ელექტრომაგნიტური ეკრანები ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში. ისინი ემსახურებიან ელექტრული მოწყობილობის ზოგიერთი ელემენტის მავნე ზემოქმედების აღმოფხვრას სხვებზე, პერსონალის და აღჭურვილობის დაცვას გარე ველების ზემოქმედებისგან, რომლებიც წარმოიქმნება სხვა მოწყობილობების მუშაობის დროს. გარე მაგნიტური ველის „ჩაქრობა“აუცილებელია მაღალმგრძნობიარე აღჭურვილობის რეგულირებისა და ტესტირებისთვის განკუთვნილი ლაბორატორიების შესაქმნელად. ის ასევე საჭიროა მედიცინაში და მეცნიერების იმ სფეროებში, სადაც ხდება ულტრა დაბალი ინდუქციის მქონე ველების გაზომვა; ინფორმაციის დაცვა კაბელებით გადაცემის დროს.
მეთოდები
მაგნიტური ველის დაცვა არის გზების ერთობლიობა სივრცის გარკვეულ არეალში მუდმივი ან ალტერნატიული ველის სიძლიერის შესამცირებლად. მაგნიტური ველი, ელექტრული ველისგან განსხვავებით, არ შეიძლება მთლიანად შესუსტდეს.
მრეწველობაში, ტრანსფორმატორების, მუდმივი მაგნიტების, მაღალი დენის ინსტალაციებისა და სქემების მიტოვებულ ველებს აქვთ ყველაზე დიდი გავლენა გარემოზე. მათ შეუძლიათ მთლიანად დაარღვიონ მეზობელი ტექნიკის ნორმალური მუშაობა.
ყველაზე ხშირად გამოყენებული 2დაცვის მეთოდი:
- ზეგამტარი ან ფერომაგნიტური მასალებისგან დამზადებული ეკრანების გამოყენება. ეს ეფექტურია მუდმივი ან დაბალი სიხშირის მაგნიტური ველის არსებობისას.
- კომპენსაციის მეთოდი (მორევის დენის დემპინგი). მორევის დენები არის ელექტრული დენები, რომლებიც წარმოიქმნება გამტარში, როდესაც იცვლება მაგნიტური ნაკადი. ეს მეთოდი აჩვენებს საუკეთესო შედეგებს მაღალი სიხშირის ველებისთვის.
პრინციპები
მაგნიტური ველის დაცვის პრინციპები ეფუძნება სივრცეში მაგნიტური ველის გავრცელების ნიმუშებს. შესაბამისად, ზემოთ ჩამოთვლილი თითოეული მეთოდისთვის ისინი შემდეგია:
- თუ ინდუქტორს მოათავსებთ ფერომაგნიტისგან დამზადებულ გარსაცმში, მაშინ გარე მაგნიტური ველის ინდუქციის ხაზები გაივლის დამცავი ეკრანის კედლებს, ვინაიდან მას აქვს ნაკლები მაგნიტური წინააღმდეგობა მის შიგნით არსებულ სივრცესთან შედარებით.. ძალის ის ხაზები, რომლებიც გამოწვეულია თავად ხვეულით, ასევე თითქმის ყველა დახურულია გარსაცმის კედლებზე. ამ შემთხვევაში საუკეთესო დაცვისთვის აუცილებელია ფერომაგნიტური მასალების შერჩევა, რომლებსაც აქვთ მაღალი მაგნიტური გამტარიანობა. პრაქტიკაში ყველაზე ხშირად გამოიყენება რკინის შენადნობები. ეკრანის საიმედოობის გაზრდის მიზნით, იგი მზადდება სქელკედლიანად ან ასაწყობად რამდენიმე გარსაცმისგან. ამ დიზაინის უარყოფითი მხარეა მისი მძიმე წონა, მოცულობითი და დამცავი გაუარესება გარსაცმის კედლებში ნაკერებისა და ჭრილობების არსებობისას.
- მეორე მეთოდში გარე მაგნიტური ველის შესუსტებაწარმოიქმნება მასზე სხვა ველის დაწესების შედეგად, რომელიც გამოწვეულია რგოლის მორევით. მისი მიმართულება ეწინააღმდეგება პირველი ველის ინდუქციის ხაზებს. სიხშირის მატებასთან ერთად შესუსტება უფრო გამოხატული იქნება. ამ შემთხვევაში, დაფარვისთვის გამოიყენება დირიჟორების რგოლის სახით ფირფიტები, რომლებსაც აქვთ დაბალი წინააღმდეგობა. სპილენძის ან ალუმინისგან დამზადებული ცილინდრის ფორმის ყუთები ყველაზე ხშირად გამოიყენება ეკრანის გარსაცმად.
ძირითადი მახასიათებლები
დაფარვის პროცესის აღსაწერად 3 ძირითადი მახასიათებელია:
- ექვივალენტური მაგნიტური ველის შეღწევის სიღრმე. ასე რომ გავაგრძელოთ. ეს მაჩვენებელი გამოიყენება მორევის დენების სკრინინგის ეფექტისთვის. რაც უფრო მცირეა მისი მნიშვნელობა, მით უფრო მაღალია დენი, რომელიც მიედინება დამცავი გარსაცმის ზედაპირულ ფენებში. შესაბამისად, მით უფრო დიდია მის მიერ გამოწვეული მაგნიტური ველი, რომელიც ანაცვლებს გარეს. ეკვივალენტური სიღრმე განისაზღვრება ქვემოთ მოცემული ფორმულით. ამ ფორმულაში ρ და Μr არის ეკრანის მასალის წინაღობა და ფარდობითი მაგნიტური გამტარიანობა, შესაბამისად (პირველი მნიშვნელობის საზომი ერთეულები არის Ohm∙m); f არის ველის სიხშირე, რომელიც იზომება MHz-ში.
- დაცვის ეფექტურობა e - მაგნიტური ველის სიძლიერის თანაფარდობა დაცულ სივრცეში ფარის არარსებობისა და არსებობის დროს. ეს მნიშვნელობა რაც უფრო მაღალია, მით მეტია ეკრანის სისქე და მისი მასალის მაგნიტური გამტარიანობა. მაგნიტური გამტარიანობა არის ინდიკატორი, რომელიც ახასიათებს რამდენჯერმე ხდება ნივთიერების ინდუქციაგანსხვავდება ვაკუუმისგან.
- მაგნიტური ველის სიძლიერის და მორევის დენის სიმკვრივის შემცირება დამცავი გარსაცმის ზედაპირიდან x სიღრმეზე. ინდიკატორი გამოითვლება ქვემოთ მოცემული ფორმულით. აქ A0 არის მნიშვნელობა ეკრანის ზედაპირზე, x0 არის სიღრმე, რომელზეც ინტენსივობა ან დენის სიმკვრივე მცირდება e-ჯერ.
ეკრანის დიზაინი
მაგნიტური ველის დამცავი საფარის დამზადება შესაძლებელია სხვადასხვა დიზაინით:
- ფურცელი და მასიური;
- ღრუ მილების და გარსაცმის სახით ცილინდრული ან მართკუთხა მონაკვეთით;
- ერთფენიანი და მრავალშრიანი, ჰაერის უფსკრულით.
რადგან ფენების რაოდენობის გამოთვლა საკმაოდ რთულია, ეს მნიშვნელობა ყველაზე ხშირად ირჩევა საცნობარო წიგნებიდან, დამცავი ეფექტურობის მრუდების მიხედვით, რომლებიც მიღებული იქნა ექსპერიმენტულად. ყუთებში ნაჭრები და ნაკერები დასაშვებია მხოლოდ მორევის ხაზების გასწვრივ. წინააღმდეგ შემთხვევაში, დამცავი ეფექტი შემცირდება.
პრაქტიკაში ძნელია მაღალი დამცავი ფაქტორის მიღება, რადგან ყოველთვის საჭიროა ნახვრეტის გაკეთება კაბელის შესასვლელად, ვენტილაციისთვის და დანადგარების შესანარჩუნებლად. ხვეულებისთვის, უნაკერო გარსაცმები მზადდება ფურცლის ექსტრუზიის მეთოდით, ხოლო ცილინდრული ეკრანის ქვედა ნაწილი ემსახურება მოსახსნელ საფარს.
გარდა ამისა, როდესაც სტრუქტურული ელემენტები შედის კონტაქტში, ბზარები წარმოიქმნება ზედაპირული დარღვევების გამო. მათი აღმოსაფხვრელად გამოიყენეთგამტარ მასალებისგან დამზადებული მექანიკური დამჭერები ან შუასადებები. ისინი ხელმისაწვდომია სხვადასხვა ზომებში და სხვადასხვა თვისებებით.
მორევის დენები არის დენები, რომლებიც გაცილებით ნაკლებად ცირკულირებენ, მაგრამ მათ შეუძლიათ თავიდან აიცილონ მაგნიტური ველის შეღწევა ეკრანზე. გარსაცმში დიდი რაოდენობით ხვრელების არსებობისას, დამცავი კოეფიციენტის შემცირება ხდება ლოგარითმული დამოკიდებულების მიხედვით. მისი ყველაზე მცირე მნიშვნელობა შეინიშნება დიდი ზომის ტექნოლოგიური ხვრელებით. ამიტომ, რეკომენდებულია რამდენიმე პატარა ხვრელის დაპროექტება, ვიდრე ერთი დიდი. თუ საჭიროა სტანდარტიზებული ხვრელების გამოყენება (კაბელის შესვლისა და სხვა საჭიროებისთვის), მაშინ გამოიყენება ტრანსცენდენტული ტალღების გამტარები.
პირდაპირი ელექტრული დენებით შექმნილ მაგნიტოსტატურ ველში, ეკრანის ამოცანაა ველის ხაზების შერბილება. დამცავი ელემენტი დამონტაჟებულია რაც შეიძლება ახლოს წყაროსთან. დამიწება არ არის საჭირო. დამცავი ეფექტურობა დამოკიდებულია მაგნიტურ გამტარიანობაზე და ფარის მასალის სისქეზე. როგორც ეს უკანასკნელი, გამოიყენება ფოლადები, მუდმივი შენადნობი და მაგნიტური შენადნობები მაღალი მაგნიტური გამტარიანობით.
საკაბელო მარშრუტების დაფარვა ძირითადად ხორციელდება ორი მეთოდით - კაბელების გამოყენებით დაცურებული ან დაცული გრეხილი წყვილით და მილების დაგება ალუმინის ყუთებში (ან ჩანართებში).
ზეგამტარი ეკრანები
ზეგამტარი მაგნიტური ეკრანების მოქმედება ეფუძნება მაისნერის ეფექტს. ეს ფენომენი მდგომარეობს იმაში, რომ სხეული მაგნიტურ ველში გადადის ზეგამტარ მდგომარეობაში. ამავე დროს, მაგნიტურიგარსაცმის გამტარიანობა ხდება ნულის ტოლი, ანუ ის არ გადის მაგნიტურ ველს. იგი სრულად კომპენსირდება მოცემული სხეულის მოცულობაში.
ასეთი ელემენტების უპირატესობა ის არის, რომ ისინი ბევრად უფრო ეფექტურია, გარე მაგნიტური ველის დაცვა არ არის დამოკიდებული სიხშირეზე და კომპენსაციის ეფექტი შეიძლება გაგრძელდეს თვითნებურად დიდი ხნის განმავლობაში. თუმცა, პრაქტიკაში, მაისნერის ეფექტი არ არის დასრულებული, რადგან სუპერგამტარი მასალებისგან დამზადებულ რეალურ ეკრანებზე ყოველთვის არის სტრუქტურული არაერთგვაროვნება, რაც იწვევს მაგნიტური ნაკადის დაჭერას. ეს ეფექტი სერიოზული პრობლემაა მაგნიტური ველის დასაცავად გარსაცმების შესაქმნელად. მაგნიტური ველის შესუსტების კოეფიციენტი რაც მეტია, მით უფრო მაღალია მასალის ქიმიური სისუფთავე. ექსპერიმენტებში საუკეთესო შედეგი დაფიქსირდა ტყვიაზე.
ზეგამტარი მაგნიტური ველის დამცავი მასალების სხვა უარყოფითი მხარეებია:
- მაღალი ღირებულება;
- ნარჩენი მაგნიტური ველის არსებობა;
- ზეგამტარობის მდგომარეობის გამოჩენა მხოლოდ დაბალ ტემპერატურაზე;
- მაღალ მაგნიტურ ველებში ფუნქციონირების უუნარობა.
მასალები
ყველაზე ხშირად ნახშირბადოვანი ფოლადის ეკრანები გამოიყენება მაგნიტური ველისგან დასაცავად, რადგან ისინი ძალიან ადაპტირებადია შედუღებისთვის, შედუღებისთვის, იაფია და ხასიათდება კარგი კოროზიის წინააღმდეგობით. მათ გარდა, მასალები, როგორიცაა:
- ტექნიკური ალუმინის ფოლგა;
- რკინის, ალუმინის და სილიკონის რბილი მაგნიტური შენადნობი (ალსიფერი);
- სპილენძი;
- გამტარი დაფარული მინა;
- თუთია;
- ტრანსფორმატორული ფოლადი;
- გამტარი მინანქრები და ლაქები;
- სპილენძი;
- მეტალიზებული ქსოვილები.
სტრუქტურულად, მათი დამზადება შესაძლებელია ფურცლების, ბადეების და ფოლგის სახით. ფურცლის მასალები უზრუნველყოფს უკეთეს დაცვას, ხოლო ბადისებრი მასალები უფრო მოსახერხებელია აწყობისთვის - მათი შეერთება შესაძლებელია ლაქების შედუღებით 10-15 მმ-იანი მატებით. კოროზიის წინააღმდეგობის უზრუნველსაყოფად ბადეები ლაქირებულია.
რეკომენდაციები მასალის შერჩევისთვის
დაცვითი ეკრანებისთვის მასალის არჩევისას გათვალისწინებულია შემდეგი რეკომენდაციები:
- სუსტ ველებში გამოიყენება შენადნობები მაღალი მაგნიტური გამტარიანობით. ტექნოლოგიურად ყველაზე განვითარებული არის პერმალოი, რომელიც კარგად ერგება ზეწოლას და ჭრას. მისი სრული დემაგნიტიზაციისთვის საჭირო მაგნიტური ველის სიძლიერე, ისევე როგორც ელექტრული წინაღობა, ძირითადად დამოკიდებულია ნიკელის პროცენტზე. ამ ელემენტის ოდენობით გამოირჩევა დაბალი ნიკელის (50%-მდე) და მაღალი ნიკელის შემცველობის (80%-მდე) პერმალო შენადნობები.
- მონაცვლეობით მაგნიტურ ველში ენერგიის დანაკარგების შესამცირებლად, გარსაცმები მოთავსებულია კარგი გამტარისგან ან იზოლატორისგან.
- 10 MHz-ზე მეტი საველე სიხშირისთვის, ვერცხლის ან სპილენძის ფირის საფარები 0,1 მმ ან მეტი სისქით (ფოლგა დაფარული გეტინაკებისგან და სხვა საიზოლაციო მასალებისგან დამზადებული ეკრანები), აგრეთვე სპილენძის, ალუმინის და სპილენძი, მისცეს კარგი ეფექტი. სპილენძის დაჟანგვისგან დასაცავად, იგი დაფარულია ვერცხლით.
- სისქემასალა დამოკიდებულია f სიხშირეზე. რაც უფრო დაბალია f, მით მეტი უნდა იყოს სისქე იგივე დამცავი ეფექტის მისაღწევად. მაღალ სიხშირეებზე ნებისმიერი მასალისგან გარსაცმის დასამზადებლად საკმარისია 0,5-1,5 მმ სისქე.
- მაღალი f ველებისთვის ფერომაგნიტები არ გამოიყენება, რადგან მათ აქვთ მაღალი წინააღმდეგობა და იწვევს ენერგიის დიდ დანაკარგებს. ფოლადის გარდა მაღალი გამტარი მასალები ასევე არ უნდა იქნას გამოყენებული მუდმივი მაგნიტური ველების დასაცავად.
- დასაცავად ფართო დიაპაზონში, მრავალშრიანი მასალები (ფოლადის ფურცლები მაღალი გამტარ ლითონის ფენით) ოპტიმალური გადაწყვეტაა.
შერჩევის ზოგადი წესები შემდეგია:
- მაღალი სიხშირეები ძალიან გამტარ მასალებია.
- დაბალი სიხშირეები არის მასალები მაღალი მაგნიტური გამტარიანობით. ამ შემთხვევაში სკრინინგი ერთ-ერთი ყველაზე რთული ამოცანაა, რადგან დამცავი ეკრანის დიზაინს ამძიმებს და ართულებს.
ფოლგის ლენტები
ფოლგის დამცავი ლენტები გამოიყენება შემდეგი მიზნებისთვის:
- დაფარვის ფართოზოლოვანი ელექტრომაგნიტური ჩარევა. ყველაზე ხშირად ისინი გამოიყენება მოწყობილობებით ელექტრო კარადების კარებისა და კედლებისთვის, ასევე ცალკეული ელემენტების (სოლენოიდები, რელეები) და კაბელების გარშემო ეკრანის ფორმირებისთვის.
- სტატიკური მუხტის მოცილება, რომელიც გროვდება ნახევარგამტარებისა და კათოდური სხივების მილების შემცველ მოწყობილობებზე, აგრეთვე მოწყობილობებზე, რომლებიც გამოიყენება ინფორმაციის შესატან/გამოსატანადკომპიუტერი.
- როგორც დამიწების სქემების კომპონენტი.
- ტრანსფორმატორის გრაგნილებს შორის ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების შესამცირებლად.
კონსტრუქციულად ისინი ეფუძნება გამტარ წებოვან მასალას (აკრილის ფისი) და ფოლგას (გოფრირებული ან გლუვი ზედაპირით) დამზადებულ შემდეგი ტიპის ლითონისგან:
- ალუმინი;
- სპილენძი;
- დაკონსერვებული სპილენძი (შედუღებისთვის და უკეთესი ანტიკოროზიული დაცვისთვის).
პოლიმერული მასალები
იმ მოწყობილობებში, სადაც მაგნიტური ველის დაცვასთან ერთად საჭიროა დაცვა მექანიკური დაზიანებისა და დარტყმის შთანთქმისგან, გამოიყენება პოლიმერული მასალები. ისინი მზადდება პოლიურეთანის ქაფის საფენების სახით, დაფარული პოლიესტერის ფირით, აკრილის წებოვანზე დაფუძნებული.
თხევადკრისტალური მონიტორების წარმოებაში გამოიყენება გამტარ ქსოვილისგან დამზადებული აკრილის ლუქები. აკრილის წებოვანი ფენაში არის გამტარ ნაწილაკებისგან დამზადებული სამგანზომილებიანი გამტარი მატრიცა. ელასტიურობის გამო ეს მასალა ასევე ეფექტურად შთანთქავს მექანიკურ სტრესს.
კომპენსაციის მეთოდი
კომპენსაციის დამცავი მეთოდის პრინციპია მაგნიტური ველის ხელოვნურად შექმნა, რომელიც მიმართულია გარე ველის საწინააღმდეგოდ. ეს ჩვეულებრივ მიიღწევა ჰელმჰოლცის კოჭის სისტემით. იგი შედგება 2 იდენტური თხელი ხვეულისაგან, რომლებიც მდებარეობს კოაქსიალურად მათი რადიუსის მანძილზე. მათში ელექტროენერგია გადის. ხვეულებით გამოწვეული მაგნიტური ველი ძალზე ერთგვაროვანია.
დაფარვის ქილაასევე წარმოებული პლაზმით. ეს ფენომენი გათვალისწინებულია სივრცეში მაგნიტური ველის განაწილებისას.
კაბელის დამცავი
მაგნიტური ველის დაცვა აუცილებელია კაბელების გაყვანისას. მათში გამოწვეული ელექტრული დენები შეიძლება გამოწვეული იყოს ოთახში საყოფაცხოვრებო ტექნიკის (კონდენციონერები, ფლუორესცენტური ნათურები, ტელეფონები), აგრეთვე ლიფტების მაღაროებში ჩასვლით. ეს ფაქტორები განსაკუთრებით დიდ გავლენას ახდენენ ციფრული საკომუნიკაციო სისტემებზე, რომლებიც მუშაობენ პროტოკოლებზე ფართო სიხშირის დიაპაზონით. ეს გამოწვეულია მცირე სხვაობით სასარგებლო სიგნალის სიმძლავრესა და სპექტრის ზედა ნაწილში ხმაურს შორის. გარდა ამისა, საკაბელო სისტემების მიერ გამოსხივებული ელექტრომაგნიტური ენერგია უარყოფითად მოქმედებს შენობაში მომუშავე პერსონალის ჯანმრთელობაზე.
ჯვარედინი საუბარი წარმოიქმნება წყვილ სადენებს შორის, მათ შორის ტევადობის და ინდუქციური შეერთების არსებობის გამო. კაბელების ელექტრომაგნიტური ენერგია ასევე აისახება მათი ტალღის წინაღობის არაერთგვაროვნების გამო და სუსტდება სითბოს დანაკარგების სახით. შესუსტების შედეგად გრძელი ხაზების ბოლოს სიგნალის სიმძლავრე ასჯერ იკლებს.
ამჟამად საკაბელო მარშრუტების დაცვის 3 მეთოდი გამოიყენება ელექტრო ინდუსტრიაში:
- მთლიანად ლითონის ყუთების გამოყენება (ფოლადის ან ალუმინის) ან ლითონის ჩანართების დამონტაჟება პლასტმასის ყუთებში. ველის სიხშირის მატებასთან ერთად, ალუმინის სკრინინგის უნარი მცირდება. მინუსი ასევე არის ყუთების მაღალი ღირებულება. ხანგრძლივი საკაბელო გაშვებისთვის არისცალკეული ელემენტების ელექტრული კონტაქტის და მათი დამიწების უზრუნველყოფის პრობლემა ყუთის ნულოვანი პოტენციალის უზრუნველსაყოფად.
- გამოიყენეთ დაცული კაბელები. ეს მეთოდი უზრუნველყოფს მაქსიმალურ დაცვას, რადგან გარსი გარს აკრავს თავად კაბელს.
- ლითონის ვაკუუმური დეპონირება PVC არხზე. ეს მეთოდი არაეფექტურია 200 MHz-მდე სიხშირეზე. მაგნიტური ველის „ჩაქრობა“ათჯერ ნაკლებია ლითონის ყუთებში კაბელის გაყვანასთან შედარებით მაღალი წინააღმდეგობის გამო.
კაბელის ტიპები
არსებობს 2 ტიპის ფარიანი კაბელი:
- საერთო ეკრანით. იგი განლაგებულია დაუცველი დახშული გამტარების ირგვლივ. ასეთი კაბელების მინუსი არის ის, რომ არის დიდი ჯვარი (5-10-ჯერ მეტი, ვიდრე დაცულ წყვილებზე), განსაკუთრებით წყვილებს შორის, რომლებსაც აქვთ იგივე გადახვევის სიმაღლე.
- კაბელები დაცულ გრეხილი წყვილებით. ყველა წყვილი ინდივიდუალურად არის დაცული. მათი უფრო მაღალი ღირებულების გამო, ისინი ყველაზე ხშირად გამოიყენება ქსელებში უსაფრთხოების მკაცრი მოთხოვნებით და რთული ელექტრომაგნიტური გარემოს მქონე ოთახებში. ასეთი კაბელების გამოყენება პარალელურად დაგება შესაძლებელს ხდის მათ შორის მანძილის შემცირებას. ეს ამცირებს ხარჯებს გაყოფილ მარშრუტთან შედარებით.
მოგრეხილი წყვილით დაცული კაბელი არის გამტარების იზოლირებული წყვილი (მათი რაოდენობა ჩვეულებრივ 2-დან 8-მდეა). ეს დიზაინი ამცირებს კრუნჩხვას.დირიჟორებს შორის. დაუცველ წყვილებს არ აქვთ დამიწების მოთხოვნები, აქვთ მეტი მოქნილობა, მცირე განივი ზომები და ინსტალაციის სიმარტივე. დაცული წყვილი უზრუნველყოფს დაცვას ელექტრომაგნიტური ჩარევისგან და მაღალი ხარისხის მონაცემთა გადაცემას ქსელებში.
საინფორმაციო სისტემები ასევე იყენებენ ორფენიან ფარს, რომელიც შედგება გრეხილი წყვილების დაცვით მეტალიზებული პლასტმასის ლენტის ან კილიტის სახით და ჩვეულებრივი ლითონის ლენტები. მაგნიტური ველისგან ეფექტური დაცვისთვის, ასეთი საკაბელო სისტემები სათანადოდ უნდა იყოს დამიწებული.
