MAGNETIK QO'LLASH(magnit himoyasi) - ob'ektni magnit ta'siridan himoya qilish. maydonlar (doimiy va o'zgaruvchan). Zamonaviy fanning bir qator sohalari (, geologiya, paleontologiya, biomagnetizm) va texnologiya (kosmik tadqiqotlar, yadro energiyasi, materialshunoslik) bo'yicha tadqiqotlar ko'pincha juda zaif magnitlarni o'lchash bilan bog'liq. maydonlar keng chastota diapazonida ~10 -14 -10 -9 T. Tashqi magnit maydonlar (masalan, Tl shovqinli Yer maydoni Tl, elektr tarmoqlari va shahar transportining magnit shovqinlari) juda sezgir qurilmaning ishlashiga kuchli shovqin yaratadi. magnitometrik uskunalar. Magnit ta'sirini kamaytirish. maydonlar magnit maydonni o'tkazish imkoniyatini katta darajada aniqlaydi. o'lchovlar (masalan, qarang: Biologik ob'ektlarning magnit maydonlari).M. e.ning usullaridan. eng keng tarqalganlari quyidagilardir.

Ferromagnit moddadan yasalgan ichi bo'sh silindrning himoya effekti ( 1 - tashqi silindr yuzasi, 2 -ichki sirt). Qoldiq magnit silindr ichidagi maydon

ferromagnit qalqon- yuqori qatlamli materialdan varaq, silindr, shar (yoki boshqa shakldagi qobiq). magnit o'tkazuvchanligi m past qoldiq induksiya r da va kichik majburlash kuchi N bilan. Bunday ekranning ishlash printsipi bir hil magnit maydonga joylashtirilgan ichi bo'sh silindr misolida ko'rsatilishi mumkin. maydon (rasm). Induksion liniyalar ext. magn. dalalar B ext, o'rta c dan ekran materialiga o'tganda ular sezilarli darajada qalinlashadi va silindrning bo'shlig'ida induksiya chiziqlarining zichligi pasayadi, ya'ni silindr ichidagi maydon zaiflashadi. Maydonning zaiflashishi f-loy bilan tavsiflanadi

qayerda D- silindr diametri, d- uning devorining qalinligi, - magn. devor materialining o'tkazuvchanligi. Samaradorlikni hisoblash uchun M. e. hajmlari farq qiladi. konfiguratsiyalar ko'pincha f-lu dan foydalanadi

ekvivalent sharning radiusi qayerda (ekranning o'lchamini uchta o'zaro perpendikulyar yo'nalishda amalda solishtiring, chunki ekranning shakli ME samaradorligiga kam ta'sir qiladi).

Fl (1) va (2) dan yuqori magnitli materiallardan foydalanish kelib chiqadi. o'tkazuvchanligi (masalan, permalloy (36-85% Ni, qolgan Fe va qotishma qo'shimchalar) yoki mu-metal (72-76% Ni, 5% Cu, 2% Cr, 1% Mn, qolgan Fe)) sezilarli darajada yaxshilaydi. ekranlarning sifati (temir uchun). Yaxshilashning aniq usuli ekranlash devorning qalinlashishi tufayli optimal emas. Qatlamlar orasidagi bo'shliqlar bilan ko'p qatlamli ekranlar yanada samarali ishlaydi, buning uchun koeffitsientlar. ekranlash koeffitsient mahsulotiga teng. dep uchun. qatlamlar. Bu ko'p qatlamli ekranlar (yuqori qiymatlarda to'yingan magnit materiallarning tashqi qatlamlari). IN, ichki - permalloy yoki mu-metaldan) biomagnit, paleomagnit va boshqalarni o'rganish uchun magnit bilan himoyalangan xonalarning loyihalari asosini tashkil qiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, permalloy kabi himoya materiallaridan foydalanish bir qator qiyinchiliklar, xususan, ularning magnligi bilan bog'liq. deformatsiyalar va vositalar ostida xossalari. isitish yomonlashadi, ular amalda payvandlashga ruxsat bermaydi, ya'ni. burmalar va boshqalar mexanik. yuklar. Zamonaviyda magn. ekranlar keng qo'llaniladigan ferromagnit. metall ko'zoynaklar(metko'zoynak), magnitga yaqin. permalloy xossalari, lekin mexanik ta'sirga unchalik sezgir emas. ta'sir qiladi. Metglass chiziqlaridan to'qilgan mato yumshoq magnitlarni ishlab chiqarish imkonini beradi. o'zboshimchalik shaklidagi ekranlar va bu material bilan ko'p qatlamli skrining juda oddiy va arzonroq.

Yuqori o'tkazuvchan materialdan tayyorlangan ekranlar(Cu, A1 va boshqalar) magnit o'zgaruvchilardan himoya qilish uchun xizmat qiladi. dalalar. Tashqi o'zgartirilganda magn. ekranning devorlarida induksiya paydo bo'ladi. oqimlar, to-javdar ekranlangan hajmni qoplaydi. Magn. bu oqimlarning maydoni ext ga qarama-qarshi yo'naltirilgan. bezovtalanish va uni qisman qoplaydi. 1 Hz dan yuqori chastotalar uchun koeffitsient ekranlash TO chastotaga mutanosib ravishda o'sadi:

qayerda - magnit doimiy, - devor materialining elektr o'tkazuvchanligi, L- ekran o'lchami, - devor qalinligi, f- dumaloq chastota.

Magn. Cu va Al ekranlari ferromagnitlarga qaraganda unchalik samarali emas, ayniqsa past chastotali e-mag. dalalar, lekin ishlab chiqarish qulayligi va arzon narxlari ko'pincha ulardan foydalanishda afzalroqdir.

Supero'tkazuvchi ekranlar. Ushbu turdagi ekranlarning harakati asoslanadi Meissner effekti- magnitning to'liq siljishi. Supero'tkazgichdan olingan maydonlar. Har qanday tashqi o'zgarishlar bilan magn. supero'tkazgichlarda oqim, oqimlar paydo bo'ladi, bunga muvofiq Lenz qoidasi ushbu o'zgarishlarni qoplash. Supero'tkazuvchilarda an'anaviy o'tkazgichlardan farqli o'laroq, induksiya oqimlar buzilmaydi va shuning uchun extning butun ishlash muddati davomida oqimning o'zgarishini qoplaydi. dalalar. Haqiqat shundaki, o'ta o'tkazuvchan ekranlar juda past haroratlarda va kritik darajadan oshmaydigan maydonlarda ishlashi mumkin. qadriyatlar (qarang Kritik magnit maydon), katta magnit bilan himoyalangan "issiq" hajmlarni loyihalashda sezilarli qiyinchiliklarga olib keladi. Biroq, kashfiyot oksidi yuqori haroratli supero'tkazgichlar(OVS), J. Bednorz va K. Myuller (J. G. Bednorz, K. A. Miiller, 1986) tomonidan yaratilgan, supero'tkazuvchi magnitlardan foydalanishda yangi imkoniyatlar yaratadi. ekranlar. Ko'rinishidan, texnologik jihatdan engib o'tgandan keyin. OVS ishlab chiqarishdagi qiyinchiliklar, azotning qaynash haroratida (va kelajakda, ehtimol xona haroratida) o'ta o'tkazgichga aylanadigan materiallardan o'ta o'tkazuvchan ekranlar qo'llaniladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, o'ta o'tkazgich tomonidan magnit himoyalangan hajm ichida ekran materialining o'ta o'tkazuvchanlik holatiga o'tish paytida mavjud bo'lgan qoldiq maydon saqlanib qoladi. Ushbu qoldiq maydonni kamaytirish uchun maxsus qabul qilish kerak. chora-tadbirlar. Masalan, ekranni ernikiga nisbatan kichik magnit maydonda supero'tkazuvchi holatga o'tkazish. himoyalangan hajmdagi maydonni yoki "shishiruvchi ekranlar" usulini qo'llang, bunda ekranning buklangan shakldagi qobig'i o'ta o'tkazuvchanlik holatiga o'tadi va keyin to'g'rilanadi. Bunday chora-tadbirlar, hozircha, kichik hajmlarda, o'ta o'tkazuvchan ekranlar bilan cheklangan, qoldiq maydonlarni T qiymatiga kamaytirishga imkon beradi.

Siqilishga qarshi faol magnit hosil qiluvchi kompensatsion bobinlar yordamida amalga oshiriladi. maydon kattaligi teng va interferentsiya maydoniga qarama-qarshi. Algebraik yig'indida bu maydonlar bir-birini to'ldiradi. Naib. Helmgolts sariqlari ma'lum bo'lib, ular bobinlarning radiusiga teng masofada bir-biridan uzoqlashtirilgan oqimga ega ikkita bir xil koaksial dumaloq bobinlardir. Etarli darajada bir hil magnit. ular orasidagi markazda maydon hosil bo'ladi. Uch bo'shliqni qoplash uchun. komponentlar kamida uch juft bobinni talab qiladi. Bunday tizimlarning ko'plab variantlari mavjud va ularning tanlovi muayyan talablar bilan belgilanadi.

Faol himoya tizimi odatda past chastotali shovqinlarni (0-50 Gts chastota diapazonida) bostirish uchun ishlatiladi. Uning tayinlashlaridan biri - keyingi kompensatsiya. magn. juda barqaror va kuchli oqim manbalarini talab qiluvchi Yer maydonlari; ikkinchisi - magnit o'zgarishlar uchun kompensatsiya. magnit sensorlar tomonidan boshqariladigan kuchsizroq oqim manbalaridan foydalanish mumkin bo'lgan maydonlar. maydonlar, masalan. magnitometrlar yuqori sezuvchanlik - kalamar yoki fluxgates.Ko'p darajada kompensatsiyaning to'liqligi ushbu sensorlar tomonidan aniqlanadi.

Faol himoya va magnit o'rtasida muhim farq bor. ekranlar. Magn. ekranlar shovqinni ekran bilan chegaralangan butun hajmda yo'q qiladi, faol himoya esa faqat mahalliy hududdagi shovqinlarni yo'q qiladi.

Barcha magnit bostirish tizimlari shovqinga qarshi tebranish kerak. himoya qilish. Ekranlar va magnit sensorlarning tebranishi. maydonlarning o‘zi to‘ldiruvchi manbaga aylanishi mumkin. aralashuv.

Lit.: Rose-Ince A., Roderik E., Fizikaga kirish, trans. ingliz tilidan, M., 1972; Stamberger G. A., Zaif doimiy magnit maydonlarni yaratish uchun asboblar, Novosib., 1972; Vvedenskiy V. L., Ojogin V. I., Supersensitiv magnitometriya va biomagnetizm, M., 1986; Bednorz J. G., Muller K. A., Ba-La-Cr-O tizimida mumkin bo'lgan yuqori Tc supero'tkazuvchanligi, "Z. Phys.", 1986, Bd 64, S. 189. S. P. Naurzakov.

Magnit maydonlarni himoya qilish ikki usulda amalga oshirilishi mumkin:

Ferromagnit materiallar bilan ekranlash.

Kiruvchi oqimlar bilan ekranlash.

Birinchi usul odatda doimiy MF va past chastotali maydonlarni skrining qilish uchun ishlatiladi. Ikkinchi usul yuqori chastotali MFni himoya qilishda sezilarli samaradorlikni ta'minlaydi. Sirt effekti tufayli girdab oqimlarining zichligi va o'zgaruvchan magnit maydonning intensivligi, ular metallga chuqurroq kirib borishi bilan, eksponensial qonunga muvofiq tushadi:

Maydon va oqimning kamayishi, bu ekvivalent kirish chuqurligi deb ataladi.

Kirish chuqurligi qanchalik kichik bo'lsa, ekranning sirt qatlamlarida oqim qanchalik katta bo'lsa, u tomonidan yaratilgan teskari MF shunchalik katta bo'ladi, bu esa pikap manbasining tashqi maydonini ekran egallagan bo'shliqdan siqib chiqaradi. Agar qalqon magnit bo'lmagan materialdan yasalgan bo'lsa, u holda ekranlash effekti faqat materialning o'ziga xos o'tkazuvchanligiga va ekranlash maydonining chastotasiga bog'liq bo'ladi. Agar ekran ferromagnit materialdan yasalgan bo'lsa, unda boshqa narsalar teng bo'lsa, unda tashqi maydon tomonidan katta e induktsiya qilinadi. d.s. magnit maydon chiziqlarining ko'proq kontsentratsiyasi tufayli. Materialning bir xil o'tkazuvchanligi bilan, girdab oqimlari kuchayadi, buning natijasida penetratsiya chuqurligi kichikroq bo'ladi va himoya effekti yaxshilanadi.

Ekranning qalinligi va materialini tanlashda materialning elektr xususiyatlaridan emas, balki mexanik kuch, og'irlik, qattiqlik, korroziyaga chidamlilik, alohida qismlarni birlashtirish qulayligi va ular o'rtasida o'tish aloqalarini o'rnatishni hisobga olish kerak. past qarshilik, lehimlash qulayligi, payvandlash va boshqalar bilan.

Jadvaldagi ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, 10 MGts dan yuqori chastotalar uchun mis va undan ham ko'proq qalinligi taxminan 0,1 mm bo'lgan kumush plyonkalar sezilarli himoya effektini beradi. Shuning uchun, 10 MGts dan yuqori chastotalarda folga bilan qoplangan getinax yoki shisha tolali ekranlardan foydalanish juda maqbuldir. Yuqori chastotalarda po'lat magnit bo'lmagan metallarga qaraganda ko'proq himoya ta'sirini beradi. Shu bilan birga, bunday ekranlar yuqori qarshilik va histerezis tufayli ekranlangan davrlarga sezilarli yo'qotishlarni kiritishi mumkinligini hisobga olish kerak. Shuning uchun, bunday ekranlar faqat kiritishni yo'qotishni e'tiborsiz qoldirib bo'ladigan hollarda qo'llaniladi. Bundan tashqari, ekranning yuqori samaradorligi uchun ekran havoga qaraganda kamroq magnit qarshilikka ega bo'lishi kerak, keyin magnit maydon chiziqlari ekranning devorlari bo'ylab o'tib, ekranning tashqarisidagi bo'shliqqa kamroq miqdorda kirib boradi. Bunday ekran magnit maydon ta'siridan himoya qilish va tashqi makonni ekran ichidagi manba tomonidan yaratilgan magnit maydon ta'siridan himoya qilish uchun teng darajada mos keladi.

Magnit o'tkazuvchanlikning turli qiymatlariga ega bo'lgan ko'plab po'lat va permalloy navlari mavjud, shuning uchun har bir material uchun penetratsion chuqurlik qiymatini hisoblash kerak. Hisoblash taxminiy tenglama bo'yicha amalga oshiriladi:

1) tashqi magnit maydondan himoya qilish

Tashqi magnit maydonning magnit kuch chiziqlari (magnit interferentsiya maydonining induksiyasi chiziqlari) asosan ekran ichidagi bo'shliqning qarshiligiga nisbatan past magnit qarshilikka ega bo'lgan ekran devorlarining qalinligidan o'tadi. . Natijada, tashqi magnit shovqin maydoni elektr davrining ishlashiga ta'sir qilmaydi.

2) O'z magnit maydonini himoya qilish

Agar vazifa tashqi elektr davrlarini lasan oqimi tomonidan yaratilgan magnit maydon ta'siridan himoya qilish bo'lsa, bunday kran ishlatiladi. Induktivlik L, ya'ni L indüktans tomonidan yaratilgan shovqinni amalda lokalizatsiya qilish kerak bo'lganda, bunday muammo rasmda sxematik ko'rsatilgandek magnit ekran yordamida hal qilinadi. Bu erda induktor maydonining deyarli barcha maydon chiziqlari ekranning magnit qarshiligi atrofdagi bo'shliq qarshiligidan ancha past bo'lganligi sababli ekran devorlarining qalinligi bo'ylab, ulardan tashqariga chiqmasdan yopiladi.

3) Ikki ekranli

Ikki tomonlama magnit ekranda bitta ekran devorlarining qalinligidan tashqariga chiqadigan magnit kuch chiziqlarining bir qismi ikkinchi ekran devorlarining qalinligi orqali yopilishini tasavvur qilish mumkin. Xuddi shu tarzda, birinchi (ichki) ekranning ichida joylashgan elektr zanjiri elementi tomonidan yaratilgan magnit shovqinlarni lokalizatsiya qilishda qo'sh magnit ekranning harakatini tasavvur qilish mumkin: magnit maydon chiziqlarining asosiy qismi (magnit adashgan chiziqlar) orqali yopiladi. tashqi ekranning devorlari. Albatta, er-xotin ekranlarda devor qalinligi va ular orasidagi masofa ratsional ravishda tanlanishi kerak.

Umumiy ekranlash koeffitsienti devor qalinligi va ekranlar orasidagi bo'shliq ekranning markazidan masofaga mutanosib ravishda ortib borayotgan hollarda eng katta qiymatga etadi va bo'shliq unga ulashgan ekranlarning devor qalinligining geometrik o'rtacha qiymati hisoblanadi. . Bunday holda, himoya omili:

L = 20lg (H/Ne)

Ushbu tavsiyaga muvofiq ikkita ekranni ishlab chiqarish texnologik sabablarga ko'ra amalda qiyin. Ekranlarning havo bo'shlig'iga ulashgan qobiqlar orasidagi masofani birinchi ekranning qalinligidan kattaroq, taxminan birinchi ekranning biftek va ekranlangan elektron elementining cheti orasidagi masofaga teng tanlash maqsadga muvofiqdir. (masalan, bobinlar va induktorlar). Magnit ekranning bir yoki boshqa devor qalinligini tanlashni aniq qilib bo'lmaydi. Ratsional devor qalinligi aniqlanadi. qalqon materiali, shovqin chastotasi va belgilangan ekranlash omili. Quyidagilarni hisobga olish foydalidir.

1. Interferentsiya chastotasining ortishi bilan (o'zgaruvchan magnit maydon chastotasi) materiallarning magnit o'tkazuvchanligi pasayadi va bu materiallarning ekranlash xususiyatlarining pasayishiga olib keladi, chunki magnit o'tkazuvchanlik pasayganda, magnit o'tkazuvchanlikka qarshilik kuchayadi. ekran tomonidan ta'sir qiluvchi oqim kuchayadi. Qoidaga ko'ra, chastota ortishi bilan magnit o'tkazuvchanlikning pasayishi dastlabki magnit o'tkazuvchanligi eng yuqori bo'lgan magnit materiallar uchun eng kuchli hisoblanadi. Masalan, boshlang'ich magnit o'tkazuvchanligi past bo'lgan elektr po'lat plitalar ortib borayotgan chastota bilan jx qiymatini ozgina o'zgartiradi va magnit o'tkazuvchanlikning boshlang'ich qiymatlari katta bo'lgan permalloy magnit maydon chastotasining oshishiga juda sezgir. ; uning magnit o'tkazuvchanligi chastota bilan keskin pasayadi.

2. Yuqori chastotali shovqin magnit maydoniga ta'sir qiladigan magnit materiallarda sirt effekti sezilarli darajada namoyon bo'ladi, ya'ni ekranning magnit qarshiligining oshishiga olib keladigan magnit oqimning ekran devorlarining yuzasiga siljishi. Bunday sharoitda ekran devorlarining qalinligini ma'lum bir chastotada magnit oqim egallagan chegaralardan tashqariga oshirish deyarli foydasiz ko'rinadi. Bunday xulosa noto'g'ri, chunki devor qalinligining oshishi sirt effekti mavjud bo'lganda ham ekranning magnit qarshiligining pasayishiga olib keladi. Shu bilan birga, magnit o'tkazuvchanlikning o'zgarishi ham hisobga olinishi kerak. Magnit materiallarda teri ta'siri fenomeni odatda past chastotali mintaqada magnit o'tkazuvchanlikning pasayishiga qaraganda sezilarli bo'lib qolganligi sababli, har ikkala omilning ekran devorining qalinligini tanlashga ta'siri magnit shovqin chastotalarining turli diapazonlarida har xil bo'ladi. Qoidaga ko'ra, shovqin chastotasining ortishi bilan ekranlash xususiyatlarining pasayishi dastlabki magnit o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan materiallardan tayyorlangan qalqonlarda ko'proq namoyon bo'ladi. Magnit materiallarning yuqoridagi xususiyatlari magnit ekranlarning materiallari va devor qalinligini tanlash bo'yicha tavsiyalar uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Ushbu tavsiyalarni quyidagicha umumlashtirish mumkin:

A) boshlang'ich magnit o'tkazuvchanligi past bo'lgan oddiy elektr (transformator) po'latdan yasalgan ekranlar, agar kerak bo'lsa, kichik skrining koeffitsientlarini (Ke 10) ta'minlash uchun ishlatilishi mumkin; bunday ekranlar bir necha o'nlab kilogertsgacha bo'lgan juda keng chastota diapazonida deyarli doimiy skrining omilini ta'minlaydi; bunday ekranlarning qalinligi shovqin chastotasiga bog'liq va chastota qanchalik past bo'lsa, ekranning qalinligi talab qilinadi; masalan, 50-100 Gts magnit shovqin maydonining chastotasida ekran devorlarining qalinligi taxminan 2 mm ga teng bo'lishi kerak; agar ekranlash faktorini oshirish yoki qalqonning kattaroq qalinligi zarur bo'lsa, unda kichikroq qalinlikdagi bir nechta ekranlash qatlamlarini (ikki yoki uch qavatli qalqon) ishlatish tavsiya etiladi;

B) nisbatan tor chastota diapazonida katta skrining koeffitsientini (Ke > 10) ta'minlash zarur bo'lsa, dastlabki o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan magnit materiallardan (masalan, permalloy) tayyorlangan ekranlardan foydalanish maqsadga muvofiqdir va uni tanlash tavsiya etilmaydi. har bir magnit ekran qobig'ining qalinligi 0,3-0,4 mm dan ortiq; bunday ekranlarning ekranlash effekti ushbu materiallarning dastlabki o'tkazuvchanligiga qarab bir necha yuz yoki ming gerts dan yuqori chastotalarda sezilarli darajada pasayishni boshlaydi.

Magnit qalqonlar haqida yuqorida aytilganlarning barchasi zaif magnit shovqin maydonlari uchun to'g'ri keladi. Agar qalqon kuchli shovqin manbalariga yaqin joylashgan bo'lsa va unda yuqori magnit induksiyaga ega bo'lgan magnit oqimlari paydo bo'lsa, unda ma'lumki, induksiyaga qarab magnit dinamik o'tkazuvchanlikning o'zgarishini hisobga olish kerak; shuningdek, ekranning qalinligida yo'qotishlarni hisobga olish kerak. Amalda, magnit shovqin maydonlarining bunday kuchli manbalari uchramaydi, ularda ekranga ta'sirini hisobga olish kerak bo'ladi, havaskor radio amaliyotini va radiotexnika uchun normal ish sharoitlarini ta'minlamaydigan ba'zi maxsus holatlar bundan mustasno. keng qo'llaniladigan qurilmalar.

Sinov

1. Magnit ekranlash bilan qalqon:
1) Havoga qaraganda kamroq magnit qarshilikka ega
2) magnit qarshiligi havoga teng
3) havoga qaraganda kattaroq magnit qarshilikka ega

2. Magnit maydonni ekranlashda Qalqonni yerga ulash:
1) Himoya samaradorligiga ta'sir qilmaydi
2) Magnit ekranlash samaradorligini oshiradi
3) Magnit ekranlash samaradorligini pasaytiradi

3. Past chastotalarda (<100кГц) эффективность магнитного экранирования зависит от:
a) qalqon qalinligi, b) materialning magnit o'tkazuvchanligi, c) qalqon va boshqa magnit yadrolari orasidagi masofa.
1) Faqat a va b to'g'ri
2) Faqat b va c to'g'ri
3) Faqat a va b to'g'ri
4) Barcha variantlar to'g'ri

4. Past chastotalarda magnit ekranlash quyidagilardan foydalanadi:
1) Mis
2) alyuminiy
3) Permalloy.

5. Yuqori chastotalarda magnit ekranlashda quyidagilar qo'llaniladi:
1) Temir
2) Permalloy
3) Mis

6. Yuqori chastotalarda (>100 kHz) magnit ekranlashning samaradorligi quyidagilarga bog'liq emas:
1) Ekran qalinligi

2) Materialning magnit o'tkazuvchanligi
3) Ekran va boshqa magnit zanjirlar orasidagi masofalar.

Foydalanilgan adabiyotlar:

2. Semenenko, V. A. Axborot xavfsizligi / V. A. Semenenko - Moskva, 2008 yil.

3. Yarochkin, V. I. Axborot xavfsizligi / V. I. Yarochkin - Moskva, 2000 y.

4. Demirchan, K. S. Elektrotexnikaning nazariy asoslari III jild / K. S. Demirchan S.-P, 2003 yil.

Sanoat chastotasining elektr maydonlarining manbai mavjud elektr inshootlarining oqim o'tkazuvchi qismlari (elektr liniyalari, induktorlar, issiqlik inshootlarining kondansatkichlari, oziqlantiruvchi liniyalar, generatorlar, transformatorlar, elektromagnitlar, solenoidlar, yarim to'lqinli yoki kondansatör tipidagi impuls qurilmalari). , quyma va metall-keramika magnitlari va boshqalar).

Inson tanasiga elektr maydonining uzoq vaqt ta'siri asab va yurak-qon tomir tizimlarining funktsional holatini buzilishiga olib kelishi mumkin. Bu charchoqning kuchayishi, ish operatsiyalari sifatining pasayishi, yurakdagi og'riq, qon bosimi va pulsning o'zgarishi bilan ifodalanadi.

Sanoat chastotali oqimlarining elektr maydonining ta'siridan jamoaviy himoya vositalarining asosiy turlari ekranlash qurilmalari - ochiq o'tkazgichlarda va havo elektr uzatish liniyalarida xodimlarni himoya qilish uchun mo'ljallangan elektr inshootining ajralmas qismi.

Uskunani tekshirishda va operatsion kommutatsiya, monitoring ishlarini bajarishda ekranlash moslamasi zarur. Strukturaviy ravishda ekranlash moslamalari visorlar, kanoplar yoki metall arqonlar, novdalar, to'rlardan yasalgan bo'laklar shaklida amalga oshiriladi.

Portativ ekranlar, shuningdek, olinadigan kanoplar, kanoplar, bo'linmalar, chodirlar va qalqonlar ko'rinishidagi elektr inshootlariga xizmat ko'rsatishda ham qo'llaniladi.

Himoya qurilmalari korroziyaga qarshi qoplamaga ega bo'lishi va erga ulangan bo'lishi kerak.

Radiochastotalarning elektromagnit maydonlarining manbai quyidagilardir:

60 kHz - 3 MGts diapazonida - induksion metallni qayta ishlash (qattiqlash, tavlash, eritish, lehimlash, payvandlash va boshqalar) va boshqa materiallar uchun uskunalarning ekranlanmagan elementlari, shuningdek radioaloqa va radioeshittirishda ishlatiladigan asbob-uskunalar va qurilmalar;

3 MGts - 300 MGts diapazonida - radioaloqa, radioeshittirish, televidenie, tibbiyotda ishlatiladigan asbob-uskunalar va qurilmalarning himoyalanmagan elementlari, shuningdek dielektriklarni isitish uchun uskunalar (plastmassa birikmalarini payvandlash, plastmassalarni isitish, yog'och buyumlarni yopishtirish va boshqalar);

300 MGts - 300 GGts diapazonida - radar, radioastronomiya, radiospektroskopiya, fizioterapiya va boshqalarda ishlatiladigan asbob-uskunalar va asboblarning himoyalanmagan elementlari.

Inson tanasining turli tizimlarida radio to'lqinlarining uzoq muddatli ta'siri oqibatlari nuqtai nazaridan turli xil oqibatlarga olib keladi.

Barcha diapazonlardagi radioto'lqinlar ta'sirida eng xarakterli bo'lib, markaziy asab tizimi va inson yurak-qon tomir tizimining normal holatidan og'ishdir. Nurlangan xodimlarning sub'ektiv hissiyotlari - tez-tez bosh og'rig'i, uyquchanlik yoki umumiy uyqusizlik, charchoq, zaiflik, ortiqcha terlash, xotirani yo'qotish, beparvolik, bosh aylanishi, ko'zlarning qorayishi, asossiz tashvish, qo'rquv va boshqalar.

Elektromagnit to'lqinlar manbalari bilan ishlash xavfsizligini ta'minlash uchun ish joyida va xodimlarning mumkin bo'lgan joylarida haqiqiy normallashtirilgan parametrlarning tizimli monitoringi amalga oshiriladi. Nazorat elektr va magnit maydonlarining kuchini o'lchash, shuningdek, Sog'liqni saqlash vazirligi tomonidan tasdiqlangan usullar bo'yicha energiya oqimining zichligini o'lchash yo'li bilan amalga oshiriladi.

Xodimlarni radio to'lqinlar ta'siridan himoya qilish, agar ish sharoitlari standartlar talablariga javob bermasa, barcha turdagi ishlar uchun qo'llaniladi. Ushbu himoya quyidagi usullar va vositalar bilan amalga oshiriladi:

elektromagnit to'lqinlarning energiya oqimining intensivligi va maydon zichligini kamaytiradigan mos keladigan yuklar va quvvat absorberlari;

ish joyini va nurlanish manbasini himoya qilish;

ish xonasida jihozlarni oqilona joylashtirish;

uskunaning oqilona ishlash rejimlarini va xodimlarning ish rejimini tanlash;

profilaktika choralarini qo'llash.

Yansıtıcı ekranlarni ishlab chiqarish uchun yuqori elektr o'tkazuvchanligi bo'lgan materiallar, masalan, metallar (qattiq devorlar shaklida) yoki metall asosli paxta matolari ishlatiladi. Qattiq metall ekranlar eng samarali hisoblanadi va allaqachon qalinligi 0,01 mm bo'lgan elektromagnit maydonning taxminan 50 dB (100 000 marta) zaiflashishini ta'minlaydi.

O'zlashtiruvchi ekranlarni ishlab chiqarish uchun elektr o'tkazuvchanligi past bo'lgan materiallar ishlatiladi. Absorbsion ekranlar konussimon qattiq yoki ichi bo'sh shpikli maxsus kompozitsion kauchukning siqilgan choyshablari shaklida, shuningdek, karbonil temir bilan to'ldirilgan g'ovakli kauchuk plitalari shaklida, presslangan metall to'r bilan tayyorlanadi. Ushbu materiallar ramkaga yoki chiqaradigan uskunaning yuzasiga yopishtirilgan.

3.5.Lazer nurlanishidan himoya qilish.
Lazer yoki optik kvant generatori - stimulyatsiya qilingan (rag'batlantirilgan) nurlanishdan foydalanishga asoslangan optik diapazondagi elektromagnit nurlanish generatori. Noyob xossalari (yuqori nurlarning yoʻnalishi, kogerentligi) tufayli ular sanoat, fan, texnika, aloqa, qishloq xoʻjaligi, tibbiyot, biologiya va boshqalarning turli sohalarida nihoyatda keng qoʻllaniladi.
Lazerlarning tasnifi xizmat ko'rsatuvchi xodimlar uchun lazer nurlanishining xavflilik darajasiga asoslanadi. Ushbu tasnifga ko'ra lazerlar 4 sinfga bo'linadi:
1-sinf (xavfsiz) - chiqish radiatsiyasi ko'zlar uchun xavfli emas;

II sinf (past xavfli) - to'g'ridan-to'g'ri yoki aylanib o'tadigan nurlanish ko'zlar uchun xavflidir;
III sinf (o'rtacha xavfli) - aks ettiruvchi yuzadan 10 sm masofada to'g'ridan-to'g'ri, aylanib yuruvchi, shuningdek diffuz ravishda aks ettirilgan nurlanish ko'zlar uchun xavfli va (yoki) to'g'ridan-to'g'ri yoki aylanib o'tadigan nurlanish teri uchun xavflidir;
IV sinf (o'ta xavfli) - diffuz aks ettirilgan nurlanish aks ettiruvchi yuzadan 10 sm masofada teri uchun xavflidir.
Yaratilgan lazer nurlanishining xavflilik darajasini baholashda asosiy mezon sifatida quvvat (energiya), to'lqin uzunligi, zarba davomiyligi va nurlanish ta'siri olinadi.
Lazerlarning ruxsat etilgan maksimal darajalari, qurilma, joylashtirish va xavfsiz ishlashiga qo'yiladigan talablar 2392-81-sonli "Lazerlarni loyihalash va ishlatish uchun sanitariya normalari va qoidalari" bilan tartibga solinadi, bu ish paytida xavfsiz mehnat sharoitlarini ta'minlash bo'yicha chora-tadbirlarni ishlab chiqishga imkon beradi. lazerlar bilan. Sanitariya me'yorlari va qoidalari maxsus formulalar va jadvallar yordamida har bir ish rejimi, optik diapazon bo'limi uchun masofadan boshqarish pultining qiymatlarini aniqlashga imkon beradi. Ta'sir qilishning maksimal ruxsat etilgan darajalari lazerlarning ishlash rejimini hisobga olgan holda farqlanadi - uzluksiz rejim, monopuls, takroriy impuls.
Texnologik jarayonning o'ziga xos xususiyatlariga ko'ra, lazer uskunalari bilan ishlash xodimlarning asosan aks ettirilgan va tarqoq nurlanish ta'siri bilan birga bo'lishi mumkin. Biologik ob'ektlarda (to'qima, organ) lazer nurlanishining energiyasi turli xil o'zgarishlarga duchor bo'lishi mumkin va nurlanishga javoban nurlangan to'qimalarda organik o'zgarishlar (birlamchi ta'sirlar) va organizmda yuzaga keladigan o'ziga xos bo'lmagan funktsional o'zgarishlar (ikkilamchi effektlar) paydo bo'lishi mumkin.
Lazer nurlanishining ko'rish organiga ta'siri (kichik funktsional buzilishdan ko'rishning to'liq yo'qolishiga qadar) asosan to'lqin uzunligiga va ta'sir qilishning lokalizatsiyasiga bog'liq.
Yuqori quvvatli lazerlardan foydalanish va ulardan amaliy foydalanishning kengayishi bilan nafaqat ko'rish organiga, balki teriga va hatto ichki organlarga tasodifiy zarar etkazish xavfi ortdi, markaziy asab va endokrin tizimdagi keyingi o'zgarishlar. tizimlari.
Lazer nurlanishi bilan shikastlanishlarning oldini olish muhandislik, rejalashtirish, tashkiliy, sanitariya va gigiyenik tadbirlar tizimini o'z ichiga oladi.
II-III toifadagi lazerlardan foydalanganda, xodimlarning ta'sirini istisno qilish uchun lazer zonasini yopish yoki radiatsiya nurlarini himoya qilish kerak. Ekranlar va to'siqlar eng past aks ettirish koeffitsientiga ega bo'lgan materiallardan yasalgan bo'lishi kerak, yong'inga chidamli bo'lishi va lazer nurlanishi ta'sirida zaharli moddalar chiqarmasligi kerak.
IV toifadagi xavfli lazerlar alohida ajratilgan xonalarda joylashgan va ularning ishlashini masofadan boshqarish bilan ta'minlangan.
Bir xonada bir nechta lazerlarni joylashtirishda turli xil qurilmalarda ishlaydigan operatorlarning o'zaro ta'sir qilish ehtimolini istisno qilish kerak. Ularning ishlashi bilan bog'liq bo'lmagan shaxslar lazerlar joylashgan binolarga kiritilmaydi. Himoya vositalarisiz lazerlarni vizual ravishda tekislash taqiqlanadi.
Shovqindan himoya qilish uchun ovoz o'tkazmaydigan qurilmalar, ovozni yutish va boshqalar uchun tegishli choralar ko'riladi.
Lazerlar bilan ishlashda xavfsiz ish sharoitlarini ta'minlaydigan shaxsiy himoya vositalariga ko'zning ta'sirini maksimal chegaraga kamaytiradigan maxsus ko'zoynaklar, qalqonlar, niqoblar kiradi.
Shaxsiy himoya vositalari faqat kollektiv himoya vositalari sanitariya qoidalari talablariga javob berishga imkon bermasa qo'llaniladi.

Magnit maydonni himoya qilish uchun ikkita usul qo'llaniladi:

manyovr usuli;

Ekranning magnit maydoni usuli.

Keling, ushbu usullarning har birini batafsil ko'rib chiqaylik.

Magnit maydonni ekran bilan manyovr qilish usuli.

Magnit maydonni ekran bilan manyovr qilish usuli doimiy va asta-sekin o'zgaruvchan o'zgaruvchan magnit maydondan himoya qilish uchun ishlatiladi. Ekranlar nisbiy magnit o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan ferromagnit materiallardan (po'lat, permalloy) ishlab chiqariladi. Ekranning mavjudligida magnit induksiya chiziqlari asosan uning devorlari bo'ylab o'tadi (8.15-rasm), ular ekran ichidagi havo bo'shlig'iga nisbatan past magnit qarshilikka ega. Himoyalash sifati qalqonning magnit o'tkazuvchanligiga va magnit konturning qarshiligiga bog'liq, ya'ni. qalqon qanchalik qalinroq va kamroq tikuvlar, magnit indüksiyon chiziqlari yo'nalishi bo'ylab ishlaydigan bo'g'inlar, ekranlash samaradorligi yuqori bo'ladi.

Ekranni almashtirish usuli.

Ekranni o'zgartirish usuli o'zgaruvchan yuqori chastotali magnit maydonlarni ekranlash uchun ishlatiladi. Bunday holda, magnit bo'lmagan metallardan tayyorlangan ekranlar qo'llaniladi. Himoyalash induksiya hodisasiga asoslanadi. Bu erda induksiya hodisasi foydalidir.

Mis tsilindrni bir xil o'zgaruvchan magnit maydon yo'liga qo'yamiz (8.16-rasm, a). Unda o'zgaruvchan ED qo'zg'atiladi, bu esa o'z navbatida o'zgaruvchan induksion girdab oqimlarini (Fuko oqimlari) yaratadi. Ushbu oqimlarning magnit maydoni (8.16-rasm, b) yopiq bo'ladi; silindr ichida u hayajonli maydonga, uning tashqarisida esa hayajonli maydonga yo'naltiriladi. Olingan maydon (8.16-rasm, c) silindr yaqinida zaiflashadi va uning tashqarisida mustahkamlanadi, ya'ni. silindr egallagan bo'shliqdan maydonning siljishi mavjud, bu uning skrining ta'siri bo'lib, u qanchalik samarali bo'lsa, silindrning elektr qarshiligi shunchalik past bo'ladi, ya'ni. u orqali oqadigan girdab oqimlari qanchalik ko'p bo'lsa.

Sirt effekti ("teri effekti") tufayli girdab oqimlarining zichligi va o'zgaruvchan magnit maydonning intensivligi, ular metallga chuqurroq kirib borishi bilan eksponensial qonunga muvofiq tushadi.

, (8.5)

qayerda (8.6)

- deyiladi maydon va oqimning pasayishi ko'rsatkichi ekvivalent kirib borish chuqurligi.

Bu erda, materialning nisbiy magnit o'tkazuvchanligi;

– vakuum magnit o'tkazuvchanligi 1,25*10 8 gn*sm -1 ga teng;

– materialning qarshiligi, Ohm*sm;

- Hz chastotasi.

Gidali oqimlarning ekranlash ta'sirini ekvivalent kirish chuqurligining qiymati bilan tavsiflash qulay. X 0 qanchalik kichik bo'lsa, ular yaratadigan magnit maydon shunchalik katta bo'ladi, bu esa pikap manbasining tashqi maydonini ekran egallagan bo'shliqdan siqib chiqaradi.

(8.6) =1 formuladagi magnit bo'lmagan material uchun skrining effekti faqat va bilan aniqlanadi. Va agar ekran ferromagnit materialdan yasalgan bo'lsa?

Agar teng bo'lsa, effekt yaxshi bo'ladi, chunki >1 (50..100) va x 0 kamroq bo'ladi.

Shunday qilib, x 0 girdobli oqimlarning skrining effekti uchun mezondir. X 0 chuqurlikda oqim zichligi va magnit maydon kuchi sirtdagiga nisbatan necha marta kichikroq bo'lishini taxmin qilish qiziq. Buning uchun (8.5) formulaga x \u003d x 0 ni almashtiramiz, keyin

shundan ko'rinib turibdiki, x 0 chuqurlikda oqim zichligi va magnit maydon kuchi bir marta e ga kamayadi, ya'ni. 1/2,72 qiymatiga qadar, bu sirtdagi zichlik va kuchlanishning 0,37 ga teng. Dala zaiflashuvi faqat 2,72 marta x 0 chuqurlikda ekranlovchi materialni tavsiflash uchun etarli emas, keyin kirish chuqurligining yana ikkita qiymati x 0,1 va x 0,01 ishlatiladi, ular oqim zichligi va maydon kuchlanishining sirtdagi qiymatlaridan 10 va 100 baravar pasayishini tavsiflaydi.

Biz x 0,1 va x 0,01 qiymatlarini x 0 qiymati orqali ifodalaymiz, buning uchun (8,5) ifoda asosida biz tenglama tuzamiz.

VA ,

qaysini olishimizni hal qilamiz

x 0,1 \u003d x 0 ln10 \u003d 2,3x 0; (8.7)

x 0,01 = x 0 ln100=4,6x 0

Turli ekranlash materiallari uchun formulalar (8.6) va (8.7) asosida adabiyotda penetratsion chuqurlik qiymatlari keltirilgan. Aniqlik uchun biz xuddi shu ma'lumotlarni 8.1-jadval shaklida taqdim etamiz.

Jadval shuni ko'rsatadiki, o'rta to'lqin diapazonidan boshlab barcha yuqori chastotalar uchun qalinligi 0,5...1,5 mm bo'lgan har qanday metalldan tayyorlangan ekran juda samarali ishlaydi. Ekranning qalinligi va materialini tanlayotganda, materialning elektr xususiyatlaridan kelib chiqmaslik kerak, lekin quyidagilarga amal qilish kerak. mexanik mustahkamlik, qattiqlik, korroziyaga chidamlilik, alohida qismlarni birlashtirish qulayligi va ular orasidagi past qarshilik bilan o'tish kontaktlarini amalga oshirish, lehimlash, payvandlash qulayligi va boshqalarni hisobga olish.

Jadvaldagi ma'lumotlardan kelib chiqadiki 10 MGts dan yuqori chastotalar uchun qalinligi 0,1 mm dan kam bo'lgan mis va undan ham ko'proq kumush plyonka sezilarli himoya effektini beradi.. Shuning uchun, 10 MGts dan yuqori chastotalarda folga getinaks yoki mis yoki kumush bilan qoplangan boshqa izolyatsion materiallardan tayyorlangan ekranlardan foydalanish juda maqbuldir.

Chelikdan ekran sifatida foydalanish mumkin, ammo esda tutishingiz kerakki, yuqori qarshilik va histerezis fenomeni tufayli po'lat ekran skrining davrlarida sezilarli yo'qotishlarga olib kelishi mumkin.

Foydalanish: ekranlash sifatini yaxshilaydigan magnit maydonsiz bo'shliqni olish. Magnit ekran lyukli qobiq shaklida ishlab chiqariladi va qobiq eksenel magnitlanishli vertikal ravishda o'rnatilgan doimiy magnit halqa yoki kompozit yoki diamagnit materialdan yasalgan halqaga nisbatan harakatlanuvchi ikkita qobiq bilan koaksiyal joylashgan. Ixtiro tibbiyotda magnit bo‘ronlari paytida yukni yengillashtirishda, texnikada esa bir hil doimiy magnitlar, yarim o‘tkazgichlar ishlab chiqarishda, elektron jihozlarni ishlab chiqarish va sozlashda qo‘llanilishi mumkin. 3 s.p f-ly, 2 kasal.

Ixtiro o'lchash texnologiyasiga tegishli bo'lib, magnit maydonsiz bo'shliqni olish uchun ishlatilishi mumkin, unda sozlash va sinovdan o'tkazish, masalan, radio o'lchash uskunasining fluxgate tipidagi sensorlar amalga oshiriladi. Ma'lum bo'lgan ferromagnit materiallardan tayyorlangan magnit ekranlar, ularning samarali ishlashi uchun, masalan, korpusga o'ralgan demagnetizatsiya induktori va quvvat manbai. Ko'pincha, qoldiq magnit maydonni kamaytirish uchun ferromagnit materialning bir necha qatlamlaridan yasalgan ekran qo'shimcha magnitsizlashtiruvchi o'rash bilan ta'minlanadi. Bunday tizimlarning kamchiliklari ekranning past samaradorlik bilan ishlatiladigan elektr energiyasi manbai bilan majburiy ulanishidir. Energiya xarajatlarini kamaytirish uchun o'ta o'tkazuvchan materialdan tayyorlangan yoki o'ta o'tkazgichli o'rashlarni o'z ichiga olgan ekranlar qo'llaniladi. Bu dizaynni sezilarli darajada murakkablashtiradi va dalada ekrandan foydalanishni yo'q qiladi. Prototip sifatida magnit o'lchovlar uchun ekranlangan xona qurilmasi ishlatilgan, unda ko'p qatlamli ferromagnit ekran o'rnatilgan ramka, poydevordagi tayanch ustunlari va yoritish moslamalari mavjud. Biroq, bu holda, kerak bo'lganda, qatlamlar Yerning magnit maydoni tomonidan magnitlanganda, har bir qatlamning burchak cho'qqilariga quvvat manbai ulanadi. Shunday qilib, bunda, boshqa hollarda bo'lgani kabi, Yerning magnit maydoni salbiy rol o'ynaydi. Undan himoya qilish uchun ular turli xil ekranlarni yaratadilar. Ixtironing maqsadi ekranlash sifatini yaxshilashdir. Bunga magnit ekranning lyukli qobiq shaklida qilinganligi va qobiqning eksenel magnitlangan doimiy magnit halqasi yoki kompozitdan yasalgan halqaga nisbatan harakatlanuvchi ikkita qobiq bilan koaksiyal joylashganligi bilan erishiladi. yoki diamagnetik material, masalan, mis. Shaklda. 1 doimiy halqali magnitni ko'rsatadi; 2-rasm - halqaning magnit maydonining topografiyasi. Doimiy halqa magniti 1 ichki radius R va qalinligi bilan amalga oshiriladi, tayanchda 2 halqadan S masofada qobiqning ichki qismiga kirish uchun lyuklar 4 bo'lgan qobiqlar 3 mavjud. 2-rasmda o'ziga xos l va k maydonlariga ega bo'lgan eksenel magnitlanishli halqaning magnit maydonining topografiyasi ko'rsatilgan. Xodimlar qobiqqa 3 ish uchun ishlatiladigan asboblarni (sozlamalarni) qo'yadi (agar kerak bo'lsa, u o'zi joylashtiriladi) va uni R va halqaning xarakterli o'lchamlari bilan belgilanadigan S masofasiga o'rnatadi. Bunday holda, qobiqlarning joylashishi halqaning magnit maydoni nolga teng bo'lgan l va k hududlariga to'g'ri keladi. Bu joylar magnit vakuumdir. Ringning vertikal joylashishi uning o'rnatilishini va qobiqlarning o'zaro joylashishini soddalashtiradi. Bunday holda, halqaning magnit maydoni Yerning magnit maydoniga to'g'ri kelishi yoki umumiy holatda mos kelmasligi mumkin. Qobiq materiali magnit maydonga betarafligini hisobga olgan holda tanlanadi. Xususan, bunday material kompozit yoki diamagnetik material bo'lishi mumkin. Uzuk shaklida eksenel magnitlangan doimiy magnitdan foydalanish va qobiqlarning belgilangan joylashuvi magnit maydonsiz hajmlarni yaratishga imkon beradi, masalan, magnit bo'ronlari paytida stressni engillashtirish uchun tibbiyotda ishlatilishi mumkin. elektron uskunalarni ishlab chiqarish va sozlash texnologiyasida, ilg'or sanoatda (bir hil, doimiy magnitlar, yarim o'tkazgichlar, LSI va boshqalar ishlab chiqarish).

Talab

1. Magnit EKRAN, lyukli qobiq shaklida tayyorlangan, qobiqning eksenel magnitlanishli doimiy magnit halqasi bilan s = (2-2,5) masofada koaksial joylashganligi, bu erda s - masofa. halqaning simmetriya tekisligidan tabiiy to'plamning markaziga ko'rsatilgan halqaning magnit maydoni, unda magnit ekran magnit manbadan magnit maydonning tabiiy tabaqalanish markazi bilan o'z markazini tekislash bilan joylashgan. (uzuk); - halqaning qalinligi va qobiq radiusi halqaning doimiy magnitining markaziy teshigi radiusiga mos keladi. 2. 1-bandga muvofiq ekran, uning xususiyati doimiy magnitga nisbatan koaksiyal va harakatlanuvchi ikkita qobiqdan iborat. 3. 1 va 2-bandlarga muvofiq ekran, qobiqlarning kompozit materialdan tayyorlanganligi bilan tavsiflanadi. 4. 1 va 2-bandlarga muvofiq ekran, qobiqlarning mis kabi diamagnit materialdan yasalganligi bilan tavsiflanadi.