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低频脉冲磁场中磁屏蔽体磁饱和效应的试验研究

潘征 李跃波 熊久良 石立华 闫民华

潘征,李跃波,熊久良,等. 低频脉冲磁场中磁屏蔽体磁饱和效应的试验研究[J]. 电波科学学报,2022,37(3):1-8. DOI: 10.12265/j.cjors.2021130
引用本文: 潘征,李跃波,熊久良,等. 低频脉冲磁场中磁屏蔽体磁饱和效应的试验研究[J]. 电波科学学报,2022,37(3):1-8. DOI: 10.12265/j.cjors.2021130
PAN Z, LI Y B, XIONG J L, et al. Test study on magnetic saturation effect of magnetic shield in low-frequency pulsed magnetic field[J]. Chinese journal of radio science,2022,37(3):1-8. (in Chinese). DOI: 10.12265/j.cjors.2021130
Citation: PAN Z, LI Y B, XIONG J L, et al. Test study on magnetic saturation effect of magnetic shield in low-frequency pulsed magnetic field[J]. Chinese journal of radio science,2022,37(3):1-8. (in Chinese). DOI: 10.12265/j.cjors.2021130

低频脉冲磁场中磁屏蔽体磁饱和效应的试验研究

doi: 10.12265/j.cjors.2021130
详细信息
    作者简介:

    潘征:(1978—),男,河南人,军事科学院国防工程研究院工程防护研究所副研究员,博士,主要从事电磁脉冲效应及其防护技术研究

    李跃波:(1969—),男,山西人,军事科学院国防工程研究院工程防护研究所高级工程师,长期从事电磁防护、电子测量等方面的研究

    熊久良:(1986—),男,山东人,军事科学院国防工程研究院工程防护研究所助理研究员,博士,主要从事电磁脉冲效应及其防护技术研究

    通讯作者:

    潘征 E-mail:panman007@sohu.com

  • 中图分类号: TN011

Test study on magnetic saturation effect of magnetic shield in low-frequency pulsed magnetic field

  • 摘要: 针对磁屏蔽体在低频脉冲磁场环境中可能存在的磁饱和问题,利用试验方法开展了磁饱和效应研究,证实了常规工程屏蔽体可在低频脉冲磁场环境中达到磁饱和状态,并通过观测屏蔽效能的变化获得了磁饱和规律,同时分析了磁饱和效应对屏蔽效能的影响及其与屏蔽体的材料磁导率、壳体厚度、外形尺寸等参数的关系. 研究表明:磁屏蔽体屏蔽效能在磁饱和效应影响下,呈现出明显的动态变化特点,具有与屏蔽壳体磁导率类似的变化趋势;壳体厚度2 mm以内、长宽高为2 m×2 m×2 m左右的屏蔽体在上升时间为300 μs、持续时间为1.2 ms的磁场环境中,达到磁饱和状态的磁化场强度约为10 mT,其磁饱和难易程度与磁导率及外形尺寸负相关,与壳体厚度正相关. 试验研究结果与理论分析结论一致,可为磁屏蔽体的科学合理设计提供参考,具有较高的工程应用价值.
  • 图  1  交变磁场屏蔽原理示意图[8]

    Fig.  1  Schematic diagram of alternating magnetic field shielding principle[8]

    图  2  屏蔽体内部静磁磁通分布示意图[8]

    Fig.  2  Schematic diagram of magnetostatic flux distribution inside the shield[8]

    图  3  双指数低频脉冲磁场典型波形示意图

    Fig.  3  Schematic diagram of typical waveform of double exponential low-frequency pulsed magnetic field

    图  4  屏蔽体磁饱和效应试验示意图

    Fig.  4  Schematic diagram of shielding magnetic saturation effect test

    图  5  磁屏蔽体部分实际模型

    Fig.  5  Part of the actual test models of the magnetic shield

    图  6  冷轧钢板和镀锌铁皮的磁化曲线

    Fig.  6  Magnetization curve of cold rolled steel sheet and galvanized iron sheet

    图  7  纯铁板磁化曲线

    Fig.  7  Magnetization curve of pure iron plate

    图  8  低频脉冲磁场磁感应强度两测试系统传感器实物图

    Fig.  8  Prototype of 2 low frequency pulsed magnetic field measuring equipment

    图  9  S1场源作用下屏蔽体不同部位的典型波形

    Fig.  9  Typical waveforms of different parts of the shield under the action of S1 field source

    图  10  屏蔽效能随磁化场强度变化规律

    Fig.  10  The change law of shielding effectiveness with increasing magnetization field intensity

    表  1  屏蔽体试验模型及其基本参数

    Tab.  1  Shield test models and its basic parameters

    材质模型编号尺寸(长×宽×高×厚)数量结构特点及测试窗口设置电导率
    冷轧
    钢板
    G12.50 m×2.50 m×2.5 m×2.00 mm1常规屏蔽门1.08×10-7
    G21.20 m×1.20 m×1.2 m×2.00 mm1一侧开口,0.4 m×0.3 m
    G31.20 m×1.20 m×1.2 m×1.00 mm1一侧开口,0.4 m×0.3 m
    G42.00 m×2.00 m×2.0 m×0.50 mm1一侧开口,0.5 m×0.4 m
    镀锌铁皮D11.00 m×1.00 m×1.0 m×0.75 mm1一侧开口,0.4 m×0.3 m-
    纯铁板T11.95 m×1.95 m×1.0 m×1.00 mm1一侧开口,0.5 m×0.4 m1.6×10-7
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  • 收稿日期:  2021-05-07
  • 网络出版日期:  2021-08-27

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