屏蔽的机理.doc

屏蔽的机理 所谓屏蔽是用导电或导磁体的封闭面将其内外两侧空间进行的电磁性隔离。因此，从其一侧空间向另一侧空间传输的电磁能量，由于旅行了屏蔽而被抑制到极微量。这种抑帛效果称为屏蔽效能或屏蔽插入衰减，用分贝表示。令空间某点在没有屏蔽时的场强为Eo或Ho，设计屏蔽后该点的场强为Ei或Hi，于是屏蔽效能S为S=20lgEoEi或S=20lgHoHi屏蔽效能是频率和材料电磁参数的函数。另外，材料的厚度和屏蔽体的连接对屏蔽效能也有显著影响。屏蔽技术包括：1. 屏蔽2. 屏蔽体连接，包括固定接缝和活动接缝的连接3. 接地4. 隔离滤波，包括电源线、信号线和控制线的滤波器，以及通风、空调和水、气等动力管道的电磁滤波器；5. 信号电缆的电气密封连接6. 屏蔽空间的设备和设施安装。二、屏蔽的分类根据频率和作用机理不同，屏蔽分下面几种。1. 直流磁场屏蔽其屏蔽效能取决于屏蔽材料的导磁系数。2. 地磁屏蔽地磁场接近于直流磁场，但实际上它是在2050Hz频率范围漂动。因此，对地磁屏蔽可看成是对叠加有效流场的直流磁场屏蔽。其屏蔽效能用增量屏蔽系数表示。取决于增量导磁系数。对半径为R的圆球体单层屏蔽或长度为的立方体单层屏蔽，设屏蔽体厚度为t，则增量屏蔽系数分别为=1+2t(圆球体）3R=1+1t(立方体)2R增量导磁系数是材料磁密或磁感应强度B的函数。其最大值等于初始直流导磁系数。并随磁感应强度B和直流导磁系数的增加而减小；在磁化饱和时，等于零。因此，为了获得最大的，屏蔽体应彩高导磁材料，通过控制剩余感应B，来抵消外界直流磁场。控制的方法是，用一个高强度的高斯线圈放在屏蔽室中或靠近屏蔽室，进行急剧磁化和交流去磁，以免屏蔽体磁化饱和或出现不希望的剩余感应，使剩余感应达到所期望的数值。3. 低频磁场屏蔽从狭义角度，是指甚低频（VLF）和极低频（ELF）的磁场屏蔽。主要屏蔽机理是利用高导磁材料具有低磁阻的特性，使磁场尽可能通过磁阴很小的屏蔽壳体，而尽量不扩散到外部空间。屏蔽壳体对磁场起磁分路作用。其屏蔽效能主要取决于屏蔽材料的导磁系数；随着频率增加，材料的电导率也起一定作用。4. 电磁屏蔽从广义角度，所有屏蔽均属电磁屏蔽。但从狭义角度，电磁屏蔽是指从110kHz到40GHz频率范围的屏蔽。电磁屏蔽的机理是磁磁感应现象。在外界交变电磁场作用下，通过电磁感应屏蔽壳体内产生感应电流，而这感应电流在屏蔽空间又产生了与外界电磁场方向相推荐屏蔽的机理 作者：桐邑科技屏蔽的机理 所谓屏蔽是用导电或导磁体的封闭面将其内外两侧空间进行的电磁性隔离。因此，从其一侧空间向另一侧空间传输的电磁能量，由于旅行了屏蔽而被抑制到极微量。这种抑帛效果称为屏蔽效能或屏蔽插入衰减，用分贝表示。令空间某点在没有屏蔽时的场强为Eo或Ho，设计屏蔽后该点的场强为Ei或Hi，于是屏蔽效能S为S=20lgEoEi或S=20lgHoHi屏蔽效能是频率和材料电磁参数的函数。另外，材料的厚度和屏蔽体的连接对屏蔽效能也有显著影响。屏蔽技术包括：1. 屏蔽2. 屏蔽体连接，包括固定接缝和活动接缝的连接3. 接地4. 隔离滤波，包括电源线、信号线和控制线的滤波器，以及通风、空调和水、气等动力管道的电磁滤波器；5. 信号电缆的电气密封连接6. 屏蔽空间的设备和设施安装。二、屏蔽的分类根据频率和作用机理不同，屏蔽分下面几种。1. 直流磁场屏蔽其屏蔽效能取决于屏蔽材料的导磁系数。2. 地磁屏蔽地磁场接近于直流磁场，但实际上它是在2050Hz频率范围漂动。因此，对地磁屏蔽可看成是对叠加有效流场的直流磁场屏蔽。其屏蔽效能用增量屏蔽系数表示。取决于增量导磁系数。对半径为R的圆球体单层屏蔽或长度为的立方体单层屏蔽，设屏蔽体厚度为t，则增量屏蔽系数分别为=1+2t(圆球体）3R=1+1t(立方体)2R增量导磁系数是材料磁密或磁感应强度B的函数。其最大值等于初始直流导磁系数。并随磁感应强度B和直流导磁系数的增加而减小；在磁化饱和时，等于零。因此，为了获得最大的，屏蔽体应彩高导磁材料，通过控制剩余感应B，来抵消外界直流磁场。控制的方法是，用一个高强度的高斯线圈放在屏蔽室中或靠近屏蔽室，进行急剧磁化和交流去磁，以免屏蔽体磁化饱和或出现不希望的剩余感应，使剩余感应达到所期望的数值。3. 低频磁场屏蔽从狭义角度，是指甚低频（VLF）和极低频（ELF）的磁场屏蔽。主要屏蔽机理是利用高导磁材料具有低磁阻的特性，使磁场尽可能通过磁阴很小的屏蔽壳体，而尽量不扩散到外部空间。屏蔽壳体对磁场起磁分路作用。其屏蔽效能主要取决于屏蔽材料的导磁系数；随着频率增加，材料的电导率也起一定作用。4. 电磁屏蔽从广义角度，所有屏蔽均属电磁屏蔽。但从狭义角度，电磁屏蔽是指从110kHz到40GHz频率范围的屏蔽。电磁屏蔽的机理是磁磁感应现象。在外界交变电磁场作用下，通过电磁感应屏蔽壳体内产生感应电流，而这感应电流在屏蔽空间又产生了与外界电磁场方向相反的电磁场，从而抵消了外界是电磁场，产生屏蔽效果。因此：a. 电磁屏蔽较适用于高频。低频时感应电流小，屏蔽效果较差。b. 应保证屏蔽壳体各部分具有良好的电气连续，使感应电流能在壳体中畅流，以便产生足够大的感应电磁场来抵消外界电磁场，否则将影响屏蔽效果。5. 静电屏蔽静电屏蔽用来防止静电耦合产生的感应。屏蔽壳体采用高电导率材料并良好接地，以隔断两个电路和之间的分布电容耦合，达到屏蔽作用。静电屏蔽的屏蔽壳体必须接地。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。因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量（涡流损耗）、反射能量（电磁波在屏蔽体上的界面反射）和抵消能量（电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可抵消部分干扰电磁波）的作用，所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。（1）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流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。（2）当干扰电磁波的频率较低时，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。（3）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，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。许多人不了解电磁屏蔽的原理，认为只要用金属做一个箱子，然后将箱子接地，就能够起到电磁屏蔽的作用。在这种概念指导下结果是失败。因为，电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。真正影响屏蔽体屏蔽效能的只有两个因素：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。因此，当干扰的频率较高时，这时波长较短，就需要使用电磁密封衬垫。具体说，当干扰的频率超过10MHz时，就要考虑使用电磁密封衬垫。凡是有弹性且导电良好的材料都可以用做电磁密封衬垫。按照这个原理制造的电磁密封衬垫有:导电橡胶：在硅橡胶内填充占总重量70 80比例的金属颗粒，如银粉、铜粉、铝粉、镀银铜粉、镀银铝粉、镀银玻璃球等。这种材料保留一部分硅橡胶良好弹性