CN114521102B - 一种电磁兼容性屏蔽壳及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁兼容性屏蔽壳及方法，包括硬质承载外壳、承载内衬、绝缘隔离层、屏蔽导体、电磁体，承载内衬嵌于承载外壳内并通过若干绝缘隔离层连接，且绝缘隔离层沿从外向下方向将硬质承载外壳、承载内衬间腔体分割为至少一层磁场屏蔽室、至少一层静电屏蔽层及至少一层主动屏蔽层，电磁体嵌于磁场屏蔽室内，屏蔽导体分别嵌于静电屏蔽层和主动屏蔽层内。其使用方法包括设备预装，系统预设及电磁屏蔽作业等三个步骤。本发明可有效满足多种电磁辐射特性设备配套使用的需要；并可根据电磁辐射特性有效的，实现对电磁辐射干扰进行有针对性的多层屏蔽防护，从而达到提高电磁屏蔽的灵活性和可靠性。

Description

一种电磁兼容性屏蔽壳及方法

技术领域

本发明涉及一种电磁兼容性屏蔽壳及方法，属于电磁屏蔽技术领域。

背景技术

电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility）缩写EMC，是指某电子设备既不干扰其它设备，同时也不受其它设备的影响。电磁兼容性和我们所熟悉的安全性一样，是产品质量最重要的指标之一。安全性涉及人身和财产，而电磁兼容性则涉及人身和环境保护。电磁波会与电子元件作用，产生被干扰现象，电磁屏蔽在空间某个区域内，用以减弱由某些源引起的场强的措施。在绝大多数情况下，屏蔽体可由铜、铝、钢等金属制成，但对于恒定和极低频磁场，也可采用铁氧体等材料作为屏蔽体。现有屏蔽装置无法根据电磁辐射特性有效的电磁辐射干扰进行有针对性的多层屏蔽防护。

因此针对这一问题，需要开发一种电磁兼容性屏蔽壳及使用方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种电磁兼容性屏蔽壳及方法，可根据电磁辐射特性有效的，实现对电磁辐射干扰进行有针对性的多层屏蔽防护。

一种电磁兼容性屏蔽壳，包括硬质承载外壳、承载内衬、绝缘隔离层、振荡电路、屏蔽导体、脉冲电源、静电电源、电磁体及驱动电路，硬质承载外壳为横断面呈矩形的闭合腔体结构，承载内衬嵌于硬质承载外壳内并与硬质承载外壳同轴分布，硬质承载外壳、承载内衬间通过若干绝缘隔离层连接，且绝缘隔离层沿从外向内方向将硬质承载外壳、承载内衬间腔体分割为至少一层磁场屏蔽室、至少一层静电屏蔽层及至少一层主动屏蔽层，各磁场屏蔽室、静电屏蔽层及主动屏蔽层均与硬质承载外壳同轴分布并相互隔离，其中电磁体至少四个，环绕硬质承载外壳轴线均布并嵌于磁场屏蔽室内，且各电磁体间相互并联，其磁感线方向与硬质承载外壳轴线呈0°—90°夹角，屏蔽导体分别嵌于静电屏蔽层和主动屏蔽层内，且各屏蔽导体间相互并联，各屏蔽导体均为闭合回路，其中静电屏蔽层内的屏蔽导体另通过电子开关电路分别与振荡电路、静电电源电气连接，且振荡电路、静电电源并联，主动屏蔽层内的各屏蔽导体通过电子开关电路分别与振荡电路、脉冲电源电气连接，振荡电路、脉冲电源、静电电源及驱动电路均嵌于硬质承载外壳内，且驱动电路分别与脉冲电源、静电电源及电子开关电路电气连接。

进一步的，所述的屏蔽导体包括绝缘垫块、导电线排，所述导电线排若干，各导线线排间相互绞合连接，并构成与硬质承载同轴分布的网状框架结构的屏蔽笼，且相交的两条导电线排轴线呈30°—90°夹角，且屏蔽笼内侧面及外侧面分别通过若干环绕其轴线均布的绝缘垫块与绝缘隔离层连接。

进一步的，所述的导电线排为横断面呈矩形、圆形结构中任意一种，且导电线排绞合位置处通过接线端子连接。

进一步的，所述的绝缘隔离层均为横断面呈矩形的板状结构，且相邻两绝缘隔离层之间，及绝缘隔离层与硬质承载外壳、承载内衬之间通过格栅板状承载龙骨连接。

进一步的，所述屏蔽导体中，静电屏蔽层和主动屏蔽层内屏蔽导体均分别于至少一个振荡电路电气连接，且各振荡电路电相互并联，所述振荡电路另设至少一个接地电极，所述接地电极嵌于硬质承载外壳外表面，并与振荡电路间通过电子开关电路电气连接，所述电子开关电路与驱动电路电气连接。

进一步的，所述磁场屏蔽室、静电屏蔽层及主动屏蔽层内均设至少一个电磁辐射传感器、电磁场传感器中的任意一种或两种共用，且所述电磁辐射传感器、电磁场传感器均与驱动电路电气连接。

进一步的，所述硬质承载外壳包括承载壳、密封盖、弹片电极及接线端子，所述承载壳为轴向截面呈“凵”字形槽状结构，其上端面与密封盖连接并构成闭合腔体结构，所述承载内衬分别包覆在承载壳、密封盖内表面，所述承载壳上端面及密封盖下端面均设至少两个环绕承载壳轴线均布的弹片电极，所述弹片电极分别与承载壳、密封盖内的屏蔽导体及电磁体电气连接，且承载壳、密封盖相互连接时，承载壳、密封盖间的弹片电极相抵并电气连接，所述脉冲电源、静电电源及驱动电路均嵌于密封盖上端面内，所述接线端子至少两个，其中至少一个嵌于密封盖外表面，另至少一个嵌于承载壳、密封盖内表面，且各接线端子间通过驱动电路电气连接。

进一步的，所述的驱动电路为基于工业单片机为基础的电路系统，且所述驱动电路另设基于按键、显示器中任意一种为基础或两种共用为基础的操控界面，且所述操控界面嵌于硬质承载外壳外表面。

一种电磁兼容性屏蔽壳的使用方法，包括如下步骤：

S1，设备预装，首先对硬质承载外壳、承载内衬、绝缘隔离层、振荡电路、屏蔽导体、脉冲电源、静电电源、电磁体及驱动电路进行装配，得到成品防护屏蔽壳体，然后将待防护设备嵌入在防护屏蔽壳体内，并通过接线端子与外部电路系统建立电气连接，完成设备装配，并对所安装的待防护设备的电磁辐射特性进行统计记录；

S2,系统预设，完成S1步骤后，将完成待防护设备安装后的设备通过防护屏蔽壳体的硬质承载外壳安装定位至指定工作位置，并通过接线端子与外部电源系统电气连接；然后根据S1步骤统计的待防护设备的电磁辐射特性分别设定电磁体运行励磁磁场强度及屏蔽导体中预设电压、电流、电路震动频率、振荡电路波形特征；

S3，电磁屏蔽作业，完成S2步骤后，即可驱动待防护设备和防护屏蔽壳体同步运行，在运行过程中待防护设备产生的电磁辐射首先通过主动屏蔽层、静电屏蔽层及磁场屏蔽室，在通过主动屏蔽层时，由主动屏蔽层内的屏蔽导体在脉冲电源产生的电流通过时产生的磁场及振荡电路对电路波形调制，实现对防护设备产生的电磁辐射进行主动消除降低；然后残余的电磁辐射通过静电屏蔽层并由静电屏蔽层内屏蔽导体与振荡电路及静电电源配合进行电磁辐射能量吸收及消除；最后通过磁场屏蔽室的电磁体产生的磁场对剩余的电磁辐射通过磁场进行特定方向抵消。

进一步的，所述的S3步骤中，在进行电磁屏蔽作业过程中，主动屏蔽层、静电屏蔽层及磁场屏蔽室另通过其内部设置的电磁辐射传感器、电磁场传感器对电磁辐射强度进行检测，并根据检测实际值设定定电磁体运行励磁磁场强度及屏蔽导体中预设电压、电流、电路震动频率、振荡电路波形特征；

同时，在进行电磁消除作业中，主动屏蔽层、静电屏蔽层内的屏蔽导体另可通过选择直接接地方式进行电磁辐射能消除。

本发明结构简单，适用灵活方便且通用性好，可有效满足多种电磁辐射特性设备配套使用的需要；并可根据电磁辐射特性有效的实现对电磁辐射干扰进行有针对性的多层屏蔽防护，从而达到提高电磁屏蔽的灵活性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明主视局部结构示意图；

图2为为硬质承载外壳、承载内衬横断面局部结构示意图；

图3为屏蔽导体局部结构示意图；

图4为本发明方法流程示意图。

实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1—图3所示，一种电磁兼容性屏蔽壳，包括硬质承载外壳1、承载内衬2、绝缘隔离层3、振荡电路4、屏蔽导体5、脉冲电源6、静电电源7、电磁体8及驱动电路91，硬质承载外壳1为横断面呈矩形的闭合腔体结构，承载内衬2嵌于硬质承载外壳1内并与硬质承载外壳1同轴分布，硬质承载外壳1、承载内衬2间通过若干绝缘隔离层3连接，且绝缘隔离层3沿从外向内方向将硬质承载外壳1、承载内衬2间腔体分割为至少一层磁场屏蔽室101、至少一层静电屏蔽层102及至少一层主动屏蔽层103，各磁场屏蔽室101、静电屏蔽层102及主动屏蔽层103均与硬质承载外壳1同轴分布并相互隔离，其中电磁体8至少四个，环绕硬质承载外壳1轴线均布并嵌于磁场屏蔽室101内，且各电磁体8间相互并联，其磁感线方向与硬质承载外壳1轴线呈0°—90°夹角，屏蔽导体5分别嵌于静电屏蔽层102和主动屏蔽层103内，且各屏蔽导体5间相互并联，各屏蔽导体5均为闭合回路，其中静电屏蔽层102内的屏蔽导体5另通过电子开关电路分别与振荡电路4、静电电源7电气连接，且振荡电路4、静电电源7并联，主动屏蔽层103内的各屏蔽导体5通过电子开关电路分别与振荡电路4、脉冲电源6电气连接，振荡电路4、脉冲电源6、静电电源7及驱动电路91均嵌于硬质承载外壳1内，且驱动电路91分别与脉冲电源6、静电电源7及电子开关电路电气连接。

本实施例中，所述的屏蔽导体5包括绝缘垫块51、导电线排52，所述导电线排52若干，各导线线排52间相互绞合连接，并构成与硬质承载外壳1同轴分布的网状框架结构的屏蔽笼，且相交的两条导电线排52轴线呈30°—90°夹角，且屏蔽笼内侧面及外侧面分别通过若干环绕其轴线均布的绝缘垫块51与绝缘隔离层3连接。

进一步优化的，所述的导电线排52为横断面呈矩形、圆形结构中任意一种，且导电线排绞合位置处通过接线端子连接。

同时，所述的绝缘隔离层3均为横断面呈矩形的板状结构，且相邻两绝缘隔离层3之间，及绝缘隔离层3与硬质承载外壳1、承载内衬2之间通过格栅板状承载龙骨10连接。

特别说明的，所述屏蔽导体5中，静电屏蔽层102和主动屏蔽层103内屏蔽导体5均分别于至少一个振荡电路4电气连接，且各振荡电路4相互并联，所述振荡电路4另设至少一个接地电极11，所述接地电极11嵌于硬质承载外壳1外表面，并与振荡电路4间通过电子开关电路电气连接，所述电子开关电路与驱动电路91电气连接。

同时，所述磁场屏蔽室101、静电屏蔽层102及主动屏蔽层103内均设至少一个电磁辐射传感器104、电磁场传感器105中的任意一种或两种共用，且所述电磁辐射传感器104、电磁场传感器105均与驱动电路91电气连接。

需要注意的，所述硬质承载外壳1包括承载壳111、密封盖112、弹片电极113及接线端子114，所述承载壳111为轴向截面呈“凵”字形槽状结构，其上端面与密封盖112连接并构成闭合腔体结构，所述承载内衬2分别包覆在承载壳111、密封盖112内表面，所述承载壳111上端面及密封盖112下端面均设至少两个环绕承载壳111轴线均布的弹片电极113，所述弹片电极113分别与承载壳111、密封盖112内的屏蔽导体5及电磁体8电气连接，且承载壳111、密封盖112相互连接时，承载壳111、密封盖112间的弹片电极113相抵并电气连接，所述脉冲电源6、静电电源7及驱动电路91均嵌于密封盖112上端面内，所述接线端子114至少两个，其中至少一个嵌于密封盖112外表面，另至少一个嵌于承载壳111、密封盖112内表面，且各接线端子114间通过驱动电路91电气连接。

本实施例中，所述的驱动电路91为基于工业单片机为基础的电路系统，且所述驱动电路91另设基于按键、显示器中任意一种为基础或两种共用为基础的操控界面，且所述操控界面嵌于硬质承载外壳1外表面。

如图4所示，一种电磁兼容性屏蔽壳的使用方法，包括如下步骤：

S1，设备预装，首先对硬质承载外壳、承载内衬、绝缘隔离层、振荡电路、屏蔽导体、脉冲电源、静电电源、电磁体及驱动电路进行装配，得到成品防护屏蔽壳体，然后将待防护设备嵌入在防护屏蔽壳体内，并通过接线端子与外部电路系统建立电气连接，完成设备装配，并对所安装的待防护设备的电磁辐射特性进行统计记录；

S2，系统预设，完成S1步骤后，将完成待防护设备安装后的设备通过防护屏蔽壳体的硬质承载外壳安装定位至指定工作位置，并通过接线端子与外部电源系统电气连接；然后根据S1步骤统计的待防护设备的电磁辐射特性分别设定电磁体运行励磁磁场强度及屏蔽导体中预设电压、电流、电路震动频率、振荡电路波形特征；

S3，电磁屏蔽作业，完成S2步骤后，即可驱动待防护设备和防护屏蔽壳体同步运行，在运行过程中待防护设备产生的电磁辐射首先通过主动屏蔽层、静电屏蔽层及磁场屏蔽室，在通过主动屏蔽层时，由主动屏蔽层内的屏蔽导体在脉冲电源产生的电流通过时产生的磁场及振荡电路对电路波形调制，实现对防护设备产生的电磁辐射进行主动消除降低；然后残余的电磁辐射通过静电屏蔽层并由静电屏蔽层内屏蔽导体与振荡电路及静电电源配合进行电磁辐射能量吸收及消除；最后通过磁场屏蔽室的电磁体产生的磁场对剩余的电磁辐射通过磁场进行特定方向抵消。

进一步的，所述的S3步骤中，在进行电磁屏蔽作业过程中，主动屏蔽层、静电屏蔽层及磁场屏蔽室另通过其内部设置的电磁辐射传感器、电磁场传感器对电磁辐射强度进行检测，并根据检测实际值设定定电磁体运行励磁磁场强度及屏蔽导体中预设电压、电流、电路震动频率、振荡电路波形特征；

同时，在进行电磁消除作业中，主动屏蔽层、静电屏蔽层内的屏蔽导体另可通过选择直接接地方式进行电磁辐射能消除。

此外，在实际运行中，当需要通过防护屏蔽壳体对外部电磁辐射环境进行屏蔽时，则依次通过主动屏蔽层、静电屏蔽层及磁场屏蔽室首先通过电磁辐射传感器、电磁场传感器对电磁辐射强度进行检测，然后由电磁体运行励磁磁场强度及屏蔽导体中预设电压、电流、电路震动频率、振荡电路波形特征进行消除屏蔽。

本发明结构简单，适用灵活方便且通用性好，可有效满足多种电磁辐射特性设备配套使用的需要；并可根据电磁辐射特性有效的，实现对电磁辐射干扰进行有针对性的多层屏蔽防护，从而达到提高电磁屏蔽的灵活性和可靠性

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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 (8)

1.一种电磁兼容性屏蔽壳，其特征在于：所述的电磁兼容性屏蔽壳包括硬质承载外壳、承载内衬、绝缘隔离层、振荡电路、屏蔽导体、脉冲电源、静电电源、电磁体及驱动电路，所述硬质承载外壳为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述承载内衬嵌于硬质承载外壳内并与硬质承载外壳同轴分布，所述硬质承载外壳、承载内衬间通过若干绝缘隔离层连接，且绝缘隔离层沿从外向内方向将硬质承载外壳、承载内衬间腔体分割为至少一层磁场屏蔽室、至少一层静电屏蔽层及至少一层主动屏蔽层，各磁场屏蔽室、静电屏蔽层及主动屏蔽层均与硬质承载外壳同轴分布并相互隔离，其中所述电磁体至少四个，环绕硬质承载外壳轴线均布并嵌于磁场屏蔽室内，且各电磁体间相互并联，所述屏蔽导体分别嵌于静电屏蔽层和主动屏蔽层内，且各屏蔽导体间相互并联，各屏蔽导体均为闭合回路，其中静电屏蔽层内的屏蔽导体另通过电子开关电路分别与振荡电路、静电电源电气连接，且振荡电路、静电电源并联，所述主动屏蔽层内的各屏蔽导体通过电子开关电路分别与振荡电路、脉冲电源电气连接，所述振荡电路、脉冲电源、静电电源及驱动电路均嵌于硬质承载外壳内，且驱动电路分别与脉冲电源、静电电源及电子开关电路电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种电磁兼容性屏蔽壳，其特征在于：所述的屏蔽导体包括绝缘垫块、导电线排，所述导电线排若干，各导线线排间相互绞合连接，并构成与硬质承载同轴分布的网状框架结构的屏蔽笼，且相交的两条导电线排轴线呈30°—90°夹角，且屏蔽笼内侧面及外侧面分别通过若干环绕其轴线均布的绝缘垫块与绝缘隔离层连接。

3.据权利要求2所述的一种电磁兼容性屏蔽壳，其特征在于：所述的导电线排为横断面呈矩形、圆形结构中任意一种，且导电线排绞合位置处通过接线端子连接。

4.据权利要求1所述的一种电磁兼容性屏蔽壳，其特征在于：所述的绝缘隔离层均为横断面呈矩形的板状结构，且相邻两绝缘隔离层之间，及绝缘隔离层与硬质承载外壳、承载内衬之间通过格栅板状承载龙骨连接；所述屏蔽导体中，静电屏蔽层和主动屏蔽层内屏蔽导体均分别于至少一个振荡电路电气连接，且各振荡电路电相互并联，所述振荡电路另设至少一个接地电极，所述接地电极嵌于硬质承载外壳外表面，并与振荡电路间通过电子开关电路电气连接，所述电子开关电路与驱动电路电气连接；所述磁场屏蔽室、静电屏蔽层及主动屏蔽层内均设至少一个电磁辐射传感器、电磁场传感器中的任意一种或两种共用，且所述电磁辐射传感器、电磁场传感器均与驱动电路电气连接。

5.据权利要求1所述的一种电磁兼容性屏蔽壳，其特征在于：所述硬质承载外壳包括承载壳、密封盖、弹片电极及接线端子，所述承载壳上端面与密封盖连接并构成闭合腔体结构，所述承载内衬分别包覆在承载壳、密封盖内表面，所述承载壳上端面及密封盖下端面均设至少两个环绕承载壳轴线均布的弹片电极，所述弹片电极分别与承载壳、密封盖内的屏蔽导体及电磁体电气连接，且承载壳、密封盖相互连接时，承载壳、密封盖间的弹片电极相抵并电气连接，所述脉冲电源、静电电源及驱动电路均嵌于密封盖上端面内，所述接线端子至少两个，其中至少一个嵌于密封盖外表面，另至少一个嵌于承载壳、密封盖内表面，且各接线端子间通过驱动电路电气连接。

6.据权利要求1所述的一种电磁兼容性屏蔽壳，其特征在于：所述的驱动电路为基于工业单片机为基础的电路系统，且所述驱动电路另设基于按键、显示器中任意一种为基础或两种共用为基础的操控界面，且所述操控界面嵌于硬质承载外壳外表面。

7.一种电磁兼容性屏蔽壳的使用方法，其特征在于，所述的电磁兼容性屏蔽壳的使用方法包括如下步骤：

S1，设备预装，首先对硬质承载外壳、承载内衬、绝缘隔离层、振荡电路、屏蔽导体、脉冲电源、静电电源、电磁体及驱动电路进行装配，得到成品防护屏蔽壳体，然后将待防护设备嵌入在防护屏蔽壳体内，并通过接线端子与外部电路系统建立电气连接，完成设备装配，并对所安装的待防护设备的电磁辐射特性进行统计记录；

S2,系统预设，完成S1步骤后，将完成待防护设备安装后的设备通过防护屏蔽壳体的硬质承载外壳安装定位至指定工作位置，并通过接线端子与外部电源系统电气连接；然后根据S1步骤统计的待防护设备的电磁辐射特性分别设定电磁体运行励磁磁场强度及屏蔽导体中预设电压、电流、电路震动频率、振荡电路波形特征；

S3，电磁屏蔽作业，完成S2步骤后，即可驱动待防护设备和防护屏蔽壳体同步运行，在运行过程中待防护设备产生的电磁辐射首先通过主动屏蔽层、静电屏蔽层及磁场屏蔽室，在通过主动屏蔽层时，由主动屏蔽层内的屏蔽导体在脉冲电源产生的电流通过时产生的磁场及振荡电路对电路波形调制，实现对防护设备产生的电磁辐射进行主动消除降低；然后残余的电磁辐射通过静电屏蔽层并由静电屏蔽层内屏蔽导体与振荡电路及静电电源配合进行电磁辐射能量吸收及消除；最后通过磁场屏蔽室的电磁体产生的磁场对剩余的电磁辐射通过磁场进行特定方向抵消。

8.根据权利要求7所述的一种电磁兼容性屏蔽壳的使用方法，其特征在于：所述的S3步骤中，在进行电磁屏蔽作业过程中，主动屏蔽层、静电屏蔽层及磁场屏蔽室另通过其内部设置的电磁辐射传感器、电磁场传感器对电磁辐射强度进行检测，并根据检测实际值设定定电磁体运行励磁磁场强度及屏蔽导体中预设电压、电流、电路震动频率、振荡电路波形特征；

同时，在进行电磁消除作业中，主动屏蔽层、静电屏蔽层内的屏蔽导体另可通过选择直接接地方式进行电磁辐射能消除。

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