CN105307465B - 一种电磁防干扰复合层结构及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁防干扰复合层结构，复合层结构包括：至少一层高电导率层，其用于屏蔽电场信号；及至少一层高磁导率层，其用于屏蔽磁场信号；高电导率层与高磁导率层依次堆叠设置。这种复合多层结构有多种电磁性质不同的金属材料叠加构成，具有屏蔽电场信号的作用，且对于不同频率的磁场都起到较理想的屏蔽效果。本发明还公开了利用这种复合层结构的装置。

Description

一种电磁防干扰复合层结构及其装置

技术领域

本发明涉及电磁场屏蔽技术，尤其涉及一种电磁防干扰复合层结构及其装置。

背景技术

电磁场在诸多技术领域被应用以实现各种特定的效果。在这些应用环境中往往会逸散出很多电场和磁场到周围环境，进而对周围环境产生干扰。从而对周围设备和电子元件以及一些电磁敏感目标造成不利的影响，甚至导致损害。比如在磁性探伤领域常常会需要对测量目标施加很大的磁场(可以是交流的也可以是直流的)从而使测量目标达到希望的磁性状态。这样就会产生相当可观的逸散电磁场到周围。测量设备和周围其他设备中的电子元器件就会因此无法正常工作甚至被强电磁场损坏。一般使用金属屏蔽来对抗这种损害。但是由于磁导率大的金属材料电导率就小，反之亦然。所以在同时存在强磁场干扰和强电场干扰的场合一般的金属屏蔽方案不能同时有效的减小两者对电子元件的干扰。同时也由于软磁金属对不同频率的磁场磁导率不同，所以也很难对不同频率段的干扰场都产生相同的稳定效果。

因此，目前亟需一种可以在各种复杂的电磁干扰环境下都能起到屏蔽作用的电磁防干扰装置。为了解决该技术问题，本发明提出了一种电磁防干扰复合层结构及其装置。

发明内容

本发明提出了一种电磁防干扰复合层结构，所述复合层结构包括：至少一层高电导率层，其用于屏蔽电场信号；及至少一层高磁导率层，其用于屏蔽磁场信号；所述高电导率层与所述高磁导率层依次堆叠设置。

本发明提出的所述电磁防干扰复合层结构中，所述高磁导率层由至少两层子层堆叠组成，所述子层分别在不同磁场频率下具有高磁导率。

本发明提出的所述电磁防干扰复合层结构中，所述高电导率层采用具有高电导率的金属制成，包括铝、铜、银、金中的一种或含其成分的任意组合的合金。

本发明提出的所述电磁防干扰复合层结构中，所述高磁导率层采用磁导率大于1000的软磁材料制成。

本发明提出的所述电磁防干扰复合层结构中，所述软磁材料包括铁、钴、镍中的一种或含其成分的任意组合的合金。

本发明提出的所述电磁防干扰复合层结构中，所述复合层结构进一步包括焊接层；所述焊接层堆叠在所述高电导率层或高磁导率层上，位于所述复合层结构的最外层。

本发明还提出了一种基于所述复合层结构的电磁防干扰装置，其包括外壁、电路板及焊盘；所述外壁采用所述复合层结构制成，所述外壁与安装在所述电路板的所述焊盘焊接连接，所述外壁与所述电路板构成封闭的屏蔽罩，所述屏蔽罩内用于安装被屏蔽元件。

本发明的有益效果在于：本发明的复合层结构可以有效地对电场和各种不同频率的磁场进行屏蔽。复合多层结构的最外层采用表面较易焊接的金属所制成的焊接层，以方便屏蔽装置的安装。

附图说明

图1为具体实施例中复合层结构的截面图。

图2为两种不同材料制成的子层的磁导率随频率变化的关系图。

图3为具体实施例中装置的示意图。

图4为测试电路在具有屏蔽罩的磁场中的工作电流。

图5为测试电路在不具有屏蔽罩的磁场中的工作电流。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

图1显示的是本发明电磁防干扰复合层结构的具体实施例，该具体实施例以屏蔽漏磁无损探伤的电磁信号为目的所制成的复合层结构。在漏磁无损探伤时，由励磁磁场会产生的低频磁场干扰信号，高速数据传输电路和电动机会产生的高频磁场干扰信号，以及各种振荡器和电源会产生电干扰信号。为了屏蔽上述干扰信号，复合层结构包括：至少一层高电导率层1及至少一层高磁导率层2，高电导率层1与高磁导率层2依次堆叠设置。高电导率层1采用极小电阻率的非铁磁性金属制成。非铁磁性金属包括但不限于铝(电阻率为2.83×10^-8Ω·m)、铜(电阻率为1.75×10^-8Ω·m)、银(电阻率为1.65×10^-8Ω·m)、金(电阻率为2.40×10^-8Ω·m)的任意一种或包含其成分的以任意比例合成的合金，高电导率层1用于屏蔽电场信号。高磁导率层2采用磁导率高于1000的软磁材料制成，软磁材料包括但不限于铁、钴、镍的任意一种及含其成分的合金，用于屏蔽磁场信号。复合层结构采用不同层材料直接压合或粘合制成，或者采用薄膜技术中的物理溅射、化学沉积的方式来制备。

该实施例中，高磁导率层2由第一子层21和第二子层22组成。第一子层21和第二子层22分别由不同的软磁性材料制成，在两种不同的频率下具有高磁导率。参见图2，第一子层21在较高的频率f2处达到最大磁导率，第一子层21在高磁导率层2中起到屏蔽较高频率磁场信号的作用；第二子层22在较低频率f1处达到最大磁导率，第二子层22在高磁导率层2中起到屏蔽较低频率磁场信号的作用。为了针对不同频率磁场信号均具有良好的屏蔽效果，该高磁导率层2可进一步包括三层及三层以上的子层，每个子层在不同频率磁场信号下具有高磁导率。

因此，该具体实施例中复合层结构同时对电场、高频磁场、低频磁场起到良好的屏蔽作用。为了达到更优良的屏蔽效果，将高电导率层1、第一子层21、第二子层22依次堆叠数次，形成更厚且屏蔽效果更好的复合层结构。为了便于安装，在该复合层结构的最外层设置有焊接层3。该焊接层3由表面可焊性好的金属制成。

图3显示了本发明电磁防干扰装置的具体实施例，该电磁防干扰装置由外壁100、电路板200及焊盘400组成。外壁100采用复合层结构制成，外壁100与安装在电路板200的焊盘400焊接连接，外壁100与电路板200构成封闭的屏蔽罩，屏蔽罩内用于安装被屏蔽元件300，用以保护在漏磁探伤仪等电路中被屏蔽元件300。图4与图5分别显示了在具有屏蔽罩及不具有屏蔽罩的工作电路在磁场中的工作电流。如图4所示，在具有屏蔽罩的情况下，磁场强度增强直到1750 Oe后，测试电路从3.2A的正常工作电流变为0.5A的异常工作电流。如图5所示，在不具有屏蔽罩的情况下，磁场强度增强直到500 Oe后，测试电路从3.2A的正常工作电流变为0.5A的异常工作电流。可见，本发明电磁防干扰装置可以有效地对电场和各种不同频率的磁场进行屏蔽。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (6)

1.一种电磁防干扰复合层结构，其特征在于，所述复合层结构包括：

至少一层高电导率层(1)，其用于屏蔽电场信号；及

至少一层高磁导率层(2)，其用于屏蔽磁场信号；

所述高电导率层(1)与所述高磁导率层(2)依次堆叠设置；

其中，所述高磁导率层(2)由至少两层子层堆叠组成，所述子层分别在不同磁场频率下具有高磁导率，并将所述高电导率层(1)、高磁导率层(2)中的第一子层、高磁导率层(2)中的第二子层依次堆叠数次。

2.如权利要求1所述的电磁防干扰复合层结构，其特征在于，所述高电导率层(1)采用具有高电导率的金属制成，包括铝、铜、银、金中的一种或含其成分的任意组合的合金。

3.如权利要求1或2所述的电磁防干扰复合层结构，其特征在于，所述高磁导率层(2)采用磁导率大于1000的软磁材料制成。

4.如权利要求1所述的电磁防干扰复合层结构，其特征在于，所述软磁材料包括铁、钴、镍中的一种或含其成分的任意组合的合金。

5.如权利要求1所述的电磁防干扰复合层结构，其特征在于，所述复合层结构进一步包括焊接层(3)；所述焊接层(3)堆叠在所述高电导率层(1)或高磁导率层(2)上，位于所述复合层结构的最外层。

6.一种基于权利要求1-5之任一项权利要求所述的复合层结构的电磁防干扰装置，其特征在于，其包括外壁(100)、电路板(200)及焊盘(400)；所述外壁(100)采用所述复合层结构制成，所述外壁(100)与安装在所述电路板(200)的所述焊盘(400)焊接连接，所述外壁(100)与所述电路板(200)构成封闭的屏蔽罩，所述屏蔽罩内用于安装被屏蔽元件(300)。