一種用於屏蔽強電磁場及強靜磁場的裝置的製作方法
2023-10-04 08:50:39
本發明屬於電磁場屏蔽技術領域，具體涉及對於安全和可靠性要求極高的電器設備，保障其長期可靠穩定的運行在高場電磁環境，主要涉及一種用於屏蔽強電磁場及強靜磁場的裝置。
背景技術：
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混合磁體是由水冷磁體和超導磁體組合而成，最高可產生45T世界最高場，對周圍的電子設備磁屏蔽要求極為苛刻，目前沒有現成且可靠的磁屏蔽裝置可供利用。在磁體升場、穩場、退場過程中，產生強大電磁波，和高強度靜態磁場。其中混合磁體的真空計，液氦比例閥門、分子泵組等設備，在較強的電磁波及較高的穩態磁場下就無法運行，需要降低電磁波輻射強度及靜磁場強度。
真空測量設備是測量真空度的傳感器，可以將測量的真空度轉化為數據顯示出來，其內部有將真空度轉換為電信號的結構裝置，該結構裝置不可以運行在較強電磁環境及較高的靜磁場中，需要對其進行電磁場及靜磁場的屏蔽。
液氦比例電磁閥門是控制液氦流量大小的電器設備，其中包括控制單元及執行機構，該結構裝置不可以運行在較強電磁環境及較高的靜磁場中，需要對其進行電磁場及靜磁場的屏蔽。
分子泵是為混合磁體提供真空環境的設備，其中包括控制單元及執行機構，該結構裝置不可以運行在較強電磁環境及較高的靜磁場中，需要對其進行電磁場及靜磁場的屏蔽。
技術實現要素：
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本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種用於屏蔽強電磁場及強靜磁場的裝置，保證強電磁場及強靜磁場下的真空測量設備、液氦比例電磁閥門、分子泵組的安全性和可靠。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種用於屏蔽強電磁場及強靜磁場的裝置，其特徵在於：包括有高導銅內層和軟鐵外層構成的屏蔽罩，所述高導銅內層和軟鐵外層之間通過爆炸焊焊接為一體，所述屏蔽罩通過支架可拆卸安裝在被保護設備外部，且與被屏蔽設備有一定的氣隙。
所述的高導銅內層作為內層屏蔽材料，其採用Cu-OF材料，根據交變電磁波的頻率的變化的不同，對其厚度進行調整，以達到最佳的電磁波屏蔽效果。
所述的軟鐵外層採用DT4A電工純鐵，用於屏蔽靜磁場，根據磁場強度的大小，對其厚度進行調整，以達到最佳的靜磁場屏蔽效果。
所述的屏蔽罩外噴塗有噴漆層，其利用和設備環境顏色一致的油漆進行噴塗，既可以防止軟體生鏽及高導銅的氧化，又可以提高屏蔽設備的美觀度。
所述的支架採用316L無磁不鏽鋼加工而成，以減小電磁場及靜磁場對支架的影響。
所述的支架與屏蔽罩連接處設有環氧墊片，防止產生感應渦流，引起發熱和產生額外的雜散場。
所述的屏蔽罩的開口處背向電磁場源及靜磁場源的方向，可以大幅降低材料所需厚度尺寸，降低材料使用量，達到較好的屏蔽效果。
本發明的優點是：
1）所述屏蔽裝置採用高導銅和軟鐵進行爆炸焊接，形成複合板材，既可進行電磁場屏蔽，又可進行靜磁場屏蔽。
2）爆炸焊形成的板材，使得材料體積大大減小，使得盒體結構設計小而輕。在保證可靠性、可維修性以及外觀美觀的基礎上，最大限度地減少了對空間的浪費。
3) 爆炸焊焊縫處無需填入其它材料的焊料，焊縫是由拼接板材自身材質熔化而成，所以焊縫處的材質與所焊接的板材保持一致，無其它雜質性材料摻入其中。所以焊縫的存在，不會減弱和改變整體結構對電磁波的吸收和反射效能。
4）屏蔽罩採用可拆卸設計形式，使其結構簡單，易於加工實現，便於安裝維修及升級，保證其具有良好的工況。
5）屏蔽罩的開口處方向與靜磁場及電磁場的發射源方向相反，以達到最優的屏蔽效能。
以上幾項措施綜合運用，將電磁波屏蔽罩及靜磁場屏蔽罩合二為一，使屏蔽罩結構簡單，大大降低了對安裝空間的需求，並且採用可拆卸結構，大大降低了安裝、維修及升級的難度。
附圖說明：
圖1為真空測量設備屏蔽示意圖，
圖2為液氦比例電磁閥門裝置屏蔽示意圖，
圖3為分子泵組屏蔽結構示意圖。
上圖中，1. 軟鐵屏蔽層 ，2. 高導銅屏蔽層，3. 真空測量設備，4. 環氧絕緣襯套，5. 螺杆，6. 支撐基座，7. 閥門屏蔽罩，8. 液氦比例閥門設備，9. 環氧墊板，10. 支架，11. 分子泵屏蔽罩，12.分子泵，13.螺栓，14. 環氧支架， 15. 316L可升降支架。
具體實施方式：
參見附圖。
實施例1：
一種混合磁體外杜瓦處有4個真空測量規管，由於規管處於強電磁場及強靜磁場中，在調試過程中，因受主磁體的電磁波及靜態磁場幹擾，不能正常工作，故需對規管進行電磁及靜磁屏蔽。
主磁體中心磁場強度為45T，真空測量設備3距離主磁體徑向2400mm，軸向910mm，主磁體勵磁和退磁過程中產生電磁波的頻率，屬於低頻範圍（DC到100KHz），內層屏蔽材料選用厚度為3mm的Cu-OF材料的高導銅屏蔽層2達到最佳屏蔽效果。磁體在真空測量設備位置所產生的穩態靜磁場強度為1200Gs，真空規管許用磁場強度為50Gs，經計算外層軟鐵屏蔽層1採用厚度為30mm的DT4A電工純鐵可達到最佳屏蔽效果。具體的屏蔽結構，參照圖1所示。
表面處理塗覆採用淺灰色表面噴塗，油漆厚度50μm。室內使用，與環境顏色保持一致。油漆是非導電性，非導磁性的，根據實際需要進行噴塗，其顏色和厚度，不影響屏蔽效能。油漆的作用是防護DT4A電工純鐵外表面不被氧化生鏽，並保持持久光澤和造型美觀。
屏蔽罩和被屏蔽真空測量規管設備，均通過螺杆5固定在支撐基座6上。支撐基座6的物理尺寸和機械強度設計，可根據實際需要進行調整，需要考慮的因素包括屏蔽設備的重量，尺寸等，根據實際的安裝環境和固定方式來設計其結構外形。支撐支架的材料是利用316L無磁不鏽鋼加工而成，以減小電磁場及靜磁場對支架的影響。支架與屏蔽罩連接處採用環氧絕緣襯套4做墊片，用以防止產生感應渦流，及引起發熱和產生額外的雜散場。
實施例2：
一種混合磁體外杜瓦處有19個液氦比例電磁閥門，由於閥門處於強電磁場及強靜磁場中，在調試過程中，因受主磁體的電磁波及靜態磁場幹擾，不能正常工作，因此需對閥門進行電磁及靜磁屏蔽。液氦比例電磁閥門距離主磁體徑向5300mm，軸向600mm。屏蔽材料選用厚度為3mm的Cu-OF高導銅。磁體在液氦比例電磁閥門位置所產生的穩態靜磁場強度為150Gs，閥門許用磁場強度為20Gs，經計算使用厚度為10mm的DT4A電工純鐵可達到最佳屏蔽效果。具體的屏蔽結構，參照圖2所示。表面處理塗覆採用淺灰色表面噴塗，油漆厚度50μm。室內使用，與環境顏色保持一致。
閥門屏蔽罩7和液氦比例電磁閥門設備8，均固定在支架10上。支架10的物理尺寸和機械強度設計，根據實際需要進行調整，需要考慮的因素包括評比設備的重量，屏蔽罩的重量，根據實際的安裝環境和固定方式來設計其結構外形。支撐支架的材料是利用316L無磁不鏽鋼加工而成，以減小電磁場及靜磁場對支架的影響。支架與屏蔽罩連接處採用環氧墊板9，用以防止產生感應渦流，及引起發熱和產生額外的雜散場。
實施例3：
一種混合磁體外杜瓦處有2臺分子泵12，由於分子泵12處於強電磁場及強靜磁場中，在調試過程中，因受主磁體的電磁波及靜態磁場幹擾，不能正常工作，故需對閥門進行電磁及靜磁屏蔽。分子泵距離主磁體徑向6300mm，軸向400mm。屏蔽材料選用厚度為3mm的Cu-OF高導銅。磁體在分子泵位置所產生的穩態靜磁場強度為100Gs，分子泵許用磁場強度為50Gs，經計算使用厚度為5mm的DT4A電工純鐵可達到最佳屏蔽效果。具體的屏蔽結構，參照圖3所示。表面處理塗覆採用淺灰色表面噴塗，油漆厚度50μm。室內使用，與環境顏色保持一致。
分子泵屏蔽罩11和被屏蔽真空測量規管設備，均通過螺栓13固定在可升降支架15上。可升降支架15的物理尺寸和機械強度設計，可根據實際需要進行調整，需要考慮的因素包括評比設備的重量，分子泵屏蔽罩的重量，根據實際的安裝環境和固定方式來設計其結構外形。可升降支架的材料是利用316L無磁不鏽鋼加工而成，以減小電磁場及靜磁場對支架的影響。可升降支架15與分子泵屏蔽罩11連接處採用環氧支架14，用以防止產生感應渦流，及引起發熱和產生額外的雜散場。