CN207885106U - 一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室，包括若干金属板，所述若干金属板通过若干连接件连接构成屏蔽室本体，所述屏蔽室本体侧面设有开门，所述金属板上均匀分布有若干通孔，所述通孔的孔径范围为大于0小于等于7.5mm，所述相邻通孔之间的孔距最小值不小于所述金属板的厚度，最大值不超过所述通孔的孔径，实现了工业化，生产效率大幅提高，精度小于0.4mm；不需要专用空调和进出口风道，不需要屏蔽室内灯光照明，节省多道工序，由于不需进行内外装修，不使用各种装饰材料，实现了零污染；实现了通透可视化，彻底打破磁共振电磁屏蔽室密闭的不良形象，方便室内室外人员交流。

Description

一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室

技术领域

本实用新型涉及磁共振电磁屏蔽室技术领域，具体来说，涉及一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室。

背景技术

现有的磁共振电磁屏蔽室都是采用铁板或铜板作为搭建屏蔽室的屏蔽材料，做成六面体的房间，中间开玻璃窗户和不锈钢门，预留空调进风出风口，然后进行内外装修，这种方式存在以下几个缺点：1、现有屏蔽室搭建现场手工制作多，工差大（一般大于2mm），现有屏蔽室由于需要在现场进行手工内外装修，造成安装工期长，大概需15-20天；2、现有屏蔽室四周密闭，不利于室内室外进行直接交流，而且玻璃窗户可视面积小，一般只有1-2平米；3、很多医用的磁共振电磁屏蔽室需要增加专用空调和进出口风道，屏蔽室内需要灯光照明，增加了成本。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室，能够解决上述技术问题。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室，包括若干金属板，所述若干金属板通过若干连接件连接构成屏蔽室本体，所述屏蔽室本体侧面设有开门，所述金属板上均匀分布有若干通孔，所述通孔的孔径范围为大于0小于等于7.5mm，所述相邻通孔之间的孔距最小值不小于所述金属板的厚度，最大值不超过所述通孔的孔径。

进一步地，所述金属板采用铝板。

进一步地，所述金属板上喷涂有深色油漆。

进一步地，所述连接件包括连接角和型材，所述型材将相邻所述金属板连接，所述连接角为直角连接角，所述连接角连接两个互相交叉垂直的型材。

进一步地，所述型材与所述金属板的连接缝隙中填充有铜网。

本实用新型的有益效果：1、实现了工业化，生产效率大幅提高，精度小于0.4mm；2、铝板市场随时可以买到，重量轻，不需要内外装修，不需要专用空调和进出口风道，不需要屏蔽室内灯光照明，节省多道工序；3、工业铝型材加工和铝板打孔以及各种零部件实现工厂机床加工和标准化，精度高，方便高效，由于使用工业铝型材和标准专用连接件，使得安装简单，易操作，精度控制好，一致性好；4、由于不需进行内外装修，不使用各种装饰材料，实现了零污染；5、实现了通透可视化，彻底打破磁共振电磁屏蔽室密闭的不良形象，方便室内室外人员交流。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述的一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室的整体结构示意图。

图2是根据本实用新型实施例所述的一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室的金属板的结构示意图。

图3是根据本实用新型实施例所述的一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室的型材的截面图。

图4是根据本实用新型实施例所述的一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室的连接角的结构示意图。

图5是根据本实用新型实施例所述的一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室的截止波导频率与损耗的关系图。

图中： 1.金属板；2.连接件；3.屏蔽室本体；4.通孔；5.开门；6.连接角；7.型材；8.螺孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-5所示，根据本实用新型实施例所述的一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室，包括若干金属板1，所述若干金属板1通过若干连接件2连接构成屏蔽室本体3，所述屏蔽室本体3侧面设有开门5，所述金属板1上均匀分布有若干通孔4，所述通孔4的孔径范围为大于0小于等于7.5mm，所述相邻通孔4之间的孔距最小值不小于所述金属板1的厚度，最大值不超过所述通孔4的孔径。

所述金属板1采用铝板。

所述金属板1上喷涂有深色油漆。

所述连接件2包括连接角6和型材7，所述型材7将相邻所述金属板1连接，所述连接角6为直角连接角，所述连接角6连接两个互相交叉垂直的型材7。

所述型材7与所述金属板1的连接缝隙中填充有铜网。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

现在的磁共屏蔽室大多采用低电阻的导体材料（铜、铁），并利用电磁波在屏蔽导体表面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程中的损耗而使电磁波能量的继续传递受到阻碍，起到屏蔽作用。但缺点是密闭，重量大，价格高。现采用波导原理，根据使用情况选择固定的频率，高于这个频率的电磁波可用通过并衰减传输、低于此频率电磁波全部被屏蔽或被有效衰减。根据电磁干扰信号的频率，设计截止波导频率，使电磁干扰信号的频率落在截止区内（如图5所示），低于截止波导频率越多对电磁干扰信号产生的衰减越大，从而达到电磁屏蔽的作用。在一定厚度的铝板上打孔，通过设计一定的孔径和孔距，相当于是多个屏蔽波导管排列在一起，从而即实现了通透，又达到很好屏蔽效果。

根据实际需要设计制造了一个3.6米（长）×3米（宽）×2.4米（高）的屏蔽室，做了以下几项工作：

1、屏蔽材料的选择。首先选用金属材料（金属材料发射损耗一般能到达100db),但放弃了铜和铁等贵重金属材料，而采用铝板，铝板重量轻，易加工，价格便宜。

2.截止频率的计算 。

圆形波导的截止频率

QUOTE （1）

式中： QUOTE -截止频率（Hz）， QUOTE -圆形截面的直径(cm)。

理论上圆形截面的直径越小，截止频率越高，屏蔽效果越好，但孔径太小，可视程度就差。实际中，反复进行了实验，最后确定铝板上的小孔直径为3mm，孔边距3mm,这个排列可视度很好，根据波导理论，由(1)式可得，铝板孔径导管截止频率约为5.9GHz。核磁共振系统的信号干扰频率约在5M～200MHz区间内，远高于核磁共振系统的信号干扰频率。

3.截止波导的屏蔽效能计算

落在波导管截止区内的电磁波穿过波导管时，会发生衰减，这种衰减称为截止波导管的吸收损耗，截止波导屏蔽效能（SE）主要为截止波导的吸收损耗（A）与孔洞的反射损耗（R）之和。

其中截止波导管的吸收损耗计算公式：

QUOTE

（2）

式中： QUOTE -截止频率（Hz）；

QUOTE -电磁干扰信号的频率（Hz）；

QUOTE -截止波导的长度（cm）

当 QUOTE 时，截止波导的吸收损耗A 可进行以下简化计算：

圆形波导：A≈32 T/D

理论上铝板越厚，吸收损耗越大，但铝板越厚，重量越大，价格越高，不经济，实际中，选用了市场里供应充足的1.5mm 厚铝板，由（3）式可得截止波导吸收损耗为16db。

反射损耗的计算公式如下：

QUOTE （4）

式中: QUOTE =入射电磁波的波阻抗 ， QUOTE =屏蔽材料的特性阻抗

但实际中反射损耗(近场)的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离。反射损耗可简化按下式计算

QUOTE （5）

其中f：频率(MHz)，QUOTE ：金属相对导磁率， QUOTE ：金属相对于铜的导电率

r：波源与屏蔽之间的距离，估算取为5米。

实际中使用的频率是15MHz，金属相对导磁率约1.00002左右，金属相对于铜的导电率0.63255左右，将参数代入公式，得到反射损耗为94.25dB。但打孔铝板相当于N个尺寸相同的孔洞排列在一起，并且相距很近（距离小于λ/2）时，造成的屏蔽效能下降，实际经验值在20db左右,因此，打孔铝板结构引起的损耗为16db+94.25db-20db=90.25dB ,理论上达到很好屏蔽效果。

实际测试中，用安捷伦信号发生器放在屏蔽室外发射15MHZ的电磁波，发射功率1瓦，在屏蔽室内用泰克网络分析仪接收测试数据，两者距离5米，先把屏蔽室门打开，记录网络分析仪数据A，然后，关上屏蔽室门，再记录网络分析仪数据B，A-B最终实现了屏蔽效能84db，完全满足磁共振成像设备的屏蔽要求,屏蔽室设计制造非常成功，客户很满意。

孔径的大小范围和孔边距的大小范围计算：在一个完美的金属壳体开一个孔，屏蔽效能(SE)与孔的最大直径(d）、电磁波波长(λ)的关系如下：

SE=20log(λ/2d)

要想得到有效屏蔽效能，我们取民用常规数值SE=40db,取磁共振较大干扰电磁波200MHz,得出最大孔径7.5mm。我的铝板是多个孔按矩阵排列，屏蔽效能有一部分损耗，因此，对于磁共振屏蔽室孔径范围为0-7.5mm之间。

孔边距的范围目前没有找到很好计算方法，理论上单位面积孔越少，屏蔽效能越高，但孔边距太大失去了可视度。孔边距如果太小，单位面积孔就多，屏蔽效能不仅会降低，而且打孔铝板的结构强度下降，容易损坏，也失去实际使用意义，因此对于薄的铝板打孔孔边距最小不要小于铝板厚度，从可视角度考虑，孔边距最大不要超过孔的直径。

本实用新型构建电磁屏蔽室的所有材料均在工厂制造，机床加工，现场只需要拧螺丝紧固，屏蔽室四周尺寸与设计工差小于0.4mm，不需要内外装修，环保无甲醛污染，现场安装工期2-3天，连接金属板1的连接件包括连接角6和型材7，型材7优选采用铝型材，型材7的截面如图3所示，四个面上设有4个卡槽结构，安装时，将相邻的两块金属板1分别设置于相对面的凹槽内，连接缝隙内填充铜网，连接角6上设有若干个螺孔8,多块金属板1拼接完成时，型材7互相交叉垂直的位置使用直角的连接角6加以连接固定。拼接后的磁共振电磁屏蔽室五个面都是通透的可视的, 不需使用屏蔽室专用空调和进出口风道，由于具备可视性，不用室内照明，减少电磁干扰，降低了成本。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过采用工业铝型材进行机床加工替代现有木龙骨或拼接焊接方式制作屏蔽室主框架，保证屏蔽室各个部件大小精度小于0.2mm，总体大小精度小于0.4mm，通过工业铝型材各种实用标准连接件的使用，实现快速安装；采用一定厚度铝板，然后运用波导原理通过计算，确定孔径和孔距，对铝板进行打孔，确保该屏蔽材料能对磁共振设备所使用的同频率的电磁波实现有效屏蔽，到达屏蔽材料的通透性，为了增加可视性，我在铝板上喷上黑色（或其他深颜色）油漆，可视效果增加明显；各个部件之间的连接缝隙加铜网进行堵漏，屏蔽室性能优越，由于屏蔽室内外空气能够对流，不需使用屏蔽室专用空调和进出口风道，由于具备可视性，不用室内照明，减少电磁干扰，降低了成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室，其特征在于，包括若干金属板（1），所述若干金属板（1）通过若干连接件（2）连接构成屏蔽室本体（3），所述屏蔽室本体（3）侧面设有开门（5），所述金属板（1）上均匀分布有若干通孔（4），所述通孔（4）的孔径范围为大于0小于等于7.5mm，所述相邻通孔（4）之间的孔距最小值不小于所述金属板（1）的厚度，最大值不超过所述通孔（4）的孔径。

2.根据权利要求1所述一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室，其特征在于，所述金属板（1）采用铝板。

3.根据权利要求1所述一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室，其特征在于，所述金属板（1）上喷涂有深色油漆。

4.根据权利要求1所述一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室，其特征在于，所述连接件（2）包括连接角（6）和型材（7），所述型材（7）将相邻所述金属板（1）连接，所述连接角（6）为直角连接角，所述连接角（6）连接两个互相交叉垂直的型材（7）。

5.根据权利要求4所述一种通透型可视化磁共振电磁屏蔽室，其特征在于，所述型材（7）与所述金属板（1）的连接缝隙中填充有铜网。