Schutz vor Magnetfeldern. Große Enzyklopädie über Öl und Gas

Zur Abschirmung des Magnetfeldes kommen zwei Methoden zum Einsatz:

Bypass-Methode;

Schirm-Magnetfeld-Methode.

Schauen wir uns jede dieser Methoden genauer an.

Verfahren zum Überbrücken eines Magnetfelds mit einem Schirm.

Die Methode, ein Magnetfeld mit einer Abschirmung zu überbrücken, dient dem Schutz vor einem konstanten und sich langsam ändernden magnetischen Wechselfeld. Siebe bestehen aus ferromagnetischen Materialien mit hoher relativer magnetischer Durchdringung (Stahl, Permalloy). Wenn ein Schirm vorhanden ist, verlaufen die magnetischen Induktionslinien hauptsächlich entlang seiner Wände (Abbildung 8.15), die im Vergleich zum Luftraum im Inneren des Schirms einen geringen magnetischen Widerstand aufweisen. Die Qualität der Abschirmung hängt von der magnetischen Permeabilität der Abschirmung und dem Widerstand des Magnetkreises ab, d. h. Je dicker der Schirm ist und je weniger Nähte und Verbindungen quer zur Richtung der magnetischen Induktionslinien verlaufen, desto höher ist die Abschirmwirkung.

Verfahren zur Verschiebung eines Magnetfeldes durch einen Schirm.

Die Methode der Verschiebung eines Magnetfeldes durch eine Abschirmung dient der Abschirmung wechselnder hochfrequenter Magnetfelder. In diesem Fall werden Schirme aus nichtmagnetischen Metallen verwendet. Die Abschirmung basiert auf dem Phänomen der Induktion. Hier ist das Phänomen der Induktion nützlich.

Platzieren wir einen Kupferzylinder im Pfad eines gleichmäßigen magnetischen Wechselfelds (Abbildung 8.16a). Darin werden variable EDs angeregt, die wiederum induktive Wechselströme (Foucault-Ströme) erzeugen. Das Magnetfeld dieser Ströme (Abbildung 8.16b) wird geschlossen; Innerhalb des Zylinders wird es auf das Erregerfeld gerichtet und außerhalb davon in die gleiche Richtung wie das Erregerfeld. Es stellt sich heraus, dass das resultierende Feld (Abbildung 8.16, c) in der Nähe des Zylinders geschwächt und außerhalb davon verstärkt wird, d.h. Das Feld wird aus dem vom Zylinder eingenommenen Raum verdrängt, wodurch seine Abschirmwirkung umso wirksamer wird, je kleiner er ist elektrischer Wiederstand Zylinder, d.h. desto größer sind die Wirbelströme, die durch ihn fließen.

Dank des Oberflächeneffekts („Skin-Effekt“) nimmt die Dichte der Wirbelströme und die Intensität des magnetischen Wechselfelds exponentiell ab, je tiefer man in das Metall eindringt

, (8.5)

Wo (8.6)

– Indikator für die Abnahme von Feld und Strom, der aufgerufen wird äquivalente Eindringtiefe.

Hier ist die relative magnetische Permeabilität des Materials;

– magnetische Permeabilität des Vakuums, gleich 1,25*10 8 g*cm -1;

– spezifischer Widerstand des Materials, Ohm*cm;

- Frequenz Hz.

Der Wert der äquivalenten Eindringtiefe eignet sich zur Charakterisierung der Abschirmwirkung von Wirbelströmen. Je kleiner x0, desto größer ist das von ihnen erzeugte Magnetfeld, das das äußere Feld der Aufnahmequelle aus dem vom Bildschirm eingenommenen Raum verdrängt.

Für ein nichtmagnetisches Material in Formel (8.6) =1 wird die Abschirmwirkung nur durch und bestimmt. Was ist, wenn der Bildschirm aus ferromagnetischem Material besteht?

Wenn sie gleich sind, ist der Effekt besser, da >1 (50..100) und x 0 kleiner sind.

x 0 ist also ein Kriterium für die Abschirmwirkung von Wirbelströmen. Es ist von Interesse abzuschätzen, wie oft die Stromdichte und die magnetische Feldstärke in der Tiefe x 0 im Vergleich zu denen an der Oberfläche geringer werden. Dazu setzen wir dann x = x 0 in Formel (8.5) ein

Daraus ist ersichtlich, dass in einer Tiefe von x 0 die Stromdichte und die magnetische Feldstärke um das E-fache abfallen, d.h. auf einen Wert von 1/2,72, was 0,37 der Dichte und Spannung auf der Oberfläche entspricht. Da die Feldschwächung nur erfolgt 2,72 Mal in der Tiefe x 0 nicht aus, um das Abschirmmaterial zu charakterisieren, dann verwenden Sie zwei weitere Werte der Eindringtiefe x 0,1 und x 0,01, die den Abfall der Stromdichte und Feldspannung um das 10- und 100-fache gegenüber ihren Werten an der Oberfläche charakterisieren.

Drücken wir die Werte x 0,1 und x 0,01 durch den Wert x 0 aus. Dazu erstellen wir basierend auf Ausdruck (8.5) die Gleichung

UND ,

nachdem wir entschieden haben, was wir bekommen

x 0,1 = x 0 ln10 = 2,3x 0 ; (8.7)

x 0,01 =x 0 ln100=4,6x 0

Basierend auf den Formeln (8.6) und (8.7) für verschiedene Abschirmmaterialien werden in der Literatur die Werte der Eindringtiefen angegeben. Aus Gründen der Übersichtlichkeit stellen wir dieselben Daten in Form von Tabelle 8.1 dar.

Die Tabelle zeigt, dass für alle hohen Frequenzen, beginnend ab dem Mittelwellenbereich, ein Schirm aus einem beliebigen Metall mit einer Dicke von 0,5..1,5 mm sehr effektiv ist. Bei der Auswahl der Dicke und des Materials des Schirms sollten Sie nicht von den elektrischen Eigenschaften des Materials ausgehen, sondern sich daran orientieren Überlegungen zur mechanischen Festigkeit, Steifigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Bequemlichkeit der Verbindung einzelner Teile und Herstellung von Übergangskontakten mit geringem Widerstand zwischen ihnen, Bequemlichkeit des Lötens, Schweißens usw.

Aus den Tabellendaten ergibt sich das Bei Frequenzen über 10 MHz sorgt ein Film aus Kupfer und noch mehr aus Silber mit einer Dicke von weniger als 0,1 mm für eine deutliche Abschirmwirkung. Daher ist es bei Frequenzen über 10 MHz durchaus akzeptabel, Schirme aus Getinax-Folie oder einem anderen Isoliermaterial mit einer darauf aufgebrachten Kupfer- oder Silberbeschichtung zu verwenden.

Stahl kann als Sieb verwendet werden, aber aufgrund der Größe müssen Sie dies nur bedenken Widerstand und dem Phänomen der Hysterese kann ein Stahlschirm zu erheblichen Verlusten in den Abschirmkreisen führen.

Magnetische Abschirmung(Magnetschutz) – Schutz eines Gegenstandes vor magnetischen Einflüssen. Felder (konstant und variabel). Modern Forschung in einer Reihe von Bereichen der Wissenschaft (Geologie, Paläontologie, Biomagnetismus) und Technologie (Weltraumforschung, Atomkraft , Materialwissenschaften) werden oft mit der Messung sehr schwacher Magnetfelder in Verbindung gebracht. Felder ~10 -14 -10 -9 T in einem weiten Frequenzbereich. Externe Magnetfelder (z. B. das Erdfeld T mit T-Rauschen, magnetisches Rauschen aus Stromnetzen und städtischen Verkehrsmitteln) beeinträchtigen den Betrieb hochempfindlicher Geräte stark. magnetometrisch Ausrüstung. Reduzierung des magnetischen Einflusses Felder bestimmen stark die Möglichkeit, Magnetfelder zu leiten. Messungen (siehe z.B. Magnetfelder biologischer Objekte

).Unter den Methoden von M. e. Am häufigsten sind die folgenden. 1 Die Abschirmwirkung eines Hohlzylinders aus ferromagnetischem Stoff mit ( 2 - extern Zylinderoberfläche, -intern Oberfläche). Restmagnetisch

Feld im Inneren des Zylinders Ferromagnetischer Schirm - Blatt, Zylinder, Kugel (oder Shell k--l . andere Form) aus einem Material mit hoher magnetische Permeabilität m geringe Restinduktion In r und Klein Zwangskraft N s . Das Funktionsprinzip eines solchen Schirms lässt sich am Beispiel eines Hohlzylinders veranschaulichen, der in ein homogenes Magnetfeld gebracht wird. Feld (Abb.). Externe Induktionsleitungen mag. Felder B

Wo Beim Übergang vom Medium zum Siebmaterial werden die äußeren Felder merklich dichter und im Hohlraum des Zylinders nimmt die Dichte der Induktionslinien ab, d. h. das Feld im Inneren des Zylinders erweist sich als geschwächt. Die Feldschwächung wird von f-loy beschrieben D - Zylinderdurchmesser, D

- Dicke seiner Wand, - mag. Durchlässigkeit des Wandmaterials. Um die Wirksamkeit von M. e. Bände Dekom. Konfigurationen verwenden häufig Dateien

Aus den Formeln (1) und (2) folgt die Verwendung von Materialien mit hohem Magnetfeld. Permeabilität [wie Permalloy (36–85 % Ni, Rest Fe und Legierungszusätze) oder Mu-Metall (72–76 % Ni, 5 % Cu, 2 % Cr, 1 % Mn, Rest Fe)] verbessert die Qualität erheblich Bildschirme (bei Eisen). Scheinbar offensichtlicher Weg zur Verbesserung Abschirmung Aufgrund der Wandverdickung ist es nicht optimal. Mehrschichtige Siebe mit Lücken zwischen den Schichten arbeiten effizienter, für die die Koeffizienten gelten Die Abschirmung ist gleich dem Produkt des Koeffizienten. für Abt. Lagen. Es handelt sich um mehrschichtige Schirme (äußere Schichten aus magnetischen Materialien, die gesättigt sind). hohe Werte IN, innen - aus Permalloy oder Mu-Metall) bilden die Grundlage für die Gestaltung magnetisch geschützter Räume für biomagnetische, paläomagnetische usw. Forschung. Es ist zu beachten, dass die Verwendung von Schutzmaterialien wie Permalloy mit einer Reihe von Schwierigkeiten verbunden ist, insbesondere aufgrund der Tatsache, dass sie Magnesium enthalten. Eigenschaften unter Verformung und das bedeutet. Hitze verschlechtert sich, sie erlauben praktisch kein Schweißen, was bedeutet. Biegungen und andere mechanische Ladungen Im modernen mag. Ferromagnete werden häufig in Bildschirmen verwendet. Metallbrille(Metglasses), nah im Magnetismus. Eigenschaften wie Permalloy, aber nicht so empfindlich gegenüber mechanischen Einflüssen Einflüsse. Das aus Metglasstreifen gewebte Gewebe ermöglicht die Herstellung von Weichmagneten. Bildschirme beliebiger Form und eine mehrschichtige Abschirmung mit diesem Material sind viel einfacher und kostengünstiger.

Schirme aus Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit(Cu, A1, etc.) dienen dem Schutz vor magnetischen Wechselfeldern. Felder. Beim Wechsel extern mag. Felder in den Wänden des Bildschirms entstehen induktiv. Ströme, die das abgeschirmte Volumen abdecken. Magn. Das Feld dieser Ströme ist dem äußeren entgegengesetzt gerichtet. Empörung und gleicht sie teilweise aus. Für Frequenzen über 1 Hz Koeffizient. Abschirmung ZU steigt proportional zur Häufigkeit:

Wo - magnetische Konstante, - elektrische Leitfähigkeit des Wandmaterials, L- Bildschirmgröße, - Wandstärke, F- Kreisfrequenz.

Magn. Schirme aus Cu und A1 sind insbesondere bei niederfrequenten elektromagnetischen Schirmen weniger wirksam als ferromagnetische. Felder, aber die einfache Herstellung und die niedrigen Kosten machen sie oft bevorzugter für den Einsatz.

Supraleitende Bildschirme. Die Bedienung derartiger Bildschirme basiert auf Meissner-Effekt- vollständige Verschiebung der Magnete. Felder eines Supraleiters. Bei jeder Änderung im Äußeren mag. Beim Fluss in Supraleitern entstehen Ströme, die gem Lenzsche Regel diese Veränderungen kompensieren. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Leitern sind induktive Supraleiter. Die Ströme klingen nicht ab und kompensieren daher die Flussänderung während der gesamten Existenzdauer des externen Stroms. Felder. Die Tatsache, dass supraleitende Schirme bei sehr niedrigen Temperaturen und Feldern betrieben werden können, die den kritischen Wert nicht überschreiten. Werte (vgl Kritisches Magnetfeld), führt zu erheblichen Schwierigkeiten bei der Gestaltung großer magnetisch geschützter „warmer“ Volumina. Allerdings ist die Entdeckung Oxid-Hochtemperatur-Supraleiter(OBC), hergestellt von J. Bednorz und K. Müller (J. G. Bednorz, K. A. Müller, 1986), eröffnet neue Möglichkeiten bei der Verwendung supraleitender Magnete. Bildschirme. Anscheinend nach der Überwindung der Technologie Aufgrund der Schwierigkeiten bei der Herstellung von SBCs werden supraleitende Schirme aus Materialien verwendet, die beim Siedepunkt von Stickstoff (und in Zukunft möglicherweise bei Raumtemperatur) zu Supraleitern werden.

Es ist zu beachten, dass innerhalb des durch den Supraleiter magnetisch geschützten Volumens das Restfeld erhalten bleibt, das zum Zeitpunkt des Übergangs des Schirmmaterials in den supraleitenden Zustand darin vorhanden war. Um dieses Restfeld zu reduzieren, ist eine spezielle Maßnahme erforderlich Maßnahmen. Überführen Sie beispielsweise den Schirm in einen supraleitenden Zustand bei einem im Vergleich zur Erde schwachen Magnetfeld. Feld im geschützten Volumen oder verwenden Sie die Methode „Inflating Screens“, bei der die gefaltete Hülle des Bildschirms in einen supraleitenden Zustand überführt und dann expandiert wird. Solche Maßnahmen ermöglichen es zunächst, Restfelder in kleinen, durch supraleitende Schirme begrenzten Volumina auf einen Wert von T zu reduzieren.

Aktiver Störschutz erfolgt mit Kompensationsspulen, die ein Magnetfeld erzeugen. ein Feld gleicher Größe und entgegengesetzter Richtung zum Störfeld. Bei algebraischer Addition heben sich diese Felder gegenseitig auf. Naib. Es sind Helmholtz-Spulen bekannt, bei denen es sich um zwei identische koaxiale kreisförmige Spulen mit Strom handelt, die durch einen Abstand getrennt sind, der dem Radius der Spulen entspricht. Ziemlich homogenes Mag. Das Feld entsteht in der Mitte zwischen ihnen. Zum Ausgleich von drei Leerzeichen. Komponenten erfordern mindestens drei Spulenpaare. Es gibt viele Möglichkeiten für solche Systeme und ihre Wahl wird von den spezifischen Anforderungen bestimmt.

Zur Unterdrückung niederfrequenter Störungen (im Frequenzbereich 0-50 Hz) wird typischerweise ein aktives Schutzsystem eingesetzt. Einer seiner Zwecke ist die Nachvergütung. mag. Erdfelder, die hochstabile und leistungsstarke Stromquellen erfordern; die zweite ist die Kompensation magnetischer Schwankungen. Felder, für die schwächere, durch Magnetsensoren gesteuerte Stromquellen eingesetzt werden können. Felder, z.B. Magnetometer hohe Empfindlichkeit - Tintenfische oder Fluxgates.IN Größtenteils Die Vollständigkeit der Kompensation wird durch diese Sensoren bestimmt.

Es gibt einen wichtigen Unterschied zwischen aktivem Magnetschutz. Bildschirme. Magn. Bildschirme eliminieren Geräusche über die gesamte durch den Bildschirm begrenzte Lautstärke, während der aktive Schutz Störungen nur in einem lokalen Bereich eliminiert.

Alle magnetischen Unterdrückungssysteme Interferenzen erfordern Antivibrationen. Schutz. Vibration von Bildschirmen und Magnetsensoren. Das Feld selbst kann zur Quelle von Ergänzungen werden. Interferenz

Zündete.: Rose-Ince A., Roderick E., Einführung in die Physik, trans. aus Englisch, M., 1972; Stamberger G. A., Geräte zur Erzeugung schwacher konstanter Magnetfelder, Nowosibirsk, 1972; Vvedensky V.L., Ozhogin V.I., Ultrasensitive Magnetometrie und Biomagnetismus, M., 1986; Bednorz J. G., Muller K. A., Mögliche hohe Tc-Supraleitung im Ba-La-Cr-O-System, „Z. Phys.“, 1986, Bd 64, S. 189. S. P. Naurzakov.

Die Abschirmung magnetischer Felder kann auf zwei Arten erfolgen:

Abschirmung durch ferromagnetische Materialien.

Abschirmung mittels Wirbelströmen.

Die erste Methode wird normalerweise zur Abschirmung konstanter MFs und niederfrequenter Felder verwendet. Die zweite Methode bietet eine erhebliche Effizienz bei der Abschirmung von Hochfrequenz-MPs. Aufgrund des Oberflächeneffekts nimmt die Dichte der Wirbelströme und die Intensität des magnetischen Wechselfelds exponentiell ab, je tiefer man in das Metall eindringt:

Ein Maß für die Feld- und Stromreduzierung, das als äquivalente Eindringtiefe bezeichnet wird.

Je geringer die Eindringtiefe, desto größer der Stromfluss in den Oberflächenschichten des Schirms, desto größer ist die dadurch erzeugte umgekehrte MF, die das äußere Feld der Störquelle aus dem vom Schirm eingenommenen Raum verdrängt. Besteht die Abschirmung aus einem nichtmagnetischen Material, hängt die Abschirmwirkung nur von der Leitfähigkeit des Materials und der Frequenz des Abschirmfeldes ab. Wenn der Schirm aus ferromagnetischem Material besteht, wird unter sonst gleichen Bedingungen durch das äußere Feld ein großes e induziert. d.s. aufgrund der höheren magnetischen Konzentration Stromleitungen. Bei gleicher spezifischer Leitfähigkeit des Materials erhöhen sich die Wirbelströme, was zu einer geringeren Eindringtiefe und einer besseren Abschirmwirkung führt.

Bei der Auswahl der Dicke und des Materials des Schirms sollte man nicht von den elektrischen Eigenschaften des Materials ausgehen, sondern sich von Überlegungen zur mechanischen Festigkeit, dem Gewicht, der Steifigkeit, der Korrosionsbeständigkeit, der einfachen Verbindung einzelner Teile und der Herstellung von Übergangskontakten zwischen ihnen leiten lassen mit geringem Widerstand, einfaches Löten, Schweißen usw.

Aus den Daten in der Tabelle geht hervor, dass bei Frequenzen über 10 MHz Kupfer- und insbesondere Silberfolien mit einer Dicke von etwa 0,1 mm eine erhebliche Abschirmwirkung bieten. Daher ist es bei Frequenzen über 10 MHz durchaus akzeptabel, Schirme aus Getinax-Folie oder Glasfaser zu verwenden. Bei hohen Frequenzen bietet Stahl eine größere Abschirmwirkung als nichtmagnetische Metalle. Es ist jedoch zu bedenken, dass solche Abschirmungen aufgrund des hohen spezifischen Widerstands und des Phänomens der Hysterese erhebliche Verluste in den abgeschirmten Schaltkreisen verursachen können. Daher sind solche Schirme nur in Fällen anwendbar, in denen Einfügungsverluste vernachlässigt werden können. Für eine höhere Abschirmwirkung muss der Schirm außerdem einen geringeren magnetischen Widerstand als Luft haben, da die magnetischen Feldlinien dann dazu neigen, an den Wänden des Schirms entlang zu verlaufen und weniger in den Raum außerhalb des Schirms einzudringen. Ein solcher Schirm eignet sich gleichermaßen zum Schutz vor dem Einfluss eines Magnetfelds und zum Schutz des Außenraums vor dem Einfluss eines Magnetfelds, das von einer Quelle im Inneren des Schirms erzeugt wird.

Es gibt viele Stahl- und Permalloysorten mit unterschiedlichen magnetischen Permeabilitätswerten, daher muss die Eindringtiefe für jedes Material berechnet werden. Die Berechnung erfolgt mit der Näherungsgleichung:

1) Schutz vor externem Magnetfeld

Die magnetischen Feldlinien des externen Magnetfelds (die Induktionslinien des magnetischen Interferenzfelds) verlaufen hauptsächlich durch die Dicke der Wände des Schirms, der im Vergleich zum Widerstand des Raums innerhalb des Schirms einen geringen magnetischen Widerstand aufweist. Dadurch hat das äußere Störmagnetfeld keinen Einfluss auf die Funktionsweise des Stromkreises.

2) Abschirmung des eigenen Magnetfeldes

Eine solche Abschirmung kommt zum Einsatz, wenn es darum geht, äußere Stromkreise vor den Auswirkungen des durch den Spulenstrom erzeugten Magnetfeldes zu schützen. Induktivität L, d.h. wenn es notwendig ist, die durch die Induktivität L erzeugte Störung praktisch zu lokalisieren, wird dieses Problem mithilfe einer magnetischen Abschirmung gelöst, wie in der Abbildung schematisch dargestellt. Hier werden fast alle Feldlinien der Induktorspule durch die Dicke der Schirmwände geschlossen, ohne darüber hinauszugehen, da der magnetische Widerstand des Schirms viel geringer ist als der Widerstand des umgebenden Raums.

3) Dualer Bildschirm

Bei einem doppelten magnetischen Schirm kann man sich vorstellen, dass ein Teil der magnetischen Kraftlinien, die über die Dicke der Wände eines Schirms hinausgehen, durch die Dicke der Wände des zweiten Schirms geschlossen wird. Ebenso kann man sich die Wirkung eines doppelten Magnetschirms vorstellen, wenn magnetische Störungen lokalisiert werden, die von einem Element eines Stromkreises im Inneren des ersten (inneren) Schirms erzeugt werden: Der Großteil der magnetischen Feldlinien (magnetische Streulinien) wird geschlossen durch die Wände des Außenschirms. Natürlich müssen bei Doppelschirmen die Wandstärken und der Abstand zwischen ihnen rational gewählt werden.

Der Gesamtabschirmkoeffizient erreicht seinen größten Wert in Fällen, in denen die Dicke der Wände und der Spalt zwischen den Schirmen proportional zum Abstand von der Mitte des Schirms zunimmt und der Wert des Spalts dem geometrischen Durchschnitt der Wandstärken entspricht den angrenzenden Bildschirmen. In diesem Fall beträgt der Abschirmkoeffizient:

L = 20lg (H/Ne)

Die Herstellung von Doppelsieben gemäß dieser Empfehlung ist aus technologischen Gründen praktisch schwierig. Viel zweckmäßiger ist es, einen Abstand zwischen den an den Luftspalt der Schirme angrenzenden Schalen zu wählen, der größer ist als die Dicke des ersten Schirms, etwa gleich dem Abstand zwischen dem Stapel des ersten Schirms und dem Rand des abgeschirmten Schaltkreises Element (zum Beispiel eine Induktorspule). Die Wahl der einen oder anderen Wandstärke der Magnetabschirmung kann nicht eindeutig getroffen werden. Die rationelle Wandstärke wird ermittelt. Schirmmaterial, Störfrequenz und angegebener Schirmungskoeffizient. Es ist nützlich, Folgendes zu berücksichtigen.

1. Mit zunehmender Interferenzfrequenz (Frequenz des magnetischen Wechselfeldes der Interferenz) nimmt die magnetische Permeabilität von Materialien ab und führt zu einer Abnahme der Abschirmeigenschaften dieser Materialien, da mit abnehmender magnetischer Permeabilität der Widerstand gegen den magnetischen Fluss abnimmt Die vom Bildschirm bereitgestellte Leistung erhöht sich. In der Regel ist die Abnahme der magnetischen Permeabilität mit zunehmender Frequenz bei denjenigen magnetischen Materialien am stärksten, die die höchste magnetische Anfangspermeabilität aufweisen. Beispielsweise ändert sich der Wert von jx bei Elektroblech mit einer niedrigen magnetischen Anfangspermeabilität mit zunehmender Frequenz kaum, und Permalloy, das große Anfangswerte der magnetischen Permeabilität aufweist, reagiert sehr empfindlich auf eine Erhöhung der Frequenz des Magnetfelds ; seine magnetische Permeabilität nimmt mit der Frequenz stark ab.

2. Bei magnetischen Materialien, die hochfrequenten Magnetfeldinterferenzen ausgesetzt sind, macht sich der Oberflächeneffekt deutlich bemerkbar, d. h. die Verschiebung des magnetischen Flusses zur Oberfläche der Schirmwände, was zu einer Erhöhung des magnetischen Widerstands des Schirms führt. Unter solchen Bedingungen erscheint es fast sinnlos, die Dicke der Schirmwände über die Dicke hinaus zu erhöhen, die der magnetische Fluss bei einer bestimmten Frequenz einnimmt. Diese Schlussfolgerung ist falsch, da eine Erhöhung der Wandstärke auch bei Vorliegen eines Oberflächeneffekts zu einer Verringerung des magnetischen Widerstands des Schirms führt. In diesem Fall sollte gleichzeitig die Änderung der magnetischen Permeabilität berücksichtigt werden. Da sich das Phänomen des Oberflächeneffekts in magnetischen Materialien in der Regel stärker bemerkbar macht als die Abnahme der magnetischen Permeabilität im Niederfrequenzbereich, wird der Einfluss beider Faktoren auf die Wahl der Schirmwandstärke in verschiedenen Frequenzbereichen unterschiedlich sein magnetische Interferenz. In der Regel ist die Abnahme der Abschirmeigenschaften mit zunehmender Störfrequenz bei Abschirmungen aus Materialien mit hoher magnetischer Anfangspermeabilität stärker ausgeprägt. Die oben genannten Eigenschaften magnetischer Materialien bilden die Grundlage für Empfehlungen zur Materialauswahl und Wandstärke magnetischer Abschirmungen. Diese Empfehlungen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

A) Bei Bedarf können Schirme aus gewöhnlichem Elektrostahl (Transformatorstahl) mit geringer magnetischer Anfangspermeabilität verwendet werden, um niedrige Abschirmungskoeffizienten (Ke 10) zu gewährleisten; Solche Bildschirme bieten einen nahezu konstanten Abschirmkoeffizienten über ein ziemlich breites Frequenzband von bis zu mehreren zehn Kilohertz. die Dicke solcher Schirme hängt von der Frequenz der Interferenz ab, und je niedriger die Frequenz, desto größer ist die erforderliche Schirmdicke; Beispielsweise sollte bei einer magnetischen Störfeldfrequenz von 50–100 Hz die Dicke der Schirmwände etwa 2 mm betragen; Ist eine Erhöhung des Abschirmkoeffizienten oder eine größere Schirmdicke erforderlich, empfiehlt es sich, mehrere Abschirmschichten (Doppel- oder Dreifachschirme) geringerer Dicke zu verwenden;

B) Wenn dies gewährleistet werden muss, empfiehlt sich die Verwendung von Schirmen aus magnetischen Materialien mit hoher Anfangspermeabilität (z. B. Permalloy). großer Koeffizient Abschirmung (Ke > 10) in einem relativ schmalen Frequenzband, und es ist nicht ratsam, die Dicke jeder magnetischen Abschirmhülle auf mehr als 0,3–0,4 mm zu wählen; Bei Frequenzen über mehreren Hundert oder Tausend Hertz beginnt die Abschirmwirkung solcher Schirme je nach anfänglicher Durchlässigkeit dieser Materialien merklich nachzulassen.

Alles, was oben über magnetische Abschirmungen gesagt wurde, gilt für schwache magnetische Störfelder. Befindet sich der Schirm in der Nähe starker Störquellen und entstehen darin magnetische Flüsse mit hoher magnetischer Induktion, so ist bekanntlich die Änderung der magnetischen dynamischen Permeabilität in Abhängigkeit von der Induktion zu berücksichtigen; Es müssen auch Verluste in der Siebdicke berücksichtigt werden. In der Praxis sind so starke Quellen magnetischer Störfelder, dass man deren Wirkung auf Bildschirme berücksichtigen müsste, mit Ausnahme einiger Sonderfälle, die keine Amateurfunkpraxis erfordern, nicht anzutreffen normale Bedingungen Betrieb von funktechnischen Geräten mit breitem Anwendungsbereich.

Prüfen

1. Bei Verwendung einer magnetischen Abschirmung muss der Bildschirm:
1) Sie haben einen geringeren magnetischen Widerstand als Luft
2) einen magnetischen Widerstand haben, der dem von Luft entspricht
3) einen größeren magnetischen Widerstand als Luft haben

2. Bei der Abschirmung des Magnetfeldes Erdung der Abschirmung:
1) Beeinträchtigt die Wirksamkeit der Abschirmung nicht
2) Erhöht die Effizienz der magnetischen Abschirmung
3) Reduziert die Wirksamkeit der magnetischen Abschirmung

3. Bei niedrigen Frequenzen (<100кГц) эффективность магнитного экранирования зависит от:
a) Schirmdicke, b) magnetische Permeabilität des Materials, c) Abstand zwischen dem Schirm und anderen magnetischen Kreisen.
1) Nur a und b sind korrekt
2) Nur b und c sind wahr
3) Nur a und c sind wahr
4) Alle Optionen sind korrekt

4. Magnetische Abschirmung bei niedrigen Frequenzen nutzt:
1) Kupfer
2) Aluminium
3) Permalloy.

5. Magnetische Abschirmung bei hohen Frequenzen nutzt:
1) Eisen
2) Permalloy
3) Kupfer

6. Bei hohen Frequenzen (>100 kHz) hängt die Wirksamkeit der magnetischen Abschirmung nicht ab von:
1) Bildschirmdicke

2) Magnetische Permeabilität des Materials
3) Abstände zwischen dem Schirm und anderen Magnetkreisen.

Verwendete Literatur:

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3. Yarochkin, V. I. Informationssicherheit / V. I. Yarochkin - Moskau, 2000.

4. Demirchan, K. S. Theoretische Basis Elektrotechnik Band III / K. S. Demirchan S.-P, 2003.

Schutzmaßnahmen gegen die Auswirkungen von MF umfassen hauptsächlich Abschirmung und „Zeit“-Schutz. Abschirmungen müssen geschlossen sein und aus weichmagnetischen Materialien bestehen. In manchen Fällen reicht es aus, den Arbeitnehmer aus dem Einflussbereich des MF zu entfernen, da mit der Entfernung der PMF- und PeMF-Quelle deren Werte schnell sinken.

Als persönliche Schutzausrüstung gegen die Einwirkung magnetischer Felder können Sie verschiedene Fernbedienungen, Holzzangen und andere ferngesteuerte Manipulatoren verwenden. In manchen Fällen können verschiedene Sperrvorrichtungen verwendet werden, um zu verhindern, dass sich Personal in Magnetfeldern aufhält, deren Induktionsstärke über den empfohlenen Werten liegt.

Die wichtigste Schutzmaßnahme ist die Vorsorge:

Lokale längere Aufenthalte (regelmäßig mehrere Stunden am Tag) sind zu vermeiden höheres Level industrielles Frequenzmagnetfeld;

Das Bett für die Nachtruhe sollte so weit wie möglich von Quellen längerer Exposition entfernt sein; der Abstand zu Verteilerschränken und Stromkabeln sollte 2,5 – 3 Meter betragen;

Wenn sich im oder neben dem Raum unbekannte Kabel, Verteilerschränke oder Umspannwerke befinden, sollte diese so weit wie möglich entfernt werden. Messen Sie den Grad der elektromagnetischen Strahlung, bevor Sie sich in einem solchen Raum aufhalten.

Wählen Sie bei der Verlegung elektrisch beheizter Fußböden Systeme mit reduziertes Niveau Magnetfeld.

Aufbau von Schutzmaßnahmen gegen Magnetfelder

Literaturverzeichnis:

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