CN103760438A - 一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种针对柔性纺织品在低频弱磁场环境下的磁屏蔽效能测试装置及其测试方法，测试装置包括以下部件：(1)用于产生和发射低频弱磁场信号的电流源和亥姆霍兹线圈；（2）用于测试纺织品试样屏蔽前、后磁感应强度的磁通计；（3）用于包覆且稳固纺织品试样的圆柱形测试筒件、测试台和供磁通计探针放置的测试支架。本发明的有益效果在于其结构简单，使用方便，测试结果准确可靠，成本低廉，可弥补纺织品在低频磁屏蔽效能测试领域的空白，为磁屏蔽织物的评价、开发及研究提供基础。

Description

一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种柔性纺织品磁屏蔽效能的测试装置及其测试方法，适用于低频弱磁场环境下具有磁屏蔽功能纺织品的屏蔽效能测试。

背景技术

在防辐射面料的技术领域中，通常考虑的都是面料高频电磁辐射的电磁屏蔽问题，因而防辐射面料的研制常以其导电性能的优越与否为导向，人们简单地认为低频磁场对人体的危害及电子设备的干扰作用很弱，甚至可以忽略。高频电磁波的危害固然显著，然而低频磁场的不断累积作用同样存在着巨大的潜在危害。

在公开号为CN 101813732 A，发明名称为“近区低频强磁场屏蔽效能测试系统及其测试方法”的中国专利中公开了一种用于测量近区低频强磁场屏蔽效能的测试方法，该方法是采用屏蔽室法进行测试，该发明的测试对象是平板型金属材料类，不涉及柔性纺织材料的屏蔽效能测试。

QJ 2809-96《平面材料屏蔽效能的测试方法》中详细规定了各类平面材料在频率范围是1MHz-1.5GHz的高频电场屏蔽效能的测试方法，该测量方法采用远场的法兰同轴测试装置，不涉及低频磁场屏蔽效能的测试。

在南京理工大学杨玮的硕士论文“低频磁屏蔽涂层材料的研究”中提出了一种针对涂层材料低频磁屏蔽效能的测试方法，该方法适合于（50-100K）Hz的低频磁场，采用毫伏表测试记录测试筒内中心点处感应线圈的感应电动势，并通过公式计算磁感应强度，且需测试两次方能完成一个频率点的屏蔽效能值。

目前尚未见报道相关纺织材料在低频磁场环境下屏蔽效能的测试装置及测试方法，因此迫切需要研制可用于测试柔性纺织材料在低频磁场环境下的磁屏蔽效能的测试装置。

 

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能够用于柔性纺织材料在低频弱磁场环境下的磁屏蔽效能测试装置及其测试方法。

本发明的一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置包括信号发生装置、织物测试装置和磁感应强度测试装置，包括以下部件：

1) 用于产生和发射低频弱磁场信号的电流源和2只相同规格且共轴放置的亥姆霍兹线圈；

  2）用于测试纺织品试样屏蔽前、后磁感应强度的磁通计2台；

3）用于包覆且稳固纺织品试样的圆柱形测试筒件、测试台和供磁通计探针放置的测试支架2只。

其中，所述低频电流源可产生磁场信号，该信号通入平行放置的两个形状、大小、所绕线圈匝数及规格等条件完全相同且共轴放置的亥姆霍兹线圈中，电磁感应在两线圈之间形成了均匀而稳定的低频磁场区域；所述亥姆霍兹线圈的水平中心线与测试筒的横截面圆的水平直径及测试支架上表面均处于同一个水平面上；所述磁通计是测试环境的磁感应强度值，为数字示波器。

其中；圆柱形测试筒上顶端有两只稳固纺织品试样的固定夹，固定夹之间连接一根弹力线使得纺织品试样包裹服帖；上测试台上表面中心处有一弧形凹槽，该凹槽曲面与圆柱形测试筒件外表面弧度一致，供测试筒平稳放置；下测试台正前面有两个圆孔连接两线圈与电流源两端；两台磁通计的探针分别放置于两测试支架上表面中点的凹槽处，凹槽深与探针壁厚一致。

本发明的一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置中，所述电流源主要包括宽带正弦信号发生器和功率放大器两部分，其中信号发生器包括单片机微处理器、数字模拟转换、键盘和液晶显示器，功率放大器包括稳压直流电源、宽带线性功率放大器和保护功能电路控制电路。电流源输出宽带正弦信号，电流的有效值7A，频率范围是0.05-100KHz，输出电压最大值达36V。

  本发明的一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置中，所述亥姆霍兹线圈由铜线绕制而成，规格和匝数完全相同的2只线圈共轴放置，线圈直径是300mm，各6匝，感应线圈的有效面积是0.1m²，两线圈之间的测试间距是150mm。

本发明的一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置中，所述圆柱形测试筒件供测试材料包覆使用，与两亥姆霍兹线圈平行且放置于两线圈中点处，在测试筒的上顶端加有2只固定夹以稳固纺织品试样，测试筒长为200mm，中空结构，内圆直径为50mm，管壁为5mm，测试筒本身由不导磁、不导电的工程塑料制成。

本发明的一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置中，所述磁通计有2台，探针放置于上表面中点处有凹槽结构的支架上进行测试，其中一只支架位于测试筒件中心处，另一只位于测试筒与左侧线圈中点处，且两测试支架上表面与亥姆霍兹线圈的中心线重合，支架本身由不导磁、不导电的工程塑料制成。

本发明的一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置具有以下技术效果：

1）能够模拟精度达1%的均匀且稳定的低频弱磁场；

  2）能够发出频率为0.05-100KHz的低频磁场信号，供低频（＜100KHz）磁屏蔽织物屏蔽效能的测试；

3）测试筒件可用于柔性纺织材料的稳固与测试，填补了纺织品低频磁屏蔽效能测试技术上的空白；

  4）采用两台磁通计同时测试，分别置于均匀磁场中测试筒内、外各一台，实现一步法测试出屏蔽前、后的磁感应强度值，提高测试效率和准确度。

 

附图说明

图1是本发明的一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能d 测试装置结构示意图；

     图中：1为低频磁场信号发生器；2、9为亥姆霍兹线圈；3、4为测试支架；5、6为固定夹；7为测试筒；8、10为测试操作台；11、12为磁通计。

图2是本发明的亥姆霍兹线圈结构图；

图3是本发明的供纺织品试样稳固和测试的圆柱形测试筒件；

图4是本发明的上表面中心处有一弧形凹槽的测试操作台； 

图5是本发明的测试筒上顶端的两只稳固试样的固定夹；

图6是本发明的供磁通计探针放置的测试支架。

 

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步描述。如图1所示，该磁屏蔽织物屏蔽效能测试装置主要包括信号发生装置1、2、9、10和织物测试装置3、4、5、6、7、8及磁感应强度测试装置11、12。

所述亥姆霍兹线圈2、9的水平中心线与测试筒7的中心水平线及测试支架3、4的上表面均处于同一个水平面。

  所述圆柱形测试筒7的上顶端有两只稳固纺织品试样的固定夹5、6，两固定夹之间连接一根弹力线使得纺织品试样包裹服帖，保证测试的可行性和测试数据的准确性。

所述测试台8的上表面中心处有一弧形凹槽，该凹槽曲面与圆柱形测试筒件外表面弧度一致，供测试筒7平稳放置。

所述测试台10的正前面有两个圆孔通往线圈2、9，分别连接电流源1的两端。

所述磁通计11的探针放置于支架4上表面中点凹槽处，磁通计12的探针放置于支架3上表面中点凹槽处，凹槽深与探针壁厚一致。 

本发明的一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置及其测试方法中，测试过程包括以下步骤：

1）首先将两个亥姆霍兹线圈水平共轴放置，圆柱形测试筒件与线圈平行且放置于两线圈中点处，两只测试支架分别位于圆柱形测试筒内、外各一只，且均与线圈共轴放置，支架上表面与线圈水平中心线及圆柱中心线重合；

  2）将试样裁剪为长200mm，宽190mm的长方形，将试样包覆在测试筒7外围，并用固定夹5、6固定好试样，使5、6之间的弹力线服帖于试样重合处；

3）调节电流源输出电流的频率和电压值，产生低频弱磁场信号，在两只亥姆霍兹线圈中心处形成均匀且稳定的磁场，分别通过磁通计11、12测试并记录圆柱形测试筒件内、外两测试支架点4、3处的磁感应强度值；

4）根据测试所得的数据，可按式（1）求得在亥姆霍兹线圈形成的均匀磁场区域内，测试筒件内、外对应衰减前、后的磁感应强度值以计算磁屏蔽效能SE值：                     

                                                    

                                         （1）

式中，B₀为屏蔽前均匀磁场测得的磁感应强度，B_i为屏蔽后均匀磁场测得的磁感应强度。

Claims (6)

1.一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置，包括信号发生装置、织物测试装置和磁感应强度测试装置，其特征如下：

1) 用于产生和发射低频弱磁场信号的电流源和2只相同规格且共轴放置的亥姆霍兹线圈；

2) 用于测试纺织品试样屏蔽前、后磁感应强度的磁通计2台；

3) 用于包覆且稳固纺织品试样的圆柱形测试筒件、测试台和供磁通计探针放置的测试支架2只；

其中亥姆霍兹线圈的水平中心线与测试筒的中心水平线及测试支架上表面均处于同一个水平面；圆柱形测试筒顶端有两只稳固纺织品试样的固定夹，两固定夹之间连接一根弹力线使得纺织品试样包裹服帖；上测试台上表面中心处有一弧形凹槽，该凹槽曲面与圆柱形测试筒外表面弧度一致，供测试筒平稳放置；下测试台正前面有两个圆孔连接两线圈与电流源两端；两台磁通计的探针分别放置于两测试支架上表面中心凹槽处。

2.根据权利要求1所述的一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置，其特征在于，所述电流源主要包括宽带正弦信号发生器和功率放大器两部分，其中信号发生器包括单片机微处理器、数字模拟转换、键盘和液晶显示器，功率放大器包括稳压直流电源、宽带线性功率放大器和保护功能电路控制电路；电流源输出宽带正弦信号，电流有效值7A，频率范围是0.05-100KHz，输出电压最大值达36V。

3.根据权利要求1所述的一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置，其特征在于，所述亥姆霍兹线圈由铜线绕制而成，数量是2只，线圈直径是300mm，各6匝，感应线圈的有效面积是0.1m²，两线圈之间的测试台间距150mm。

4.根据权利要求1所述的一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置，其特征在于，所述磁通计是测试环境的磁感应强度值，为数字示波器，共2只同时测试，磁通计的感应探针分别放置于上表面中点处有凹槽结构的2只测试支架上完成，测试支架由不导磁、不导电的工程塑料制成。

5.根据权利要求1所述的一种低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试装置，其特征在于，所述圆柱形测试筒件，供测试材料包覆用，且在测试筒上顶端加有2只固定夹，测试筒长为200mm，中空结构，内圆直径为50mm，管壁为5mm，测试筒件由不导磁、不导电的工程塑料制成。

6.低频磁屏蔽织物屏蔽效能的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将两个亥姆霍兹线圈水平共轴放置，圆柱形测试筒件与线圈平行且放置于两线圈中点处，两只测试支架分别位于圆柱形测试筒内、外各一只，且均与线圈共轴放置，测试支架上表面与线圈水平中心线及圆柱中心水平线重合；

2）调节电流源输出电流的频率和电压值，分别通过磁通计测试并记录圆柱形测试筒件内、外两测试支架点处的磁感应强度值；

3）根据测试所得数据，可按式（1）求得在亥姆霍兹线圈形成的均匀磁场区域内，测试筒件内、外对应衰减前、后的磁感应强度值以计算屏蔽效能SE：                     

                                  （1）

式中，B₀为屏蔽前均匀磁场测得的磁感应强度，B_i为屏蔽后均匀磁场测得的磁感应强度。

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