Elektromaqnit ekranları sənayedə geniş istifadə olunur. Onlar elektrik cihazının bəzi elementlərinin digərlərinə zərərli təsirini aradan qaldırmağa, işçi heyəti və avadanlıqları digər cihazların istismarı zamanı baş verən xarici sahələrin təsirindən qorumaq üçün xidmət edir. Xarici maqnit sahəsinin "söndürülməsi" yüksək həssas avadanlıqların tənzimlənməsi və sınaqdan keçirilməsi üçün nəzərdə tutulmuş laboratoriyaların yaradılmasında zəruridir. Həm də tibbdə və ultra aşağı induksiyaya malik sahələrin ölçülməsinin aparıldığı elm sahələrində tələb olunur; kabellər üzərindən ötürülməsi zamanı məlumatı qorumaq üçün.
Metodlar
Maqnit sahəsinin ekranlaşdırılması kosmosun müəyyən bir sahəsində sabit və ya alternativ sahənin gücünü az altmaq üçün bir sıra üsullardır. Maqnit sahəsi, elektrik sahəsindən fərqli olaraq, tamamilə zəiflənə bilməz.
Sənayedə transformatorlardan, daimi maqnitlərdən, yüksək cərəyan qurğularından və sxemlərdən kənar sahələr ətraf mühitə ən böyük təsir göstərir. Onlar qonşu cihazların normal işini tamamilə poza bilər.
Ən çox istifadə edilən 2qorunma üsulu:
- Fövqəlkeçirici və ya ferromaqnit materiallardan hazırlanmış ekranların istifadəsi. Bu, sabit və ya aşağı tezlikli maqnit sahəsinin mövcudluğunda effektivdir.
- Kompensasiya üsulu (burulğan cərəyanının sönümlənməsi). Burulğan cərəyanları maqnit axını dəyişdikdə keçiricidə meydana gələn kütləvi elektrik cərəyanlarıdır. Bu üsul yüksək tezlikli sahələr üçün ən yaxşı nəticələri göstərir.
Prinsiplər
Maqnit sahəsinin qorunması prinsipləri kosmosda maqnit sahəsinin yayılması qanunlarına əsaslanır. Müvafiq olaraq, yuxarıda sadalanan üsulların hər biri üçün bunlar aşağıdakılardır:
- Bir induktoru ferromaqnitdən hazırlanmış korpusa yerləşdirsəniz, xarici maqnit sahəsinin induksiya xətləri qoruyucu ekranın divarları boyunca keçəcək, çünki onun içindəki boşluqla müqayisədə daha az maqnit müqaviməti var.. Bobinin özü tərəfindən induksiya edilən qüvvə xətləri də demək olar ki, hamısı korpusun divarlarına bağlanacaq. Bu vəziyyətdə ən yaxşı qorunma üçün yüksək maqnit keçiriciliyinə malik olan ferromaqnit materialları seçmək lazımdır. Praktikada ən çox dəmir ərintiləri istifadə olunur. Ekranın etibarlılığını artırmaq üçün o, qalın divarlı və ya bir neçə korpusdan prefabrik hazırlanır. Bu dizaynın çatışmazlıqları onun ağır çəkisi, qabarıqlığı və korpusun divarlarında tikişlər və kəsiklər olduqda qoruyucuların pisləşməsidir.
- İkinci üsulda xarici maqnit sahəsinin zəifləməsihalqalı burulğan cərəyanlarının induksiya etdiyi başqa bir sahənin üzərinə qoyulması nəticəsində baş verir. Onun istiqaməti birinci sahənin induksiya xətlərinin əksinədir. Tezlik artdıqca zəifləmə daha qabarıq olacaq. Bu vəziyyətdə, qoruyuculuq üçün aşağı müqavimətli keçiricilər halqası şəklində plitələr istifadə olunur. Mis və ya alüminiumdan hazırlanmış silindrşəkilli qutular ən çox ekran örtükləri kimi istifadə olunur.
Əsas Xüsusiyyətlər
Ekranlama prosesini təsvir etmək üçün 3 əsas xüsusiyyət var:
- Ekvivalent maqnit sahəsinin nüfuzetmə dərinliyi. Beləliklə, davam edək. Bu rəqəm burulğan cərəyanlarının skrininq effekti üçün istifadə olunur. Onun dəyəri nə qədər kiçik olsa, qoruyucu korpusun səth təbəqələrində axan cərəyan bir o qədər yüksəkdir. Müvafiq olaraq, onun yaratdığı maqnit sahəsi nə qədər böyükdürsə, xarici olanı sıxışdırır. Ekvivalent dərinlik aşağıdakı düsturla müəyyən edilir. Bu düsturda ρ və Μr müvafiq olaraq ekran materialının müqaviməti və nisbi maqnit keçiriciliyidir (birinci qiymətin ölçü vahidləri Ohm∙m); f sahənin tezliyidir, MHz ilə ölçülür.
- Qoruyucu səmərəliliyi e - qalxanın olmaması və mövcudluğu zamanı qorunan məkanda maqnit sahəsinin gücü nisbəti. Bu dəyər nə qədər yüksəkdirsə, ekranın qalınlığı və onun materialının maqnit keçiriciliyi bir o qədər çox olar. Maqnit keçiriciliyi bir maddədə induksiyanın neçə dəfə olduğunu xarakterizə edən bir göstəricidirvakuumda olandan fərqlidir.
- Qoruyucu korpusun səthindən x dərinlikdə maqnit sahəsinin gücünün və burulğan cərəyanının sıxlığının azalması. Göstərici aşağıdakı düsturla hesablanır. Burada A0 ekran səthindəki dəyər, x0 intensivliyin və ya cərəyan sıxlığının e dəfə azaldığı dərinlikdir.
Ekran dizaynları
Maqnit sahəsini qorumaq üçün qoruyucu örtüklər müxtəlif dizaynlarda hazırlana bilər:
- vərəq və kütləvi;
- boş borular və silindrik və ya düzbucaqlı kəsikli korpuslar şəklində;
- tək qatlı və çoxqatlı, hava boşluğu ilə.
Qatların sayının hesablanması kifayət qədər mürəkkəb olduğundan, bu dəyər ən çox eksperimental olaraq əldə edilmiş qoruyucu effektivlik əyrilərinə uyğun olaraq istinad kitablarından seçilir. Qutularda kəsiklər və tikişlər yalnız burulğan cərəyanlarının xətləri boyunca aparılmasına icazə verilir. Əks halda, qoruyucu effekt azalacaq.
Təcrübədə yüksək qoruyucu amil əldə etmək çətindir, belə ki, kabel girişi, ventilyasiya və qurğuların təmiri üçün həmişə deşiklər etmək lazımdır. Bobinlər üçün, təbəqənin ekstruziya üsulu ilə tikişsiz korpuslar hazırlanır və silindrik ekranın alt hissəsi çıxarıla bilən örtük kimi xidmət edir.
Bundan əlavə, konstruktiv elementlər təmasda olduqda, səth pozuntuları səbəbindən çatlar əmələ gəlir. Onları aradan qaldırmaq üçün istifadə edinkeçirici materiallardan hazırlanmış mexaniki sıxaclar və ya contalar. Onlar müxtəlif ölçülərdə və müxtəlif xüsusiyyətlərdə mövcuddur.
Burulğan cərəyanları daha az dövr edən cərəyanlardır, lakin onlar ekran vasitəsilə maqnit sahəsinin nüfuz etməsinin qarşısını ala bilirlər. Korpusda çoxlu sayda deşiklər olduqda, qoruyucu əmsalın azalması logarifmik asılılığa görə baş verir. Onun ən kiçik dəyəri böyük ölçülü texnoloji deşiklərlə müşahidə olunur. Buna görə də, bir böyük deyil, bir neçə kiçik deşik dizayn etmək tövsiyə olunur. Standartlaşdırılmış deşiklərdən istifadə etmək lazımdırsa (kabel girişi və digər ehtiyaclar üçün), o zaman transsendental dalğa ötürücülərindən istifadə edilir.
Birbaşa elektrik cərəyanlarının yaratdığı maqnitostatik sahədə ekranın işi sahə xətlərini manevr etməkdir. Qoruyucu element mənbəyə mümkün qədər yaxın quraşdırılmışdır. Torpaqlama tələb olunmur. Ekranlamanın effektivliyi maqnit keçiriciliyindən və qoruyucu materialın qalınlığından asılıdır. Sonuncu kimi, yüksək maqnit keçiriciliyi olan poladlar, permalloy və maqnit ərintiləri istifadə olunur.
Kabel marşrutlarının ekranlanması əsasən iki üsulla həyata keçirilir - ekranlanmış və ya qorunan burulmuş cüt kabellərdən istifadə etməklə və alüminium qutularda (və ya daxildə) boruların çəkilməsi.
Superkeçirici ekranlar
Superkeçirici maqnit ekranlarının işi Meissner effektinə əsaslanır. Bu fenomen maqnit sahəsindəki cismin superkeçirici vəziyyətə keçməsindən ibarətdir. Eyni zamanda, maqnitkorpusun keçiriciliyi sıfıra bərabər olur, yəni maqnit sahəsindən keçmir. Verilmiş bədən həcmində tam kompensasiya edilir.
Belə elementlərin üstünlüyü ondan ibarətdir ki, onlar çox daha səmərəlidirlər, xarici maqnit sahəsindən qorunma tezlikdən asılı deyil və kompensasiya effekti özbaşına uzun müddət davam edə bilər. Bununla belə, praktikada Meissner effekti tam deyil, çünki superkeçirici materiallardan hazırlanmış real ekranlarda həmişə maqnit axınının tutulmasına səbəb olan struktur qeyri-bərabərliyi mövcuddur. Bu təsir maqnit sahəsini qorumaq üçün korpusların yaradılması üçün ciddi problemdir. Maqnit sahəsinin zəifləmə əmsalı nə qədər böyükdürsə, materialın kimyəvi təmizliyi bir o qədər yüksəkdir. Təcrübələrdə ən yaxşı performans aparıcı üçün qeyd edildi.
Superkeçirici maqnit sahəsini qoruyan materialların digər çatışmazlıqları bunlardır:
- yüksək qiymət;
- qalıq maqnit sahəsinin olması;
- fövqəlkeçiricilik vəziyyətinin yalnız aşağı temperaturda görünməsi;
- yüksək maqnit sahələrində fəaliyyət göstərə bilməməsi.
Materiallar
Çox vaxt karbon polad ekranlar maqnit sahəsindən qorunmaq üçün istifadə olunur, çünki onlar qaynaq, lehimləmə üçün yüksək uyğunlaşma qabiliyyətinə malikdir, ucuzdur və yaxşı korroziyaya davamlılığı ilə xarakterizə olunur. Onlara əlavə olaraq materiallar:
- texniki alüminium folqa;
- dəmir, alüminium və silisiumun yumşaq maqnit ərintisi (alsifer);
- mis;
- keçirici örtüklü şüşə;
- sink;
- transformator poladı;
- keçirici emallar və laklar;
- pirinç;
- metallaşdırılmış parçalar.
Struktur olaraq onlar vərəq, tor və folqa şəklində hazırlana bilər. Vərəq materialları daha yaxşı qorunma təmin edir və mesh materialları yığmaq üçün daha rahatdır - onlar 10-15 mm artımlarla spot qaynaqla birləşdirilə bilər. Korroziyaya davamlılığı təmin etmək üçün torlar laklanır.
Material seçimi üçün tövsiyələr
Qoruyucu ekranlar üçün material seçərkən aşağıdakı tövsiyələr rəhbər tutulur:
- Zəif sahələrdə yüksək maqnit keçiriciliyi olan ərintilərdən istifadə olunur. Texnoloji cəhətdən ən inkişaf etmiş olan permalloydur ki, bu da təzyiq və kəsmə üçün yaxşı şərait yaradır. Onun tam demaqnitsizləşdirilməsi üçün tələb olunan maqnit sahəsinin gücü, eləcə də elektrik müqaviməti əsasən nikelin faizindən asılıdır. Bu elementin miqdarına görə aşağı nikelli (50%-ə qədər) və yüksək nikelli (80%-ə qədər) permalloşlar fərqlənir.
- Dəyişən maqnit sahəsində enerji itkilərini az altmaq üçün korpuslar ya yaxşı keçiricidən, ya da izolyatordan yerləşdirilir.
- 10 MHz-dən çox sahə tezliyi üçün, qalınlığı 0,1 mm və ya daha çox olan gümüş və ya mis film örtükləri (folqa ilə örtülmüş getinaks və digər izolyasiya materiallarından hazırlanmış ekranlar), həmçinin mis, alüminium və pirinç, yaxşı effekt verir. Mis oksidləşmədən qorumaq üçün gümüşlə örtülmüşdür.
- Qalınlıqmaterial f tezliyindən asılıdır. F nə qədər aşağı olsa, eyni qoruyucu effekti əldə etmək üçün qalınlıq bir o qədər böyük olmalıdır. Yüksək tezliklərdə istənilən materialdan qabıqların istehsalı üçün 0,5-1,5 mm qalınlıq kifayətdir.
- F yüksək olan sahələr üçün ferromaqnitlərdən istifadə edilmir, çünki onlar yüksək müqavimətə malikdirlər və böyük enerji itkilərinə səbəb olurlar. Poladdan başqa yüksək keçirici materiallar da daimi maqnit sahələrini qorumaq üçün istifadə edilməməlidir.
- Geniş f diapazonunda müdafiə üçün çoxqatlı materiallar (yüksək keçirici metal təbəqəsi olan polad təbəqələr) optimal həll yoludur.
Ümumi seçim qaydaları aşağıdakılardır:
- Yüksək tezliklər yüksək keçirici materiallardır.
- Aşağı tezliklər yüksək maqnit keçiriciliyi olan materiallardır. Bu halda skrininq ən çətin işlərdən biridir, çünki bu, qoruyucu ekranın dizaynını daha ağır və mürəkkəb edir.
Folqa lentləri
Folqa qoruyucu lentlər aşağıdakı məqsədlər üçün istifadə olunur:
- Qoruyucu genişzolaqlı elektromaqnit müdaxiləsi. Çox vaxt onlar cihazları olan elektrik şkaflarının qapıları və divarları üçün, həmçinin ayrı-ayrı elementlər (solenoidlər, rölelər) və kabellər ətrafında bir ekran yaratmaq üçün istifadə olunur.
- Tərkibində yarımkeçiricilər və katod şüa boruları olan cihazlarda, o cümlədən informasiyanı daxil etmək/çıxmaq üçün istifadə olunan cihazlarda yığılan statik yükün çıxarılmasıkompüter.
- Torpaq sxemlərinin komponenti kimi.
- Transformator sarımları arasında elektrostatik qarşılıqlı təsiri az altmaq üçün.
Struktur olaraq, onlar aşağıdakı metal növlərindən hazırlanmış keçirici yapışqan materiala (akril qatran) və folqa (büzməli və ya hamar səthlə) əsaslanır:
- alüminium;
- mis;
- qalaylanmış mis (lehimləmə və korroziyaya qarşı daha yaxşı qorunma üçün).
Polimer materiallar
Maqnit sahəsinin qorunması ilə yanaşı, mexaniki zədələnmədən və zərbənin udulmasından qorunma tələb olunan cihazlarda polimer materiallardan istifadə olunur. Onlar akril yapışdırıcıya əsaslanan polyester filmlə örtülmüş poliuretan köpük yastıqları şəklində hazırlanır.
Maye kristal monitorların istehsalında keçirici parçadan hazırlanmış akril möhürlərdən istifadə olunur. Akril yapışqan təbəqəsində keçirici hissəciklərdən ibarət üçölçülü keçirici matris var. Elastikliyinə görə bu material mexaniki gərginliyi də effektiv şəkildə udur.
Kompensasiya metodu
Kompensasiya qoruyucu metodunun prinsipi süni şəkildə xarici sahənin əksinə yönəlmiş maqnit sahəsi yaratmaqdır. Bu adətən Helmholtz bobin sistemi ilə əldə edilir. Radiuslarından bir qədər məsafədə koaksial olaraq yerləşən 2 eyni nazik rulondan ibarətdir. Elektrik enerjisi onlardan keçir. Bobinlərin yaratdığı maqnit sahəsi olduqca vahiddir.
Qoruyucu qutuplazma ilə də istehsal olunur. Bu hadisə kosmosda maqnit sahəsinin paylanması zamanı nəzərə alınır.
Kabel ekranlaması
Kabel çəkərkən maqnit sahəsinin qorunması vacibdir. Onlarda yaranan elektrik cərəyanları otağa məişət cihazlarının (kondisionerlər, flüoresan lampalar, telefonlar), eləcə də şaxtalarda liftlərin daxil edilməsi nəticəsində yarana bilər. Bu amillər geniş tezlik diapazonlu protokollar üzərində işləyən rəqəmsal rabitə sistemlərinə xüsusilə böyük təsir göstərir. Bu, faydalı siqnalın gücü ilə spektrin yuxarı hissəsindəki səs-küy arasındakı kiçik fərqlə bağlıdır. Bundan əlavə, kabel sistemləri tərəfindən yayılan elektromaqnit enerjisi binada işləyən personalın sağlamlığına mənfi təsir göstərir.
Cüt naqillər arasında tutumlu və induktiv birləşmənin olması səbəbindən çarpaz söhbət baş verir. Kabellərin elektromaqnit enerjisi də onların dalğa empedansının qeyri-homogenliyi səbəbindən əks olunur və istilik itkiləri şəklində zəifləyir. Zəifləmə nəticəsində uzun xətlərin sonunda siqnal gücü yüzlərlə dəfə azalır.
Hazırda elektrik sənayesində kabel marşrutlarının mühafizəsinin 3 üsulu tətbiq olunur:
- Tam metal qutuların (polad və ya alüminium) istifadəsi və ya plastik qutulara metal əlavələrin quraşdırılması. Sahə tezliyi artdıqca alüminiumun süzülmə qabiliyyəti azalır. Dezavantaj həm də qutuların yüksək qiymətidir. Uzun kabel xətləri üçün varqutunun sıfır potensialını təmin etmək üçün ayrı-ayrı elementlərin elektrik təmasının və onların torpaqlanmasının təmin edilməsi problemi.
- Qorlanmış kabellərdən istifadə edin. Qabığın kabelin özünü əhatə etdiyi üçün bu üsul maksimum qoruma təmin edir.
- Vakuumda metalın PVC kanalına çökməsi. Bu üsul 200 MHz-ə qədər olan tezliklərdə təsirsizdir. Maqnit sahəsinin “söndürülməsi” yüksək müqavimətə görə kabelin metal qutulara çəkilməsi ilə müqayisədə on dəfə azdır.
Kabel növləri
2 növ ekranlı kabel var:
- Ümumi ekranla. O, qorunmayan telli keçiricilərin ətrafında yerləşir. Bu cür kabellərin dezavantajı odur ki, böyük çarpaz əlaqə var (qorlanmış cütlərdən 5-10 dəfə çox), xüsusən də eyni bükülmə hündürlüyünə malik cütlər arasında.
- Qorlanmış burulmuş cütləri olan kabellər. Bütün cütlər fərdi olaraq qorunur. Daha yüksək qiymətə görə, onlar ən çox ciddi təhlükəsizlik tələbləri olan şəbəkələrdə və çətin elektromaqnit mühiti olan otaqlarda istifadə olunur. Paralel çəkilişdə belə kabellərin istifadəsi onların arasındakı məsafəni az altmağa imkan verir. Bu, bölünmüş marşrutla müqayisədə xərcləri azaldır.
Burulmuş cüt ekranlı kabel izolyasiya edilmiş cüt keçiricidir (onların sayı adətən 2-dən 8-ə qədərdir). Bu dizayn çarpışmanı azaldır.dirijorlar arasında. Ekransız cütlərin torpaqlama tələbləri yoxdur, onlar daha çox elastikliyə, daha kiçik eninə ölçülərə və quraşdırma asanlığına malikdir. Ekranlanmış cüt elektromaqnit müdaxiləsindən və şəbəkələr üzərindən yüksək keyfiyyətli məlumat ötürülməsindən qorunma təmin edir.
İnformasiya sistemləri həmçinin metallaşdırılmış plastik lent və ya folqa şəklində bükülmüş cütlərin mühafizəsindən və ümumi metal örgüdən ibarət iki qatlı qoruyucu vasitələrdən istifadə edir. Maqnit sahəsindən effektiv qorunmaq üçün belə kabel sistemləri lazımi şəkildə torpaqlanmalıdır.
