多层复合结构的超低频电磁屏蔽装置制造方法及图纸

多层复合结构的超低频电磁屏蔽装置，其特征是：不同材料制作的外层、中间层、内层屏蔽体分别接地，屏蔽体呈闭合的圆形筒体，底部有ｍ个用于联结的圆形通洞；外层屏蔽体是内侧２ｍｍ的Ｃｕ板、外侧６ｍｍ纯Ｆｅ板的复合层；内层屏蔽体是２ｍｍ的Ｃｕ板；中间层屏蔽体是ｎ＝１～４个高导磁合金薄板屏蔽体（厚度２ｍｍ，间距６０ｍｍ）；非磁性、非导电性填料填充在各个屏蔽体之间；多个环柱状支撑块、非金属平面支撑隔离板及ｍ个主支撑柱（至少有１个主支撑柱是空心的）组成的联结机构将各个屏蔽体固定在一起；装置内部所有金属零件采用无磁材料制作。本实用新型专利技术具有设计合理、制造容易、使用安装方便的特点，达到超低频（０～３００Ｈｚ频率范围）磁场干扰的高屏蔽要求（屏蔽系数７５～９０ｄＢ）。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电磁屏蔽装置，尤其是指超低频的电磁屏蔽装置。
技术介绍
电磁屏蔽一般分为三种即高频电磁波屏蔽，超低频电磁波屏蔽和静磁场屏蔽。高频电磁波屏蔽，主要采用吸收和反射原理，高频电磁波在遇到Al、Cu等屏蔽体时，产生强烈的涡流效应而使电磁波被吸收，同时由于其波阻抗很高，高频电磁波产生反射损耗。静磁场屏蔽，简单地说就是当磁场通过一闭合的高导磁屏蔽体时，由于屏蔽体的导磁率很高，磁阻很低，磁场会通过磁屏蔽通路导出，而使漏入屏蔽体的磁场大幅减少。超低频电磁屏蔽，主要以静磁屏蔽原理为主，同时要考虑电磁兼容，也会有部分涡流效应产生的屏蔽作用。根据电磁屏蔽原理，超低频(0～300Hz频率范围)磁场(超低频电磁场的干扰包括地磁场、工频电器如电灯、电动机、输变电线路等，还有移动的电梯、机车等也都是超低频干扰源。超低频电磁场的干扰源几乎无处不在，对一些磁敏感仪器，如高灵敏度超低频设备、生物磁场检测仪器等设备必须进行电磁屏蔽。)由于其频率低，趋肤效应低，吸收损耗小，波阻抗低，反射损耗也很小，故采用高频(≥10KHz频率范围)电磁波屏蔽的方法(高频电磁屏蔽技术已相当成熟，其原理是吸收和反射。高频电磁波屏蔽一般采用Cu、Al等高导电金属制作，按不同屏蔽系数的要求，采用单层或者多层屏蔽结构。)是很难实现屏蔽的，一般应采用高导磁材料进行磁屏蔽。可以说，超低频电磁场干扰是电磁屏蔽技术中最难屏蔽的一种干扰。目前，常见的超低频电磁屏蔽装置是单层结构(就是采用单层高导磁合金组成一个闭合的屏蔽体)，它具有结构简单、制造方便、成本低廉的特点，不足之处是①屏蔽系数低，一般在20～30dB；②不能同时兼容强磁场和弱磁场的屏蔽；③屏蔽层暴露在外，容易受到冲击、碰撞而导致屏蔽效能的降低(高导磁合金受到冲击时，磁导率会下降)；因此，这种单层结构的超低频电磁屏蔽装置，仅适用于屏蔽要求较低的场所(电磁屏蔽系数在20～30dB；电磁屏蔽系数越高，仪器设备的屏蔽要求越严)，而对于屏蔽要求较高的场所(电磁屏蔽系数在75～90dB)，一般来说是不能实现的；即使屏蔽体加厚(屏蔽体一般采用价格不菲的Ni基高导磁合金，厚度尺寸较大，会导致装置的笨重和成本的巨大支出)，屏蔽效果也不理想。目前，对于高屏蔽要求(电磁屏蔽系数在75～90dB)的超低频电磁屏蔽装置而言，国外有一种多层结构的屏蔽装置，可以达到75～90dB的电磁屏蔽系数要求，但是，其具体的技术方案(如屏蔽体材料选择、制作方案)未见任何文字说明(描述)，根据示意图分析，该长方体外形的屏蔽装置可能存在电磁屏蔽均衡性较差的缺点(由于磁力线旋转90°是困难的，在长方体结构直角处的屏蔽死角，易产生漏磁现象，故磁场线在经过屏蔽体的直角处容易进入屏蔽体内，从而导致屏蔽效能的降低，造成电磁屏蔽的效果不稳定，也就是说工作稳定性较差)；国内检索未发现相关的文献资料。
技术实现思路
本技术设计一种多层复合结构的超低频电磁屏蔽装置，它采用无棱角筒体的多层复合结构，用于超低频(0～300Hz频率范围)设备的灵敏度测量、调试及脑电波等生物磁场检测仪器的电磁屏蔽，该屏蔽装置设计合理、制造容易、使用安装方便，电磁屏蔽效果佳，满足了超低频磁场干扰场所的高效屏蔽(屏蔽系数达到75～90dB)要求。本技术提供的多层复合结构的超低频电磁屏蔽装置，其特征在于屏蔽装置主要由外层屏蔽体1、中间层屏蔽体2、内层屏蔽体5组成，屏蔽体分别接地(避免屏蔽体、中间层屏蔽体2的屏蔽层的层间短路)，屏蔽体形状是无棱角的、闭合的筒体结构，屏蔽体底部平面有一组m个圆形通洞(通洞用于各个屏蔽体的连接、固定)，屏蔽体侧面有1个用于被屏蔽设备出入的活动门9，各个屏蔽体的通洞数量、尺寸、位置匹配，各个屏蔽体的活动门9位置匹配，相邻屏蔽体之间，外层活动门9尺寸略大于内层活动门9(便于活动门9的开关。开启时，先打开外层屏蔽体1的活动门9，…，最后打开内层屏蔽体5的活动门9；关闭时，先关闭内外层屏蔽体1的活动门9，…，最后关闭外层屏蔽体1的活动门9。)；外层屏蔽体1是Cu-纯Fe二元合金的复合层，外侧是厚度3～6mm的纯Fe板(一方面，可作为屏蔽体的外壳使用；另一方面，对强磁场起屏蔽作用纯铁的磁饱和强度较高，对强磁场有较高的屏蔽效果。)，内侧是厚度0.5～2mm的Cu板(起屏蔽高频电磁波和导电的作用铜能对高频电磁波起到很好的屏蔽作用，可以减少屏蔽层的层数，从而降低了成本，减少了屏蔽体的体积)，尺寸匹配的纯Fe板与Cu板紧密粘合；内层屏蔽体5是单一的Cu板层，厚度＝1～2mm，一方面起保护中间层屏蔽体2的作用(避免测量仪器进出过程中对屏蔽层的冲击碰撞)，另一方面起导电和高频电磁波的屏蔽作用；置于外层屏蔽体1、内层屏蔽体5之间的中间层屏蔽体2(对超低频电磁干扰起关键的电磁屏蔽作用)是一组形状相似、间距基本相等高导磁合金薄板屏蔽体，中间层屏蔽体2的数量是n＝1～4个(根据被屏蔽物体的体积和屏蔽系数而定，屏蔽系数要求越高，中间层屏蔽体2的数量越多)，中间层屏蔽体2的材料是高导磁合金薄板，厚度＝0.1～2.5mm，间距＝10～250mm(间距太小，屏蔽层易碰撞，发生层间短路；间距太大，屏蔽装置笨重且制作成本增加)；非磁性、非导电性填料4，填充在外层屏蔽体1、各个中间层屏蔽体2、内层屏蔽体5之间，使屏蔽体之间完全绝缘隔离(以免破坏磁路)；联结机构由非金属平面支撑隔离板8、支撑块7、主支撑柱6组成，支撑隔离板8安置在相对内层的屏蔽体下面，环柱状支撑块7安置在支撑隔离板8、相对外层的屏蔽体之间，主支撑柱6穿过屏蔽体底部通洞、支撑隔离板8孔洞、支撑块7内孔；支撑块7呈环柱状，外径(外环直径)略小于屏蔽体底部通洞尺寸(避免支撑块7与屏蔽体的直接接触)，内径(内环直径)与主支撑柱6外径尺寸匹配；支撑隔离板8的孔洞尺寸与支撑块7内径尺寸匹配；主支撑柱6外径略小于支撑块7内径尺寸；1个支撑块7和1个支撑隔离板8组成1个联结件，与中间层屏蔽体2数量n匹配的(n+1)个联结件和1个主支撑柱6组成1套联结机构，与屏蔽体底部通洞数量m相等的m套联结机构将外层屏蔽体1、n个中间层屏蔽体2、内层屏蔽体5固定在一起；主支撑柱6可以是实心的，可以是空心的，m个主支撑柱6中，至少有1个是空心的(用于被屏蔽设备的电缆线的连接)；屏蔽装置内部所有金属零件采用无磁材料制作；上述结合构成本技术。铜电缆网3布置在中间层屏蔽体2的外表面(对屏蔽层进行消磁)，铜电缆网3可以是1层，布置在某1个中间层屏蔽体2的外表面；也可以是n层，布置在n个中间层屏蔽体2的外表面。屏蔽装置内部所有金属零件，采用的无磁材料是指无磁不锈钢、铜、铝。无棱角筒体形状的屏蔽体，可以是圆形筒体、圆弧形筒体、椭圆形筒体。屏蔽体底部平面的m个圆形通洞，分布一沿同心圆均匀分布3～5个圆形通洞；分布二沿同心圆均匀分布3～5个圆形通洞，中心有1个圆形通洞。安置在同一个屏蔽体底部的非金属平面支撑隔离板8，可以是一个整体。紧密粘合的外层屏蔽体1，外侧的纯Fe板与内侧的Cu板的粘合方式是铆接、焊接。中间层屏蔽体2，系采用高导磁合金薄板铆接方式连接，接缝处保持10～20mm重叠(以较少接缝处的磁阻)；材料可以选用1J85材料(1J85材料具有极高的磁导率，对超低频段本文档来自技高网...

【技术保护点】
多层复合结构的超低频电磁屏蔽装置，其特征在于：屏蔽装置主要由外层屏蔽体（１）、中间层屏蔽体（２）、内层屏蔽体（５）组成，屏蔽体分别接地，屏蔽体形状是无棱角的、闭合的筒体结构，屏蔽体底部平面有一组ｍ个圆形通洞，屏蔽体侧面有１个用于被屏蔽设备出入的活动门（９），各个屏蔽体的通洞数量、尺寸、位置匹配，各个屏蔽体的活动门（９）位置匹配，相邻屏蔽体之间，外层活动门（９）尺寸略大于内层活动门（９）；外层屏蔽体（１）是Ｃｕ－纯Ｆｅ二元合金的复合层，外侧是厚度３～６ｍｍ的纯Ｆｅ板，内侧是厚度０．５～２ｍｍ的Ｃｕ板，尺寸匹配的纯Ｆｅ板与Ｃｕ板紧密粘合；内层屏蔽体（５）是单一的Ｃｕ板层，厚度＝１～２ｍｍ；置于外层屏蔽体（１）、内层屏蔽体（５）之间的中间层屏蔽体（２）是一组形状相似、间距基本相等高导磁合金薄板屏蔽体，中间层屏蔽体（２）的数量是ｎ＝１～４个，中间层屏蔽体（２）的材料是高导磁合金薄板，厚度＝０．１～２．５ｍｍ，间距＝１０～２５０ｍｍ；非磁性、非导电性填料（４），填充在外层屏蔽体（１）、各个中间层屏蔽体（２）、内层屏蔽体（５）之间，使屏蔽体之间完全绝缘隔离；联结机构由非金属平面支撑隔离板（８）、支撑块（７）、主支撑柱（６）组成，支撑隔离板（８）安置在相对内层的屏蔽体下面，环柱状支撑块（７）安置在支撑隔离板（８）、相对外层的屏蔽体之间，主支撑柱（６）穿过屏蔽体底部通洞、支撑隔离板（８）孔洞、支撑块（７）内孔；支撑块（７）呈环柱状，外径略小于屏蔽体底部通洞尺寸，内径与主支撑柱（６）外径尺寸匹配；支撑隔离板（８）的孔洞尺寸与支撑块（７）内径尺寸匹配；主支撑柱（６）外径略小于支撑块（７）内径尺寸；１个支撑块（７）和１个支撑隔离板（８）组成１个联结件，与中间层屏蔽体（２）数量ｎ匹配的（ｎ＋１）个联结件和１个主支撑柱（６）组成１套联结机构，与屏蔽体底部通洞数量ｍ相等的ｍ套联结机构将外层屏蔽体（１）、ｎ个中间层屏蔽体（２）、内层屏蔽体（５）固定在一起；主支撑柱（６）可以是实心的，可以是空心的，ｍ个主支撑柱（６）中，至少有１个是空心的；屏蔽装置内部所有金属零件采用无磁材料制作；上述结合构成本实用新型。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆建生，赵海燕，黄剑，
申请(专利权)人：宝钢集团上海五钢有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]