КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Экранирование электрического поля металлическим заземленным экраномЭкранирование электрического поля металлическим заземленным экраном достигается за счет нейтрализации зарядов в экране, вызванных этим полем. В результате этого напряженность электрического поля за экраном уменьшается. Для стекания зарядов с экрана, наводимых электрическим полем, необходимо обеспечить заземление экрана с малым (менее 4 Ом) сопротивлением. В качестве заземлителей чаще всего применяются стальные трубы длиною 2-3 м диаметром 35-50 мм и стальные полосы сечением 50-100 мм. Более удобными являются трубы, позволяющие достигнуть достаточно глубоких влажных слоев земли, обладающих достаточно высокой проводимостью и не подвергающихся высыханию или промерзанию. Заземлители следует соединять с шинами, проложенными до мест размещения радиоэлектронных средств, с помощью сварки. Сечение шин и магистралей заземления по условиям механической прочности и получения достаточной проводимости рекомендуется брать не менее 24х4 мм. Магистрали заземления вне здания прокладываются на глубине около 1.5 м, внутри здания - по стене или специальным каналам таким образом, чтобы их можно было внешне осматривать. Соединяют магистрали с заземлителем с помощью сварки. К экрану или заземляемому устройству магистраль подключают с помощью болтового соединения в одной точке. Для эффективного экранирования низкочастотных полей применяются экраны, изготовленные из ферромагнитных материалов (пермаллоя или стали) с большой относительной магнитной проницаемостью. При наличии такого экрана линии магнитной индукции проходят в основном по его стенкам, которые обладают малым магнитным сопротивлением по сравнению с сопротивлением воздуха вне экрана. В результате этого магнитное поле шунтируется экраном. Качество экранирования таких полей зависит от магнитной проницаемости экрана и сопротивления магнитопровода, которое будет тем меньше, чем толще экран и меньше в нем стыков и швов, расположенных поперек направления линий магнитной индукции. Экранирование высокочастотного магнитного поля основано на использовании явления магнитной индукции, создающей в экране переменные индукционные вихревые токи (токи Фуко). Магнитное поле этих токов будет направлено навстречу возбуждающему полю, в результате чего возбуждающее магнитное поле вытесняется экраном. Из-за поверхностного эффекта плотность вихревых токов и напряженность переменного магнитного поля по мере углубления в металл падает по экспоненциальному закону. Эффективность экранирования магнитного поля зависит от частоты его колебания и от электрических свойств материала экрана. Чем ниже частота, тем слабее действует экран и тем большей толщины приходится его делать для достижения одного и того же экранирующего эффекта. Для высоких частот, начиная с диапазона средних волн, экран из любого металла толщиной 0.5-1.5 мм достаточно эффективен. При выборе толщины и материала экрана следует руководствоваться также соображениями: - механической прочности, жесткости, стойкости против коррозии, - удобства стыковки отдельных деталей и осуществления между ними переходных контактов с малым сопротивлением, - удобства пайки, сварки и пр. Для частот выше 10 МГц медный и серебряный экраны толщиной около 0.1 мм обладают значительным экранирующим эффектом. Поэтому на частотах выше 10 МГц вполне допустимо применение экранов из фольгированного гетинакса или другого изоляционного материала с нанесенным на него медным или серебряным покрытием. При экранировании магнитного поля заземление экрана не изменяет величины возбуждаемых в экране токов и, следовательно, на эффективность магнитного экранирования не влияет. Учитывая, что электромагнитное поле состоит из электрического и магнитного компонентов, то электромагнитное экранирование объединяет способы: высокочастотного электрического и магнитного экранирования. Для изготовления экранов применяют следующие материалы: - сталь листовая декапированная ГОСТ 1386-47 толщиной 0.35-2.0 мм; - сталь тонколистовая оцинкованная ГОСТ 7118-54 толщиной 0.51 -1.50 мм; - сетка стальная тканая ГОСТ 3826-47 с номерами 0.4-2.5; - сетка стальная плетенная ГОСТ 5336-47 с номерами 3-6; - сетка из латунной проволоки марки Л-80 ГОСТ 6613-53 0.25-2.6. В последнее время в результате внедрения новой технологии металлизации тканей на рынке появились металлизированные ткани с экранирующей способностью, не уступающей параметрам металлизированных сеток. Например, металлизированные ткани производства ВНИИСВ (г. Тверь) и АО «Темза - М» ослабляют электромагнитные поля в широком диапазоне частот (десятки - тысячи МГц) до 50-70 дБ. Чтобы решить вопрос о материале экрана, необходимо оценить требуемый коэффициент ослабления побочных электромагнитных излучений и наводок экраном. С этой целью в том месте, где предполагается установка экрана, следует предварительно измерить уровень поля от источников побочных излучений. Экранирование с ослаблением 65-70 дБ, достаточное для проведения закрытых мероприятий, обеспечивается одинарной медной сеткой с ячейками размером 2.5 мм. Экран, изготовленный из луженной низкоуглеродистой стальной сетки с ячейкой размером 2.5-3 мм, уменьшает уровень излучений на 55-60 дБ, а из такой же двойной (с расстоянием между наружной и внутренней сетками 100 мм) приблизительно на 90 дБ. Размеры экранированного помещения выбирают исходя их его назначения и стоимости. Обычно экранированные помещения строят площадью 6-8 м2 при высоте 2.5-3 м. Металлические листы или полотнища сетки должны быть между собой прочно, с малым электрическим сопротивлением соединены по всему периметру. Для сплошных экранов это может быть осуществлено электросваркой или пайкой. Шов должен быть непрерывным для получения цельносварной конструкции экрана. Для сетчатых экранов пригодна любая конструкция шва, обеспечивающая хороший электрический контакт между соседними полотнищами сетки не реже чем через 10-15 мм. Для этой цели может применяться пайка или точечная сварка. Двери помещений также должны быть экранированы. При закрывании двери необходимо обеспечить надежный электрический контакт со стенками помещения (с дверной рамой) по всему периметру не реже чем через 10-15 мм. Для этого может быть применена пружинная гребенка из фосфористой бронзы, которую укрепляют по внутреннему периметру дверной рамы. При наличии в экранированном помещении окон последние должны быть затянуты одним или двумя слоями медной сетки с ячейками не более 2х2 мм с расстоянием между слоями сетки не менее 50 мм. Оба слоя должны иметь хороший электрический контакт со стенками помещения (с рамой) по всему периметру. Сетки удобнее делать съемными, а металлическое обрамление съемной части также должно иметь пружинящие контакты в виде гребенки из фосфористой бронзы. При проведении работ по тщательному экранированию подобных помещений необходимо одновременно обеспечить нормальные условия для работающего в нем человека, прежде всего, вентиляцию воздуха и освещение. Величины затуханий экранированного помещения в зависимости от конструкции приведены в табл. 1. Таблица 1.
В обычных (неэкранированных) помещениях основной экранирующий эффект обеспечивают железобетонные стены домов. Экранирующие свойства дверей и окон хуже. Для повышения экранирующих свойств стен применяются дополнительные средства, в том числе: - токопроводящие лакокрасочные покрытия или токопроводящие обои; - шторы из металлизированной ткани; - металлизированные стекла, устанавливаемые в металлические или металлизированные рамы; - токопроводящие пленки, наклеиваемые на окна. Экранирующие свойства тонких токопроводящих материалов в значительной степени зависят от их электропроводности и частоты электромагнитного поля. Если среднее ослабление многослойной пленки по всему электромагнитному диапазону составляет 3 дБ, то в диапазоне частот 80-130 МГц увеличивается до 12 дБ, а в диапазоне 300-500 МГц составляет уже 25-35 дБ [66]. Но даже такое ослабление существенно (до 5 раз) сокращает дальность приема сигналов маломощных радиозакладок в высокочастотном диапазоне.
|