测试交变磁场中磁屏蔽衰减效率的方法

　　0　引言

　　电磁屏蔽材料广泛应用于工业生产领域、航空航天、石油勘测、医疗设备、物理研究、航海、计算机、通信、汽车、军事、CRT 显示器屏蔽、服装织物以及墙体房屋屏蔽等，是国内近年来蓬勃发展的新兴产业。越来越多的企业需要测试产品在低频交变磁场下的屏蔽性能。目前国际上通用的只有美国的 ASTM A698-07 标准，国内还没有建立相关的测试方法和标准，同时出现了很多自行开发的测试装置，各厂家各类型的产品给出的屏蔽效率参数，由于测试方法和手段的不统一，导致性能参数不具备可比性，与蓬勃发展的电磁屏蔽产业严重脱节。因此迫切需要对该 ASTM 标准方法进行介绍和研究，推动磁屏蔽测试参数的量值统一。

　　1　测试方法

　　通过亥姆霍兹(Helmholtz)线圈产生标准交变磁场，磁场经过规定形状的样品屏蔽后减小，中心位置的探测器探测放置样品前后磁场的大小，其比值就是衰减效率。该测试方法简单、准确、可重复性高，用于评价物体在交变磁场中磁屏蔽的效果。当屏蔽物体的几何尺寸一样，该测试方法还适合于对磁屏蔽材料进行评估和分级。测试磁场的频率通常在 60 Hz 进行(欧美标准)，国内测试值是50 Hz，磁场大小可以在任意需要的测试磁场强度下，标准测试的交流磁场是 0.05 mT 或 0.2 mT。

　　2　测试设备

　　系统通常由亥姆霍兹线圈、探测线圈、电流表、电压表、电源、前置放大器、电源控制设备和霍尔探头组成。

　　2.1　亥姆霍兹线圈

　　标准的亥姆霍兹线圈内径至少 1.22 m，由两个 48 匝完全相同的线圈绕在坚固连接的分离物上，或者两个分立的 48 匝线圈绕制在同一个单独的圆柱形状上。架子必须由非磁性材料构成。一个令人满意的尺寸是用绝缘铜线绕成几乎圆形截面的多层同心线圈。两个线圈必须同轴而且间距和小线圈半径相等。线圈之间必须串接形成一个标准的亥姆霍兹线圈。

　　该标准亥姆霍兹线圈测量屏蔽材料长度为0.4 m，直径 0.3 m。对测试更大的屏蔽物体，线圈的直径必须满足至少是样品长度的 3 倍或直径的 4 倍。测试小样品只要满足上述的测试要求就可以了。测试框架必须设计成方便放入测试样品的形状。探测线圈应固定在亥姆霍兹线圈中心位置的支架上。测试装置的平台必须设计成可以调节样品的中心位置而且保持始终竖直地 360°旋转。测试样品和测试磁场成 90°垂直方向。设备必须完全是无磁材料，最好不要使用导电材料。现用亥姆霍兹线圈通常由环氧树脂材料或有机玻璃材料制成。装置示意图见图1。

　　2.2　探测线圈