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磁屏蔽

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磁屏蔽是指把磁导率不同的两种介质放到磁场中,在它们的交界面上磁场要发生突变,这时磁感应强度B的大小和方向都要发生变化,也就是说,引起了磁感线的折射。当磁感线从空气进入铁时,磁感线对法线的偏离很大,因此有强烈地汇聚作用,从而形成了磁屏蔽。

目录

简介

例如右图,是磁屏蔽示意图。图中A为一磁导率很大的软磁材料(如坡莫合金或铁铝合金)做成的罩,放在外磁场中。由于罩壳磁导率μ比空气导磁率μ大得多,所以绝大部分磁场线从罩壳的壁内通过,而罩壳内的空腔中,磁感线是很少的。这就达到了磁屏蔽的目的。为了防止外界磁场的干扰,常在示波管、显像管中电子束聚焦部分的外部加上磁屏蔽罩,就可以起到磁屏蔽的作用。电子设备中,有些部件需要防止外界磁场的干扰。为解决这种问题,就要用铁磁性材料制成一个罩子,把需防干扰的部件罩在里面,使它和外界磁场隔离,也可以把那些辐射干扰磁场的部件罩起来,使它不能干扰别的部件。这种方法称为磁屏蔽,如右图所示。由于用铁制的屏蔽外壳磁阻很小,它就为外界干扰磁场提供了通畅的磁路,使磁力线都通过铁壳短路而不再影响被屏蔽在里面的部件。这种现象也可以用下例说明,如图所示,把一块软铁放入磁场中,这块软铁由于被磁化而产生了磁场,其方向如右下图所示,在这块软铁的内部,外磁场和被磁化的软铁所产生新磁场方向一致,而在铁块外部,两个磁场方向相反,相互抵消,结果就使磁力线的分布变成如图(b)的样子。屏蔽铁壳就是利用这种现象,把磁力线都吸引到铁壳中来,保护了罩内设备不受外界磁场的干扰,或者是防止了罩内的辐射磁场的部件去干扰罩外部件。

评价

对于屏蔽体来说,所选择的材料的类型对其性能和成本影响极大。在设计屏蔽体时有一点是重要的,就是要深入了解普通使用的不同屏蔽合金的特性。对这些不同性能的理解就可使你选择合适的材料,去满足目标要求。 磁屏蔽材料要根据各自的特性进行选择,特别是磁导率和磁饱和性能。由于在变更低频磁场方向的效能,所以高磁导率材料(比如含80%的镍合金Mumetal,这是一种高磁导率铁镍合金)是经常使用的屏蔽材料。这些合金可满足MIL-N-14411C部分1和ASTMA753-97样式4的要求。其可得到的相对较薄的厚度为0.002到0.125英寸,并极易被有经验的屏蔽加工者加工出来。 在需要于极小空间内降低磁场时,典型上使用这些合金。在需要提供比要求更高屏蔽时,或是磁场强度(在较高场强时更为典型)需要具有更高饱和值材料时,这些材料常被选中。 在屏蔽目标仅需要稍微减少场强时(减少1~1/4),或是当场强足以使高磁导率屏蔽体饱和时,超低碳钢(ULCS)可能是最佳的选择。这些较低成本材料的碳含量典型小于0.01%;与其它钢相比,其有较高的磁导率和极优的饱和性能。这些材料具有较小的柔韧性,并比硅钢较容易制造,这就允许在大面积屏蔽项目中容易安装和以同样的方式加工出小型组件。ULCS可与高磁导率材料一起使用,以为需要高饱和保护和高衰减等级建立最佳的屏蔽体。 对于低温用的屏蔽体,Cryoperm10(为德国Vaccumschmelze GmbH公司的注册商标)为一种最佳选择。与Mumetal一样,Cryoperm10也是一种高磁导率镍铁合金,它是经特殊加工而成的,以提供在降低温度时磁导率增加。标准的屏蔽合金(比如Mumetal)在低温时就失去了其大部分磁导率。但是Cryoperm10可在77.3到4.2°K时的磁导率却增加10倍。表1示出了最常用的屏蔽材料的磁导率饱和值的比较。[1]

参考文献

  1. 磁屏蔽搜狗