RU2402892C1

RU2402892C1 - Экранированный бокс с защищенным от внешнего электромагнитного воздействия внутренним объемом

Info

Publication number: RU2402892C1
Application number: RU2009142621/07A
Authority: RU
Inventors: Тимофей Владимирович Песков (RU); Тимофей Владимирович Песков; Максим Алексеевич Шавыкин (RU); Максим Алексеевич Шавыкин; Борис Владимирович Фармаковский (RU); Борис Владимирович Фармаковский; Ольга Вячеславовна Васильева (RU); Ольга Вячеславовна Васильева; Никита Владимирович Маренников (RU); Никита Владимирович Маренников; Татьяна Юрьевна Бутусова (RU); Татьяна Юрьевна Бутусова; Лидия Владимировна Галяткина (RU); Лидия Владимировна Галяткина; Павел Алексеевич Кузнецов (RU); Павел Алексеевич Кузнецов
Original assignee: Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2010-10-27

Abstract

Изобретение относится к экранированию аппаратов или их деталей от магнитных полей и может применяться для проведения медико-биологических исследований в области изучения влияния магнитных полей на биологические объекты. Техническим результатом изобретения является разработка новой конструкции экранированной камеры с полностью защищенным от внешнего электромагнитного воздействия внутренним объемом. Технический результат достигается за счет того, что в качестве экранирующего материала используются ленты из аморфного и/или нанокристаллического магнитомягкого сплава на основе кобальта с начальной магнитной проницаемостью сплава не ниже 20·10³, при этом ленты зафиксированы относительно друг друга при помощи эластичного полимерного материала, обладающего величиной адгезии к ленте не менее 1 МПа, и расположены внахлест с перекрытием не менее толщины самой ленты. В предложенном экранированном боксе могут быть предусмотрены вводы для измерительной аппаратуры и системы жизнеобеспечения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к экранированию аппаратов или их деталей от магнитных полей и может применяться для проведения медико-биологических исследований в области изучения влияния магнитных полей на биологические объекты.

Интенсивное использование электромагнитной и электрической энергии в современном информационном обществе привело к тому, что сформировался новый значимый фактор загрязнения окружающей среды - электромагнитный [1]. К его появлению привело развитие современных технологий передачи информации и энергии, дистанционного контроля и наблюдения, некоторых видов транспорта, а также развитие ряда технологических процессов. В настоящее время мировой общественностью признано, что электромагнитное поле (ЭМП) искусственного происхождения является значимым экологическим фактором с высокой биологической активностью. Введено специальное понятие - электромагнитная экология.

По сравнению с ЭМП естественного происхождения (естественный электромагнитный фон Земли) техногенные ЭМП обладают на порядки большей интенсивностью и неравномерностью локализации по пространству [2, 3]. Биологический эффект искусственных ЭМП в условиях длительного воздействия накапливается, в результате возможно развитие дегенеративных процессов центральной нервной системы, рака крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональных заболеваний. Наиболее чувствительные системы организма человека: сердечно-сосудистая, нервная, иммунная, эндокринная и половая.

Исследования влияния ЭМП на биологические объекты характеризуется наличием большого количества экспериментального материала, подтверждающего сам факт такого влияния, и практически полным отсутствием данных о возможных механизмах этих взаимодействий.

Выяснение механизмов воздействия электромагнитных полей на биологические объекты является чрезвычайно актуальной задачей, решение которой может позволить в перспективе защитить жизнь и здоровье человека.

Для корректной постановки подобных исследований необходимо избавиться от влияния всех действующих ЭМП (включая естественный электромагнитный фон Земли) в некотором ограниченном объеме, достаточном для размещения биологического объекта и проведения конкретного эксперимента.

Известны конструкции экранированных камер, защищенных российскими патентами № 2189647, № 2306635 и № 2345512. Общим недостатком этих конструкций является то, что они не обеспечивают достаточного уровня экранирования внешнего ЭМП.

Решение этой проблемы возможно путем экранирования рабочего объема экспериментальной установки от внешней среды с помощью новых материалов, обладающих высокими магнитными свойствами.

Наиболее близкой по технической сущности является выбранная в качестве прототипа конструкция экранированной камеры, защищенной патентом № 2345512 [4]. В данной конструкции в качестве экранирующего используется материал типа «полимерная пленка - токопроводящее покрытие», в состав которого введены фрагменты в виде ленты из аморфного магнитомягкого сплава. Такой материал достаточно эффективно экранирует ЭМП радиочастотного диапазона, но совершенно неэффективен для экранирования низкочастотных магнитных полей, в том числе магнитного поля Земли.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка новой конструкции экранированной камеры с полностью защищенным от внешнего электромагнитного воздействия внутренним объемом.

Технический результат достигается за счет того, что в качестве экранирующего материала используются ленты аморфного и/или нанокристаллического магнитомягкого сплава на основе кобальта с высокой начальной магнитной проницаемостью - не ниже 20·10³.

Конструкция экранированного бокса представлена на чертеже, где 1 - слои экранирующего материала, 2 - слои немагнитного материала (например, гофрированного картона). Экранированный бокс представляет собой либо цилиндр, либо куб или прямоугольный параллелепипед, боковые стены, пол и потолок которого выполнены из таких лент, уложенных внахлест с перекрытием не менее толщины самой ленты, и зафиксированных относительно друг друга с помощью полимерной диэлектрической пленки. Все слои сгруппированы в независимые пакеты с промежутками между пакетами, выполненными из немагнитного материала. С одного торца цилиндр имеет фиксированную заглушку, с другого торца - съемную крышку. Заглушка и крышка имеют экранирующее покрытие, идентичное покрытию цилиндра.

Существенным отличием предлагаемой конструкции является отсутствие магнитного поля внутри экранированного бокса за счет особого расположения лент внахлест с перекрытием не менее толщины самой ленты и фиксации такой конструкции при помощи эластичного полимерного материала, обладающего величиной адгезии к ленте не менее 1 МПа. Это отличие от известных аналогов исключает появление магнитных «дыр» и, соответственно, обеспечивает высокую эффективность экранирования. Конструкция съемной крышки также позволяет избежать появления «магнитных дыр» в экране в ходе эксплуатации. Внутри камеры предусмотрена подставка из немагнитного материала, позволяющая располагать биологические объекты в центре экранирующей камеры. Также в экранированном боксе предусмотрены экранированные вводы для измерительной аппаратуры и системы жизнеобеспечения биологического объекта.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Внешнее электромагнитное воздействие поглощается материалом экрана за счет его высокой магнитной проницаемости и магнитной «герметичности» конструкции, немагнитные прослойки также вносят «пассивный» вклад в экранирование, основанный на том, что поле ослабевает пропорционально квадрату расстояния до источника.

Результаты испытаний экранированного бокса, представленные в таблицах 1 и 2, показали, что степень ослабления ЭМП по переменной составляющей внутри экранированного бокса составляет не менее 30 дБ. По постоянной составляющей индукция ЭМП внутри экранированного бокса не превышает 2 мкТл.

Источники информации:

1. Григорьев О.А., Бичелдей Е.П., Меркулов А.В. и др. Определение подходов к нормированию воздействия антропогенного электромагнитного поля на природные экосистемы. Справочно-информационное издание. Российский национальный комитет по защите от неионизирующего излучения, 1999.

2. Бинги В.Н., Савин А.В. Физические проблемы действия слабых магнитных полей на биологические системы // Успехи Физических Наук, 2003, том 173, № 3, с.265-300.

3. Птицына Н.Г., Дж. Виллорези, Л.И. Дорман и др. Естественные и техногенные магнитные поля как факторы, потенциально опасные для здоровья // Успехи Физических Наук, 1998, том 168, №7, с.768-790.

4. Патент РФ № 2345512 «Переносная экранированная камера», кл H05K 9/00, 2009

Результаты испытания экранированного бокса

Таблица 1.
Степень ослабления ЭМП по переменной составляющей
Частота, Гц	Интенсивность ЭМИ, dB		Степень ослабления ЭМП, dB
Частота, Гц	Без экрана	Внутри камеры	Степень ослабления ЭМП, dB
50	+8,6	-24,2	-32,8
100	+2,3	-32,9	-35,2
150	+0,5	-34,6	-36,1
200	-2,0	-39,2	-37,2

Таблица 2.
Степень ослабления ЭМП по постоянной составляющей
Интенсивность ЭМП, мкТл	Интенсивность ЭМП, мкТл
(вне камеры)	(внутри камеры)
102,3	2,8
70,6	2,0
45,4	1,5

Claims

1. Экранированный бокс с защищенным от внешнего электромагнитного воздействия внутренним объемом, отличающийся тем, что его боковые стены, пол и потолок выполнены из лент нанокристаллического магнитомягкого сплава на основе кобальта с начальной магнитной проницаемостью сплава не ниже 20·10³, при этом ленты сплава зафиксированы относительно друг друга при помощи эластичного полимерного материала, обладающего величиной адгезии к ленте не менее 1 МПа, и расположены внахлест с перекрытием не менее толщины самой ленты.

2. Экранированный бокс по п.1, отличающийся тем, что в нем предусмотрены экранированные вводы для измерительной аппаратуры и системы жизнеобеспечения.