“零磁空间”--磁屏蔽室

文章出处：青岛万东射线防护器材有限公司人气：发表时间：2021-08-23 20:27

随着工业、交通、电力及生活等设备的急剧添加，人们正处在一个日益杂乱的电磁环境中，地磁场在区部分范围内也已变得越来越杂乱，为某地的地磁场改变状况。然而，随着科技水平的开展，在精密测量、地球物理、地质勘探、航空航天、计量测验等诸多范畴里，对外界环境磁场的要求却有越来越高，许多精密电子设备与测验仪器，要求空间环境不能存在搅扰磁场。比方，在航空航天及船只中导航用的陀螺仪，搅扰磁场严重影响着其导航精度，必须对搅扰磁场进行消除或下降；作为时刻基准的原子钟，为了保证精准性，也必须将地磁场消除；还有高分辨率的电子显微镜，环境中的动摇磁场也影响着其电子成像质量，相同需求消除环境磁场的改变。别的，在许多与磁性有关的科学研究范畴里，需求营建一个零磁场环境。例如磁性探测仪器的零磁场标定，资料或器材的无磁性检测，生物在无磁环境里的生理反应研究等等，均需求一个相对的零磁场空间。这就要求我们必须使用磁屏蔽技能，在必定范围内屏蔽或消除外界的搅扰磁场，然后营建一个相对的零磁场或静磁场空间。

1磁屏蔽的基本原理

1.1磁屏蔽的概念

电磁屏蔽，就是将电磁场搅扰源至仪器设备的传输途径“堵截”，然后到达消除或削弱搅扰源对仪器设备的不良影响效果。依据被屏蔽的对象不同，可将其分为两大类：一类是对电磁场搅扰源进行屏蔽，使其传播到屏蔽外的搅扰电磁场削弱，如对医学上核磁共振仪的屏蔽；另一类是对特定的仪器设备进行屏蔽，使其不受外界环境电磁场的搅扰，保证其正常作业，如对导航用的陀螺仪的屏蔽。依据电磁场的性质及屏蔽机理的不同，电磁屏蔽分为静电屏蔽、电磁屏蔽和静磁屏蔽。静电屏蔽首要是对电场的屏蔽，使用的是导体静电平衡原理；电磁屏蔽首要是对高频电磁场屏蔽，使用涡电流原理；而静磁屏蔽（简称磁屏蔽）则是对静磁场或低频电磁场进行屏蔽，使用的是磁路分流原理。文章讨论的是磁屏蔽问题。

1.2磁屏蔽的原理

静磁场是稳恒电流或永久磁体发生的磁场。静磁屏蔽是使用高磁导率μ的铁磁资料做成屏蔽罩以屏蔽外磁场。它与静电屏蔽效果相似而又有不同。

静磁屏蔽的原理可以用磁路的概念来说明。如将铁磁资料放在成截面如图2和图3的回路，则在外磁场中，绝大部份磁场会集在铁磁回路中。这可以把铁磁资料与空腔中的空气作为并联磁路来分析。因为铁磁资料的磁导率比空气的磁导率要大几千倍，所以空腔的磁阻比铁磁资料的磁阻大得多，外磁场的磁感应线的绝大部份将沿着铁磁资料壁内通过，而进入空腔的磁通量很少。这样，被铁磁资料屏蔽的空腔就基本上没有外磁场，然后到达静磁屏蔽的意图。资料的磁导率愈高，筒壁愈厚，屏蔽效果就愈显著。因常用磁导率高的铁磁资料如软铁、硅钢、坡莫合金做屏蔽层，故静磁屏蔽又名铁磁屏蔽。

静电屏蔽的效果是非常好的，这是因为金属导体的电导率要比空气的电导率大十几个数量级，而铁磁物质与空气的磁导率的差别只要几个数量级，一般约大几千倍。所以静磁屏蔽总有些漏磁。为了到达更好的屏蔽效果，可选用多层屏蔽，把漏进空腔里的残余磁通量一次次地屏蔽掉。

1.3屏蔽效果的度量

关于磁屏蔽，依据需求一般用磁屏蔽效能和剩磁两种方式来衡量其效果。磁屏蔽效能计算公式为：SEH=20lg■，单位为分贝；而剩磁指的是屏蔽后的剩下磁场，单位是nT。

2常用的磁屏蔽资料

依据磁屏蔽的原理，资料的磁导率愈高，屏蔽效果就愈显著。因此磁屏蔽资料一般都选用磁导率高的资料，常用的高导磁资料有纯铁（电工软铁）、电磁钢板（硅钢片）、坡莫合金板、非晶态合金带以及微晶合金带材等。别的与屏蔽功能有关的还有资料的饱满磁通密度Bs和矫顽力。资料的饱满磁通密度Bs越大，就越能吸收外界磁场，屏蔽效果也就越好，在屏蔽强磁场时特别重要。资料的矫顽力越低，越容易下降屏蔽后的剩磁，在屏蔽弱磁场时特别重要。在规划磁屏蔽设备时，要针对具体的环境磁场和屏蔽要求。综合考虑资料的以上三个参数及整个磁屏蔽设备的结构。表1列举了常用磁屏蔽资料的基本参数。

3磁屏蔽技能使用及设备

静磁屏蔽在电子器材中有着广泛的使用。例如变压器或其他线圈发生的漏磁通会对电子的运动发生效果，影响示波管或显像管中电子束的聚集。为了进步仪器或产品的质量，必须将发生漏磁通的部件实行静磁屏蔽。在手表中，在机芯外罩以软铁薄壳就可以起防磁效果。

3.1通用零磁空间

这类磁屏蔽设备首要作为标准的零磁空间使用，为仪器标定、无磁测量等作业服务，其结构如图4所示。依据磁屏蔽的功能和尺寸要求有不同的标准。

3.2大型磁屏蔽室

这类磁屏蔽设备首要为各种高功能的电子显微镜、高功能仪器设备服。需求依据仪器设备的要求和现场环境进行独自规划制造。

3.3磁屏蔽元件

这类磁屏蔽元件一般为某些特定仪器设备所研发的，是作为某些仪器（如陀螺仪，原子钟等）结构的一部分，在规划时既要考虑屏蔽功能，还要考虑结构功能等因素。

4磁屏蔽技能的开展趋势

磁屏蔽技能一般有两种方法，一种叫做被动式磁屏蔽，即选用磁导率较高的软磁资料围成一个特定空间，而被动地将外界环境磁场屏蔽在该特定空间之外，常用的磁屏蔽资料有电工纯铁、硅钢片、内磁屏蔽钢及坡莫合金等。另一种叫做自动式屏蔽，即选用通电线圈发生一个与搅扰磁场巨细相等方向相反的磁场去自动抵消外界的搅扰磁场，然后到达磁屏蔽的意图。被动式磁屏蔽选用的磁路分流的原理，技能相对比较成熟，屏蔽功能稳定可靠，但需求消耗很多的软磁资料，本钱较高，施工周期长。而自动式磁屏蔽技能选用的正负磁场抵消的方法，因为外界磁场随时改变，所以反向磁场的操控困难较大。再者，磁场在本质上是不能被抵消掉的，此消则彼长，很难在较大空间范围内彻底消除搅扰磁场。目前实际使用中首要还是选用被动式屏蔽，自动式磁屏蔽技能使用还不多，但自动式磁屏蔽技能不需求消耗软磁资料，安装施工周期也短，且易于拆装运送，可以重复，是磁屏蔽技能未来的开展方向。

下一篇：X线机房建设防护标准上一篇：射线防护，你真的懂吗？

此文关键字：射线防护

“零磁空间”--磁屏蔽室

推荐产品

同类文章排行

最新资讯文章