CN211406736U - 一种轻质磁场屏蔽装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及磁场防护技术领域，更具体而言，涉及一种轻质磁场屏蔽装置，所述筒帽为与筒体对应的多层嵌套构造，所述筒帽与筒体紧密盖合连接，筒帽设置有与筒体相适应的外层、内层、中间层与隔磁层；包括外层、内层、中间层与隔磁层，外层与内层均采用硬铝材质，中间层为碳纤维层和非晶或纳米微晶薄膜层，所述非晶或纳米微晶薄膜层电镀于碳纤维层外表面，所述筒体各层之间设置有隔磁层，所述隔磁层分别与外层、内层或中间层胶接，筒帽包括球冠状的底面与圆柱环的侧面，筒帽在底面开设有圆孔。本实用新型制备的磁屏蔽筒在保持磁屏蔽层高磁导率的同时，降低磁屏蔽层的厚度，且加工难度小，加工时间短，制备的磁屏蔽筒重量轻，便于移动。

Description

一种轻质磁场屏蔽装置

技术领域

本实用新型涉及磁场防护技术领域，更具体而言，涉及一种轻质磁场屏蔽装置。

背景技术

在航空航天、舰船等领域中导航、测绘等理论科学研究及新产品研发过程中，进行一些对精度、敏感度要求很高的测试实验时，如：磁传感器、磁强计、磁性材料、磁性元器件等对地磁场和低频弱磁场敏感的仪器设备的计量校准工作及磁场环境实验研究，以及对产生弱磁场的电机、电路板、磁性材料等磁场辐射强度的测量工作，需要利用高磁导率介质把一部分空间封闭起来，以免受到外界磁场的干扰。这就需要在空间中放入高性能的磁屏蔽装置（如：磁屏蔽筒、磁屏蔽盒等）净化磁场环境，为进行技术、工艺、性能等方面的研究提供条件保障。

传统磁屏蔽材料一般都是采用坡莫合金等高导磁金属材料，从19世纪初的研究发展到目前已趋于成熟，一直以来是磁场屏蔽的首选材料，如电磁纯铁、硅钢、坡莫合金均获得了满意的屏蔽效能。常见的屏蔽装置由于采用较厚的金属材料，使其有着庞大的体积和沉重的重量，难于移动和安置，这给许多航空航天等移动环境下的应用带来不便。

实用新型内容

为了克服现有技术中所存在的不足，本实用新型提供一种轻质磁场屏蔽装置，在提高磁屏蔽筒磁屏蔽性能的前提下，解决传统磁屏蔽材料体积大、重量重、加工难度大、成本高、制作周期长，拐角处漏磁大等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种轻质磁场屏蔽装置，包括筒体与筒帽，所述筒体为多层嵌套构造，包括外层、内层、中间层与隔磁层，外层与内层均采用硬铝材质，中间层为碳纤维层和非晶或纳米微晶薄膜层，所述非晶或纳米微晶薄膜层设置在碳纤维层外表面，所述筒体各层之间设置有隔磁层，所述隔磁层分别与外层、内层或中间层胶接；所述筒帽为与筒体对应的多层嵌套构造，所述筒帽与筒体紧密盖合连接，筒帽设置有与筒体相适应的外层、内层、中间层与隔磁层；所述筒帽包括球冠状的底面与圆柱环的侧面，筒帽在底面开设有圆孔。

进一步地，所述外层与内层厚度为2mm。

进一步地，所述中间层厚度为100~400μm。

进一步地，所述碳纤维层厚度为1mm。

进一步地，所述隔磁层厚度为8mm~15mm。

进一步地，所述中间层设置为多层。

进一步地，所述隔磁层采用聚氨酯泡沫或聚氯乙烯。

进一步地，所述非晶或纳米微晶薄膜层电镀于碳纤维层表面。

进一步地，所述筒帽底面与侧面之间设置有过渡段，过渡段使筒帽的球冠状的底面与圆柱环的侧面圆滑连接，便于加工，且进一步提升磁屏蔽性能。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：

本实用新型提供了一种轻质磁场屏蔽装置，筒体的外层与内层采用硬铝材质，中间层采用碳纤维层，以避免薄膜材料承受屏蔽装置自身以及装置内线圈和被测仪器的机械应力，起到支撑作用；筒体各层之间填充隔磁层，将每层屏蔽材料隔开，保证其磁屏蔽性能，同时具有隔音与减震效果其厚度根据所需隔音或减震效果具体设置；通过电镀工艺，将非晶或纳米微晶薄膜层电镀于碳纤维层表面，形成具有优良磁屏蔽性能的磁屏蔽层；筒帽底面为球冠状，具有更好的磁屏蔽性能；筒帽中底面与侧面设置有过渡段，过渡段截面为圆弧状，使得屏蔽装置整体呈流线型，磁场沿流线型圆弧屏蔽效果好，漏磁少；筒帽底面设置有圆孔，用于往屏蔽筒内放置样品及测试探头所需的信号线及供电导线的连接。本实用新型制备的磁屏蔽筒在保持磁屏蔽层高磁导率的同时，降低磁屏蔽层的厚度，且加工难度小，加工时间短，制备的磁屏蔽筒重量轻，便于移动。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种轻质磁屏蔽筒结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种轻质屏蔽筒剖视图；

图3为筒体与筒帽连接示意图；

图4为屏蔽筒仿真磁场分布图；

图5为本实用新型实施例提供的一种轻质磁屏蔽筒仿真磁场分布图；

图6为磁屏蔽筒磁场分流图；

图7为本实用新型实施例提供的一种轻质磁屏蔽筒磁场分流图。

图中：1为筒体、11为外层、12为内层、13为非晶及纳米微晶薄层、14为碳纤维层、15为隔磁层、2为筒帽、3为圆孔。

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在没有做出创造性劳动前提下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1-2所示，包括筒体1与筒帽2，所述筒体1为多层嵌套构造，包括外层11、内层12、中间层与隔磁层15，外层11与内层12均采用硬铝材质，中间层为碳纤维层14和非晶或纳米微晶薄膜层13，所述非晶或纳米微晶薄膜层13设置在碳纤维层14外表面，所述筒体1各层之间设置有隔磁层15，所述隔磁层15分别与外层11、内层12或中间层胶接；所述筒帽2为与筒体1对应的多层嵌套构造，所述筒帽2与筒体1盖合连接，筒帽2设置有与筒体1相适应的外层11内层12、中间层与隔磁层15；所述筒帽2包括球冠状的底面与圆柱环的侧面，筒帽2在底面开设有圆孔3。如图3所示，筒帽2与筒体1连接处的隔磁层15分别与外层11、内层12、中间层之间设置有空隙，便于与筒体1的连接；筒体1从内而外的内层12、中间层和外层11长度逐渐增长，各层之间的隔磁层15与靠近内层一侧长度相等，且隔磁层15在靠近内层一侧设置有空隙，便于与筒帽2的连接。

在本实施例中，所述外层11与内层12厚度为2mm。所述中间层厚度为100~400μm。所述碳纤维层厚度为1mm。所述隔磁层15厚度为8mm~15mm。非晶或纳米微晶薄膜层13采用电解沉积工艺获得Fe-Co、Fe-Ni、Fe-Co-P、Co-Ni-P等高磁导率的软磁合金，磁滞损耗比纯铁或铁钴基材料低一个数量级。

在本实施例中，所述中间层设置为多层。所述隔磁层14采用聚氨酯泡沫或聚氯乙烯。所述筒体1的外层11与内层12各加一层碳纤维层。所述非晶或纳米微晶薄膜层13电镀于碳纤维层14表面。所述筒帽2底面与侧面之间设置有过渡段，该过渡段使筒帽的球冠状的底面与圆柱环的侧面圆滑连接，便于加工，且进一步提升磁屏蔽性能。本实施例中制备的磁屏蔽筒在使用时，放置在筒支架上。

在外界磁场强度0.512T的情况下，如图4所示，本实施例中筒帽底面为球冠状结构的磁屏蔽筒中心磁场强度降低为44.1nT；如图5所示，为本实施例的对比例，将球冠状筒帽替换为平面结构筒帽，采用端盖为平面结构的磁屏蔽筒中心磁场强度降低为70.3nT。由于筒体与筒帽垂直，图6中在磁感应线到达筒帽时，产生集磁现象，这会造成更多的磁漏，磁屏蔽效果较差；图7中磁感应线到达筒帽时，由于筒帽采用弧形设计，磁感应线较为光滑，磁感应线分布较为均匀，磁漏较少，磁屏蔽效果更好。

上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轻质磁场屏蔽装置，其特征在于：包括筒体（1）与筒帽（2），所述筒体（1）为多层嵌套构造，包括外层（11）、内层（12）、中间层与隔磁层（15），外层（11）与内层（12）均采用硬铝材质，中间层为碳纤维层（14）和非晶或纳米微晶薄膜层（13），所述非晶或纳米微晶薄膜层（13）设置在碳纤维层（14）外表面，所述筒体（1）各层之间设置有隔磁层（15），所述隔磁层（15）分别与外层（11）、内层（12）或中间层胶接；所述筒帽（2）为与筒体（1）对应的多层嵌套构造，所述筒帽（2）与筒体（1）盖合连接，筒帽（2）设置有与筒体（1）相适应的外层（11）、内层（12）、中间层与隔磁层（15）；所述筒帽（2）包括球冠状的底面与圆柱环的侧面，筒帽（2）在底面开设有圆孔（3）。

2.根据权利要求1所述的一种轻质磁场屏蔽装置，其特征在于：所述外层（11）与内层（12）厚度为2mm。

3.根据权利要求1所述的一种轻质磁场屏蔽装置，其特征在于：所述中间层厚度为100~400μm。

4.根据权利要求1所述的一种轻质磁场屏蔽装置，其特征在于：所述碳纤维层厚度为1mm。

5.根据权利要求1所述的一种轻质磁场屏蔽装置，其特征在于：所述隔磁层（15）厚度为8mm~15mm。

6.根据权利要求1所述的一种轻质磁场屏蔽装置，其特征在于：所述中间层设置为多层。

7.根据权利要求1所述的一种轻质磁场屏蔽装置，其特征在于：所述隔磁层（15）采用聚氨酯泡沫或聚氯乙烯。

8.根据权利要求1所述的一种轻质磁场屏蔽装置，其特征在于：所述非晶或纳米微晶薄膜层（13）电镀于碳纤维层（14）表面。

9.根据权利要求1所述的一种轻质磁场屏蔽装置，其特征在于：所述筒帽（2）底面与侧面之间设置有过渡段。

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