磁导率与厚度因素对磁屏蔽效能的影响.docxVIP

磁导率与厚度因素对磁屏蔽效能的影响赵启博姚腊红王向欣湖北武汉 :430080)(武汉钢铁 (集团) 公司研究院硅钢所摘 要 利用漏磁通法并选取取向硅钢及内磁屏蔽钢进行了磁屏蔽效能实验 。对取向硅钢而言 ,随外磁场强度增加 ,材料屏蔽效能 ( S E) 先是急剧上升至 18 . 1dB ,达到极大值后再缓慢下降 。根据 趋近于直流状态的磁导率在达到极大值前 ,材料屏蔽效能 ( S E) 相似于磁导率变化趋势 ,证实材料 尚未饱和 ;达到极大值后的缓慢变化应当根据取向硅钢磁化时磁力线的填充规则说明 。对取向硅钢单片 、双片以及不同厚度内磁屏蔽钢进行了比对实验 ,证实同种材料在材料磁化到饱和后 ,屏蔽 效能的影响与厚度呈等趋势变化 。关键词 磁屏蔽 ;屏蔽原理 ;取向硅钢 ;内磁屏蔽钢中图分类号 : T G201 . 45文献标识码 : A文章编号 :167123524 (2008) 02200132048702 - 88《电磁辐射防护规定》和 GB 9175 - 88《环境电磁波卫生标准》规定了 100 k Hz～300 GHz 范围 内职业防护安全限值及公众防护安全限值 。有研究 表明长期暴露于低频磁场中 ,有可能导致儿童白血 病以及成 人 慢性 淋巴 白 血病 , 100 k Hz 以 下 的静 磁辐射问题逐渐引起人们的关注 。1磁屏蔽简介磁场的屏蔽问题 ,是一个既具有实际意义又具有理论意义的问题 。根据条件的不同 ,电磁场的屏 蔽可分为静电屏蔽 、静磁屏蔽和电磁屏蔽三种情况 。频率 f 100 k Hz 范围也都属于静磁屏蔽范畴 。GB磁屏蔽材料分类及特点1]表 1种类特点用途电工纯铁板高饱和磁感 B S屏蔽强磁场 ,如超导设备屏蔽用于弱磁场屏蔽 ,各种精密电工仪器仪表用高导磁合金磁屏 蔽 ,代表合金有 1J S0 、1J 51 、1J 65 、1J 79 和 1J 85 五种 。 用于彩色显像管和彩色显示器 ,减小地磁场 ( ～28 A/ m) 及其 它杂散场对电子枪电子运动轨迹的影响 。 用于电抗器或变压器部件 ,用作器身 、箱壁 、夹件等的磁屏蔽 。高磁导率μm ,产品价格昂贵Fe - Ni 坡莫合金要求有良好的磁性能 、成型性和点焊性能 , 退火表面能生成附着性优良的黑色保护膜等 [ 2 ] 。 磁性能介于纯铁和坡莫合金之间 ,是重要的电工产品内磁屏蔽钢磁屏蔽用硅钢片在原始屏蔽体上增加一层非晶态物质 ,通过非晶态物质的特殊性质和原来屏蔽体复合后达到较好的电磁屏蔽性能 。非晶屏蔽材料厚度 10～40μm理可以用磁路的概念来说明 。在外磁场中 ,一部分磁通在空气中穿过 ,另一部分磁通集中在铁磁回路 中 。这可以把铁磁材料与空腔中的空气作为并联磁路来分析 。2磁屏蔽原理静电屏蔽利用的是导体静电平衡原理 ,电磁屏蔽利用涡电流原理 ,高频干扰电磁场在屏蔽金属内 产生电涡流 ,消耗干扰磁场的能量 。静磁屏蔽的原Φ空气 = F = I N (1)R 空气l / (μ空气 S )收稿日期 :2008204216作者简介 :赵启博 ( 1980～) ,男 ,硕士 ,研究方向 :磁性材料及测量. E2mail :zhqbhit @ya hoo . co m. cn14武汉工程职业技术学院学报2008 . 2Φ屏蔽 = F = I N 同一励磁场条件下屏蔽前后的磁场值 ,并代入公式计算磁屏蔽效能 。根据磁测量的特殊性 ,由小及大 增加磁场 ,逐个点记录 H? n1 和 H? n2 ( n 为测量点编号)计算并绘制出磁场与屏蔽效能之间的关系如图 2 所示 。(2)R 屏蔽l / (μ屏蔽 S )因为铁磁材料的磁导率比空气的磁导率要大几千倍 (μ屏蔽 μ空气 ) , 所以空腔的磁阻比铁磁材料 的磁阻大得多 ( R空气 R屏蔽 ) , 外磁场磁通量的绝 大部份将沿着铁磁材料壁内通过 (Φ屏蔽 Φ空气 ) ,而进入空腔的磁通量极少 。这样被铁磁材料屏蔽的空腔内基本上没有外磁场 ,从而达到静磁屏蔽的目 的 。材料的磁导率愈高 ,筒壁愈厚 ,屏蔽效果就愈显著 。因常用磁导率高的铁磁材料如软铁 、硅钢 、坡莫 合金做屏蔽层 ,故静磁屏蔽又叫铁磁屏蔽 。3测量设备及测试方法3 . 1测试设备直流稳 压 电 源 PD36 - 10 , 电 压 输 出 范 围 0 ～36V ,电流输出范围 0～10A 。H G - 1 霍 尔 磁 强 计 , 拥 有 两 个 量 程 200 m T 、2000 m T ,分辨率为别为 0 . 01 m T 、0 . 1 m T 。 磁场信号发生装置 ,自制 U 型电磁铁 。硅钢 片 磁 性 测 试 设 备 M P G 100D , 磁 场 范 围1A