[发明专利]近区低频强磁场屏蔽效能测试系统及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种屏蔽效能测试系统及其测试方法，特别是一种用于测量电磁屏蔽室对近区低频强磁场屏蔽效能的测试系统及其测试方法。

背景技术

低频磁场干扰是一种很难屏蔽的干扰。通常电磁屏蔽设计所考虑的频率范围在10kHz以上频段，用于电磁屏蔽室屏蔽效能测量的装置，主要测量电场以及高频电磁场，10kHz以下频段一般不予考虑。GB/T 12190-2006《电磁屏蔽室屏蔽效能的测试方法》中详细规定了屏蔽室屏蔽效能的测量方法，其规定的频段从9kHz～18GHz。本单位作为全军电磁脉冲防护研究测试中心，已建立有用于脉冲强磁场、脉冲强电场测量的模拟器，以及成套的电磁屏蔽室屏蔽效能测试设备，其所测电磁场的频率最小为14kHz。工程应用中的电磁屏蔽室一般大小有限，内部还会有通信、监控等设备，这就要求测试装置体积要小，便于操作。

在北京工业大学袁岩兴的硕士论文“低频磁屏蔽材料的制备与研究”中提出了一种测量低阻抗磁场屏蔽效能的亥姆霍兹线圈(或螺线管)法，采用亥姆霍兹线圈作为模拟场源，将样品整体放入磁场源中进行低频磁场屏蔽效能测试。但测试时的磁场频率固定为工频50Hz，且仅能测量较小的样品，无法用于工程中电磁屏蔽室的测试。在公开号为CN2279616，发明名称为“低频磁场测量仪”的中国专利中公开了一种用于测量低频磁场的测量仪，其测量的磁场为低频弱磁场，磁场的频率范围为(30～400)Hz，且仅能检测磁场的大小，并不涉及屏蔽体对低频磁场屏蔽效能的测试。

目前尚未报道有用于测量电磁屏蔽室对低频强磁场屏蔽效能的测试系统，因此迫切需要研制测量动态范围大，体积小方便携带的低频强磁场屏蔽效能测试系统。

发明内容

本发明的目的是弥补现有技术的空白，提供一种能够评价屏蔽室对近区低频强磁场的屏蔽效能的近区低频强磁场屏蔽效能测量系统。

本发明的近区低频强磁场屏蔽效能测试系统，包括下列部件：

1)用于产生和发射磁场信号的低频大电流源和发射环天线；

2)用于接收和处理磁场信号的接收环天线、接收机和带有Matlab软件和可视化软件的计算机；

其中，所说的低频大电流源输出交变方波电流的调节范围为(20～300)A，电流频率范围为(30～1k)Hz，电流电压最大值为25V；所说的发射环天线和接收环天线为直径为30cm的小环天线；所说的接收机为灵敏度较高的数字示波器。低频大电流源产生大小、频率连续可调的电流信号，流经所述发射环天线的大电流可以在近区产生以磁场为主的强感应场。接收环天线用于接收磁场信号并将信号传送至接收机，计算机用于数据采集、波形绘制、屏蔽效能计算。可视化软件，具有对示波器参数进行自动设置、对示波器的测量数据实现实时采集、对已存的数据进行回读处理、波形绘制、计算磁场峰值屏蔽效能等功能，能够实现磁场接收设备数据采集及数据处理的一体化。

优选地，

本发明的近区低频强磁场屏蔽效能测试系统中，所说的低频大电流源包括主电路和控制电路两部分，其中主电路采用两级逆变结构，功率转换器件选用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，控制电路包括单片机PIC6F73、主电路的驱动控制模块、电压电流采样模块、故障报警与处理模块和参数给定与显示模块。

本发明的近区低频强磁场屏蔽效能测试系统中，所说的发射环天线由可以承受大电流的铜条绕制而成，直径是30cm，共13匝；接收环天线由漆包线绕制而成，直径是30cm，共1200匝。

本发明的近区低频强磁场屏蔽效能测试方法，包括下列步骤：

1)将发射环天线和接收环天线共轴放置，二者距屏蔽体外边缘均为30cm；

2)调节低频大电流源输出电流的频率和幅度，分别记录自由空间和有屏蔽体时接收机的测试波形；

3)对有屏蔽、无屏蔽时接收机的测量波形进行快速傅里叶变换，记录两个频谱中对应点的幅值；

4)根据测试数据，可按式(1)求得屏蔽室被测部位在不同频率上的屏蔽效能SE_M：