WO2012141670A1 - Устройство экранирования сенсорного блока магнитокардиографа - Google Patents

Устройство экранирования сенсорного блока магнитокардиографа Download PDF

Info

Publication number
WO2012141670A1
WO2012141670A1 PCT/UA2012/000041 UA2012000041W WO2012141670A1 WO 2012141670 A1 WO2012141670 A1 WO 2012141670A1 UA 2012000041 W UA2012000041 W UA 2012000041W WO 2012141670 A1 WO2012141670 A1 WO 2012141670A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
screen
screening
absorbing material
frame
shielding
Prior art date
Application number
PCT/UA2012/000041
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Владимир Николаевич СОСНИЦКИЙ
Павел Игнатьевич СУТКОВОЙ
Original Assignee
Sosnytskyy Volodymyr Mykolayovych
Sutkovyi Pavlo Gnatovych
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sosnytskyy Volodymyr Mykolayovych, Sutkovyi Pavlo Gnatovych filed Critical Sosnytskyy Volodymyr Mykolayovych
Priority to EP12771148.9A priority Critical patent/EP2699068B1/en
Publication of WO2012141670A1 publication Critical patent/WO2012141670A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073—Shielding materials
    • H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
    • H05K9/0084—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising a single continuous metallic layer on an electrically insulating supporting structure, e.g. metal foil, film, plating coating, electro-deposition, vapour-deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073—Shielding materials
    • H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
    • H05K9/009—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising electro-conductive fibres, e.g. metal fibres, carbon fibres, metallised textile fibres, electro-conductive mesh, woven, non-woven mat, fleece, cross-linked

Definitions

  • the invention relates to the field of technical means of protecting highly sensitive measuring equipment from the effects of high-frequency external noise and can be used for shielding magnetocardiographic complexes operating in unshielded rooms.
  • superconducting quantum interference detectors are usually used, characterized by record high sensitivity up to 10-32 J / Hz in a wide frequency band (from 0 to tens of GHz), while the useful magnetic signal from the measured object is concentrated in a narrow low-frequency range (0, 1-100 Hz).
  • the stability of the functioning of the sensor detectors that make up the sensor unit may be impaired.
  • the level of interference at which the normal operability of the sensor unit is still maintained should not exceed the magnitude of the magnetic component - about 0.1 nT.
  • Such low intrinsic noise immunity of superconducting quantum interference detectors requires the use of additional passive shielding.
  • This patent is selected as a prototype.
  • the sensor unit together with the remaining electronic units of the magnetometer and patient positioning system, is surrounded by an electromagnetic screen, the design of which is made of materials with high conductivity.
  • the structural elements of such a screen should be located at a sufficiently large distance from the sensors to limit the noise impact of the screen itself, and therefore the whole room is shielded, in which weak magnetic fields are measured.
  • a shielded room is an expensive building, and only the largest scientific centers can afford to use it.
  • the basis of the invention is the task of creating a screening device for the sensor unit of the magnetocardiograph, which would eliminate the excess noise introduced by the screens, and would be inexpensive.
  • the electromagnetic screen consists of a lower part - a screen for shielding detectors and an upper part - a shielding cover for shielding electronic pre-amplification units, tightly dressed on the lower part
  • the lower part of the screen is made on a supporting frame, which consists of two serially connected coaxial cylinders without a bottom and on the outer surface to a multilayer woven radar absorbing material based on graphite is fixed, and the bottom of the screen frame is covered with one layer of woven radar absorbing material
  • the shielding cover is made on the frame in the form of a cylinder made of plastic, which is closed by the upper plane of the cylinder and on the outer surface of which a multilayer woven radar absorbing material is fixed, and on bottom edge - lamellas made of copper foil to provide electrical contact between the lower and upper parts of the electromagnetic screen, while in the side surface of the upper part of the electromagnetic screen a hole
  • the design of the electromagnetic screen using multilayer woven radar absorbing materials based on graphite fibers the elements of which can be located in close proximity to magnetosensitive sensors, attenuate noise currents in the walls of the screen and thereby eliminate the excessive noise introduced by the screen itself to the volume that is shielded.
  • the invention is illustrated by the drawing, which shows a shielding device for the sensor unit of the magnetocardiograph.
  • the device contains an electromagnetic screen, consisting of the lower 1 part - a screen for shielding detectors and the upper 2 part - a shielding cover for shielding electronic pre-amplification units, tightly clad on the lower 1 part.
  • the lower 1 part of the screen is made on a supporting frame 3, which consists of two sequentially connected coaxial cylinders of plastic without a bottom and on the outer surface of which a multilayer woven radar absorbing material 4 based on graphite is fixed, and the bottom of the screen frame is closed with a single layer of woven radar absorbing material 5.
  • Upper 2 part of the screen is made on the frame 6 in the form of a cylinder made of plastic, which is closed by the upper plane and on the outer surface of which a multilayer woven radar absorbing material 4 is fixed, and on the bottom edge - lamellas 7 made of copper foil to ensure electrical contact between the lower 1 and upper 2 parts of the electromagnetic screen.
  • An opening 8 is made in the side surface of the upper 2 part of the electromagnetic screen for supplying cables to the electronic pre-amplification units.
  • the electromagnetic screen operates as follows.
  • the copper foil lamellas 7 provide electrical contact between the lower 1 and upper 2 parts of the electromagnetic screen without forming a closed circuit with high conductivity.

Abstract

Изобретение относится к области технических средств защиты высокочувствительной измерительной аппаратуры от воздействия высокочастотных внешних помех и может быть применено для экранирования магнитокардиографических комплексов, работающих в неэкранированных помещениях. Устройство содержит электромагнитный экран, состоящий из нижней части - экрана для экранирования детекторов и верхней части - экранирующей крышки для экранирования электронных блоков предварительного усиления, плотно одетой на нижнюю часть. Нижняя часть экрана выполнена на несущем каркасе, который состоит из двух последовательно соединенных соосных цилиндров без дна и на внешней поверхности которого закреплен многослойный тканый радиопоглощающий материал на основе графита, а дно каркаса экрана закрыто одним слоем тканого радиопоглощающего материала. Экранирующая крышка выполнена на каркасе в виде цилиндра из пластика, который закрыт верхней плоскостью цилиндра и на наружной поверхности которого закреплен многослойный тканый радиопоглощающий материал, а на нижней кромке - ламели из медной фольги для обеспечения электрического контакта между нижней и верхней частями электромагнитного экрана. В боковой поверхности верхней части электромагнитного экрана выполнено отверстие для подводки кабелей к электронным блокам предварительного усиления. Устройство является недорогим и устраняет излишние шумы, вносимые экранами.

Description

УСТРОЙСТВО ЭКРАНИРОВАНИЯ СЕНСОРНОГО БЛОКА
МАГНИТОКАРДИОГРАФА
Изобретение относится к области технических средств защиты высокочувствительной измерительной аппаратуры от воздействия высокочастотных внешних помех и может быть применено для экранирования магнитокардиографических комплексов, работающих в неэкранированньгх помещениях.
Как сенсоры в магнитокардиографах обычно используются сверхпроводящие квантовые интерференционные детекторы, характеризующиеся рекордно высокой чувствительностью до 10-32 Дж/Гц в широкой полосе частот (от 0 до десятков ГГц), тогда как полезный магнитный сигнал от измеряемого объекта сосредоточен в узком низкочастотном диапазоне (0,1-100 Гц). При наличии помех от радиостанций, мобильной связи, электростатических разрядов и других многочисленных источников электромагнитного излучения может нарушаться устойчивость функционирования сенсорных детекторов, входящих в состав сенсорного блока. Уровень помех, при которых еще сохраняется нормальная работоспособность сенсорного блока, не должен превышать величину магнитной составляющей - порядка 0,1 нТл. Такая низкая собственная помехозащищенность сверхпроводящих квантовых интерференционных детекторов требует использования дополнительного пассивного экранирования.
Для устройства электромагнитных экранов используются материалы с высокой электропроводностью (Си, А1 т.д.). При изменении внешнего магнитного поля в стенках экрана возникают индукционные токи, охватывающие объем, который экранируется. Магнитное поле этих токов направлено противоположно внешнему возмущающему полю и частично компенсирует его. Однако использование материалов с высокой проводимостью имеет существенное ограничение, связанное с тем, что при увеличении проводимости увеличивается шумовой ток (шум Найквиста) экрана, который будет восприниматься чувствительным датчиком как внешний шум, тогда как слишком низкий уровень (величина) измеряемых сигналов создает необходимость борьбы со всеми возможными источниками шумов.
Существуют различные способы устранения влияния шумов. Наиболее радикальный способ - это экранирование сравнительно большого объема (комнаты) и, тем самым, отдаление стенок экрана на большое расстояние от сенсоров магнитного поля. До настоящего времени для обеспечения работоспособности магнитокардиографических систем достаточно широко используются пассивные электромагнитные экраны в виде целых экранированных комнат, стоимость которых может в несколько раз превышать стоимость самих магнитокардиографов.
Необходимость использования экранированной комнаты при биомагнитных исследованиях сформулирована в US Patent 5,152,288; Apparatus and method for measuring weak, location-dependent and time-dependent magnetic fields, Hoening E., Reichenberger H., Schneider S., G01R 35/00, G01R 33/035, October 6, 1992.
Этот патент выбран в качестве прототипа. В устройстве-прототипе сенсорный блок вместе с остальными электронными блоками магнитометра и системы позиционирования пациента окружен электромагнитным экраном, конструкция которого выполнена из материалов с высокой проводимостью.
Конструктивные элементы такого экрана должны находиться на достаточно большом расстоянии от сенсоров, чтобы ограничить шумовое воздействие самого экрана, и поэтому экранируется целая комната, в которой осуществляется измерение слабых магнитных полей. Экранированная комната - это дорогостоящее сооружение, и лишь крупнейшие научные центры могут позволить себе ее использование.
В основу изобретения поставлена задача создания устройства экранирования сенсорного блока магнитокардиографа, который устранил бы избыточные шумы, вносимые экранами, и был бы недорогим.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве экранирования сенсорного блока магнитокардиографа, которое содержит электромагнитный экран, согласно изобретению, электромагнитный экран состоит из нижней части - экрана для экранирования детекторов и верхней части - экранирующей крышки для экранирования электронных блоков предварительного усиления, плотно одетой на нижнюю часть, нижняя часть экрана выполнена на несущем каркасе, который состоит из двух последовательно соединенных соосных цилиндров без дна и на внешней поверхности которого закреплен многослойный тканый радиопоглощающий материал на основе графита, а дно каркаса экрана закрыто одним слоем тканого радиопоглощающего материала, экранирующая крышка выполнена на каркасе в виде цилиндра из пластика, который закрыт верхней плоскостью цилиндра и на наружной поверхности которого закреплен многослойный тканый радиопоглощающий материал, а на нижней кромке - ламели из медной фольги для обеспечения электрического контакта между нижней и верхней частями электромагнитного экрана, при этом в боковой поверхности верхней части электромагнитного экрана выполнено отверстие для подводки кабелей к электронным блокам предварительного усиления.
Конструкция электромагнитного экрана с использованием многослойных тканых радиопоглощающих материалов на основе графитовых волокон, элементы которого могут располагаться в непосредственной близости от магниточувствительных датчиков, ослабляют шумовые токи в стенках экрана и, тем самым, устраняют чрезмерный шум, вносимый самим экраном к объему, который экранируется.
Использование вместо экранированной комнаты в прототипе экранирования только сенсорного блока магнитокардиографа позволяет значительно удешевить конструкцию.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображено устройство экранирования сенсорного блока магнитокардиографа.
Устройство содержит электромагнитный экран, состоящий из нижней 1 части - экрана для экранирования детекторов и верхней 2 части - экранирующей крышки для экранирования электронных блоков предварительного усиления, плотно одетой на нижнюю 1 часть. Нижняя 1 часть экрана выполнена на несущем каркасе 3, который состоит из двух последовательно соединенных соосных цилиндров из пластика без дна и на внешней поверхности которого закреплен многослойный тканый радиопоглощающий материал 4 на основе графита, а дно каркаса экрана закрыто одним слоем тканого радиопоглощающего материала 5. Верхняя 2 часть экрана выполнена на каркасе 6 в виде цилиндра из пластика, который закрыт верхней плоскостью и на внешней поверхности которого закреплен многослойный тканый радиопоглощающий материал 4, а на нижней кромке - ламели 7 из медной фольги для обеспечения электрического контакта между нижней 1 и верхней 2 частями электромагнитного экрана. В боковой поверхности верхней 2 части электромагнитного экрана выполнено отверстие 8 для подводки кабелей к электронным блокам предварительного усиления.
Электромагнитный экран функционирует следующим образом.
Электромагнитная волна, падающая на экран, частично отражается от поверхности экрана. Поскольку эффективность отражения пропорциональна проводимости материала экрана, недостаточная эффективность отражения компенсируется увеличением поглощения электромагнитной волны за счет увеличения толщины стенок экрана, а также ростом эффективности экранирования за счет многократного внутреннего переотражения (и поглощения) волн от разнонаправленных тканых графитовых волокон. В то же время сравнительно невысокая проводимость графита и переходные сопротивления между отдельными волокнами графитовой ткани ослабляют шумовые токи в стенках экрана и, тем самым, устраняют чрезмерный шум, вносимый самим экраном к объему, который экранируется. Ламели 7 из медной фольги обеспечивают электрический контакт между нижней 1 и верхней 2 частями электромагнитного экрана, не образуя замкнутого контура с высокой проводимостью.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство экранирования сенсорного блока магнитокардиографа, содержащее электромагнитный экран, которое отличается тем, что электромагнитный экран состоит из нижней части - экрана для экранирования детекторов и верхней части - экранирующей крышки для экранирования электронных блоков предварительного усиления, плотно одетой на нижнюю часть, нижняя часть экрана выполнена на несущем каркасе, который состоит из двух последовательно соединенных соосных цилиндров без дна и на внешней поверхности которого закреплен многослойный тканый радиопоглощающий материал на основе графита, а дно каркаса экрана закрыто одним слоем тканого радиопоглощающего материала, экранирующая крышка выполнена на каркасе в виде цилиндра из пластика, который закрыт верхней плоскостью цилиндра и на наружной поверхности которого закреплен многослойный тканый радиопоглощающий материал, а на нижней кромке - ламели из медной фольги для обеспечения электрического контакта между нижней и верхней частями электромагнитного экрана, при этом в боковой поверхности верхней части электромагнитного экрана выполнено отверстие для подводки кабелей к электронным блокам предварительного усиления.
PCT/UA2012/000041 2011-04-11 2012-04-10 Устройство экранирования сенсорного блока магнитокардиографа WO2012141670A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12771148.9A EP2699068B1 (en) 2011-04-11 2012-04-10 Device for screening a touch-sensitive magnetocardiograph unit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA201104435 2011-04-11
UAA201104435 2011-04-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012141670A1 true WO2012141670A1 (ru) 2012-10-18

Family

ID=47009590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2012/000041 WO2012141670A1 (ru) 2011-04-11 2012-04-10 Устройство экранирования сенсорного блока магнитокардиографа

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2699068B1 (ru)
WO (1) WO2012141670A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0493090A (ja) * 1990-08-09 1992-03-25 Toshiba Corp 超電導量子干渉装置
US5152288A (en) 1988-09-23 1992-10-06 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus and method for measuring weak, location-dependent and time-dependent magnetic fields
US5475306A (en) * 1992-08-22 1995-12-12 U.S. Philips Corporation Squid magnetivity having a totally enclosing electromagnetic shield with a predeterminded sheet resistance for low noise
RU39718U1 (ru) * 2004-03-29 2004-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет" Сквид магнитометр - градиометр
EP1515149A2 (en) * 2003-09-11 2005-03-16 Kyushu University Magnetic shielding system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5520976A (en) * 1993-06-30 1996-05-28 Simmonds Precision Products Inc. Composite enclosure for electronic hardware
JP5076161B2 (ja) * 2006-12-28 2012-11-21 国立大学法人九州大学 分離型磁気シールド装置
DE102007017316B4 (de) * 2007-04-11 2010-06-24 Bmdsys Production Gmbh Messcontainer für biomagnetische Messungen und biomagnetisches Messsystem

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5152288A (en) 1988-09-23 1992-10-06 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus and method for measuring weak, location-dependent and time-dependent magnetic fields
JPH0493090A (ja) * 1990-08-09 1992-03-25 Toshiba Corp 超電導量子干渉装置
US5475306A (en) * 1992-08-22 1995-12-12 U.S. Philips Corporation Squid magnetivity having a totally enclosing electromagnetic shield with a predeterminded sheet resistance for low noise
EP1515149A2 (en) * 2003-09-11 2005-03-16 Kyushu University Magnetic shielding system
RU39718U1 (ru) * 2004-03-29 2004-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет" Сквид магнитометр - градиометр

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HOENING E.; REICHENBERGER H.; SCHNEIDER S., G01R 35/00, G01R 33/035, 6 October 1992 (1992-10-06)
See also references of EP2699068A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2699068A1 (en) 2014-02-19
EP2699068A4 (en) 2015-05-06
EP2699068B1 (en) 2016-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tong Advanced materials and design for electromagnetic interference shielding
JP4901769B2 (ja) 放射線測定装置
JP4830938B2 (ja) 電子機器用試験装置
SE528689C2 (sv) Ram med avskärmning vid kabel- och/eller rörgenomföringar i en vägg eller annan skiljedel
CN201654083U (zh) 一种用于微弱电压检测装置的屏蔽箱
RU2666959C1 (ru) Дешевый безопасный дисплей для магнитного резонанса с сенсорным экраном
US9728326B2 (en) Apparatus for eddy current inhibiting electro-magnetic interference shielding
EP2395828A1 (en) Apparatus for reducing radiation quantity
KR101804579B1 (ko) 입력 장치
WO2012141670A1 (ru) Устройство экранирования сенсорного блока магнитокардиографа
CN103576112A (zh) 磁共振设备电磁屏蔽方法和相应被屏蔽的装置
EP4134689A1 (en) Electromagnetic field sensor
US20140300523A1 (en) Antenna Mounting System For Metallic Structures
UA100300C2 (ru) Устройство экранирования сенсорного блока магнитокардиографа
CN109640608A (zh) 一种提高屏蔽效能的矩形开孔金属腔体
US5498968A (en) Method and a device to measure electromagnetic radiation from or reception of from outside coming electromagnetic radiation in a circuit card
JP2008082945A (ja) 近傍電磁界分布測定装置
US9964612B2 (en) RF trap, superconducting magnet apparatus including the same, and magnetic resonance imaging apparatus
EP3586399B1 (en) Device for electromagnetically probing a sample
US9329207B2 (en) Surface current probe
Rosu et al. EMI shielding disclosed through virtual and physical experiments
CN105708483A (zh) 放射线检测装置和放射线成像系统
CN219999912U (zh) 一种抗emi干扰的电路板
Zitouna et al. Investigation on composite materials use for EMI shielding in power electronics circuits
RU106761U1 (ru) Геофизический прибор для наземного индукционного частотного зондирования

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12771148

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2012771148

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012771148

Country of ref document: EP