 GHz以下的频段内, 屏蔽效能达到约为70 dB。为了保证屏蔽箱屏幕的可视性, 将液晶屏与屏蔽玻璃的间距控制在几厘米以下;采用镀锌金属条固定玻璃并与屏蔽体外壳金属进行电搭接;键盘处采用导电铜镀镍布, 并在外层附加一层印有键盘标识的薄布, 以保证键盘的屏蔽效果和使用;通过测试, 键盘按键保证准确无误;导电布与金属外壳进行无缝连接, 实现机箱软硬屏蔽连接的转换;通风窗口摒弃厚重的铜制波导窗, 采用发泡金属通风窗, 发泡金属中的微孔孔径在几百微米, 其截止频率很高, 电磁波在层叠界面处产生多次反射损耗, 因此只需很薄的厚度即可达到很高的屏蔽效能;信号电缆的滤波和屏蔽方法为:机箱内部USB/鼠标线采用EMI吸收磁环共模方式绕制1圈;机箱内部网线采用EMI吸收磁环以共模方式直接穿过;机箱外部网线采用EMI吸收磁环2只, 部署在网线两端端口内, 以共模方式直接穿过;网线采用屏蔽网线并外套屏蔽编织套, 防止网线向外辐射。其中, 各个总线的接口均采用特制金属外壳, 保证接口处的屏蔽性能。电源的交流端采用美国军用交流电源滤波器, 用于适配器220 V/50 Hz输入端滤波;直流端采用美国军用直流电源滤波器, 用于适配器19.3 VDC输出端滤波;滤波器和AC-DC转换器采用金属罩和导电橡胶板进行屏蔽。

3 测试结果

电子屏蔽箱的电磁兼容检测经境模拟与可靠性试验。该屏蔽箱的CE102-1, RE102-3 两项指标测试值比美军标限值低30 dB。但相比低于20 dBμV/m的环境噪声来说, 测试值仍显偏高, 如表1所示。

在2~200 MHz内, 测试值比军标限值低15 dB以上, 且辐射发射值<10 dBμV/m。因此可以认为在2~200 MHz内产生的电磁泄漏混于环境噪声中, 很难从环境噪声中分离。而在200~1 000 MHz内, 测试值比美军标限值低10~15 dB, 但辐射发射值在随着频率增加而升高, 从10 dBμV/m上升到35 dBμV/m。其中, 300~1 000 MHz频段内, 辐射发射值>20 dBμV/m。由于电磁吸收材料消除了暗室四壁和顶部的电磁反射, 设备的测试值要好于电磁预兼容测试值。测试结果表明, 该电子屏蔽箱不仅达到要求, 而且有>10 dB的安全裕量。超出环境噪声的信号可以很容易检测到, 需要对该屏蔽进行再防护。可通过两种方法实现:一方面增加屏蔽措施, 如使用屏蔽帐篷等;另一方面加大设备的防护半径。文中设计的电子屏蔽箱可通过第二种方法来实现。

在测试结果中可以看出, 设备的辐射发射总体<35 dBμV/m, 当防护半径增加到3 m时, 其辐射发射量可降到25 dBμV。当防护半径增加到10 m时, 其辐射发射量可降到15 dBμV。因此, 只要保证在一定的防护范围的信息安全即可。

4 结束语

为了减少外界因素的干扰, 对实验设备进行了屏蔽, 并在相应的操作过程中尽量减少各种杂波及噪声所造成的误差。为进一步进行计算机电磁泄漏方面的研究提供了有效的参考方法及数据, 为以后的其他方面设备的电磁泄漏的研究提供了借鉴之处, 是进一步进行电磁泄漏研究的基础。

摘要:针对计算机电磁信息泄漏对信息安全的影响, 结合屏幕分辨率为1 280×1 024的液晶显示屏的信号辐射情况, 利用计算机进行了仿真, 分析了辐射信号的时频特性, 并对计算机进行了屏蔽设计与实测。测试结果表明, 所设计电子屏蔽箱的辐射发射总体<35 dBμV/m, 适当增加防护半径, 其辐射发射量可降到20 dBμV/m以下, 低于20 dBμV/m的环境噪声, 达到防电磁泄漏的要求。

关键词:辐射信号时频分析,屏蔽箱设计,电磁兼容测试

参考文献

[1]李泽, 于大鹏.计算机电磁泄漏分析与防护[J].计算机安全, 2005 (4) :23-25.

[2]胡波, 张洪欣, 高光珍.计算机视频显示器计算机电磁泄漏信息的再现[J].滨州学院学报, 2008, 24 (3) :69-73.

[3]韩放.计算机信息电磁泄漏与防护[M].北京:科学出版社, 1993.

[4]Wvan Eck.Electromagnetic Radiation form Video DisplayUnits:An Eavesdropping Risk[J].Computers&Security, 1985, 4:269-286

[5]谭雪松, 张青, 钟廷志.Pro/ENGINEER Wildfire高级应用[M].北京:人民邮电出版社, 2007.

电磁兼容与电磁防护新材料新产品 篇8

【关键词】银行系统 信息中心 雷击电磁脉冲防护

随着银行系统现代化、信息化建设的不断发展,电子设备被广泛应用于金融网络的运行系统中。这些大量精密电子设备的使用及联网,使安装在弱电系统中的设备,经受着电源质量不良(如电源谐波放大、开关电磁脉冲)、直击雷、感应雷、工业操作瞬间过电压、零电位漂移等浪涌和过电压的侵袭,造成網络运行中断、甚至设备永久性损坏,由此而带来了巨大的直接经济损失,间接损失更是无法估量。因此,银行系统电子设备雷电过电压及电磁干扰防护,是保护通信线路、设备及人身安全的重要技术手段,是确保通信线路、设备正常运行必不可缺少的技术环节,是银行系统金融电子化建设及运行管理工作的重要组成部分。

一、雷击损坏原因的分析

银行系统的雷击案例大部分是由感应雷击及地电位反击而引起的。对于室外的入户线路,电源线和信号线均存在遭感应雷击的可能,虽然采取了埋地、穿管屏蔽、接地等措施,但也只能导走大部分雷电流,并不能将芯线上的感应雷电流导走,就是这部分芯线上的感应雷电流造成了设备的损坏。对于内部传输线路,当建筑物本身或附近落雷后,周围会形成强大的磁场,这些强磁场会对各种传输线路形成感应过电压或耦合过电压,从而造成损坏。对本身屏蔽及抗干扰能力较差的设备,强磁场可直接对内部芯片造成干扰甚至损坏。据研究当磁场强度Bm≥0.07×10-4T时,无屏蔽的计算机会发生暂时性失效或误动作;当Bm≥2.4×1010-4T时,计算机元件会发生永久性损坏。而雷电电流周围出现的瞬变电磁场强度往往超2.4×10-4T。另外当建筑物本身或附近落雷后,地网电位升高,从而形成“反击”,造成损害。

二、等电位联结措施

等电位联结技术是现代防雷技术的核心内容,现行国标及IEC标准都是围绕此项内容展开的,SPD(电涌保护器)也是一种等电位联结器件。等电位联结技术应采取共用接地系统。等电位连接主要由以下三部分组成:一是建(构)筑物(群)外部的等电位连接措施。即外部与之相连的各建(构)筑物之间的等电位;二是建筑物内部的等电位措施。即建筑物本身的钢筋结构、金属门窗、室内的水管、采暖管、机房的金属屏蔽层、金属隔断、静电地板的金属支架等均应与等电位母排或接地基准平面进行电气联结;三是设备的等电位连接措施。即设备本身的金属外壳直接与等电位母排或接地基准平面进行电气联结,设备的各种传输线路通过SPD与外壳实现等电位连接。另外关于银行信息中心机房内的等电位连接措施应设计为M型等电位连接。M型等电位联结一方面可以使各设备工作地线最短,消除高频干扰,满足设备正常工作要求;另一方面又不会出现低频(工频)杂散电流的干扰,尤其是在雷击情况下能使各设备处在真正的等电位状态下而避免损坏。

三、屏蔽措施

IEC/TC-81(国际电工委员会第81防雷小组)的技术定义将系统防雷工作总结为:DBSE技术-即分流(Dividing)、均压(bonding)、屏蔽(Shielding)、接地(Earthing)四项技术加之有效的防护设备的综合。屏蔽措施是系统防雷工程中一项必不可少的工作,是减少雷电电磁干扰的基本措施。屏蔽措施主要有以下三点:一是建筑物本身的屏蔽措施。即法拉第笼式的金属屏蔽结构,必要时应对机房增加屏蔽措施,如加装高密度铜网和高密度钢网,并做好门、窗的屏蔽措施;二是传输线路的屏蔽措施。即各种传输线,包括外部传输线路和内部传输线路,均应穿金属管进行布线,即使机房内静电地板下的传输线路也应如此。传输线路应远离外墙特别是建筑物的主钢筋,传输管线的两端应可靠接地;三是设备的屏蔽。即设备本身应具备一定的屏蔽措施,设备的金属外壳应可靠接地。

四、电涌保护器(SPD)的安装

1.供电线路的SPD防护

银行系统中心机房动力电一般采用从配电房引出的2路专线供电,进入机房后设置了专用配电柜。配电柜内一路供机房内UPS用电,另一路供机房精密空调用电。分行电源SPD应按三级保护的要求进行设计:第一级在配电房低压母线侧安装每相通流量为50KA的10/350us波形SPD;第二级在机房专用配电柜输入总线上安装每相通流量为60KA的8/20us波形的SPD;第三级在UPS输入端和精密空调的供电端安装每相通流量为20KA的8/20us波形的SPD。对于下属网点营业部,可按两级保护要求进行设计:第一级在机房专用配电柜输入总线上安装通流量为100KA的8/80us复合测试波形的SPD;第二级在UPS输入端安装每相标称通流为20KA的8/20us波形的SPD。由于二、三级SPD均属限压型且处于同一房间,设备安装时应保证它们之间大于5米的规定。

2.信号线路的SPD防护

2.1对于进入信息中心机房内的所有电话外线,应在配线架上安装一级初保护避雷器。

2.2 X.25、DDN、ISDN等电话专线,应在进入调制解调器前串接电话专线SPD,作为二级细保护。

2.3计算机网络系统的小型机、服务器、网络交换机、路由器、等设备,除线路的传输过程中应做好屏蔽与接地措施外,应在网络接口处需安装信号SPD。

2.4选择安装信号SPD时,必须了解网络的拓朴结构,网络的传输速率,选用的传输介质等内容。

2.5对于采用光缆传输的信号线,不需加装SPD,但光缆的金属外皮、金属加强筋应在进入光端机前可靠接地。

五、补充说明

1.关于信息系统接地系统

关于弱电设备接地的问题,主要经历了独立接地、联合接地、共用接地三个阶段的讨论,同时,对接地电阻值的要求也很苛刻,银行系统信息中心接地电阻一般要求小于1欧姆。IEC标准及我国现行国标已经明确要求采用共用接地系统,完善等电位联结措施,而对接地电阻值的大小已经淡化。以前银行系统信息中心普遍要求采用独立地网,这种劳民伤财的做法也应该废除了。

2.关于SPD的安装

大部分的防雷工程公司特别注意对SPD的选取,其实再好的防雷设备也需要优良的工程来保障。许多国内外知名的防雷产品安装上去后,设备照样遭雷击,笔者发现主要是安装SPD时的线路布设不合理或者是接线太长。国标要求接至等电位联结板的接地导线要短而直,长度一般不应大于0.5m。同时,为避免不必要的感应回路,SPD与被保护设备之间应采用无回路或小回路方式安装,输入、输出线严格分开布设。关于SPD的安装希望能够得到重视。

参考文献

[1]IEC62305-4:2010《雷电防护-第4部分:建筑物电气和电子系统》.

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