Wirksame Abschirmung gegen den Einfluss eines konstanten Magnetfeldes. Magnetisolator und Magnetfeldabschirmung

Bypass-Methode. -Screen-Magnetfeld-Methode.

Verfahren zum Überbrücken eines Magnetfelds mit einem Schirm dient dem Schutz vor konstanten und sich langsam ändernden magnetischen Wechselfeldern. 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, die im Vergleich zum Luftraum im Inneren des Schirms einen geringen magnetischen Widerstand aufweisen. Je dicker der Schirm und je weniger Nähte und Verbindungen, desto effektiver ist die Abschirmung. Verfahren zur Verschiebung eines Magnetfeldes durch einen Schirm Wird zur Abschirmung hochfrequenter magnetischer Wechselfelder eingesetzt. In diesem Fall werden Schirme aus nichtmagnetischen Metallen verwendet. Die Abschirmung basiert auf dem Phänomen der Induktion.

Stellt man einen Kupferzylinder in die Bahn eines gleichmäßig wechselnden magnetischen Maulwurfs, so werden wechselnde Wirbelinduktionsströme (Foucault-Ströme) angeregt. Das Magnetfeld dieser Ströme 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 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 geringer der elektrische Widerstand des Zylinders ist, d. h. desto mehr fließt hindurch Wirbelströme.

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

μ – relative magnetische Permeabilität des Materials; μ˳ – magnetische Permeabilität des Vakuums, gleich 1,25*108 g*cm-1; ρ – Materialwiderstand, Ohm*cm; ƒ – Frequenz, Hz.

Für ein nichtmagnetisches Material ist μ = 1. Und die Abschirmwirkung wird nur durch ƒ und ρ bestimmt.

Die Abschirmung ist eine aktive Methode zum Schutz von Informationen. Eine Magnetfeldabschirmung (magnetostatische Abschirmung) wird eingesetzt, wenn es darum geht, Störungen bei niedrigen Frequenzen von 0 bis 3..10 kHz zu unterdrücken. Die Effizienz der magnetostatischen Abschirmung erhöht sich, wenn mehrschichtige Abschirmungen verwendet werden.

Die Wirksamkeit der magnetischen Abschirmung hängt von der Frequenz und den elektrischen Eigenschaften des Abschirmmaterials ab. Je niedriger die Frequenz, desto schwächer der Schirm, desto dicker muss er sein, um die gleiche Abschirmwirkung zu erzielen. Für hohe Frequenzen ab dem Mittelwellenbereich ist ein Schirm aus beliebigem Metall mit einer Dicke von 0,5 ... 1,5 mm sehr effektiv. Bei der Auswahl der Dicke und des Materials des Schirms sollten mechanische Festigkeit, Steifigkeit, Korrosionsbeständigkeit, einfache Verbindung einzelner Teile und Herstellung von Übergangskontakten zwischen ihnen mit geringem Widerstand, einfache Löt- und Schweißbarkeit usw. berücksichtigt werden. Für die oben genannten Frequenzen 10 MHz, Kupfer und noch mehr dicke Silberfolien von mehr als 0,1 mm sorgen 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. Zur Herstellung von Bildschirmen werden verwendet: Metallmaterialien, dielektrische Materialien, Glas mit leitfähiger Beschichtung, spezielle metallisierte Stoffe, leitfähige Farben. Zur Abschirmung verwendete Metallmaterialien (Stahl, Kupfer, Aluminium, Zink, Messing) werden in Form von Blechen, Netzen und Folien hergestellt.

Alle diese Materialien erfüllen bei Verwendung mit entsprechenden Schutzbeschichtungen die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit. Die technologisch fortschrittlichsten Siebkonstruktionen bestehen aus Stahl, da bei ihrer Herstellung und Installation häufig Schweißen oder Löten eingesetzt werden kann. Bleche müssen über den gesamten Umfang elektrisch miteinander verbunden sein. Um eine vollverschweißte Siebkonstruktion zu erhalten, muss die Elektroschweiß- oder Lötnaht durchgehend sein. Die Dicke des Stahls wird auf der Grundlage des Zwecks der Siebstruktur und der Bedingungen ihrer Montage sowie der Möglichkeit ausgewählt, während der Herstellung durchgehende Schweißnähte sicherzustellen. Stahlschirme sorgen für Dämpfung elektromagnetische Strahlung mehr als 100 dB. Maschensiebe sind einfacher herzustellen, bequem zu montieren und zu bedienen. Zum Schutz vor Korrosion empfiehlt es sich, das Gewebe mit einem Korrosionsschutzlack zu überziehen. Zu den Nachteilen von Maschensieben zählen die geringe mechanische Festigkeit und die geringere Siebeffizienz im Vergleich zu Blechsieben. Für Maschensiebe ist jedes Nahtdesign geeignet, das mindestens alle 10-15 mm einen guten elektrischen Kontakt zwischen benachbarten Maschenplatten gewährleistet. Hierzu können Löten oder Punktschweißen eingesetzt werden. Ein Sieb aus verzinntem kohlenstoffarmen Stahlgewebe mit einer Maschenweite von 2,5 bis 3 mm ergibt eine Dämpfung von etwa 55 bis 60 dB und aus dem gleichen Doppelten (bei einem Abstand zwischen Außen- und Innenmasche von 100 mm) etwa 90 dB. Der Schirm besteht aus einem einzelnen Kupfergeflecht mit einer 2,5-mm-Zelle und hat eine Dämpfung von etwa 65–70 dB

Die Quelle elektrischer Felder industrieller Frequenz sind die stromführenden Teile bestehender elektrischer Anlagen (Stromleitungen, Induktoren, Kondensatoren thermischer Anlagen, Zuleitungen, Generatoren, Transformatoren, Elektromagnete, Magnetspulen, gepulste Anlagen vom Halbwellen- oder Kondensatortyp, Guss- und Metallkeramikmagnete usw.).

Langzeitbelichtung elektrisches Feld auf den menschlichen Körper kann zu Störungen des Funktionszustandes des Nerven- und Herz-Kreislauf-Systems führen. Dies äußert sich in erhöhter Müdigkeit, verminderter Arbeitsqualität, Herzschmerzen und Veränderungen Blutdruck und Puls.

Die wichtigsten Arten des kollektiven Schutzes gegen den Einfluss des elektrischen Feldes industrieller Frequenzströme sind Abschirmvorrichtungen – ein integraler Bestandteil der Elektroinstallation, die zum Schutz des Personals in offenen Schaltanlagen und an Freileitungen dienen.

Bei der Inspektion von Geräten und beim Betriebsschalten zur Überwachung des Arbeitsfortschritts ist eine Abschirmvorrichtung erforderlich. Konstruktiv sind Abschirmvorrichtungen in Form von Vordächern, Vordächern oder Trennwänden aus Metallseilen, Stäben, Netzen ausgeführt.

Auch für Wartungsarbeiten an Elektroanlagen werden mobile Schirme in Form von abnehmbaren Vordächern, Vordächern, Trennwänden, Zelten und Abschirmungen eingesetzt.

Abschirmgeräte müssen mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehen und geerdet sein.

Die Quelle elektromagnetischer Felder von Radiofrequenzen sind:

im Bereich 60 kHz – 3 MHz – ungeschirmte Elemente von Geräten zur Induktionsverarbeitung von Metall (Härten, Glühen, Schmelzen, Löten, Schweißen usw.) und anderen Materialien sowie Geräte und Instrumente für die Funkkommunikation und den Rundfunk;

im Bereich von 3 MHz - 300 MHz - ungeschirmte Elemente von Geräten und Instrumenten, die in der Funkkommunikation, im Rundfunk, im Fernsehen, in der Medizin verwendet werden, sowie Geräte zum Erhitzen von Dielektrika (Schweißen von Kunststoffverbindungen, Erhitzen von Kunststoffen, Kleben von Holzprodukten usw.);

im Bereich 300 MHz – 300 GHz – ungeschirmte Elemente von Geräten und Instrumenten, die in den Bereichen Radar, Radioastronomie, Radiospektroskopie, Physiotherapie usw. verwendet werden.

Eine langfristige Einwirkung von Radiowellen auf verschiedene Systeme des menschlichen Körpers hat unterschiedliche Folgen.

Am charakteristischsten bei der Einwirkung von Funkwellen aller Reichweiten sind Abweichungen vom Normalzustand der Zentrale nervöses System und das menschliche Herz-Kreislauf-System. Zu den subjektiven Empfindungen des exponierten Personals gehören Beschwerden über häufige Kopfschmerzen, Schläfrigkeit oder allgemeine Schlaflosigkeit, Müdigkeit, Schwäche, vermehrtes Schwitzen, Gedächtnisverlust, Verwirrung, Schwindel, Verdunkelung der Augen, unbegründete Angstgefühle, Furcht usw.

Um die Sicherheit der Arbeit mit Quellen elektromagnetischer Wellen zu gewährleisten, wird an Arbeitsplätzen und an Orten, an denen sich Personal aufhalten kann, eine systematische Überwachung der tatsächlich genormten Parameter durchgeführt. Die Kontrolle erfolgt durch Messung der Stärke des elektrischen und magnetischen Feldes sowie der Energieflussdichte nach anerkannten Methoden des Gesundheitsministeriums.

Der Schutz des Personals vor Funkwellen wird bei allen Arten von Arbeiten eingesetzt, wenn die Arbeitsbedingungen nicht den Anforderungen der Normen entsprechen. Dieser Schutz erfolgt auf folgende Weise und mit folgenden Mitteln:

abgestimmte Lasten und Kraftabsorber, die die Stärke und Dichte des Energieflussfeldes reduzieren Elektromagnetische Wellen;

Abschirmung des Arbeitsplatzes und der Strahlenquelle;

rationelle Platzierung der Geräte im Arbeitsraum;

Auswahl rationeller Betriebsweisen der Ausrüstung und Arbeitsweisen des Personals;

Einsatz präventiver Schutzausrüstung.

Zur Herstellung von reflektierenden Bildschirmen werden Materialien mit verwendet hohe elektrische Leitfähigkeit B. Metalle (in Form von massiven Wänden) oder Baumwollstoffe mit Metallrücken. Massive Metallschirme sind am effektivsten und sorgen bereits bei einer Dicke von 0,01 mm für eine Dämpfung elektromagnetisches Feld um etwa 50 dB (100.000 Mal).

Für die Herstellung absorbierender Schirme werden Materialien mit schlechter elektrischer Leitfähigkeit verwendet. Absorbierende Siebe werden in Form von gepressten Gummiplatten einer speziellen Zusammensetzung mit konischen Voll- oder Hohlspitzen sowie in Form von mit Carbonyleisen gefüllten Platten aus porösem Gummi mit einem gepressten Metallnetz hergestellt. Diese Materialien werden auf den Rahmen oder die Oberfläche des Strahlungsgeräts geklebt

3.5.Schutz vor Laserstrahlung.
Ein Laser oder optischer Quantengenerator ist ein Generator elektromagnetischer Strahlung im optischen Bereich, der auf der Nutzung stimulierter Strahlung basiert. Aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften (hohe Strahlrichtwirkung, Kohärenz) werden sie in verschiedenen Bereichen der Industrie, Wissenschaft, Technologie, Kommunikation, Landwirtschaft, Medizin, Biologie usw.
Die Klassifizierung von Lasern richtet sich nach dem Gefährdungsgrad der Laserstrahlung für das Bedienpersonal. Nach dieser Klassifizierung werden Laser in 4 Klassen eingeteilt:
Klasse 1 (sicher) – die abgegebene Strahlung ist nicht gefährlich für die Augen;

Klasse II (geringe Gefährdung) – direkte oder spiegelnd reflektierte Strahlung ist gefährlich für die Augen;
Klasse III (mittelgefährlich) – direkte, spiegelnde und diffus reflektierte Strahlung ist in einem Abstand von 10 cm von der reflektierenden Oberfläche gefährlich für die Augen und (oder) direkte oder spiegelnd reflektierte Strahlung ist gefährlich für die Haut;
Klasse IV (sehr gefährlich) – diffus reflektierte Strahlung ist in einem Abstand von 10 cm von der reflektierenden Oberfläche gefährlich für die Haut.
Die maßgeblichen Kriterien zur Beurteilung der Gefährlichkeit der erzeugten Laserstrahlung sind Leistung (Energie), Wellenlänge, Pulsdauer und Strahlungsexposition.
Maximal zulässige Werte, Anforderungen an die Konstruktion, Platzierung und den sicheren Betrieb von Lasern werden durch „Hygienenormen und Regeln für die Konstruktion und den Betrieb von Lasern“ Nr. 2392-81 geregelt, die es ermöglichen, Maßnahmen zur Gewährleistung sicherer Arbeitsbedingungen zu entwickeln, wenn Arbeiten mit Lasern. Hygienenormen und -regeln ermöglichen es, die MPL-Werte für jede Betriebsart und jeden Abschnitt des optischen Bereichs anhand spezieller Formeln und Tabellen zu ermitteln. Die maximal zulässigen Bestrahlungsstärken werden unter Berücksichtigung der Betriebsart der Laser unterschieden – Dauerbetrieb, Monopuls, Pulsperiodisch.
Abhängig von den Besonderheiten technologischer Prozess Bei der Arbeit mit Lasergeräten kann das Personal hauptsächlich reflektierter und gestreuter Strahlung ausgesetzt sein. Laserstrahlungsenergie in biologischen Objekten (Gewebe, Organ) kann verschiedene Umwandlungen durchlaufen und organische Veränderungen in den bestrahlten Geweben (primäre Effekte) sowie unspezifische funktionelle Veränderungen (sekundäre Effekte) verursachen, die im Körper als Reaktion auf die Bestrahlung auftreten.
Die Wirkung von Laserstrahlung auf das Sehorgan (von geringfügiger Funktionsbeeinträchtigung bis hin zum völligen Verlust des Sehvermögens) hängt hauptsächlich von der Wellenlänge und dem Ort der Wirkung ab.
Mit dem Einsatz von Hochleistungslasern und der Ausweitung ihres praktischen Einsatzes steigt die Gefahr einer unbeabsichtigten Schädigung nicht nur des Sehorgans, sondern auch der Haut und sogar innere Organe mit weiteren Veränderungen im Zentralnerven- und Hormonsystem.
Die Prävention von Verletzungen durch Laserstrahlung umfasst ein System technischer, technischer, planerischer, organisatorischer, sanitärer und hygienischer Maßnahmen.
Bei der Verwendung von Lasern der Klasse II-III ist es zur Vermeidung einer Gefährdung des Personals erforderlich, entweder den Laserbereich einzuzäunen oder den Strahlungsstrahl abzuschirmen. Sichtschutzwände und Zäune müssen aus Materialien mit hergestellt sein niedrigster Koeffizient reflektieren, feuerfest sein und bei Einwirkung von Laserstrahlung keine giftigen Stoffe abgeben.
Laser der Gefahrenklasse IV befinden sich in separaten isolierten Räumen und sind mit einer Fernbedienung für ihren Betrieb ausgestattet.
Bei der Platzierung mehrerer Laser in einem Raum sollte die Möglichkeit einer gegenseitigen Bestrahlung von Bedienern verschiedener Anlagen ausgeschlossen werden. Personen, die nichts mit dem Betrieb zu tun haben, dürfen die Räumlichkeiten, in denen sich Laser befinden, nicht betreten. Das visuelle Justieren von Lasern ohne Schutzausrüstung ist verboten.
Zum Schutz vor Lärm werden entsprechende Maßnahmen zur Schalldämmung von Anlagen, Schallabsorption etc. getroffen.
Zur persönlichen Schutzausrüstung, die sichere Arbeitsbedingungen bei der Arbeit mit Lasern gewährleistet, gehören Spezialbrillen, Schutzschilde und Masken, die die Augenbelastung auf ein Höchstmaß reduzieren.
Persönliche Schutzausrüstung wird nur dann verwendet, wenn die kollektive Schutzausrüstung die Einhaltung der Anforderungen der Hygienevorschriften nicht zulässt.

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, Kernenergie, Materialwissenschaften) ist häufig mit der Messung sehr schwacher Magnetfelder verbunden. 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 Stadtverkehr) 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.

Die Abschirmwirkung eines Hohlzylinders aus ferromagnetischem Stoff mit ( 1 - extern Zylinderoberfläche, 2 -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 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

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

wo ist der Radius der äquivalenten Kugel (fast der Durchschnittswert der Bildschirmabmessungen in drei zueinander senkrechten Richtungen, da die Form des Bildschirms kaum Einfluss auf die Effizienz des magnetoelektrischen Systems hat).

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 (Außenschichten aus magnetischen Materialien, die bei hohen Werten gesättigt sind). 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. Die einfache Herstellung und die geringen Kosten machen sie jedoch oft zu einer bevorzugten Anwendung.

Supraleitende Bildschirme. Die Aktion dieser Art von Bildschirmen 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 nutzen Sie die Methode „Inflating Screens“, bei der die gefaltete Hülle des Bildschirms in einen supraleitenden Zustand überführt und dann expandiert wird. Durch solche Maßnahmen ist es vorerst möglich, 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; der 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 Die Vollständigkeit der Kompensation wird maßgeblich 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.

Wie kann man dafür sorgen, dass zwei nebeneinander liegende Magnete die Anwesenheit des anderen nicht spüren? Welches Material muss zwischen ihnen platziert werden? Stromleitungen Würde das Magnetfeld eines Magneten den zweiten Magneten nicht erreichen?

Diese Frage ist nicht so trivial, wie es auf den ersten Blick erscheinen mag. Wir müssen die beiden Magnete wirklich isolieren. Das heißt, dass sich diese beiden Magnete unterschiedlich drehen und relativ zueinander bewegen lassen und dass sich jeder dieser Magnete so verhält, als ob kein anderer Magnet in der Nähe wäre. Daher funktionieren alle Tricks, einen dritten Magneten oder Ferromagneten in der Nähe zu platzieren, um eine spezielle Konfiguration von Magnetfeldern mit Kompensation aller Magnetfelder an einem bestimmten Punkt zu erzeugen, im Prinzip nicht.

Diamagnetisch???

Manchmal denken sie fälschlicherweise, dass ein solcher Magnetfeldisolator dienen kann diamagnetisch. Aber das ist nicht wahr. Ein diamagnetisches Material schwächt tatsächlich das Magnetfeld. Aber es schwächt das Magnetfeld nur in der Dicke des Diamagnetikums selbst, im Inneren des Diamagnetikums. Aus diesem Grund glauben viele Menschen fälschlicherweise, dass ihre Anziehungskraft oder Abstoßung schwächer wird, wenn einer oder beide Magnete in einem Stück diamagnetischem Material eingebettet sind.

Aber das ist keine Lösung des Problems. Erstens erreichen die Feldlinien eines Magneten immer noch einen anderen Magneten, das heißt, das Magnetfeld nimmt nur in der Dicke des Diamagneten ab, verschwindet aber nicht vollständig. Zweitens: Wenn die Magnete in der Dicke des diamagnetischen Materials verankert sind, können wir sie nicht relativ zueinander bewegen oder drehen.

Und wenn Sie einfach einen Flachbildschirm aus einem diamagnetischen Material herstellen, dann überträgt dieser Bildschirm ein Magnetfeld durch sich selbst. Darüber hinaus wird das Magnetfeld hinter diesem Schirm genau das gleiche sein, als ob dieser diamagnetische Schirm überhaupt nicht existieren würde.

Dies deutet darauf hin, dass selbst Magnete, die in ein diamagnetisches Material eingebettet sind, keine gegenseitige Schwächung des Magnetfelds erfahren. Tatsächlich gibt es dort, wo sich der ummauerte Magnet befindet, einfach kein diamagnetisches Material direkt im Volumen dieses Magneten. Und da sich an der Stelle, an der sich der Magnet mit der Wand befindet, kein diamagnetisches Material gibt, bedeutet dies, dass beide Magnete mit der Wand tatsächlich auf genau die gleiche Weise miteinander interagieren, als ob sie nicht im diamagnetischen Material eingeschlossen wären. Das diamagnetische Material um diese Magnete herum ist ebenso nutzlos wie die flache diamagnetische Abschirmung zwischen den Magneten.

Ideal diamagnetisch

Wir brauchen ein Material, das magnetische Feldlinien überhaupt nicht durchdringen lässt. Es ist notwendig, dass die magnetischen Feldlinien aus einem solchen Material herausgedrückt werden. Wenn magnetische Feldlinien ein Material durchdringen, erhalten sie hinter einer Abschirmung aus diesem Material ihre volle Stärke vollständig zurück. Dies ergibt sich aus dem Naturschutzgesetz magnetischer Fluss.

In einem diamagnetischen Material erfolgt die Schwächung des äußeren Magnetfelds aufgrund des induzierten inneren Magnetfelds. Dieses induzierte Magnetfeld entsteht Kreisströme Elektronen im Inneren von Atomen. Wenn ein externes Magnetfeld eingeschaltet wird, sollten die Elektronen in den Atomen beginnen, sich entlang der Kraftlinien des externen Magnetfelds zu bewegen. Durch diese induzierte Kreisbewegung der Elektronen in Atomen entsteht ein zusätzliches Magnetfeld, das stets gegen das äußere Magnetfeld gerichtet ist. Daher wird das Gesamtmagnetfeld innerhalb des Diamagnetikums kleiner als außerhalb.

Eine vollständige Kompensation des äußeren Feldes durch das induzierte innere Feld erfolgt jedoch nicht. Die Stärke des Kreisstroms in den diamagnetischen Atomen reicht nicht aus, um genau das gleiche Magnetfeld wie das äußere Magnetfeld zu erzeugen. Daher verbleiben die Kraftlinien des äußeren Magnetfelds in der Dicke des diamagnetischen Materials. Das äußere Magnetfeld „durchdringt“ sozusagen das diamagnetische Material vollständig.

Das einzige Material, das magnetische Feldlinien aus sich selbst verdrängt, ist ein Supraleiter. In einem Supraleiter induziert ein äußeres Magnetfeld kreisförmige Ströme um die äußeren Feldlinien, die ein entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld erzeugen, das genau dem äußeren Magnetfeld entspricht. In diesem Sinne ist ein Supraleiter ein idealer Diamagnet.

Auf der Oberfläche eines Supraleiters ist der magnetische Feldstärkevektor immer entlang dieser Oberfläche gerichtet, tangential zur Oberfläche des supraleitenden Körpers. Auf der Oberfläche eines Supraleiters hat der Magnetfeldvektor keine senkrecht zur Oberfläche des Supraleiters gerichtete Komponente. Daher krümmen sich magnetische Feldlinien immer um einen supraleitenden Körper beliebiger Form.

Biegung eines Supraleiters durch magnetische Feldlinien

Dies bedeutet jedoch keineswegs, dass das Problem gelöst wird, wenn ein supraleitender Schirm zwischen zwei Magneten platziert wird. Tatsache ist, dass die Magnetfeldlinien des Magneten unter Umgehung des Supraleiterschirms zu einem anderen Magneten gelangen. Daher schwächt ein flacher supraleitender Schirm nur den Einfluss der Magnete aufeinander.

Diese Abschwächung der Wechselwirkung zwischen den beiden Magneten hängt davon ab, wie stark die Länge der Feldlinie, die die beiden Magnete miteinander verbindet, zugenommen hat. Wie länger Je mehr Kraftlinien sich verbinden, desto geringer ist die Wechselwirkung zweier Magnete miteinander.

Dies ist genau der gleiche Effekt, als würde man den Abstand zwischen den Magneten ohne supraleitende Abschirmung vergrößern. Wenn man den Abstand zwischen den Magneten vergrößert, vergrößern sich auch die Längen der magnetischen Feldlinien.

Das heißt, um die Länge der Stromleitungen zu erhöhen, die zwei Magnete unter Umgehung des supraleitenden Schirms verbinden, ist es notwendig, die Abmessungen dieses Flachbildschirms sowohl in der Länge als auch in der Breite zu vergrößern. Dies wird zu einer Vergrößerung der Länge der Bypass-Stromleitungen führen. Und je größer die Abmessungen des Flachbildschirms im Vergleich zum Abstand zwischen den Magneten sind, desto geringer ist die Wechselwirkung zwischen den Magneten.

Die Wechselwirkung zwischen den Magneten verschwindet erst vollständig, wenn beide Dimensionen des flachen supraleitenden Schirms unendlich werden. Dies ist ein Analogon zu der Situation, in der Magnete unendlich weit voneinander entfernt waren und daher die Länge der sie verbindenden Magnetfeldlinien unendlich wurde.

Theoretisch ist das Problem damit natürlich vollständig gelöst. Aber in der Praxis können wir keinen supraleitenden Flachbildschirm mit unendlichen Abmessungen herstellen. Ich wünsche mir eine solche Lösung, die praktisch im Labor oder in der Produktion umgesetzt werden kann. (Wir sprechen nicht mehr über alltägliche Bedingungen, da es unmöglich ist, im Alltag einen Supraleiter herzustellen.)

Raumteilung durch Supraleiter

Ansonsten ist der Flachbildschirm endlos große Größen kann als Teilung des gesamten dreidimensionalen Raums in zwei Teile interpretiert werden, die nicht miteinander verbunden sind. Aber es ist nicht nur ein Flachbildschirm von unendlicher Größe, der den Raum in zwei Teile teilen kann. Jede geschlossene Oberfläche teilt den Raum auch in zwei Teile, das Volumen innerhalb der geschlossenen Oberfläche und das Volumen außerhalb der geschlossenen Oberfläche. Beispielsweise teilt jede Kugel den Raum in zwei Teile: die Kugel innerhalb der Kugel und alles außerhalb.

Daher ist eine supraleitende Kugel ein idealer Isolator eines Magnetfeldes. Wenn man in einer solchen supraleitenden Kugel einen Magneten platziert, kann kein Instrument jemals erkennen, ob sich in dieser Kugel ein Magnet befindet oder nicht.

Und umgekehrt, wenn Sie sich in einer solchen Kugel befinden, werden äußere Magnetfelder nicht auf Sie einwirken. Beispielsweise kann das Erdmagnetfeld innerhalb einer solchen supraleitenden Kugel von keinem Instrument erfasst werden. Innerhalb einer solchen supraleitenden Kugel wird es möglich sein, nur das Magnetfeld derjenigen Magnete zu erfassen, die sich auch innerhalb dieser Kugel befinden.

Damit zwei Magnete nicht miteinander interagieren, muss einer dieser Magnete innerhalb der supraleitenden Kugel platziert werden und der zweite muss draußen bleiben. Dann wird das Magnetfeld des ersten Magneten vollständig im Inneren der Kugel konzentriert sein und nicht über die Grenzen dieser Kugel hinausgehen. Daher wird der zweite Magnet die Anwesenheit des ersten nicht spüren. Ebenso kann das Magnetfeld des zweiten Magneten nicht in das Innere der supraleitenden Kugel eindringen. Und deshalb wird der erste Magnet die Nähe des zweiten Magneten nicht spüren.

Schließlich können wir beide Magnete nach Belieben relativ zueinander drehen und bewegen. Zwar ist der erste Magnet in seinen Bewegungen durch den Radius der supraleitenden Kugel begrenzt. Aber so scheint es eben zu sein. Tatsächlich hängt die Wechselwirkung zweier Magnete nur von ihrer relativen Position und ihrer Drehung um den Schwerpunkt des entsprechenden Magneten ab. Daher reicht es aus, den Schwerpunkt des ersten Magneten in die Mitte der Kugel zu legen und den Koordinatenursprung dort in die Mitte der Kugel zu legen. Alle möglichen Optionen für die Position der Magnete werden nur durch alle möglichen Optionen für die Position des zweiten Magneten relativ zum ersten Magneten und ihre Drehwinkel um ihre Massenschwerpunkte bestimmt.

Anstelle einer Kugel können Sie natürlich auch jede andere Flächenform annehmen, zum Beispiel ein Ellipsoid oder eine kastenförmige Fläche usw. Wenn es den Raum nur in zwei Teile teilen würde. Das heißt, in dieser Oberfläche darf kein Loch vorhanden sein, durch das eine Stromleitung verlaufen kann, um die internen und externen Magnete zu verbinden.

Das Funktionsprinzip der meisten Messgerätewandler basiert auf der Umwandlung elektrischer und magnetischer Energie. Daher verzerren elektrische und magnetische Felder, die in Messgeräten durch nahegelegene Quellen induziert werden, die Art der Umwandlung elektrischer und magnetischer Energie im Messgerät. Um empfindliche Geräteelemente vor dem Einfluss interner und externer elektrischer und magnetischer Felder zu schützen, wird eine Abschirmung eingesetzt.

Unter magnetische Abschirmung Unter jedem Raumbereich versteht man die Schwächung des Magnetfeldes innerhalb dieses Bereichs durch die Begrenzung durch eine Hülle aus weichmagnetischen Materialien. In der Praxis wird auch eine andere Abschirmmethode verwendet, bei der eine Magnetfeldquelle in der Hülle platziert wird und so deren Ausbreitung in die Umgebung begrenzt wird.

Die Grundlagen der Abschirmung basieren auf der Theorie der Ausbreitung elektrischer und magnetischer Felder. Die abgestrahlte Energie wird durch ein elektromagnetisches Feld übertragen. Wenn sich ein Feld im Laufe der Zeit ändert, existieren seine elektrischen und magnetischen Komponenten gleichzeitig, und eine davon kann größer sein als die andere. Ist die elektrische Komponente größer, gilt das Feld als elektrisch; ist die magnetische Komponente größer, gilt das Feld als magnetisch. Typischerweise hat das Feld in der Nähe seiner Quelle in einem Wellenlängenabstand einen ausgeprägten Charakter. Im freien Raum, in großer Entfernung von der Energiequelle (relativ zur Wellenlänge), haben beide Komponenten des Feldes die gleiche Energiemenge. Darüber hinaus absorbiert und emittiert jeder Leiter, der sich in einem elektromagnetischen Feld befindet, zwangsläufig Energie, sodass sich die relative Energieverteilung auch in geringen Abständen von einem solchen Leiter von der Energieverteilung im freien Raum unterscheidet.

Der elektrische (elektrostatische) Anteil des Feldes entspricht der Spannung am Leiter, der magnetische (elektromagnetische) Anteil entspricht dem Strom. Die Bestimmung der Notwendigkeit des einen oder anderen Abschirmungsgrades eines bestimmten Stromkreises sowie die Bestimmung der Ausreichendheit des einen oder anderen Abschirmungstyps liegt fast außerhalb der technischen Berechnung, da sich theoretische Lösungen für einzelne einfache Probleme für komplexe als inakzeptabel erweisen Einsen. Stromkreise, bestehend aus Elementen, die zufällig im Raum angeordnet sind und elektromagnetische Energie in eine Vielzahl von Richtungen abstrahlen. Um den Schirm zu berechnen, müsste man den Einfluss all dieser Einzelstrahlungen berücksichtigen, was unmöglich ist. Daher muss ein in diesem Bereich tätiger Konstrukteur ein klares Verständnis der physikalischen Wirkung jedes Abschirmungsteils, seiner relativen Bedeutung im Komplex der Abschirmungsteile und die Fähigkeit haben, Näherungsberechnungen zur Wirksamkeit des Abschirms durchzuführen.

Basierend auf dem Funktionsprinzip werden elektrostatische, magnetostatische und elektromagnetische Schirme unterschieden.

Die Abschirmwirkung eines Metallschirms wird durch zwei Gründe bestimmt: Reflexion des Feldes vom Schirm und Dämpfung des Feldes beim Durchgang durch das Metall. Jedes dieser Phänomene ist unabhängig voneinander und muss separat betrachtet werden, obwohl die gesamte Abschirmwirkung das Ergebnis beider ist.

Die elektrostatische Abschirmung besteht darin, ein elektrisches Feld auf der Oberfläche der Metallmasse der Abschirmung zu schließen und zu übertragen elektrische Aufladungen am Gerätekörper (Abb. 1.).

Wenn zwischen dem Strukturelement A, das ein elektrisches Feld erzeugt, und dem Element B, für das der Einfluss dieses Feldes schädlich ist, eine Abschirmung B angebracht wird, die mit dem Körper (Erde) des Produkts verbunden ist, fängt sie die elektrische Energie ab Leitungen, die Element B vor dem schädlichen Einfluss von Element A schützen. Dadurch kann das elektrische Feld auch durch eine sehr dünne Metallschicht zuverlässig abgeschirmt werden.

Die induzierten Ladungen befinden sich auf der Außenfläche des Schirms, sodass das elektrische Feld im Inneren des Schirms Null ist.

Die magnetostatische Abschirmung basiert auf der Schließung des Magnetfelds in der Dicke des Schirms, was zu einer erhöhten magnetischen Permeabilität führt. Das Siebmaterial muss eine magnetische Permeabilität aufweisen, die deutlich größer ist als die magnetische Permeabilität Umfeld. Das Funktionsprinzip des magnetostatischen Schirms ist in Abb. 2 dargestellt.

Magnetischer Fluss, der von einem Strukturelement erzeugt wird (in in diesem Fall Der Draht ist aufgrund seines geringen magnetischen Widerstands in den Wänden der magnetischen Abschirmung eingeschlossen. Je größer die magnetische Permeabilität und Dicke eines solchen Schirms ist, desto größer ist die Wirksamkeit eines solchen Schirms.

Ein magnetostatischer Schirm wird nur bei konstantem Feld oder im Bereich niedriger Feldänderungsfrequenzen eingesetzt.

Die elektromagnetische Abschirmung basiert auf der Wechselwirkung eines magnetischen Wechselfelds mit Wirbelströmen, die in der Dicke und auf der Oberfläche des leitfähigen Materials der Abschirmung induziert werden. Das Prinzip der elektromagnetischen Abschirmung ist in Abb. dargestellt. 3. Wenn ein Kupferzylinder (Schirm) in den Weg eines gleichmäßigen magnetischen Flusses gebracht wird, wird darin eine alternierende elektromagnetische Kraft angeregt, die wiederum induzierte Wirbelströme erzeugt. Das Magnetfeld dieser Ströme wird geschlossen (Abbildung 3b); 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 innerhalb des Zylinders geschwächt (Abb. 3c) und außerhalb davon verstärkt wird, d. h. Die Verschiebung erfolgt aus dem vom Zylinder eingenommenen Raum, was seine Abschirmwirkung darstellt.

Die Effizienz der elektromagnetischen Abschirmung steigt mit zunehmendem Rückfeld, das umso größer ist, je größer die Wirbelströme sind, die durch den Zylinder fließen, d. h. je mehr elektrische Leitfähigkeit Zylinder.

Die Dämpfung eines Magnetfeldes durch ein Metall kann berechnet werden. Sie ist proportional zur Dicke des Schirms, dem Wirbelstromkoeffizienten und der Quadratwurzel des Produkts aus Feldfrequenz, magnetischer Permeabilität und Leitfähigkeit des Schirmmaterials.

Bei der Abschirmung von Produktelementen mit magnetostatischen und elektromagnetischen Abschirmungen ist zu berücksichtigen, dass diese bei fester Verbindung mit dem Gerätekörper auch als elektrostatische Abschirmung wirksam sind.

Geräte, Instrumente und Werkzeuge

Bei der Durchführung der Arbeiten werden verwendet: Anlage zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes; Sonderform-Signalgenerator G6-26; Messspule zur Abschätzung der elektromagnetischen Feldstärke; Oszilloskop S1-64; Voltmeter; eine Reihe von Bildschirmen aus verschiedenen Materialien.

Das Sinuswellensignal wird vom Signalgenerator der Anlage über einen Abwärtstransformator geliefert. Zum Anschluss der Messspule 5 an das Oszilloskop und der Erregerspule des elektromagnetischen Feldes 1 an die Signalgeneratoren sind am Sockel 3 der Anlage Anschlussbuchsen 6 und 7 befestigt. Das Einschalten der Anlage erfolgt über einen Kippschalter 8.

Zur Charakterisierung des Abschirmmaterials werden zwei weitere Werte der Eindringtiefe verwendet: x 0,1, x 0,01, die den Abfall der Feldstärkedichte (Loch) um das 10- und 100-fache gegenüber dem Wert auf seiner Oberfläche charakterisieren

die in Referenztabellen für verschiedene Materialien angegeben sind. Tabelle 2 zeigt die Werte von x0, x0,1, x0,01 für Kupfer, Aluminium, Stahl und Permalloy.

Bei der Auswahl eines Abschirmungsmaterials ist es zweckmäßig, die in den Diagrammen in Abb. 4 dargestellten Abschirmungseffizienzkurven zu verwenden.

Eigenschaften von Legierungen für magnetische Abschirmungen

Als Materialien für magnetische Abschirmungen in schwachen Feldern werden Legierungen mit hoher magnetischer Permeabilität verwendet. Permalloys, die zur Gruppe der formbaren Legierungen mit hoher magnetischer Permeabilität gehören, lassen sich gut durch Schneiden und Stanzen verarbeiten. Aufgrund ihrer Zusammensetzung werden Permalloys üblicherweise in Legierungen mit niedrigem Nickelgehalt (40–50 % Ni) und Permalloys mit hohem Nickelgehalt (72–80 % Ni) unterteilt. Um die elektromagnetischen und technologischen Eigenschaften zu verbessern, werden Permalloys häufig mit Molybdän, Chrom, Silizium, Kobalt, Kupfer und anderen Elementen legiert. Die Hauptindikatoren für die elektromagnetische Qualität dieser Legierungen sind die Werte der anfänglichen magnetischen Permeabilität µ initial und maximal µ max. Die Koerzitivkraft H c von Permalloys sollte so klein wie möglich sein und der elektrische Widerstand ρ und die Sättigungsmagnetisierung M s sollten so hoch wie möglich sein. Die Abhängigkeit dieser Parameter für die Fe-Ni-Binärlegierung vom Nickelanteil ist in Abb. dargestellt. 5.

Das charakteristische µ initial (Abb. 5) hat zwei Maxima, relativ (1) und absolut (2). Der Bereich des relativen Minimums, begrenzt durch einen Nickelgehalt von 40–50 %, entspricht Permalloy mit niedrigem Nickelgehalt, und der Bereich des absoluten Maximums, begrenzt durch einen Nickelgehalt von 72–80 %, entspricht Permalloy mit hohem Nickelgehalt. Letzteres hat Höchster Wertµmax. Der Verlauf der Kennlinien µ 0 M s und ρ (Abb. 5) zeigt, dass die magnetische Sättigung und der elektrische Widerstand von Permalloy mit niedrigem Nickelgehalt deutlich höher sind als die von Permalloy mit hohem Nickelgehalt. Diese Umstände unterscheiden die Anwendungsbereiche von Permalloys mit niedrigem Nickel- und hohem Nickelgehalt

Permalloy mit niedrigem Nickelgehalt wird für die Herstellung von Magnetschirmen verwendet, die in schwachen konstanten Magnetfeldern betrieben werden. Mit Silizium und Chrom legiertes Permalloy mit niedrigem Nickelgehalt wird bei höheren Frequenzen verwendet.

Legierungen 79НМ, 80НХС, 81НМА, 83НФ mit der höchsten magnetischen Permeabilität in schwachen Magnetfeldern und einer Sättigungsinduktion von 0,5 -0,75 Tesla für Magnetschirme, magnetische Verstärkerkerne und kontaktlose Relais. Die Legierungen 27KH, 49KH, 49K2F und 49K2FA, die eine hohe technische Sättigungsinduktion (2,1 - 2,25 T) aufweisen, werden für magnetische Abschirmungen verwendet, die Geräte vor den Auswirkungen starker Magnetfelder schützen

Sicherheitsanforderungen

Vor Arbeitsbeginn

Verstehen Sie den Standort und Zweck von Laborkontrollen und Messgeräten.
Vorbereiten Arbeitsplatz Für sicheres Arbeiten: Entfernen Sie unnötige Gegenstände vom Tisch und der Installation.
Überprüfen Sie: das Vorhandensein und die Funktionsfähigkeit des Erdungssystems, die Unversehrtheit des Installationskörpers, der Netzkabel und der Steckverbinder. Beginnen Sie nicht mit der Arbeit, wenn die Schutzplatten der Laborinstallation (Ständer) entfernt sind.

Während der Arbeit

Arbeiten dürfen nur an Arbeitsgeräten durchgeführt werden.
Es ist nicht gestattet, die Lüftungsöffnungen (Lamellen) in den Gebäuden von Laboranlagen durch Fremdkörper zu verstopfen.
Lassen Sie das Gerät nicht eingeschaltet, auch wenn Sie nur für kurze Zeit abwesend sind.
Bei einem Stromausfall muss die Anlage abgeschaltet werden.

In Notsituationen

In folgenden Fällen muss das Laborgerät sofort abgeschaltet werden:

Unfall oder Gefahr für die menschliche Gesundheit;
das Auftreten eines Geruchs, der für brennende Isolierung, Kunststoffe und Farbe charakteristisch ist;
das Auftreten von Knistern, Klicken, Funkenbildung;
Schäden an der Steckverbindung oder dem elektrischen Kabel, das die Anlage versorgt.

Nach Beendigung der Arbeit

Schalten Sie das Laborgerät und die Messgeräte aus.
Trennen Sie die Installations- und Messgeräte vom Netzwerk. Räumen Sie Ihren Arbeitsplatz auf.
Entfernen Sie Fremdkörper und eventuelle Rückstände (unnötiges Papier).

Aufgabenstellung und Forschungsmethodik

Experimentelle Bestimmung der effektiven Einsatzbereiche verschiedener Materialien für elektromagnetische Materialien, wenn sich die Frequenzen des elektromagnetischen Feldes von 102 auf 104 Hz ändern.

Schließen Sie die Anlage zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes an den Signalgenerator an. Schließen Sie die Messspule an den Eingang des Oszilloskops und an das Voltmeter an. Messen Sie die Amplitude U des Signals, proportional zur Stärke des elektromagnetischen Feldes im zylindrischen Rahmen der Felderregerspule. Decken Sie die Messspule mit einem Schirm ab

Messen Sie die Amplitude U' des Signals der Messspule. Abschirmwirkung ermitteln

bei einer bestimmten Frequenz und notieren Sie es in der Tabelle (siehe Anhang).

Nehmen Sie Messungen gemäß Abschnitt 5.1.1 vor. für Frequenzen 100, 500, 1000, 5000, 104 Hz. Bestimmen Sie die Abschirmwirkung bei jeder Frequenz.

Getestete Bildschirmbeispiele. Anhand von Proben wird eine experimentelle Untersuchung der Eigenschaften von Materialien für Magnetschirme durchgeführt

in Form von zylindrischen Gläsern 9 (Abb. 6), deren Hauptparameter in Tabelle 3 aufgeführt sind.

Siebe können entweder einschichtig oder mehrschichtig mit einem Luftspalt dazwischen, zylindrisch oder mit rechteckigem Querschnitt sein. Die Berechnung der Anzahl der Abschirmschichten kann mit recht umständlichen Formeln durchgeführt werden, daher wird empfohlen, die Anzahl der Schichten entsprechend den in Nachschlagewerken angegebenen Abschirmwirkungskurven auszuwählen.

1 - Erregerspule für elektromagnetische Felder;

2 - nicht magnetischer Rahmen;

3 – nichtmagnetische Basis;

4 - Abwärtstransformator;

5 - Messspule;

6 und 7 - Anschlussbuchsen;

8 - Kippschalter;

9 - Magnetschirm;

10 - Signalgenerator;

11 - Oszilloskop;

12 - Voltmeter.

Führen Sie Messungen für Siebe aus gewöhnlichem Qualitätsstahl, Permalloy, Aluminium, Kupfer und Messing durch.

Erstellen Sie auf der Grundlage der Messergebnisse Abschirmwirkungskurven für verschiedene Materialien ähnlich wie in Abb. 4. Analysieren Sie die Ergebnisse des Experiments. Vergleichen Sie die Ergebnisse des Experiments mit Referenzdaten und ziehen Sie Schlussfolgerungen.

Experimentelle Bestimmung des Einflusses der Dicke der Schirmwand (Glas) auf die Abschirmeffizienz.

Für Materialien mit hoher magnetischer Permeabilität (Stahl, Permalloy) führen Sie das Experiment in einem elektromagnetischen Feld mit Frequenzen von 100 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 5000 Hz, 10000 Hz gemäß der für Siebe mit unterschiedlichen Wandstärken beschriebenen Methode durch.

Für Materialien mit elektrischer Leitfähigkeit (Kupfer, Aluminium) führen Sie das Experiment bei Frequenzen von 100 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 5000 Hz, 10000 Hz gemäß der beschriebenen Methode durch.

Analysieren Sie die Ergebnisse des Experiments. Vergleichen Sie die Ergebnisse des Experiments mit den in Tabelle 1 angegebenen Daten. Schlussfolgerungen

LITERATUR

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3. Materialien im Instrumentenbau und in der Automatisierung: Verzeichnis / pod. Hrsg. Yu.M. Pjatina. - 2. Aufl. Überarbeitet Und zusätzlich - M.: Maschinenbau, 1982.

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5. Govorkov V.A. Elektrische und magnetische Felder. - M. Svyazizdat, 1968.

6. Generator für Sinussignale G6-26. Technische Beschreibung und Bedienungsanleitung. 1980 - 88er.

7. Oszilloskop S1-64. Technische Beschreibung und Bedienungsanleitung.

Pädagogisches und methodisches Handbuch

Zusammengestellt von: Gormakov A. N., Martemyanov V. M.

Computereingabe und Layout von V. S. Ivanova