[實(shí)用新型]低頻脈沖強(qiáng)磁場環(huán)境下屏蔽體磁飽和性能測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820470537.8
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN207965113U
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘征;熊久良;李躍波;石立華;楊杰;黃劉宏;閆民華;于浩;張耀輝;何為
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍61489部隊
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12;G01R33/16
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 13128
• 代理人: 黃輝本

本實(shí)用新型公開了一種低頻脈沖強(qiáng)磁場環(huán)境下屏蔽體磁飽和性能測試裝置，低頻脈沖強(qiáng)磁場模擬器控制系統(tǒng)與大型螺旋線圈連接，為大型螺旋線圈提供脈沖電流，在大型螺旋線圈周圍形成脈沖強(qiáng)磁場，大型螺旋線圈中心位置設(shè)置被測屏蔽體，在被測屏蔽體內(nèi)部放置脈沖磁場光纖測量裝置，在大型螺旋線圈中心、被測屏蔽體迎波面處放置脈沖磁場光纖測量裝置，兩個脈沖磁場光纖測量裝置經(jīng)光纖與處于大型螺旋線圈外部的光電轉(zhuǎn)換器連接，光電轉(zhuǎn)換器和數(shù)字示波器連接，光電轉(zhuǎn)換器和數(shù)字示波器利用屏蔽測量間包圍。本裝置可對大型屏蔽體磁飽和效能進(jìn)行有效測量，測量結(jié)果真實(shí)可靠，可全面、系統(tǒng)的分析和評估屏蔽體在低頻脈沖強(qiáng)磁場環(huán)境下的磁飽和性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及磁飽和性能測試領(lǐng)域，具體涉及一種低頻脈沖強(qiáng)磁場環(huán)境下屏蔽體磁飽和性能測試裝置。

背景技術(shù)

磁飽和現(xiàn)象是鐵磁性材料近似被完全磁化后出現(xiàn)的一種物理狀態(tài)，其物理原理是材料內(nèi)部幾乎所有自發(fā)磁疇（已經(jīng)達(dá)到磁飽和狀態(tài)）的磁化方向均與外界磁場一致。此時，隨著外界磁化場的繼續(xù)增加，材料內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度幾乎不再增加，對磁場的屏蔽效能會顯著降低。在低頻脈沖強(qiáng)磁場防護(hù)應(yīng)用中，使用冷軋鋼板、純鐵板等鐵磁性材料制作的屏蔽體作為防護(hù)設(shè)施的情況很多，且一般體積比較大，主要用于保護(hù)重要的電磁敏感設(shè)備。由于鐵磁性材料磁導(dǎo)率通常比空氣高出百倍以上，磁阻相對較低，同時大型屏蔽體受到磁場的輻射面積較大，根據(jù)磁場低磁阻分流原理，低頻脈沖強(qiáng)磁場可由屏蔽體迎波面低磁阻通路匯集到與迎波面連接并與磁場平行的四個側(cè)壁上，由于屏蔽體殼體厚度相對較薄，一般在2mm以內(nèi)，屏蔽體四個側(cè)壁可能會達(dá)到磁飽和狀態(tài)，屏蔽體的屏蔽效能由此可能大幅下降。

核武器地面爆炸條件下，由于爆炸環(huán)境的極度不對稱性，其產(chǎn)生的電磁脈沖也最為強(qiáng)烈，能在地表產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度峰值達(dá)數(shù)百高斯、脈沖持續(xù)時間達(dá)到毫秒級、主能譜范圍在10Hz～100kHz之間的低頻低阻抗脈沖強(qiáng)磁場，這種低頻成分豐富的強(qiáng)電磁能量能夠穿透數(shù)百米的巖體而進(jìn)入地下工程內(nèi)部，嚴(yán)重影響工程內(nèi)部屏蔽體的屏蔽效能，對地下防護(hù)工程構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，研究實(shí)際應(yīng)用中常用屏蔽體在低頻脈沖強(qiáng)磁場作用下的磁飽和效應(yīng)規(guī)律十分必要。

關(guān)于磁飽和方面的研究，在靜磁場方面已經(jīng)成熟，主要工作集中在非穩(wěn)態(tài)磁場及與其它專業(yè)學(xué)科交叉研究等方面。國外在新型材料的磁特性研究方面開展工作相對較多，如薄膜磁性材料等，研究其在強(qiáng)磁場作用下磁特性變化規(guī)律。國內(nèi)目前主要在變壓器、繼電器、電抗器、電機(jī)、磁場探測、電磁炮等方面開展磁飽和相關(guān)的研究工作。上述研究工作主要應(yīng)用于小型場合，空間尺寸較小，而且較容易出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象。目前，關(guān)于大型常規(guī)屏蔽體的磁飽和特性研究主要從理論上做了分析和預(yù)判，并沒有試驗(yàn)結(jié)果佐證。并且，由于缺乏大型低頻脈沖強(qiáng)磁場模擬源，磁飽和效應(yīng)測試工作一直沒有深入開展，低頻脈沖強(qiáng)磁場環(huán)境下屏蔽體磁飽和性能測試方法并沒有標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。

根據(jù)靜磁場理論，對于一個屏蔽體來說，磁力線主要從低磁阻通路中通過，繞過了需要保護(hù)的區(qū)域，磁屏蔽體由此實(shí)現(xiàn)了磁場屏蔽作用。在磁場強(qiáng)度達(dá)到飽和磁化場強(qiáng)度時，屏蔽體側(cè)壁內(nèi)則達(dá)到飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，此后，磁化場繼續(xù)增加時，增加的磁場便會分散到空間中，造成屏蔽體屏蔽性能下降。但在實(shí)際應(yīng)用中，不能將靜磁場的分析直接應(yīng)用到脈沖磁場上，因?yàn)槊}沖磁場會產(chǎn)生渦流效應(yīng)，此時會抵消一部分磁場，且對于脈沖磁場來說，雖然屏蔽體提供了一種低磁阻通路，但沒能形成引導(dǎo)磁場通過的閉合路線（因?yàn)榇帕€始終是閉合曲線），處于斷路狀態(tài)，這種情況會導(dǎo)致屏蔽體產(chǎn)生類似一個大磁鐵的退磁效應(yīng)，即具有很大的退磁因子，退磁效應(yīng)引起的材料內(nèi)部的反向磁場甚至可以達(dá)到與磁化場相比擬的強(qiáng)度，因此不易磁化，很難飽和。