RU218592U1

RU218592U1 - Fixed shielded camera

Info

Publication number: RU218592U1
Application number: RU2023105645U
Authority: RU
Inventors: Константин Юрьевич Шелепин; Евгений Юрьевич Шелепин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Нейроиконика Ассистив" (ООО "Нейроиконика Ассистив")
Filing date: 2023-03-10
Publication date: 2023-06-01

Abstract

Полезная модель относится к области экранирования электромагнитных полей различного происхождения и к звукопоглощающим конструкциям. Технический результат: создание замкнутых стационарных экранированных помещений, обладающих свойствами разделения внутренней электромагнитной и акустической обстановок от внешней среды, предназначенных для снижения уровней напряженности внешних электромагнитных полей и акустического шума внутри помещений. Полезная модель может быть использована при проведении точных психофизиологических исследований. Стационарная экранированная камера содержит панели, образующие замкнутый объем, двухслойный магнитный металлический экран, двухслойный электромагнитный экран, выполненный из металла с высокой проводимостью, акустический поглотитель, внутренний звукопоглощающий слой, пол многослойной конструкции, экранированный дверной блок, оборудование жизнеобеспечения. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to the field of shielding electromagnetic fields of various origins and to sound-absorbing structures. EFFECT: creation of closed stationary screened rooms with the properties of separating the internal electromagnetic and acoustic environment from the external environment, designed to reduce the levels of external electromagnetic fields and acoustic noise inside the premises. The utility model can be used in conducting accurate psychophysiological studies. The stationary shielded chamber contains panels that form a closed volume, a two-layer magnetic metal shield, a two-layer electromagnetic shield made of high-conductivity metal, an acoustic absorber, an internal sound-absorbing layer, a floor of a multilayer structure, a shielded door block, and life support equipment. 7 w.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области экранирования электромагнитных полей различного происхождения и к звукопоглощающим конструкциям и может быть использована при проведении точных психофизиологических исследований.The utility model relates to the field of shielding electromagnetic fields of various origins and to sound-absorbing structures and can be used in conducting accurate psychophysiological studies.

Известна конструкция сборно-разборной экранированной камеры с двойным экраном (патент РФ №150929, H05K 9/00, 2014) в которой двойной электромагнитный экран выполнен в виде сетки. Однако данная конструкция не обеспечивает магнитостатического и электростатического экранирования, а также экранирования от акустического шума.Known design collapsible shielded chamber with a double screen (RF patent No. 150929, H05K 9/00, 2014) in which the double electromagnetic screen is made in the form of a grid. However, this design does not provide magnetostatic, electrostatic, or acoustic noise shielding.

Известна сборно-разборная пространственная замкнутая конструкция (патент РФ №85512, E04B 1/84, E04B 1/343, 2008) в которой звукоизоляция выполнена из композитных алюминиевых панелей. Однако известная конструкция не обеспечивает магнитостатического и электростатического экранирования.Known collapsible spatial closed structure (RF patent No. 85512, E04B 1/84, E04B 1/343, 2008) in which the sound insulation is made of composite aluminum panels. However, the known design does not provide magnetostatic and electrostatic shielding.

Известна безэховая камера (патент РФ №2447551, H01Q 17/00, 2011), выбранная в качестве прототипа, содержащая стенки, образующие замкнутый объем, электрогерметичный металлический экран, который установлен внутри замкнутого объема, причем стенки электрогерметичного металлического экрана прикреплены соответственно к стенкам, образующим замкнутый объем, металлические основания, закрепленные на стенках электрогерметичного металлического экрана, радиопоглотитель, выполненный в виде ферритовых пластин из магний-цинкового феррита, и звукопоглотитель, выполненный в виде звукопоглощающих панелей. Известная безэховая камера не содержит внутреннего каркаса, что не позволяет создавать камеры без привязки к элементам конструкций зданий, кроме того, в конструкцию камеры не включено оборудование жизнеобеспечения, необходимое для продолжительной работы персонала внутри камеры.An anechoic chamber is known (RF patent No. 2447551, H01Q 17/00, 2011), selected as a prototype, containing walls forming a closed volume, an electrotight metal screen that is installed inside a closed volume, and the walls of the electrotight metal screen are attached respectively to the walls forming a closed volume, metal bases fixed on the walls of an electrotight metal screen, a radio absorber made in the form of ferrite plates made of magnesium-zinc ferrite, and a sound absorber made in the form of sound absorbing panels. The well-known anechoic chamber does not contain an internal frame, which does not allow creating chambers without reference to structural elements of buildings, in addition, the life support equipment necessary for long-term work of personnel inside the chamber is not included in the chamber design.

Задачей полезной модели является создание замкнутых стационарных экранированных помещений, обладающих свойствами разделения внутренней электромагнитной и акустической обстановок от внешней среды и предназначенных для снижения уровней напряженности внешних электромагнитных полей и акустического шума внутри помещений. Линейные размеры помещений могут быть изменены в зависимости от предъявляемых требований.The objective of the utility model is to create closed stationary shielded rooms that have the properties of separating the internal electromagnetic and acoustic environment from the external environment and are designed to reduce the levels of external electromagnetic fields and acoustic noise inside the premises. The linear dimensions of the premises can be changed depending on the requirements.

Поставленная задача достигается за счет того, что стационарная экранированная камера содержит панели, образующие замкнутый объем, магнитный экран, электромагнитный экран, акустический поглотитель, внутренний звукопоглощающий слой, экранированный дверной блок, оборудование жизнеобеспечения. Панели, образующие стены и потолок содержат внутренний металлический каркас, выполнены в виде многослойной конструкции из четырех слоев гипсовых плит, расположенных попарно с наружной и внутренней сторон панелей, воздушный зазор между парами гипсовых плит заполнен акустическим поглотителем, магнитный металлический экран выполнен двухслойным с расположением слоев по обе стороны акустического поглотителя, электромагнитный экран выполнен двухслойным из металла с высокой проводимостью, с расположением слоев между парными гипсовыми плитами, пол выполнен в виде многослойной конструкции из листов фанеры, двухслойного магнитного металлического экрана, двухслойного электромагнитного экрана, при этом слои экранов расположены между листами фанеры, напольное покрытие выполнено материалом с антистатическими свойствами, панели, дверная коробка, каркас, слои экранов пола механически и электрически соединены между собой резьбовыми соединениями и заземлены, конструкция экранированного дверного блока обеспечивает электрический контакт полотна двери по периметру дверной коробки, оборудование жизнеобеспечения выполнено в виде внутреннего освещения и принудительной вытяжной вентиляции с воздуховодами S – образной формы, при этом просветы воздуховодов имеют электромагнитные фильтры из мелкоячеистой металлической сетки.The task is achieved due to the fact that the stationary shielded chamber contains panels that form a closed volume, a magnetic shield, an electromagnetic shield, an acoustic absorber, an internal sound-absorbing layer, a shielded door block, and life support equipment. The panels that form the walls and ceiling contain an internal metal frame, are made in the form of a multilayer structure of four layers of gypsum boards, located in pairs on the outer and inner sides of the panels, the air gap between the pairs of gypsum boards is filled with an acoustic absorber, the magnetic metal screen is made of two layers with the layers arranged along both sides of the acoustic absorber, the electromagnetic screen is made of a two-layer metal with high conductivity, with the arrangement of layers between paired gypsum boards, the floor is made in the form of a multilayer structure of plywood sheets, a two-layer magnetic metal screen, a two-layer electromagnetic screen, while the layers of the screens are located between the plywood sheets , the floor covering is made of material with antistatic properties, panels, door frame, frame, layers of floor screens are mechanically and electrically interconnected by threaded connections and grounded, the design of the shielded door block provides electrical contact of the door leaf along the perimeter of the door frame, life support equipment is made in the form of an internal lighting and forced exhaust ventilation with S-shaped air ducts, while the air duct gaps have electromagnetic filters made of fine-mesh metal mesh.

Предпочтительно магнитный экран выполнен из листовой оцинкованного оцинкованной стали.Preferably, the magnetic shield is made of galvanized galvanized steel sheet.

Предпочтительно электромагнитный экран выполнен из алюминиевой фольги. Preferably, the electromagnetic shield is made of aluminum foil.

Предпочтительно для изготовления электромагнитного экрана может использоваться мелкоячеистая сетка из металла с высокой проводимостьюPreferably, a fine mesh of highly conductive metal can be used to make the electromagnetic shield.

Предпочтительно акустический поглотитель выполнен из минеральной ваты.Preferably, the acoustic absorber is made of mineral wool.

Предпочтительно внутренний звукопоглощающий слой выполнен из листового пористого материала с поверхностью в форме пирамид.Preferably, the inner sound-absorbing layer is made of porous sheet material with a pyramid-shaped surface.

Предпочтительно внутреннее освещение выполнено источниками света с питанием постоянным током.Preferably, the interior lighting is provided by direct current powered light sources.

Предпочтительно внутреннее освещение имеет регулировку уровня яркости.Preferably, the interior lighting is dimmable.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструкция стеновой и потолочной панелей стационарной экранированной камеры. Здесь: 1 – гипсовая плита, 2 – электромагнитный экран, 3 – магнитный экран, 4 - акустический поглотитель, 5 –звукопоглощающий слой, 6 – каркас, на фиг. 2 представлена конструкция пола стационарной экранированной камеры. Здесь: 7 – фанера, 2 – электромагнитный экран, 3 – магнитный экран, 8 – напольное покрытие.The utility model is illustrated by drawings, where figure 1 shows the design of the wall and ceiling panels of a stationary shielded chamber. Here: 1 - gypsum board, 2 - electromagnetic screen, 3 - magnetic screen, 4 - acoustic absorber, 5 - sound-absorbing layer, 6 - frame, in Fig. 2 shows the design of the floor of a stationary shielded chamber. Here: 7 - plywood, 2 - electromagnetic screen, 3 - magnetic screen, 8 - flooring.

Предложенная в настоящем техническом решении стационарная экранированная камера, содержит панели образующих замкнутый объем, магнитный экран, электромагнитный экран, акустический поглотитель, внутренний звукопоглощающий слой, экранированный дверной блок, оборудование жизнеобеспечения. Конструкция панелей образующих стены и потолок представлена на фиг. 1. Панели имеют внутренний каркас 6 из П-образного металлического профиля, четыре слоя гипсовых плит 1 толщиной 12,5 мм, гипсовые плиты 1 расположены попарно с наружной и внутренней сторон панелей, воздушный зазор между парами гипсовых плит 1 заполнен акустическим поглотителем 4 из минеральной ваты, толщиной 100 мм, классом звукопоглощения А. Магнитный металлический экран 3 имеет два слоя, слои магнитного экрана расположены по обе стороны акустического поглотителя 4. Электромагнитный экран 2 имеет два слоя, слои электромагнитного экрана расположены между парными гипсовыми плитами 1.The stationary shielded chamber proposed in this technical solution contains panels forming a closed volume, a magnetic shield, an electromagnetic shield, an acoustic absorber, an internal sound-absorbing layer, a shielded door unit, and life support equipment. The design of the panels forming the walls and ceiling is shown in Fig. 1. The panels have an internal frame 6 made of a U-shaped metal profile, four layers of gypsum boards 1 12.5 mm thick, gypsum boards 1 are located in pairs on the outer and inner sides of the panels, the air gap between pairs of gypsum boards 1 is filled with an acoustic absorber 4 made of mineral wool, 100 mm thick, sound absorption class A. The magnetic metal screen 3 has two layers, the layers of the magnetic screen are located on both sides of the acoustic absorber 4. The electromagnetic screen 2 has two layers, the layers of the electromagnetic screen are located between paired gypsum slabs 1.

Конструкция пола представлена на фиг. 2, состоит из листов фанеры 7, двух слоев магнитного металлического экрана 3, двух слоев электромагнитного экрана 2. Слои электромагнитного экрана 2 расположены между листами фанеры 7. Слои магнитного экрана 3 расположены так, что один слой расположен между нижним листом фанеры 7 и основанием пола здания, а второй слой между верхним листом фанеры 1 и напольным покрытием. Напольное покрытие 8 выполнено из линолеума с антистатическими свойствами.The floor structure is shown in Fig. 2, consists of sheets of plywood 7, two layers of magnetic metal shield 3, two layers of electromagnetic shield 2. The layers of electromagnetic shield 2 are located between the sheets of plywood 7. The layers of magnetic shield 3 are arranged so that one layer is located between the bottom sheet of plywood 7 and the base of the floor building, and the second layer between the top sheet of plywood 1 and the floor covering. The floor covering 8 is made of linoleum with antistatic properties.

Магнитный металлический экран 3 (фиг.1, фиг.2) выполнен из оцинкованного металлического листа. Электромагнитный экран 2 (фиг. 1, фиг.2) выполнен из алюминиевой фольги. Внутренний звукопоглощающий слой 5 выполнен из листового пористого материала с поверхностью в форме пирамид. Элементы панелей, дверная коробка, каркас, слои экранов пола механически и электрически соединены между собой резьбовыми соединениями и заземлены. Конструкция экранированного дверного блока обеспечивает электрический контакт полотна двери по периметру дверной коробки. Оборудование жизнеобеспечения включает внутреннее освещение, выполненное светодиодными источниками света с питанием постоянным током и регулируемой яркостью, и принудительную вытяжную вентиляции с воздуховодами S-образной формы, при этом просветы воздуховодов имеют электромагнитные фильтры из мелкоячеистой металлической сетки.Magnetic metal screen 3 (figure 1, figure 2) is made of galvanized metal sheet. The electromagnetic screen 2 (Fig. 1, Fig.2) is made of aluminum foil. The inner sound-absorbing layer 5 is made of sheet porous material with a surface in the form of pyramids. Panel elements, door frame, frame, floor screen layers are mechanically and electrically interconnected by threaded connections and grounded. The design of the shielded door block provides electrical contact of the door leaf along the perimeter of the door frame. Life support equipment includes interior lighting made by LED light sources powered by direct current and dimmable, and forced exhaust ventilation with S-shaped air ducts, while air duct gaps have electromagnetic filters made of fine mesh metal mesh.

Звукоизоляция от акустического шума в нормируемом диапазоне частот от 100 Гц до 3150 Гц достигается применением двухслойной симметричной раздельной конструкции панелей по фиг.1 с воздушным промежутком, заполненным акустическим поглотителем 4. Применение двух слоев гипсовых плит 1 в каждом слое, удваивает массу панелей, что в соответствии с законом массы увеличивает индекс звукоизоляции на 6 дБ, а также приводит к удвоению жесткости конструкции, что в совокупности увеличивает индекс звукоизоляции в среднем на 9 дБ. Заполнение воздушного промежутка акустическим поглотителем 4 улучшает звукоизоляцию в среднем на 6 дБ. В результате индекс звукоизоляции панелей составляет 52-54 дБ. Звукопоглощающий слой 5 обеспечивает снижение стандартного времени реверберации звуковых колебаний и формирование безэхового пространства внутри камеры за счет применения звукопоглощающего материала в форме клиньев.Soundproofing from acoustic noise in the normalized frequency range from 100 Hz to 3150 Hz is achieved by using a two-layer symmetrical separate design of the panels according to figure 1 with an air gap filled with an acoustic absorber 4. The use of two layers of gypsum boards 1 in each layer doubles the weight of the panels, which in in accordance with the law of mass increases the sound insulation index by 6 dB, and also leads to a doubling of the rigidity of the structure, which together increases the sound insulation index by an average of 9 dB. Filling the air gap with an acoustic absorber 4 improves sound insulation by an average of 6 dB. As a result, the sound insulation index of the panels is 52-54 dB. The sound-absorbing layer 5 reduces the standard reverberation time of sound vibrations and creates an anechoic space inside the chamber through the use of sound-absorbing material in the form of wedges.

Экранирование от электрических и магнитных полей достигается применение составного экрана с сочетанием слоев алюминий-сталь-сталь-алюминий см. 2,3 (фиг.1 и фиг.2). Электромагнитостатический режим экранирования в диапазоне частот от 0 до 10⁴Гц обеспечивается магнитным экраном путем замыкания электрического поля на поверхности металлической массы экрана с передачей электрических зарядов на контур заземления и замыканием магнитного поля в толще экрана, при этом в качестве материала экрана применен металлический лист с оцинкованной поверхностью, что повышает проводимость поверхностного слоя и увеличивает эффективность экранирования. Электромагнитный режим экранирования в диапазоне частот от 10⁴до 10⁸ Гц и выше, основанный на действии вихревых токов, обеспечивается электромагнитным экраном, выполненным из алюминиевой фольги, а также магнитным экраном в режиме поглощения. Эффективность экранирования составляет не менее 40 дБ в диапазоне от 10 кГц до 100 кГц, не менее 60 дБ в диапазоне от 100 кГц до 100 МГц, не менее 80 дБ в диапазоне от 100 МГц до 20 ГГц.Shielding from electric and magnetic fields is achieved by using a composite screen with a combination of aluminum-steel-steel-aluminum layers, see 2.3 (figure 1 and figure 2). The electromagnetostatic mode of shielding in the frequency range from 0 to 10 ⁴ Hz is provided by a magnetic shield by closing the electric field on the surface of the metal mass of the shield with the transfer of electric charges to the ground loop and closing the magnetic field in the thickness of the shield, while a metal sheet with galvanized steel is used as the shield material. surface, which increases the conductivity of the surface layer and increases the shielding efficiency. The electromagnetic shielding mode in the frequency range from 10 ⁴ to 10 ⁸ Hz and higher, based on the action of eddy currents, is provided by an electromagnetic shield made of aluminum foil, as well as a magnetic shield in the absorption mode. Shielding efficiency is not less than 40 dB in the range from 10 kHz to 100 kHz, not less than 60 dB in the range from 100 kHz to 100 MHz, not less than 80 dB in the range from 100 MHz to 20 GHz.

Источники информации:Information sources:

1. Чернышева Т.А. Конструктивные решения многослойных легких ограждений повышенной звукоизоляции. Спец. 05.23.01 «Строительные конструкции, здания и сооружения»: дис. … канд. техн. наук. Макеевка, 2019. – С.76-84.1. Chernysheva T.A. Constructive solutions for multi-layer lightweight fencing with increased sound insulation. Specialist. 05.23.01 "Building structures, buildings and structures": dis. … cand. tech. Sciences. Makeevka, 2019. - P.76-84.

2. Гроднев И.И. Электромагнитное экранирование в широком диапазоне частот. М.: Связь, 1972. – С.25-76.2. Grodnev I.I. Electromagnetic shielding in a wide frequency range. M.: Communication, 1972. - S.25-76.

3. Патент 150929 Российская Федерация, МПК H05K 9/00. Сборно-разборная экранированная камера с двойным экраном: №2014135506/07: заявл. 01.09.2014: опубл. 10.03.2015 / Чикалев И.А., Есин А.И.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Техническая Компания «Эспадон». 32 с. ил.3. Patent 150929 Russian Federation, IPC H05K 9/00. Collapsible Shielded Double Screen Chamber: No. 2014135506/07: Appl. 09/01/2014: publ. 03/10/2015 / Chikalev I.A., Esin A.I.; applicant and patent holder Limited Liability Company "Scientific and Technical Company" Espadon ". 32 p. ill.

4. Патент 85512 Российская Федерация, МПК E04B 1/84, E04B 1/343. Сборно-разборная пространственная замкнутая конструкция: №2008146291/22: заявл. 24.11.2008: опубл. 10.08.209 / Подгорнов В.А., Крыванов А.В., Гурьянов М.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное унитарное предприятие «Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина» (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина»). 21 с. ил.4. Patent 85512 Russian Federation, IPC E04B 1/84, E04B 1/343. Collapsible spatial closed structure: No. 2008146291/22: Appl. 11/24/2008: publ. 10.08.209 / Podgornov V.A., Kryvanov A.V., Guryanov M.V.; applicant and patent holder Federal State Unitary Enterprise "Russian Federal Nuclear Center - All-Russian Scientific Research Institute of Technical Physics named after academician E.I. Zababakhin (Federal State Unitary Enterprise RFNC-VNIITF named after Academician E.I. Zababakhin). 21 p. ill.

5. Патент 2447551 Российская Федерация, МПК H 01 Q 17/00. Безэховая камера: №2011110705/07: заявл. 22.03.2011: опубл. 10.042012 / Костишин В.Г., Кожитов Л.В., Андреев В.Г., Морченко А.Т., Молчанов А.Ю.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС». 8 с. ил.5. Patent 2447551 Russian Federation, IPC H 01 Q 17/00. Anechoic chamber: No. 2011110705/07: App. 03/22/2011: publ. 10.042012 / Kostishin V.G., Kozhitov L.V., Andreev V.G., Morchenko A.T., Molchanov A.Yu.; applicant and patent holder Federal State Educational Institution of Higher Professional Education "National Research Technological University "MISiS". 8 s. ill.

Claims

1. A stationary shielded chamber, consisting of panels forming a closed volume, a magnetic shield, an electromagnetic shield, an acoustic absorber, an internal sound-absorbing layer, a shielded door unit, life support equipment, characterized in that the panels forming walls and ceiling contain an internal metal frame and made in the form of a multilayer structure of four layers of gypsum boards located in pairs on the outer and inner sides of the panels, the air gap between the pairs of gypsum boards is filled with an acoustic absorber, the magnetic metal screen is made of two layers with the arrangement of layers on both sides of the acoustic absorber, the electromagnetic screen is made of two layers of metal with high conductivity, with the arrangement of layers between paired gypsum boards, the floor is made in the form of a multi-layer structure of plywood sheets, a two-layer magnetic metal screen, a two-layer electromagnetic screen, while the layers of screens are located between plywood sheets, the floor covering is made of a material with antistatic properties, panels , door frame, frame, layers of floor screens are mechanically and electrically connected to each other by threaded connections and grounded, the design of the screened door block provides electrical contact of the door leaf along the perimeter of the door frame, life support equipment is made in the form of internal lighting and forced exhaust ventilation with S-shaped air ducts forms, while the gaps of the air ducts have electromagnetic filters made of a fine-mesh metal mesh.

2. Stationary shielded chamber according to claim 1, characterized in that the magnetic shield is made of galvanized sheet steel.

3. Stationary shielded chamber according to claim 1, characterized in that the electromagnetic shield is made of aluminum foil.

4. Stationary shielded chamber according to claim 1, characterized in that a fine-meshed metal mesh with high conductivity is used for the manufacture of the electromagnetic shield.

5. Stationary shielded chamber according to claim 1, characterized in that the acoustic absorber is made of mineral wool.

6. Stationary shielded chamber according to claim 1, characterized in that the inner sound-absorbing layer is made of sheet porous material with a pyramid-shaped surface.

7. Stationary shielded camera according to claim 1, characterized in that the interior lighting is made by light sources powered by direct current.

8. Stationary shielded camera according to claim 1, characterized in that the interior lighting has an adjustable brightness level.