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低频磁场的屏蔽(一)

    对于许多人而言,低频磁场干扰是一种最难对付的干扰,这种干扰是由直流电流或交流电流产生的。例如,由于炼钢的感应炉中有数万安培的电流,会在周围产生很强的磁场,这个强磁场会使控制系统中的磁敏感器件失灵,最常见的磁敏感设备是彩色CRT显示器。在磁场的作用下,显示器屏幕上的图象会发生抖动、图象颜色会失真,导致显示质量严重降低,甚至无法使用。低频磁场往往随距离的衰减很快,因此在很多场合,将磁敏感器件远离磁场源是一个减小磁场干扰的十分有效的措施。但当空间的限制而无法采取这个措施时,屏蔽是一个十分有效的措施。但要注意的是,低频磁场屏蔽与与射频屏蔽是完全不同的,射频屏蔽可以用铍铜复合材料、银、锡或铝等材料,但这些材料对磁场没有任何屏蔽作用。只有高导磁率的铁磁合金能屏蔽磁场。
  1.基本原理
  根据电磁屏蔽的基本原理,低频磁场由于其频率低,趋肤效应很小,吸收损耗很小,并且由于其波阻抗很低,反射损耗也很小,因此单纯靠吸收和反射很难获得需要的屏蔽效能。对这种低频磁场,要通过使用高导磁率材料提供磁旁路来实现屏蔽,如图1所示。由于屏蔽材料的导磁率很高,因此为磁场提供了一条磁阻很低的通路,因此空间的磁场会集中在屏蔽材料中,从而使敏感器件免受磁场干扰。

图1 高导磁率材料提供了磁旁路,起到屏蔽作用
  从这个机理上看,显然屏蔽体分流的磁场分量越多,则屏蔽效能越高。根据这个原理,我们可以用电路的的计算方法来计算磁屏蔽效果。用两个并联的电阻分别表示屏蔽材料的磁阻和空间的磁阻,用电路分析的方法来计算磁场的分流,由此可以计算屏蔽效果。

    从公式中可以看出,屏蔽材料的导磁率越高、越厚,则屏蔽效能越高。另外,b越小,屏蔽效能越高,这意味着,屏蔽体距离所保护的空间越近,则效果越好。越好。越好。


 
 
 
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