CN110346622A - 一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳及其制作方法，在电力终端仪表的壳体内设置具有高磁导率的铁基纳米晶软磁材料；铁基纳米晶软磁材料在使用前进行热处理，消除带材局部应力，改善软磁性能,热处理后的材料比较脆，所以热处理完成后需要对其进行覆膜处理，通过贴片法和嵌注法分别获得两种结构的电磁屏蔽外壳；将铁基纳米晶软磁材料应用在电力终端仪表的壳体上，具有非常好的电磁屏蔽效果，能够大大减少电力终端仪表所受的电磁干扰，保证电力终端仪表的正常稳定工作。

Description

一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种电力系统使用的电磁屏蔽装置，尤其涉及一种用在电力终端仪表上的电磁屏蔽外壳及其制作方法。

背景技术

智能电表内部主要由硬件电路和电压互感器、电流互感器以及变压器等组成。通过电流互感器与电压互感器，将电压和电流送入计量芯片进行运行来达到电能的计量。变压器主要是起到电源的作用，用来给整个智能电表供电。当变压器、电压互感器和电流互感器受到外界电磁场（交变磁场、直流磁场）干扰时，干扰电磁场会影响原本磁场的分布，工频电磁场会与原本磁场进行叠加，改变变压器、电压互感器与电流互感器的输出，进而导致智能电能表可能出现不计量、计量不准确等严重问题。随着手机等无线通讯设备的普及，将来的电能表电磁干扰问题更不容忽视。

目前常用的几种抗干扰方式：

1、电路优化布局：通过电子器件与线路的合理化布局降低电磁信号对电能表内部电子线路与器件的干扰；

2、关键器件保护：通过增设电子保护及滤波器件，提升关键器件对电磁干扰的耐受能力；

3、屏蔽措施：采用金属板屏蔽空间辐射传递的电磁场，高频交变的电磁场在金属板中产生涡流，从而大幅衰减干扰信号。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种能够很好地屏蔽外磁场对电子器件干扰的抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳，包括壳体，所述壳体的内表面敷贴有具有高磁导率的铁基纳米晶软磁材料。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳的制作方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳的制作方法，包括下述步骤：

步骤一，带材热处理，对铁基纳米晶软磁带材按照一定的热处理工艺进行退火处理，消除带材制造生产过程中存在的应力，改善软磁性能；

步骤二，带材覆膜，将退火处理后的纳米晶带材一面粘贴双面胶，另一面粘贴保护胶带；

步骤三，剪切，将双面敷好胶带的纳米晶带材，按照电力终端仪表壳所需敷设屏蔽膜部分尺寸进行剪切；

步骤四，粘贴：将剪切好的纳米晶带材双面胶面与电表壳内表面粘贴。

作为一种优选的技术方案，在所述步骤一中，一定的热处理工艺包括下述条件：在真空或惰性气体的保护下，铁基纳米晶带材的热处理退火温度为530～560℃，控温精度应控制在3℃以内，热处理保温时间为30～150分钟。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供另一种能够很好地屏蔽磁场对电子器件干扰的抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳，包括壳体，所述壳体包括注塑为一体的内层壳体和外层壳体，所述内层壳体和所述外层壳体之间嵌注有铁基纳米晶软磁材料。

本发明所要解决的第四个技术问题是提供另一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳的制作方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳的制作方法，包括下述步骤：

步骤一，带材热处理，对铁基纳米晶软磁带材按照一定的热处理工艺进行退火处理，消除带材制造生产过程中存在的应力，改善软磁性能；

步骤二，粘贴胶带，将退火处理后的纳米晶带材的一面粘贴保护胶带；

步骤三，冲裁，将粘贴保护胶带后的铁基纳米晶软磁带材按照表壳内表面尺寸进行冲裁；

步骤四，电表壳体第一次注射，注塑大约1/2壁厚的内层壳体；

步骤五，将冲裁后的纳米晶带材敷贴到相应内层壳体外表面上；

步骤六，第二次注塑，将敷贴铁基纳米晶软磁材料的第一次注塑成型的内层壳体，放入模具中进行嵌件注塑成型外层壳体。

作为一种优选的技术方案，在所述步骤一中，一定的热处理工艺包括下述条件：在真空或惰性气体的保护下，铁基纳米晶带材的热处理退火温度为530～560℃，控温精度应控制在3℃以内，热处理保温时间为30～150分钟。

由于采用了上述技术方案，一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳及其制作方法，在电力终端仪表的壳体内设置具有高磁导率的铁基纳米晶软磁材料；铁基纳米晶软磁材料在使用前进行热处理，热处理后的材料比较脆，所以热处理完成后需要对其进行覆膜处理，通过贴片法和嵌注法分别获得两种结构的电磁屏蔽外壳；将铁基纳米晶软磁材料应用在电力终端仪表的壳体上，具有非常好的电磁屏蔽效果，能够大大减少电力终端仪表所受的电磁干扰，保证电力终端仪表的正常稳定工作。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例二的内层壳体注塑生产图；

图2是本发明实施例二敷贴铁基纳米晶软磁的结构示意图；

图3是本发明实施例二的外层壳体注塑生产图；

图4是本发明实施例二嵌注完成后的脱模示意图。

图中：1-内层壳体；2-外层壳体；3-铁基纳米晶软磁材料；4-模具。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

实施例一：

一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳，包括壳体，所述壳体的内表面敷贴有具有高磁导率的铁基纳米晶软磁材料。

一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳的制作方法，包括下述步骤：

步骤一，带材热处理，对铁基纳米晶软磁带材按照一定的热处理工艺进行退火处理，消除带材制造生产过程中存在的应力，改善软磁性能；

一定的热处理工艺包括下述条件：在真空或惰性气体（高纯氮气或氩气）的保护下，铁基纳米晶带材的热处理退火温度为530～560℃，控温精度应控制在3℃以内，热处理保温时间为30～150分钟。

步骤二，粘贴胶带，将退火处理后的纳米晶带材一面粘贴双面胶，另一面粘贴保护胶带；

步骤三，剪切，将双面敷好胶带的纳米晶带材，按照所粘贴部位的尺寸进行剪切；

步骤四，粘贴：将剪切好的纳米晶带材双面胶面与电表壳内表面粘贴。

纳米晶合金带材具有高饱和磁感应强度、矫顽力小、损耗低等优点，被公认为目前性价比最高的软磁材料。在纳米晶带材通过激冷方式制备的过程中，带材存在很大的残余应力，而应力对带材的磁性能是致命的，因此需要一定的热处理工艺消除残余应力，改善带材软磁性能；从以下几个方面对热处理工艺进行说明：

一、 热处理退火温度。适宜的退火温度，不仅要保证消除纳米晶合金带材的内在应力，改善其磁特性，而且能够尽量降低非晶合金带材的脆性，减少在后续操作中破碎的风险。铁基纳米晶带材最终热处理温度为530℃～560℃；

二、 热处理保温时间。单位激磁功率随着退火时间的延长而降低；铁基纳米晶带材的单位空载损耗随着退火时间的延长而增大；铁基纳米晶带材的脆性随着退火时间的增加而增大；因此应根据对带材性能的要求，选择最佳的保温时间，保温时间设定范围30～150分钟。

三、 热处理保护气氛。铁基纳米晶带材在高温热处理退火时很容易被氧化。铁基纳米晶带材表面被氧化后，会导致铁基纳米晶带材的空载损耗明显增大。因此，铁基纳米晶带材在整个热处理退火过程中必须在真空或惰性气体（高纯氮气或氩气）保护条件下进行。

四、阶段升温速度与控温精度。升温过程中，不同阶段的升温速度，且不同阶段中合理的保温时间对热处理后带材的性能影响很大；由于铁基纳米晶带材在热处理时是批量装载，批次性热处理，不同的升温速度不仅影响纳米晶合金带材的性能，也影响到生产效率与产品的一致性；升温速度越快，炉体内部的温度离散型越大，过低的升温速度则降低生产效率；控温精度应控制在3℃以内；

五、降温速度与出炉温度。通过风冷降温至200℃以下出炉；降温速度快，对于降低铁基纳米晶带材的空载损耗是有益的，但同时会增大带材的激磁功率，不同性能要求带材最佳降温速度需要经验数据来作最佳选择。

本实施例中，根据电磁屏蔽原理，采用高磁导与高磁感的铁基纳米晶软磁材料敷设于电表壳体内部，在降低外部电磁信号对电能表的干扰同时，完全不改变电力终端仪表原有的制造与安装工艺。

实施例二：

一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳，包括壳体，如图2和图4所示，所述壳体包括注塑为一体的内层壳体1和外层壳体2，所述内层壳体1和所述外层壳体2之间嵌注有铁基纳米晶软磁材料3。

一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳的制作方法。

一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳的制作方法，包括下述步骤：

步骤一，带材热处理，对铁基纳米晶软磁带材按照一定的热处理工艺进行退火处理，消除带材制造生产过程中存在的应力，改善软磁性能；

一定的热处理工艺包括下述条件：在真空或惰性气体（高纯氮气或氩气）的保护下，铁基纳米晶带材的热处理退火温度为530～560℃，控温精度应控制在3℃以内，热处理保温时间为30～150分钟。

步骤二，粘贴胶带，将退火处理后的纳米晶带材的一面粘贴保护胶带；

步骤三，冲裁，将粘贴保护胶带后的铁基纳米晶软磁带材按照表壳内表面尺寸进行冲裁；

步骤四，如图1所示，电表壳体第一次注射，注塑大约1/2壁厚的内层壳体1；

步骤五，如图2所示，将冲裁后的纳米晶带材敷贴到相应内层壳体1外表面上；

步骤六，如图3所示，第二次注塑，将敷贴铁基纳米晶软磁材料3的第一次注塑成型的内层壳体1，放入模具4中进行嵌件注塑成型外层壳体2，如图4所示，这样成型后的电力终端仪表壳体内部就嵌入了纳米晶薄带，具有壳体强度，表面美观。

通过在电力终端仪表壳体内部设置铁基纳米晶薄带软磁材料，采用电磁屏蔽方式与接近整体包覆的敷设方式，降低了外部电磁信号对电力终端仪表的干扰，提高电力终端仪表抗干扰能力。而且铁基纳米晶软磁材料3作为抗干扰吸波材料，其适用频段宽，在很宽的频段范围内均具有良好的屏蔽效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳，包括壳体，其特征在于，所述壳体的内表面敷贴有具有高磁导率的铁基纳米晶软磁材料。

2.基于权利要求1所述的一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳的制作方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一，带材热处理，对铁基纳米晶软磁带材按照一定的热处理工艺进行退火处理，消除带材制造生产过程中存在的应力，改善软磁性能；

步骤二，带材覆膜，将退火处理后的纳米晶带材一面粘贴双面胶，另一面粘贴保护胶带；

步骤三，剪切，将双面敷好胶带的纳米晶带材，按照电力终端仪表壳所需敷设屏蔽膜部分尺寸进行剪切；

步骤四，粘贴，将剪切好的纳米晶带材双面胶面与电表壳内表面粘贴。

3.如权利要求2所述的一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳的制作方法，其特征在于，在所述步骤一中，一定的热处理工艺包括下述条件：在真空或惰性气体的保护下，铁基纳米晶带材的热处理退火温度为530～560℃，控温精度应控制在3℃以内，热处理保温时间为30～150分钟。

4.一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳，包括壳体，其特征在于：所述壳体包括注塑为一体的内层壳体和外层壳体，所述内层壳体和所述外层壳体之间嵌注有铁基纳米晶软磁材料。

5.基于权利要求4所述的一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳的制作方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一，带材热处理，对铁基纳米晶软磁带材按照一定的热处理工艺进行退火处理，消除带材制造生产过程中存在的应力，改善软磁性能；

步骤二，粘贴胶带，将退火处理后的纳米晶带材的一面粘贴保护胶带；

步骤三，冲裁，将粘贴保护胶带后的铁基纳米晶软磁带材按照表壳内表面尺寸进行冲裁；

步骤四，电表壳体第一次注射，注塑大约1/2壁厚的内层壳体；

步骤五，将冲裁后的纳米晶带材敷贴到相应内层壳体外表面上；

步骤六，第二次注塑，将敷贴铁基纳米晶软磁材料的第一次注塑成型的内层壳体，放入模具中进行嵌件注塑成型外层壳体。

6.如权利要求5所述的一种抗干扰用电力终端仪表电磁屏蔽外壳的制作方法，其特征在于，在所述步骤一中，一定的热处理工艺包括下述条件：在真空或惰性气体的保护下，铁基纳米晶带材的热处理退火温度为530～560℃，控温精度应控制在3℃以内，热处理保温时间为30～150分钟。