CN114562133B - 一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房 - Google Patents

一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房，包括高导电磁屏蔽层、高导磁率磁屏蔽层组、屏蔽层间限位装置、无磁导轨组和垫板组；所述高导磁率磁屏蔽层组包括多个高导磁率磁屏蔽层，用于对静磁场或极低频磁场进行屏蔽；所述高导电磁屏蔽层用于对交流磁场进行屏蔽；所述屏蔽层间限位装置用于保持高导电磁屏蔽层与高导磁率磁屏蔽层之间以及高导磁率磁屏蔽层之间的间距；所述无磁导轨组包括设置在对应的高导磁率磁屏蔽层底部的无磁导轨，用于带动对应的高导磁率磁屏蔽层进行移动；所述垫板组包括设置在对应的高导磁率磁屏蔽层上表面的多个垫板。本发明的技术方案方便了屏蔽层的安装和拆卸，可以根据使用需求实现磁屏蔽房的快速重构。

Description

一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房
技术领域
本发明涉及磁屏蔽技术领域，具体涉及一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房。
背景技术
本发明中的磁屏蔽房主要面向静态磁场至低频的交变磁场的屏蔽，主要应用于量子前沿科学、心脑磁医学以及航天国防等方面。磁屏蔽房的作用是将地球磁场及其他干扰磁场进行屏蔽，在屏蔽房内部形成一个均匀的近零磁的环境，将实验仪器放入屏蔽房内以减少磁场的干扰。
目前对于高频段的电磁屏蔽装置的设计和应用已经较为成熟，对于低频磁场的屏蔽比较困难。对静磁场及低频交变磁场，目前主要通过高导磁率材料的通量分流作用进行屏蔽，其原理是由于材料的相对磁导率很高，外部空气中的磁场会进入磁阻更小的高导磁率材料并流出，进而大大降低内部磁场。对低频交变磁场，通过高导电率材料的涡流消除作用进行屏蔽。为了提高磁屏蔽性能，可以增加屏蔽材料厚度，但通过理论计算和实际应用可知，不能一味增加厚度，将磁屏蔽房设计成多层结构，每层之间有一定空隙可以更好的提高磁屏蔽性能。因此，想要提高屏蔽性能，要对磁屏蔽房的结构设计和所用材料进行优化。目前常见的磁屏蔽装置有筒形、矩形和多边形等形状，矩形结构的磁屏蔽房更容易加工和制造成大型磁屏蔽房。
一般的磁屏蔽房在完成安装后就不会对其层数和屏蔽材料进行更改，其主要原因是坡莫合金性能易受应力影响，因此屏蔽层与屏蔽层之间往往通过面接触进行位置的固定，一次安装完成后，取下屏蔽层的步骤极其复杂，劳动强度大，且易对屏蔽层的性能造成影响。
从目前从事静态及低频磁屏蔽研究相关领域来看，研究用的磁屏蔽装置均未采用无磁导轨的拆装方式也未有可重构式的屏蔽装置。
发明内容
本申请提供的一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房，以至少解决相关技术中磁屏蔽房在完成安装后无法对其屏蔽层数和屏蔽材料进行更改的问题。
本申请第一方面实施例提出一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房，所述磁屏蔽房包括高导电磁屏蔽层、高导磁率磁屏蔽层组、屏蔽层间限位装置、无磁导轨组和垫板组；
所述高导磁率磁屏蔽层组包括由内至外依次套设的多个高导磁率磁屏蔽层且每个所述高导磁率磁屏蔽层都设置有对应的屏蔽盖，用于通过通量分流作用对静磁场或极低频磁场进行屏蔽；
所述高导电磁屏蔽层套设在所述高导磁率屏蔽组外部且一侧设置有对应的高导电屏蔽层盖，用于对交流磁场进行屏蔽；
所述屏蔽层间限位装置包括设置高导磁率磁屏蔽层之间用于保持高导磁率磁屏蔽层之间间距的第一限位块和设置在高导电磁屏蔽层与高导磁率磁屏蔽层之间用以保持高导电磁屏蔽层与高导磁率磁屏蔽层之间间距的第二限位块；
所述无磁导轨组包括多个无磁导轨，多个无磁导轨与高导磁率磁屏蔽层一一对应且每个无磁导轨设置在对应的高导磁率磁屏蔽层底部，用于带动对应的高导磁率磁屏蔽层进行移动，对高导磁率磁屏蔽层进行拆装、更换和屏蔽房重构；
所述垫板组包括多个垫板，垫板分别设置在对应的高导磁率磁屏蔽层上表面，用于对无磁导轨与高导磁率磁屏蔽层之间进行隔离、避免高导磁率磁屏蔽层受集中应力。
本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
本发明提供了一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房，所述磁屏蔽房包括高导电磁屏蔽层、高导磁率磁屏蔽层组、屏蔽层间限位装置、无磁导轨组和垫板组；所述高导磁率磁屏蔽层组包括由内至外依次套设的多个高导磁率磁屏蔽层且每个所述高导磁率磁屏蔽层都设置有对应的屏蔽盖，用于通过通量分流作用对静磁场或极低频磁场进行屏蔽；所述高导电磁屏蔽层套设在所述高导磁率屏蔽组外部且一侧设置有对应的高导电屏蔽层盖，用于对交流磁场进行屏蔽；所述屏蔽层间限位装置包括设置高导磁率磁屏蔽层之间用于保持高导磁率磁屏蔽层之间间距的第一限位块和设置在高导电磁屏蔽层与高导磁率磁屏蔽层之间用以保持高导电磁屏蔽层与高导磁率磁屏蔽层之间间距的第二限位块；所述无磁导轨组包括多个无磁导轨，多个无磁导轨与高导磁率磁屏蔽层一一对应且每个无磁导轨设置在对应的高导磁率磁屏蔽层底部，用于带动对应的高导磁率磁屏蔽层进行移动，对高导磁率磁屏蔽层进行拆装、更换和屏蔽房重构；所述垫板组包括多个垫板，垫板分别设置在对应的高导磁率磁屏蔽层上表面，用于对无磁导轨与高导磁率磁屏蔽层之间进行隔离、避免高导磁率磁屏蔽层受集中应力。本发明的技术方案解决了现在技术中磁屏蔽房在完成安装后无法对其屏蔽层数和屏蔽材料进行更改的问题，在磁屏蔽层设置了无磁轨道，方便了屏蔽层的安装和拆卸，可以根据使用需求实现快速的重构。
本申请附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本申请一个实施例提供的一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房的剖视图；
图2是根据本申请一个实施例提供的一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房的半剖图；
图3是根据本申请一个实施例提供的一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房中无磁轨道的立体图；
图4是本申请一个实施例提供的一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房中无磁轨道的底面视图；
图5是本申请一个实施例提供的一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房中无磁轨道的内部视图；
图6是本申请一个实施例提供的一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房中无磁轨道的内部剩磁仿真示意图；
图7是本申请一个实施例提供的一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房中无磁导轨的力学仿真示意图。
附图标记说明：
铝合金屏蔽层-1；第四层坡莫合金屏蔽层-2；第三层坡莫合金屏蔽层-3；第二层坡莫合金屏蔽层-4；第一层坡莫合金屏蔽层-5；第一限位块-6；第二限位块-7；支架-8；铝合金盖-9；第四层屏蔽层无磁轨道-10；第四层垫板-11；第三层屏蔽层无磁轨道-12；第三层垫板-13；第二层屏蔽层无磁轨道-14；第二层垫板-15；第一层屏蔽层无磁轨道-16；第一层垫板-17；第四层屏蔽盖-18；第三层屏蔽盖-19；第二层屏蔽盖-20；第一层屏蔽盖-21；消磁孔-22；轨道平台-101；当轮板-102；轨道平台底板-103；第三限位块-104；移动轮-105；第四限位块-106；第一螺孔-107；安装槽-108；第二实验孔-901。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
本申请提一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房，所述磁屏蔽房包括高导电磁屏蔽层、高导磁率磁屏蔽层组、屏蔽层间限位装置、无磁导轨组和垫板组；所述高导磁率磁屏蔽层组包括由内至外依次套设的多个高导磁率磁屏蔽层且每个所述高导磁率磁屏蔽层都设置有对应的屏蔽盖，用于通过通量分流作用对静磁场或极低频磁场进行屏蔽；所述高导电磁屏蔽层套设在所述高导磁率屏蔽组外部且一侧设置有对应的高导电屏蔽层盖，用于对交流磁场进行屏蔽；所述屏蔽层间限位装置包括设置高导磁率磁屏蔽层之间用于保持高导磁率磁屏蔽层之间间距的第一限位块和设置在高导电磁屏蔽层与高导磁率磁屏蔽层之间用以保持高导电磁屏蔽层与高导磁率磁屏蔽层之间间距的第二限位块；所述无磁导轨组包括多个无磁导轨，多个无磁导轨与高导磁率磁屏蔽层一一对应且每个无磁导轨设置在对应的高导磁率磁屏蔽层底部，用于带动对应的高导磁率磁屏蔽层进行移动，对高导磁率磁屏蔽层进行拆装、更换和屏蔽房重构；所述垫板组包括多个垫板，垫板分别设置在对应的高导磁率磁屏蔽层上表面，用于对无磁导轨与高导磁率磁屏蔽层之间进行隔离、避免高导磁率磁屏蔽层受集中应力。本发明的技术方案解决了现在技术中磁屏蔽房在完成安装后无法对其屏蔽层数和屏蔽材料进行更改的问题，在磁屏蔽层设置了无磁轨道，方便了屏蔽层的安装和拆卸，可以根据使用需求实现快速的重构。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“磁屏蔽系数S”，表示磁屏蔽房屏蔽瓷瓶的能力，数值越大说明屏蔽效果越好，磁屏蔽系数计算式如下：
Figure BDA0003519688130000051
式中：
Bw为屏蔽房外部环境磁场；
Bn为屏蔽房内部剩磁。
实施例1
图1为本公开实施例提供的一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房的剖视图，如图1所示，所述磁屏蔽房包括：高导电磁屏蔽层、高导磁率磁屏蔽层组、屏蔽层间限位装置、无磁导轨组和垫板组；
所述高导磁率磁屏蔽层组包括由内至外依次套设的多个高导磁率磁屏蔽层，高导磁率磁屏蔽层用于通过通量分流作用对静磁场或极低频磁场进行屏蔽；
所述高导磁率磁屏蔽层可以为坡莫合金屏蔽层或铁氧体层，在本实施例中所述高导磁率磁屏蔽层组包括四个坡莫合金屏蔽层，且坡莫合金屏蔽层采用1J85坡莫合金，在本发明其他实施例当中，不对高导磁率磁屏蔽层组包括的层数进行限制，所述坡莫合金屏蔽层选材包括但不限制于1J85坡莫合金。具体的，所述四个坡莫合金屏蔽层分别为由内至外依次套设的第一层坡莫合金屏蔽层5、第二层坡莫合金屏蔽层4、第三层坡莫合金屏蔽层3和第四层坡莫合金屏蔽层2，四个坡莫合金屏蔽层用于通量分流作用对静磁场或极低频磁场进行屏蔽。
每个坡莫合金屏蔽层一侧都设置有对应尺寸的坡莫合金屏蔽盖，具体的，第一层坡莫合金屏蔽层5一侧设置有第一层屏蔽盖21、第二层坡莫合金屏蔽层4一侧设置有第二层屏蔽盖20、第三层坡莫合金屏蔽层3一侧设置有第三层屏蔽盖19、第四层坡莫合金屏蔽层2一侧设置有第四层屏蔽盖18；其中坡莫合金屏蔽层与屏蔽盖一一对应且坡莫合金屏蔽层与对应的屏蔽盖之间有严格的公差要求，以确保屏蔽盖正常的安装和拆卸。
在本公开实施例中，所述每个坡莫合金屏蔽层对应的屏蔽盖上预留有供实验测试的第一实验孔和多个消磁孔22，本实施例中每个坡莫合金屏蔽盖上预留有一个位于其中心位置的第一实验孔和四个消磁孔22，四个消磁孔22分别位于坡莫合金屏蔽层远离其对应的屏蔽盖的一侧的四个角处；四个消磁孔22用于布置消磁线圈，沿坡莫合金屏蔽层组XYZ三个方向布置三组消磁线圈，磁线圈布置在莫合金屏蔽层的棱边，按内部坡莫合金屏蔽层向外部屏蔽层的方向缠绕，即从第一层坡莫合金屏蔽层5向第四层坡莫合金屏蔽层2方向缠绕，相同方向上的线圈外部串联后进行消磁，消磁时应注意，初始状态下磁材料需沿某个方向达到磁饱和，每个消磁周期之间磁场峰峰值衰减足够小，消磁线圈内不得有直流磁场通过，所述消磁线圈是现有技术，在此不多做赘述。在本发明其他实施例当中不对第一实验孔和四个消磁孔22的个数以及位置进行限制。
图2为本公开实施例提供的一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房的半剖图，如图2所示，所述高导电磁屏蔽层套设在所述高导磁率屏蔽组外部且一侧设置有对应的高导电屏蔽层盖，用于通过涡流消除作用对交变电磁场进行屏蔽，频率越大，屏蔽材料越厚，电导率磁导率越大，涡流消除效果越好。
本公开实施例中，所述高导电磁屏蔽层为铝合金屏蔽层1，所述铝合金屏蔽层1套设在第四层坡莫合金屏蔽层2外部，即铝合金屏蔽层1为所述磁屏蔽房最外层。所述铝合金屏蔽层1安装在支架8上，通过支架8对铝合金屏蔽层1进行固定，也即通过支架8对所述磁屏蔽房进行固定。
所述铝合金屏蔽层1一侧设置有对应的铝合金盖9，铝合金盖9上设置有供实验测试用的第二实验孔901，本实施例中所述第二实验孔901位于铝合金盖9的中心位置并与坡莫合金屏蔽层对应的屏蔽盖上的第一实验孔对应设置。
本公开实施例中，所述屏蔽层间限位装置包括设置高导磁率磁屏蔽层之间的多个第一限位块6以及设置在高导电磁屏蔽层与高导磁率磁屏蔽层之间的多个第二限位块7，所述第二限位块7用于保持高导电磁屏蔽层与高导磁率磁屏蔽层之间的间距，所述第一限位块6用于保持高导磁率磁屏蔽层之间的间距。
具体的，所述第一限位块6位于相邻的坡莫合金屏蔽层之间，在放入第四层坡莫合金屏蔽层2之前，先将第一限位块6安装在铝合金屏蔽层1内表面，即将铝合金屏蔽层1左右两侧以及后侧(铝合金屏蔽层远离其对应屏蔽盖的一侧)各一块，其他坡莫合金层安装时与上述过程相同；放入第四层坡莫合金屏蔽层2时，先将第二限位装块7设置在铝合金屏蔽层1内表面的左右两侧以及后侧，然后将第四层坡莫合金屏蔽层2外表面的左右侧和后侧与设置在铝合金屏蔽层1内表面的第二限位装块7接触，此时确保了第四层坡莫合金屏蔽层2和铝合金屏蔽层1的正确相对位置。
其中，第一限位块6、第二限位装块7根据层间距依据层间距进行设计，设计过程中确保与消磁线圈不干涉，另外，所述第一限位块6和第二限位块7使用聚四氟乙烯加工而成。
本发明中第一限位块6通过粘贴的方式设置在铝合金屏蔽层1内表面、第二限位装块7也通过粘贴的方式设置在铝合金屏蔽层1内表面，在本发明的其他实施例当中，所述第一限位块6与铝合金屏蔽层1内表面的连接方式不限于粘贴方式。
本实施例中，所述无磁导轨组包括四个无磁导轨，四个无磁导轨分别与坡莫合金屏蔽层一一对应且每个无磁导轨设置在对应的坡莫合金屏蔽层底部，用于带动对应的坡莫合金屏蔽层进行移动，对坡莫合金屏蔽层进行拆装、更换和屏蔽房重构。
具体的，所述四个无磁导轨分别为第一层屏蔽层无磁轨道16、第二层屏蔽层无磁轨道14、第三层屏蔽层无磁轨道12和第四层屏蔽层无磁轨道10。
请参阅图3至图5，每个所述无磁导轨均包括：轨道平台101、轨道平台底盖103、轮挡板102、移动轮105、第三限位块104和第四限位块106；轨道平台101、轨道平台底盖103、轮挡板102、移动轮105、第三限位块104和第四限位块106均为无磁材料，轨道平台101、轨道平台底盖103、轮挡板102、移动轮105、第三限位块104和第四限位块106均通过磁强计在5nT以内的弱磁场下进行测试，确保各部分均是无磁材料。
所述无磁导轨还包括：聚醚醚酮螺丝，所述无磁导轨与坡莫合金屏蔽层一一对应且无磁导轨与对应的坡莫合金屏蔽层之间通过聚醚醚酮螺丝进行连接且聚醚醚酮螺丝不与坡莫合金屏蔽层直接接触。
具体的，所述轨道平台101上设置有多个第一螺孔107，聚醚醚酮螺丝穿过第一螺孔后旋进对应的坡莫合金屏蔽层，从而将无磁导轨与对应的坡莫合金屏蔽层进行固定。
所述轨道平台101上开设置有多个用于安装移动轮的安装槽108，安装槽108互相平行设置，其中轨道平台101的尺寸根据对应的屏蔽层的尺寸进行设置，轨道平台101上开设安装槽108的数量根据轨道平台101的尺寸进行设置，图3至图4中显示设置有三个安装槽108的轨道平台101。
多个所述移动轮105沿与安装槽108长度方向垂直的方向依次设置在安装槽108内，所述安装槽108一端为打通的状态、一端为封闭状态，即安装槽108一端为打通端、一端为封闭端，便于多个移动轮105依次从打通的这一端安装在安装槽108内。在移动轮105安装完成后在轨道平台101上位于安装槽108打通端的一侧安装轮挡板102，所述轮挡板102上设置有第二螺孔，聚醚醚酮螺丝穿过第二螺孔将轮挡板102安装在轨道平台101上，用于防止移动轮105沿安装槽108长度方向从安装槽108打通端滚出轨道平台101。
所述第三限位块104沿安装槽108长度方向设置于安装槽108的两侧，安装槽108同一侧相邻的两个第三限位块104具有一定的间隙；所述移动轮105两端设置有安装轴，安装轴设置于相邻第三限位块104之间的间隙中，从而通过第三限位块104对多个移动轮105的轮间进行限位；所述移动轮105通过安装轴与第三限位块104配合能够转动，从而在移动轮105的作用下，无磁导轨带动与其对应并固定的坡莫合金屏蔽层进行移动，从而完成坡莫合金屏蔽层拆装、更换和屏蔽房重构。
所述第四限位块106安装在安装槽108封闭端端部，即所述第四限位块106对靠近封闭端端部的移动轮105与安装槽108内远离轮挡板102的一端端部之间进行限位，防止靠近封闭端端部的移动轮105与安装槽108封闭端端部之间发生挤压从而影响移动轮105正常传动，即影响坡莫合金屏蔽层进行移动。
所述轨道平台底盖103设置有多个，分别通过聚醚醚酮螺丝安装在相邻安装槽108之间，用于防止移动轮105以与轨道平台101垂直的方向从安装槽108内掉落。
需要注意的是，为不干涉其他装置工作，无磁轨道使用的所有聚醚醚酮螺丝均为沉头螺丝。
在本公开实施例中，所述垫板组包括多个垫板，垫板分别设置在对应的坡莫合金屏蔽层上表面，用于避免坡莫合金屏蔽层受集中应力，即避免无磁导轨直接作用在莫合金屏蔽层上。
本实施例当中所述垫板组包括四个垫板，四个垫板分别与坡莫合金屏蔽层一一对应；具体的，所述四个垫板分别为第一层垫板17、第二层垫板15、第三层垫板13和第四层垫板11。其中第一层垫板17通过无磁螺丝安装在在第一层坡莫合金屏蔽层5上表面；所述第二层垫板15通过无磁螺丝安装在第二层坡莫合金屏蔽层4上表面，用于避免第一层屏蔽层无磁轨道16直接作用在第二层坡莫合金屏蔽层4从而避免第二层坡莫合金屏蔽层4受集中应力；第三层垫板13通过无磁螺丝设置在第三层坡莫合金屏蔽层3上表面，避免第二层屏蔽层无磁轨道14接作用在第三层坡莫合金屏蔽层3上；所述第四层垫板11通过无磁螺丝设置在第四层坡莫合金屏蔽层2上表面，避免第三层屏蔽层无磁轨道12直接作用到第四层坡莫合金屏蔽层2上。
设计之初，根据所需均匀区体积，对第一层磁屏蔽层进行尺寸设计，随后根据屏蔽性能的要求对屏蔽层数和层间距进行设计，对于立方体屏蔽房的磁屏蔽系数的计算式如下：
Figure BDA0003519688130000101
Figure BDA0003519688130000102
Figure BDA0003519688130000103
Figure BDA0003519688130000104
其中:
S11、S12、s21、S22为立方体屏蔽房的单层屏蔽层的屏蔽因子；
μr为相对磁导率；
Li为屏蔽层边长；
di为屏蔽层厚度；
i为屏蔽层层数。
其中，S11、S12、S21、S22为立方体屏蔽房的单层屏蔽层的屏蔽因子为求解立方体屏蔽房的磁屏蔽系数计算式的元素，是现有技术，在此不多做赘述；
需要注意的是，所述均匀区指的是屏蔽房最内层内部满足一定数值磁场要求的区域且满足磁场要求的数值根据实际情况而定，用于实验研究。
示例的，假如本实施例的磁屏蔽房的最内层是400*400*400的立方体的话，所需均匀区约为一个200*200*200的区域，以上仅为一个示例，在本发明的其他实施例当中不对磁屏蔽房的体积进行限制，当磁屏蔽房的最内层是400*400*400的立方体的话，所需均匀区也不限于200*200*200的区域，所需均匀区体积根据实际情况得到。
对于多层屏蔽房，
Figure BDA0003519688130000111
由上式，
Figure BDA0003519688130000112
为n层磁屏蔽的屏蔽系数，当层数为1层时：
Figure BDA0003519688130000113
假设：
Figure BDA0003519688130000114
当层数为2层时：
Figure BDA0003519688130000115
Figure BDA0003519688130000116
同理可推到得出n层情况，即根据实际情况求出不同层磁屏蔽的屏蔽系数。
所述高导磁屏蔽层和对应的屏蔽盖共同作用，通过涡流消除作用对交变电磁场进行屏蔽，频率越大，屏蔽材料越厚，电导率磁导率越大，涡流消除效果越好，所述屏蔽房的低频段交变电磁场屏蔽系数计算式如下：
Figure BDA0003519688130000117
Figure BDA0003519688130000118
Figure BDA0003519688130000119
Figure BDA0003519688130000121
式中：
Figure BDA0003519688130000122
σ为电导率；f为频率。
k和K为屏蔽房的低频段交变电磁场屏蔽系数计算中的两个中间量。
需要注意的是，s′11、s′12、s′21、s′22为屏蔽房的低频段交变电磁场屏蔽系数的单层屏蔽层的屏蔽因子；且s′11、s′12、s′21、s′22等低频段交变电磁场屏蔽系数的单层屏蔽层的屏蔽因子为求解低频段交变电磁场屏蔽系数计算式的元素，是现有技术，在此不多做赘述。
设计完成后对，通过理论计算公式和有限元仿真软件对磁屏蔽效果进行计算，验证设计是否符合剩磁需求。
图6为本申请一个实施例提供的一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房中无磁轨道的内部剩磁仿真示意图，如图6所示，本实施例由四层坡莫合金和一层铝合金和相对应的无磁轨道组成，通过理论公式和有限元仿真软件对磁屏蔽效果进行计算，本实施例内部剩磁较均匀其剩磁大小为0.055nT，性能符合要求。
图7是本申请一个实施例提供的一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房中无磁导轨的力学仿真示意图，如图7所示，所述无磁轨道由聚甲醛材料支撑，对其强度进行校核。本实施例中选取受力最大的第四层坡莫合金屏蔽层2下的第四屏蔽层无磁轨道10进行有限元仿真计算，根据三维建模软件计算可得无磁轨道10受力约为1300N，带入有限元仿真软件并设置好边界条件。根据计算结果可知，无磁轨道10最大应力为2.41MPa，聚甲醛的抗拉强度为68.6MPa，弯曲强度为96MPa，符合使用要求。
所述屏蔽房在搭建时，先将支架8放置在指定的场地上，将铝合金屏蔽层1安装在支架8上，将坡莫合金层与铝合金层间的第二限位块7按要求放置铝合金屏蔽层1内；在每层磁屏蔽层的底部安装对应的垫板和无磁轨道，将坡莫合金层间的第二限位块6放入分别放入第二层坡莫合金屏蔽层4、第三层坡莫合金屏蔽层3和第四层坡莫合金屏蔽层2内，依次装上屏蔽层对应的屏蔽盖后按并要求布置消磁线圈；将坡莫合金屏蔽层放入铝合金屏蔽层1内，位置确定后，基于坡莫合金JA模型，通过退磁机进行坡莫合金屏蔽层的整体消磁，消磁完成后使用磁通门磁强计对磁屏蔽房内剩磁场进行测试，验证其剩磁是否达到设计要求。符合要求时，即可使用该屏蔽房。当外界磁场环境改变或剩磁需求及噪声需求改变时，由于屏蔽层底部具有轨道，可将某层屏蔽层快速取下，并装入新屏蔽层即可实现屏蔽房的重构以满足新的性能需求。
本发明提供的具有无磁轨道的可重构的磁屏蔽房可以实现静磁场与低频交变磁场高能效屏蔽，采用无磁轨道做成屏蔽层的支撑，在不影响屏蔽性能的情况下实现磁屏蔽房按照不同性能要求的重构，例如要求内部低噪声环境时，可将最内层坡莫合金快速更换成铁氧体层，减轻安装和拆卸过程的复杂程度。
综上所述，本申请提出的一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房，所述磁屏蔽房包括：高导电磁屏蔽层、高导磁率磁屏蔽层组、屏蔽层间限位装置、无磁导轨组和垫板组；所述高导磁率磁屏蔽层组包括由内至外依次套设的多个高导磁率磁屏蔽层且每个所述高导磁率磁屏蔽层都设置有对应的屏蔽盖，用于通过通量分流作用对静磁场或极低频磁场进行屏蔽；所述高导电磁屏蔽层套设在所述高导磁率屏蔽组外部且一侧设置有对应的高导电屏蔽层盖，用于对交流磁场进行屏蔽；所述屏蔽层间限位装置包括设置高导磁率磁屏蔽层之间的第一限位块6以及设置在高导电磁屏蔽层与高导磁率磁屏蔽层之间的第二限位块8，用于保持高导电磁屏蔽层与高导磁率磁屏蔽层之间以及高导磁率磁屏蔽层之间的间距；所述无磁导轨组包括多个无磁导轨，多个无磁导轨与高导磁率磁屏蔽层一一对应且每个无磁导轨设置在对应的高导磁率磁屏蔽层底部，用于带动对应的高导磁率磁屏蔽层进行移动，对高导磁率磁屏蔽层进行拆装、更换和屏蔽房重构；所述垫板组包括多个垫板，垫板分别设置在对应的高导磁率磁屏蔽层上表面，用于对无磁导轨与高导磁率磁屏蔽层之间进行隔离、避免高导磁率磁屏蔽层受集中应力。本发明的技术方案解决了现在技术中磁屏蔽房在完成安装后无法对其屏蔽层数和屏蔽材料进行更改的问题，在磁屏蔽层设置了无磁轨道，方便了屏蔽层的安装和拆卸，可以根据使用需求实现快速的重构。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房，其特征在于，所述磁屏蔽房包括高导电磁屏蔽层、高导磁率磁屏蔽层组、屏蔽层间限位装置、无磁导轨组和垫板组；
所述高导磁率磁屏蔽层组包括由内至外依次套设的多个高导磁率磁屏蔽层且每个所述高导磁率磁屏蔽层都设置有对应的屏蔽盖，用于通过通量分流作用对静磁场或极低频磁场进行屏蔽；
所述高导电磁屏蔽层套设在所述高导磁率磁屏蔽层组 外部且一侧设置有对应的高导电屏蔽层盖，用于对交流磁场进行屏蔽；
所述屏蔽层间限位装置包括设置高导磁率磁屏蔽层之间用于保持高导磁率磁屏蔽层之间间距的第一限位块和设置在高导电磁屏蔽层与高导磁率磁屏蔽层之间用以保持高导电磁屏蔽层与高导磁率磁屏蔽层之间间距的第二限位块；
所述无磁导轨组包括多个无磁导轨，多个无磁导轨与高导磁率磁屏蔽层一一对应且每个无磁导轨设置在对应的高导磁率磁屏蔽层底部，用于带动对应的高导磁率磁屏蔽层进行移动，对高导磁率磁屏蔽层进行拆装、更换和屏蔽房重构；
所述垫板组包括多个垫板，垫板分别设置在对应的高导磁率磁屏蔽层上表面，用于对无磁导轨与高导磁率磁屏蔽层之间进行隔离、避免高导磁率磁屏蔽层受集中应力；
其中，所述无磁导轨包括：轨道平台、轨道平台底盖、轮挡板、移动轮、第三限位块和第四限位块；
所述轨道平台上开设置有多个用于安装移动轮的安装槽，所述安装槽至少一端打通，便于多个移动轮依次安装在安装槽内；
所述移动轮之间设置有用于对轮间进行限位的多个第三限位块，移动轮至少一端端部设置有用于对移动轮与轨道平台之间进行限位第四限位块；
所述轮挡板设置在轨道平台上安装槽打通的一端端部，用于对安装槽内的移动轮进行保护；
所述轨道平台底盖设置在相邻安装槽之间，用于防止移动轮从垂直于轨道平台的方向从安装槽内掉落。
2.根据权利要求1所述的屏蔽房，其特征在于，所述高导电磁屏蔽层为铝合金屏蔽层，所述高导电磁屏蔽层盖为铝合金盖，铝合金盖上设置有供实验测试用的第二实验孔。
3.根据权利要求1所述的屏蔽房，其特征在于，所述高导磁率磁屏蔽层为坡莫合金屏蔽层或铁氧体层，所述高导磁率磁屏蔽层为坡莫合金屏蔽层时坡莫合金屏蔽层采用1J85坡莫合金，用于通量分流作用对静磁场或极低频磁场进行屏蔽；
所述坡莫合金屏蔽层对应的屏蔽盖上设置有供缠绕消磁线圈的消磁孔和供实验测试用的第一实验孔。
4.根据权利要求1所述的屏蔽房，其特征在于，所述高导磁率磁屏蔽层之间轴向间隙公差不超过0.2mm，用于确保高导磁率磁屏蔽层正常的安装和拆卸。
5.根据权利要求1所述的屏蔽房，其特征在于，多个所述第三限位块沿安装槽长度方向设置于安装槽的两侧，所述移动轮两端设置有安装轴，安装轴位于相邻的第三限位块之间的缝隙中，从而在第三限位块的作用下对移动轮之间进行轮间限位；
所述安装轴与第三限位块配合能够转动，从而能够带动对应的高导磁率磁屏蔽层进行移动，从而完成高导磁率磁屏蔽层拆装、更换和屏蔽房重构。
6.根据权利要求1所述的屏蔽房，其特征在于，所述无磁导轨还包括：聚醚醚酮螺丝，所述无磁导轨与高导磁率磁屏蔽层一一对应且无磁导轨与高导磁率磁屏蔽层之间通过聚醚醚酮螺丝进行连接。
7.根据权利要求1所述的屏蔽房，其特征在于，所述轨道平台、轨道平台底盖、轮挡板、移动轮、第三限位块和第四限位块均为无磁材料。
8.根据权利要求1所述的屏蔽房，其特征在于，所述轨道平台上设置有多个第一螺孔，用于供聚醚醚酮螺丝通过，所述聚醚醚酮螺丝穿过轨道平台上的第一螺孔后将轨道平台与对应的坡莫合金屏蔽层进行连接。
9.根据权利要求1所述的屏蔽房，其特征在于，所述屏蔽房还包括：支架，所述支架设置在高导电屏蔽层底部，用于对所述高导电屏蔽层进行支撑和固定。
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