
【化】 magnetic shielding
magnetism
screen; shield
【計】 mask; mask off; masking
【化】 shielding
磁屏蔽(Magnetic Shielding)是指通過特定材料或結構設計将外部磁場對敏感設備或空間的幹擾降至最低的技術措施。該術語在電磁兼容性(EMC)和精密儀器保護領域具有重要應用價值。
物理原理
根據麥克斯韋方程組,高磁導率材料(如坡莫合金、矽鋼)能通過磁力線重定向實現磁場衰減。磁屏蔽效能(S)的計算公式為:
$$
S = 20log{10}left(frac{B{text{ext}}}{B{text{int}}}right)
$$
其中$B{text{ext}}$為外部磁場強度,$B_{text{int}}$為屏蔽體内磁場強度。
材料特性
國家标準GB/T 2887-2011将磁屏蔽材料分為三類:
典型應用
IEEE Std 299.1-2013指出,磁屏蔽主要應用于:
國際電工委員會(IEC)在62333系列标準中規範了屏蔽效能測試方法,包括亥姆霍茲線圈法和振動樣品磁強計法。Springer出版的《先進電磁材料手冊》第12章詳細論述了三維磁屏蔽腔體的優化設計準則。
磁屏蔽是一種通過材料或結構設計來隔離或減弱磁場幹擾的技術,其核心在于利用磁導率差異改變磁場分布路徑。以下是詳細解析:
靜磁屏蔽(低頻磁場)
采用高磁導率材料(如坡莫合金、μ金屬)包裹被保護區域。由于材料的磁阻遠低于空氣,磁場線會優先通過屏蔽體内部,繞過内部空間。數學表達式為:
$$
Phi = frac{mu_r t}{d} B_0
$$
其中$mu_r$為材料相對磁導率,$t$為屏蔽體厚度,$d$為屏蔽體尺寸。
電磁屏蔽(高頻磁場)
利用導電材料(如銅、鋁)産生渦流效應,通過反向磁場抵消外部高頻幹擾。
實際工程中常采用多層屏蔽結構,通過不同材料的組合實現寬頻段防護(參考的COMSOL仿真案例)。需要完整技術參數可查閱和中的專業文獻。
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