屏蔽材料的有效利用

屏蔽材料的有效利用  

2010-03-17 10:32:54|  分类： 个人日记 |  标签： |字号大中小 订阅 

1. 屏蔽技术在EMC工程中的应用
   屏蔽技术是用于抑制EMI的有效措施，在EMI工程中有广泛的应用，概括起来，主要有以下典型应用：
    a.屏蔽室。它是进行EMC标准测试和科研实验必不可少的实验设施，作为屏蔽暗室、控制室、功放室、负载室的壳体，也是混响室的壳体；
    b.电子方舱。用作车载EMC测试设备或电子设备的屏蔽；
    c.电子、电器设备机箱、机柜；
    d.通风截止波导窗。屏蔽室和设备机壳均需装设，用于提供空气交换通道；
    e.导电窗口。用于视频显示的孔口屏蔽；
    f.导电衬垫。用于设备机箱的面板与机架之间的导电连接。
2.屏蔽技术要求
   2.1屏蔽室的屏蔽效能要求
   GJB2926-97《电磁兼容性测试实验室认可要求》规定EMC屏蔽室的屏效至少应达到：
   频率范围：14kHz~1MHz    1~1000 MHz    1~18GHz
   屏蔽效能：  >60dB           >90 dB       >80 dB
   GJBz20219-94《军用电磁屏蔽室通用技术要求和检验方法》对屏蔽室按屏蔽效能的高低分为B级和C级，B级屏蔽室屏效在0.01~1000MHz电场和平面波不低于50dB，磁场（0.01~4MHz）由10~50dB。C级屏蔽室在0.01~1000MHz电场和平面波屏效不低于110dB，微波（1~10GHz）屏效不低于100dB，磁场（0.01~1 MHz）磁场屏效由55~110 dB。
   比较起来，GJBz20219-94对屏蔽效能的要求，C级要严于GJB2926-97。一般说，满足GJB2926-97屏蔽要求的屏蔽室是满足EMC军标和民标的认证测试环境要求的。目前国内外屏蔽室制造商的设计与制造水平均可达到GJBz20219-94的C级屏蔽室要求。国外的屏蔽室标准有EN50147-1，GAMT20，NSA65-6，MIL-STD-285，IEEE299等。
   2.2电子方舱的屏效要求
   目前国内电子方舱屏蔽效能要求是：10kHz~1GHz内屏效不低于40dB。有的厂商的产品可达到60dB。
   2.3电子、电气设备机箱、机柜的屏效要求
   GJB5240-2004《军用电子装备通用机箱机柜屏蔽效能要求和测试方法》根据机箱机柜的用途将其屏效分为四级，见表1。
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   其中1级为普通机箱机柜，2级为一般加固机箱机柜，3级为特殊加固机箱机柜。
   2.4通风截止波导窗
   通风截止波导窗的屏效要求按其安装所在的屏蔽室或机箱机柜的屏效要求。
   2.5导电窗口
   用于视频显示的开孔，例如阴极射线管（CRT）和数字显示等，通常都是极难屏蔽的，因为这一类显示屏需要高度透光，所以需要专门设计一种特殊的导电窗口。最长见的导电窗口有两种类型：（1）透光性导电镀膜；（2）金属丝网屏幕。
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       2.6导电衬垫
   市场销售的导电衬垫典型屏效为80~100 dB。
 
3. 屏蔽效能的实现
   屏蔽的目的是将不希望的电场、磁场限制在一个范围内，不致对其他设备产生电磁干扰。考虑到这种不希望的电场、磁场的性质差异，应用的屏蔽机理也不同。通常将这种产生不希望的电场、磁场的干扰源分为3种。第一种是恒定电场，由静电荷和恒定直流产生，此时采用静电屏蔽来抑制；第二种是恒定磁场，由永久磁铁和恒定直流产生，此时采用磁屏蔽来抑制；第三种是时变电磁场，也是我们见得最多的情况，此时采用电磁屏蔽来抑制。对第一种恒定电场，通常采用高电导率 的金属壳体并将其接地即可实现满意的静电屏蔽效能。对第二种恒定磁场，通常采用高导磁率 的铁磁性材料如钢板、硅钢片等，为干扰磁场提供低磁阻的通路，使磁力线沿此通路而不致交链到被保护的设备上。对第三种时变电磁场，根据干扰源的频率、性质、干扰源与屏蔽体的距离，分为以下3种情况：
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   屏蔽壳体屏蔽效能的估算可以采用各种理论和方法，但EMC工程上广泛采用传输理论。它最适用于平面波垂直入射到无限大的薄屏蔽板的情况，但也可近似用于非平面波照射在有限大小的无规则形状的薄屏蔽板和壳体情况（误差在3dB以内）。采用传输理论估算壳体屏蔽效能SE时，
在高频（大于10MHz）时，吸收损耗占优势，所以对于多数屏蔽应用，任何足够厚的屏蔽材料都可提供满足实用的屏蔽效能。这是从选材角度来说的，至于一个屏蔽壳体的屏效还取决于很多结构因素，例如是否有缝隙、进出线管的处理等。

参考文献600）makesmallpic（this,600,1800）;" border=0>
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   在高频（大于10MHz）时，吸收损耗占优势，所以对于多数屏蔽应用，任何足够厚的屏蔽材料都可提供满足实用的屏蔽效能。这是从选材角度来说的，至于一个屏蔽壳体的屏效还取决于很多结构因素，例如是否有缝隙、进出线管的处理等。

电磁屏蔽室建设工程建设方案  

2010-03-16 20:10:00|  分类： 个人日记 |  标签： |字号大中小 订阅 

设计依据：《计算机场地技术要求》（GB2887-89）《计算站场地安全要求》（GB9361-88）
电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）《电子计算机机房工程施工及验收规范》（SJ/T30003-93）《建筑设计防火规范》（GB5004-95）《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）《低压配电设计规范》（GBJ50054-95）《供配电系统设计规范》（GB50052-92）《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ32-82）《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）《防静电活动地板通用规范》（SJ/T10796-2001）《高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法》（GB12190-90）《电磁屏蔽室工程施工及验收规范》（SJ31470-2002）《涉及国家机密的计算机信息系统安全技术要求》
（BMZ1－2000）《密码机屏蔽机房的安装、使用和检测》(GJBZ20397-97)项目设计要求及图纸及相关产品的企业标准及设计规范
      




电磁屏蔽室简介和屏蔽原理：
计算机、通信机及电子设备在正常工作时会产生一定强度的电磁波，该电磁波可能会对其它设备产生干扰或被专用设备所接收，以窃取其工作内容。同时，这些电子设备也需要在小于一定强度的电磁环境下保证其正常工作。
屏蔽就是用金属板体（金属网）制成六面体，将电磁波限制在一定的空间范围内使其场的能量从一面传到另一面受到很大的衰减。
屏蔽室就是利用其屏蔽的原理，用金属材料制成一个六面体房间，由于金属板（网）对入射电磁波的吸收损耗、界面反射损耗和板内反射损耗，使其电磁波的能量大大的减弱，而使屏蔽室产生屏蔽作用。
屏蔽室的屏蔽性能以屏蔽效能来进行考量。
S=E0/E1         或    S=H0/H1
S——屏蔽效能       
E0（H0）——没有屏蔽体时空间某点的电场强度（磁场强度）
E1（H1）——有屏蔽体时被屏蔽空间在该点的电场强度（磁场强度）
在屏蔽效能的计算与测试中，往往会遇到场强值相差悬殊（可达上千百万倍的信号），为了便于计算及表达，通常采用对数单位—分贝（dB）进行度量。定义为
SE=20lg E0/E1
SH=20lg Ho/H1
由于屏蔽室内通常有人员和设备在里面工作，因此屏蔽室六面密闭的同时，必需留有人员及设备进出的屏蔽门，良好的通风，室内所
需的电源，信号的进出，必备的室内装修，以确保屏蔽室能正常工作。
因此影响屏蔽室屏蔽效能主要有以下因素：屏蔽室所用材料。屏蔽材料的接缝处理。屏蔽门。通风窗。屏蔽窗。电源线的滤波处理。信号线的屏蔽处理。
屏蔽材料：
当屏蔽材料采用金属板时，它的屏蔽效果：
   At=8.68t/δ+20lg{(Z0+Z3)2/4Z0ZS }   分贝
由上述公式可知，当已知金属板的材料与厚度时，即可计算在不同距离、不同频率、不同场源的屏蔽效果。选用δ=0.5mm钢板，则其在不同场源、不同频率时屏蔽效果均≥120dB。
本工程选用厚度为δ=2mm、3mm的钢板。
三、技术方案
1、性能指标：
执行标准：BMB3-1999《处理涉密信息的电磁屏蔽室的技术要求和测试方法》 C级
磁 场10KHz  ≥70dB  150KHz ≥95dB
电    场     200KHz-50MHz    ≥100dB
平面波     50MHz-1GHz   ≥100dB
微    波     1GHz-10GHz  ≥90dB   测试方法按GB12190-2006标准
技术内容
结构形式：
GWS2单层钢板焊接式电磁屏蔽室
①屏蔽壳体：
屏蔽壳体的内容主要有六面屏蔽材料、材料之间的连接、支撑龙骨。
本方案采用武汉钢铁公司生产的、型号为Q235Aδ=2mm的优质冷轧钢板（地板为δ=3mm），构建六面板体屏蔽壳体，是由冷轧钢板制成单元模块，表面经喷涂防锈漆后拼焊，焊接方式采用二氧化碳气体保护焊，其特点是受热面积小，焊缝抗氧化好。
②壳体结构
屏蔽机房底层是地梁部分，以网架结构焊接成整体，具有一定的刚性，并与地面进行绝缘处理。地梁上面焊接屏蔽壳体。地梁上面墙体和顶部采用槽钢和矩形管组成龙骨层，经科学设计，在屏蔽机房壳体的墙体和顶部不同的部位采用不同的折弯高度来保证各部分强度和刚度的要求，减轻屏蔽壳体重量。更少地占用原建筑的活载荷量。
③壳体龙骨
地面龙骨：在基建地面上先铺设厚度为5mm的绝缘块，其上铺设地梁，地梁采用50×30×2矩形管制成，地梁间距为500 mm×417mm，地梁间断续焊固定牢固，焊缝长与间距为15×300，地梁铺设需平整。
墙面龙骨：主龙骨（竖柱）采用8#号槽钢制成，间距1180 mm，副龙骨（横档）采用50×30×2矩形管制成，间距1000 mm，龙骨间断续焊固定牢固，焊缝长与间距为15×300；
顶部龙骨：主龙骨采用8#号槽钢制成，间距1180 mm，副龙骨采用50×30×2矩形管制成，间距930 mm，将主龙骨两端置于侧龙骨之上，与龙骨间断续焊固定牢固，焊缝长与间距为15×300，主副龙骨间断续焊固定牢固，焊缝长与间距为15×300；
工艺特点（1）组成模块均经过折弯成型，以保证焊接变形尽量控制在焊接边上；（2）焊接工艺采用CO2气体保护焊，从而确保焊缝平整光滑，壳体变形小；（3）屏蔽壳体及框架稳定可靠，保证其电磁屏蔽性能长期稳定可靠；（4）整体机械性能达到以下要求：a.钢板不平度：每个面的任何部位不平度≤5mm/2m²，侧面墙对角线≤8mm； b.钢墙垂直度误差≤8mm；c.屏蔽壳体抗震指标≥8级；（5）整体进行防潮防湿处理；
机房屏蔽室
外形尺寸7m×4m×3m       1套
手动屏蔽门：
屏蔽门是屏蔽室的关键设备，是工作人员及设备进出的主要通道，在确保屏蔽效能的同时，它的可靠性、实用性及开启方便将至关重要。
特点：结构简单，维修方便，技术成熟。
规格及数量  内径为1900mm×850mm       共1套
送风系统、排风系统
  对于进入屏蔽机房内的送风及排风均应通过波导窗，以保证整体屏蔽指标，为减小风阻系数，增加有效的通风面积，该工程采用蜂窝形通风波导窗，其工艺特点：
·全焊接式波导窗的连接强度远远高于浸锡式波导窗，运输装配过程不会影响其质量，确保在各频段中的屏蔽效果；
·全焊接式波导窗中蜂窝芯不会因为焊接的热影响而熔化开焊；
·全焊接式波导窗不存在浸锡式波导窗因要保证浸锡效果而存在过多的焊锡，其重量远远小于浸锡式；
·全焊接式蜂窝波导窗采用高技术焊接法，所属以确保即使在很小的蜂窝芯情况下也不会堵塞蜂窝孔；
· 全焊接式蜂窝波导窗采用的焊接材料为高导电和导磁性的材料，故屏效极好；
· 全焊接式蜂窝波导窗在所有形式的波导窗中重量最轻，风阻最小，屏蔽效果最好。
 
规格及数量：300mm×300mm                  6只
其中：进风波导窗（300mm×300mm）        3只
排风波导窗（300mm×300mm）                3只
 滤波器
滤波器是一种无源双向网络,是由无源元件构成多端网络，它的一端是“源”，另一端是“负载”。它不仅能衰减沿电源线传导的EMI能量，同时也对EMI的辐射有显著的抑制作用。
滤波器采用高插入损耗滤波器，漏电小于2A，性能可靠。
滤波器配置如下：
① FNF207C50                               1只
（一路AC 220V 50A UPS设备用电）
② FNF207C30                               1只
（一路AC 220V 30A 照明及辅助用电）
（4） 消防屏蔽处理：
烟感滤波器 SNF216D1000                     1只
信号滤波器 SNF216D1000                     1只
 （用于报警警铃处理）                   
温控滤波器 SNF216D1000                     1只
信号滤波器 SNF216D1000                     2只
 （用于消防联动信号的屏蔽处理）
（5）视频滤波处理装置（无云台）                                                                
视频滤波器   SNF211D500                    1只
（用于摄像头视频信号线的屏蔽处理）
（6）电话滤波器：SNF205D500               1只
（用于一路电话线的传输）
（7）光纤收发器+光纤波导管                 1套
（用于一路网线的屏蔽处理）
（8）光纤波导管 φ16                       1只
     （用于一路光纤的屏蔽处理）
（9）空调屏蔽处理（空调用户自购）         1套
    用于处理空调室内外机连接的电源线、信号线以及空调管的屏蔽处理（因空调型号未定，屏蔽处理未定）
（10） 机房电气
 配电箱                                          2只
3×20W格栅灯                                     4组
安全照明灯                                       1组
开关                                             2组
电源壁插座（TCL）      
室内照明电源走线及穿管      
（11）接地处理
屏蔽接地时接地电缆与接地螺栓连接，接地电阻小于1欧姆。
①逻辑接地用40mm×3mm的铜排                       1套
②逻辑地滤波器 SNF104C50                          1只
（12）屏蔽机房室内装修                            1套
顶    微孔铝板+轻钢龙骨                      
墙    双面塑铝板+轻钢龙骨+装饰压条           
地    全钢防静电地板+可调支架+踢脚板
 
四、工程质量保证措施
·建立完善的质量保证体系，严格按照ISO9002质量认证体系运行，加强工程施工和质量监控的管理，设立项目经理全现场负责工程质量，按专业设专职质量检查人员，严格执行质量否决权制度，开展班组自检，质量员巡检，项目经理每月组织全面检查，并把工程质量作为奖金分配的主要依据，优质优奖，不合格扣奖，确保优质工程。
·加强对施工操作工艺质量控制，逐级做技术交底，使参加施工人员熟悉本工程主要特点：设计意图和技术要求、质量标准、操作规程及质量检验控制点，严格要求施工人员按工艺要求作业，使施工工艺标准化、规范化。
·及时办理设计变更和材料代用的审批手续，由技术负责人员会同设计院，现场监理、业主、负责人共同确定，手续完善后方可执行。
·认真组织隐蔽工程验收，由技术、质检负责人和甲方共同参加验收，合格签字后方可进行下道工序施工。
·按规定搞好分部（项）工程的检查及验收，以及施工质量的检验与评定。
·加强工程质量施工过程中的监督，把好工程质量关。
·把好材料进货质量关，建立材料报批、反验和施工监督管理制度。
（1）施工所用材料设备必须根据设计要求，事先填写材料设备报批单并附产品资料和样品（设备除外）报监理、业主审批，同意后方可采购。材料设备到现场后，必须填写报验单向业主、监理报验，质量总监必须亲自参加报验，检查材料、设备是否符合设计和报批要求，从工程源头杜绝“三无”产品进入施工现场，不合工程留下永久的缺陷。
（2）对于成批进入现场的材料、设备，施工班组人中在施工安装前，必须根据图纸要求不仅要仔细检查材料、设备的型号、规格是否符合要求，各专业质量检验员在检查安装质量的同时，也将检查材料、设备的质量，做到层层把关，人人有责。
·施工班组
 
熟悉施工图纸、规范、要求接受技术交底、交接人签字领取合格材料、设备
发现问题及时处理
自检
互检
 技术负责  
 
组织工序交接检查
多班组交叉作业检查
讲解技术交底要求、规范规定
 服务承诺：  
1、电磁屏蔽室移交使用后,公司将向用户提供电磁屏蔽室有关图纸和资料文件。
2、随机提供电磁屏蔽室易损件的备件。
3、电磁屏蔽室运动部件保修期为一年,超过保修期后提供终身服务。    
六、交货期
1、预付款到帐乙方在15日内向甲方提供施工图,甲方应于5日内确认.
2、乙方应于合同生效预付款到帐50日内完成电磁屏蔽室工程的生产和安装工作,具备验收条件.
七、供方负责：
1、供方负责对电磁屏蔽室进行施工设计、生产、安装和调试。 
2、供方于合同生效预付款到帐后20日将电屏蔽室设计、生产完毕，现场具备安装条件后于30日内完成安装,提交验收。
九、需方负责：
1、解决380V交流施工电源，负责接入屏蔽机房的电源不通过漏电保护装置,且电阻≤1Ω。
2、提供防雨、可关锁货物堆放场地。
3、机房安装完后，用户负责邀请具备计量资质的权威检测单位对机房进行检测并承担相应检测费用。帮助协调施工单位物资设备进场车辆通行问题