Ar plienas buvo pakankamai storas? Ar medžiaga buvo tinkama? Ar reikėjo naudoti kitokią medžiagą?
Šie klausimai yra pagrįsti, tačiau realiuose ekranavimo projektuose sienų medžiaga retai yra vienintelis veiksnys, lemiantis galutinį rezultatą.
Ekranavimo kambarys yra pilnas elektromagnetinis gaubtas. Jo veikimas priklauso nuo to, kaip kartu veikia sienos, grindys, lubos, sandūros, durys, kabelių įvadai, vėdinimo sistemos, filtrai ir kitos sąsajos.
Kitaip tariant, ekranavimo efektyvumas yra sistemos{0}}lygio rezultatas.
1. Dažnių diapazonas yra pirmas
Pirmas veiksnys, kurį reikia apibrėžti, yra dažnių diapazonas, kurį ekranavimo patalpa turi valdyti.
Elektromagnetinis ekranavimas priklauso nuo dažnio{0}}. Tas pats gaubtas skirtingais dažniais gali elgtis skirtingai, nes elektromagnetinio lauko ir ekranavimo struktūros sąveika kinta priklausomai nuo dažnio.
Štai kodėl projekte neturėtų būti tiesiog nurodyta, kad patalpai reikia „didelio ekranavimo efektyvumo“.
Inžinerinis reikalavimas turėtų nustatyti atitinkamą dažnių diapazoną ir reikiamą slopinimą tame diapazone.
Ši informacija turi įtakos ekranavimo medžiagų, jungčių, durų, filtrų, kabelių sąsajų ir vėdinimo konstrukcijų parinkimui.
Todėl prieš pradedant detalų ekranavimo projektą, EMS bandymams reikia nustatyti reikiamą dažnių diapazoną.
2. Ekranavimo medžiaga ir konstrukcija
Ekranuojanti medžiaga sudaro pagrindinį laidžią barjerą aplink bandymo aplinką.
Įprastose ekranavimo konstrukcijose naudojamos laidžios metalinės plokštės arba lakštai, tačiau medžiagos pasirinkimas nėra vien tik laidžiausio metalo pasirinkimas.
Reikia atsižvelgti į elektros laidumą, magnetines savybes, storį, mechaninį stiprumą, atsparumą korozijai, gamybos metodą ir projekto reikalavimus.
Medžiagos storis gali prisidėti prie slopinimo, ypač esant tam tikroms elektromagnetinio lauko sąlygoms, tačiau storio didinimas nėra universalus sprendimas.
Jei užbaigtoje patalpoje yra prastai suprojektuotos durys arba nekontroliuojamas kabelių įsiskverbimas, sienos storio padidinimas gali turėti mažai praktinės naudos.
Todėl medžiagą reikia pasirinkti kaip bendros ekranavimo sistemos dalį.
3. Ekranavimo struktūros tęstinumas
Tai vienas iš svarbiausių veiksnių.
Ekranavimo patalpa turi sudaryti ištisinį laidžią gaubtą.
Kai susikerta dvi plokštės, jungtis turi išlaikyti ekranavimo ribos elektros tęstinumą. Tas pats principas galioja ir ten, kur sienos susilieja su lubomis ir grindimis.
Jei yra pertrauka, elektromagnetinė energija gali rasti kelią per gaubtą.
Tai ypač svarbu patalpoms, surinktoms iš kelių plokščių. Atskirų sekcijų jungčių kokybė gali būti tokia pat svarbi, kaip ir pačių plokščių našumas.
Suvirintoms ekranavimo patalpoms svarbus tampa suvirintos konstrukcijos tęstinumas ir kokybė. Modulinėse ekranavimo patalpose ypač daug dėmesio reikia skirti skydų sujungimo sistemai ir montavimo tikslumui.
Konstravimo būdas gali skirtis, tačiau tikslas išlieka tas pats: išlaikyti nuolatinę ekranavimo ribą.
4. Ekranuojančių durų dizainas
Apsauginės durys yra vienas iš svarbiausių komponentų, nes jos sukuria didelę judamą angą gaubte.
Uždarytos durys turi tapti ekranavimo ribos dalimi.
Tai reiškia, kad kontaktas tarp durų ir jų staktos turi užtikrinti patikimą elektros tęstinumą. Mechanizmas taip pat turi išlaikyti šį veikimą pakartotinai atidarydamas ir uždarydamas.
Mažoje laboratorijos patalpoje gali būti naudojamos įprastos ekranuotos durys, o didelėje bandymų įstaigoje gali prireikti stumdomų ekranuojančių durų.
Didelėms angoms ypač svarbus tampa mechaninis išlyginimas. Durų deformacija, netolygus kontaktinis slėgis, susidėvėję kontaktiniai paviršiai arba montavimo klaidos gali turėti įtakos bendram ekranavimo veikimui.
Štai kodėl durys turi būti projektuojamos kartu su kambariu, o ne pasirenkamos kaip atskiras priedas.
5. Kabelių prasiskverbimai ir elektros sąsajos
Kiekvienas kabelis, patenkantis į EMI ekranavimo kambarį arba iš jo išeinantis, sukuria potencialų kelią per ekranavimo ribą.
Priklausomai nuo naudojimo, gali prireikti maitinimo kabelių, valdymo kabelių, ryšio linijų ir matavimo jungčių.
Jei šios sąsajos nėra tinkamai valdomos, jos gali tapti nuotėkio keliais net tada, kai pagrindinė ekranavimo konstrukcija yra gerai suprojektuota.
Filtruotos galios sąsajos dažniausiai naudojamos tam tikrais atvejais, kad būtų išvengta nepageidaujamos elektromagnetinės energijos judėjimo laidžiomis linijomis.
Tikslus sprendimas priklauso nuo įrangos ir bandymų reikalavimų.
Todėl geras ekranavimo projektas prasideda nustatant visus kabelius ir elektros paslaugas, kurios kirs sieną. Palikus šį sprendimą iki įdiegimo, gali kilti nereikalingų inžinerinių problemų.
6. Vėdinimo ir bangolaidžio konstrukcijos
Ekrano kambarys ne visada gali būti visiškai sandarus.
Žmonės turi dirbti viduje. Įranga gamina šilumą. Kai kurioms bandymų patalpoms reikalinga nuolatinė oro cirkuliacija arba temperatūros kontrolė.
Tačiau įprastinė vėdinimo anga sukuria tiesioginį kelią per ekranavimo gaubtą.
Ekranuotos vėdinimo sistemos išsprendžia šią problemą naudodamos bangolaidžio{0}}tipo struktūras. Oras gali praeiti pro ventiliacijos kelią, o geometrija padeda susilpninti elektromagnetinę energiją numatytame dažnių diapazone.
Todėl vėdinimo sistema vienu metu turi atitikti du reikalavimus:
pakankamas oro srautas ir tinkamas elektromagnetinis slopinimas.
Pradinio ekranavimo projektavimo metu reikia atsižvelgti į reikiamą vėdinimo plotą, struktūrą ir konfigūraciją.
7. Sujungimai, siūlės ir mažos angos
Didelės ekranavimo konstrukcijos dažnai yra paveiktos palyginti mažų detalių.
Blogai sujungta siūlė, tarpas ar anga gali sukurti nuotėkio kelią net tada, kai aplinkinė medžiaga gerai slopina.
Angos reikšmė taip pat priklauso nuo jos matmenų, palyginti su svarstomu elektromagnetinės bangos ilgiu.
Štai kodėl ekranavimo inžinieriai montavimo metu daug dėmesio skiria siūlėms ir sąsajoms.
Praktinė pamoka paprasta: nevertinkite ekranavimo veikimo tik žiūrėdami į pagrindines sienų plokštes. Silpniausia sąsaja gali turėti įtakos viso korpuso veikimui.
8. Įžeminimas ir elektros integracija
Įžeminimas dažnai aptariamas, kai kalbama apie EMI ekranavimą, tačiau įžeminimas ir ekranavimas nėra tas pats dalykas.
Ekranavimo gaubtas sukuria laidžią elektromagnetinę barjerą, o įžeminimo sistema suteikia elektros atskaitos tašką ir valdomus srovės kelius, kai to reikalauja elektros konstrukcija.
Todėl kartu su ekranavimo patalpa ir jos elektros sistemomis turėtų būti suprojektuotas įžeminimo įrenginys.
Tuo pačiu metu įžeminimo jungtis automatiškai neišsprendžia ekranavimo problemos. Jei elektromagnetinė energija nutekėja per durų tarpą arba kabelio įvadą, patobulinus įžeminimo jungtį, nuotėkio kelias nebūtinai pašalins.
Abi sistemos turi būti suderintos, o ne traktuojamos kaip sukeičiamos.
9. Montavimo tikslumas
Ekranavimo patalpa gali būti tinkamai suprojektuota ir po įrengimo ji vis tiek prastai veiks.
Taip yra todėl, kad ekranavimo efektyvumą galiausiai lemia užbaigta konstrukcija.
Plokščių išlyginimas, jungčių jungtys, durų montavimas, kontaktiniai paviršiai, filtrai, kabelių sąsajos ir ventiliacijos komponentai turi būti sumontuoti pagal inžinerinį projektą.
Tai tampa vis svarbiau didelėms ekranavimo patalpoms ir įrenginiams su sudėtingomis svetainės sąlygomis.
Dėl šios priežasties įrengimas neturėtų būti laikomas tik statybos etapu. Tai yra kambario elektromagnetinio veikimo dalis.
10. Bandymo įranga ir patalpos konfigūracija
Taip pat reikia atsižvelgti į ekranavimo kambarį, atsižvelgiant į tai, kas iš tikrųjų vyks joje.
Įrangos išdėstymas, kabelių maršrutas, galios reikalavimai ir bandymo konfigūracija gali turėti įtakos praktiniam įrenginio veikimui.
Pavyzdžiui, patalpoje, skirtoje jautriai matavimo sistemai, gali prireikti skirtingų sąsajų nei patalpose, kuriose naudojama didelė pramoninė įranga.
Todėl prieš gaminant patalpą reikia nustatyti reikiamus durų matmenis, kabelių jungtis, ventiliacijos pajėgumą ir vidinį išdėstymą.
Tai ypač svarbu specializuotose patalpose, pvz., dalinio iškrovimo bandymų salėse, kur ekranavimo aplinka turi palaikyti jautrius elektros matavimus.
11. Aplinkos ir mechaninės sąlygos
Ilgalaikis{0}}apsauginis našumas nustatomas ne tik tą dieną, kai kambarys praeina pradinį patikrinimą.
Durys atidaromos ir uždaromos. Kontaktiniai paviršiai susidėvi. Komponentai yra mechaniškai judinami. Pastato sąlygos gali keistis.
Todėl projektuojant didelius arba dažnai naudojamus įrenginius reikia atsižvelgti į mechaninį patvarumą ir pradinį ekranavimo efektyvumą.
Durys, kurios užtikrina puikų kontaktą naujai sumontuotos, bet praranda kontaktą po pakartotinio naudojimo, ilgainiui paveiks ekranavimo sistemą.
Panašiai korozija, deformacija ar laidžių paviršių pažeidimai gali turėti įtakos ilgalaikiam veikimui{0}}.
Todėl praktinis tikslas turėtų būti stabilus ekranavimas per visą įrenginio eksploatavimo laiką, o ne tik geras pradinis bandymo rezultatas.
12. Galutinis patikrinimas ir ekranavimo efektyvumo bandymas
Galiausiai projektavimo prielaidos turi būti patikrintos atliekant bandymus.
Ekranavimo efektyvumo bandymas įvertina, kiek elektromagnetinės energijos susilpnina užbaigtas gaubtas nurodytame dažnių diapazone.
Jei rezultatai neatitinka projekto reikalavimų, inžinieriai turi nustatyti, kur yra nuotėkis.
Tyrimas neturėtų būti automatiškai sutelktas į pagrindinę ekranavimo medžiagą. Durys, siūlės, kabelių sąsajos, filtrai, vėdinimo konstrukcijos ir kitos angos dažnai yra naudingesnės vietos tyrinėjimui.
Tai viena iš priežasčių, kodėl profesionaliam ekranavimo projektui reikalingas ir inžinerinis projektavimas, ir tinkamas įrengimas bei bandymai.
Kodėl vien medžiaga nenulemia ekranavimo našumo
Naudingas būdas pažvelgti į problemą yra įsivaizduoti dvi ekranavimo patalpas, pastatytas iš panašių laidžių medžiagų.
Pirmajame yra kruopščiai suprojektuotos jungtys, tinkamai sumontuotos ekranuojančios durys, kontroliuojami kabelių perėjimai ir tinkama ventiliacija.
Antrasis naudoja tą pačią pagrindinę medžiagą, bet turi prastus jungtis, nekontroliuojamą kabelio atidarymą ir dureles su nenuosekliu kontaktu.
Medžiaga iš esmės gali būti ta pati, tačiau užbaigtas ekranavimas gali labai skirtis.
Tai yra pagrindinis EMI ekranavimo kambario dizaino taškas:
Patalpos ekranavimo efektyvumą lemia silpniausios visos ekranavimo ribos dalys, o ne tik pagrindinės sienos medžiagos specifikacija.
Kaip turėtų būti nurodytas EMI ekranavimo kambarys?
Aptariant naują ekranavimo patalpą su gamintoju, naudingiau pateikti visus testavimo reikalavimus, o ne tiesiog prašyti „didelio{0}}našumo ekranavimo patalpos“.
Projekte turėtų būti nustatytas bent numatomas pritaikymas, dažnių diapazonas, reikalingas ekranavimo efektyvumas, įrangos matmenys, prieigos reikalavimai, galios ir signalų sąsajos, vėdinimo reikalavimai ir vietos sąlygos.
Tada gamintojas gali nustatyti tinkamą ekranavimo konstrukciją ir atramines sistemas.
Kai kuriems projektams reikiamo lankstumo gali suteikti modulinė ekranavimo patalpa. Didelėms bandymų sritims, dideliems ekranavimo reikalavimams ar sudėtingoms montavimo aplinkoms labiau tinka suvirinta ekranavimo patalpa.
Teisingas pasirinkimas priklauso nuo projekto, o ne nuo visuotinio pasirinkimo vienam statybos būdui.
Ekrano efektyvumas yra inžinerinis rezultatas
EMI ekranavimo kambarys veikia kaip sistema.
Medžiaga sudaro pagrindinį barjerą, tačiau dažnis lemia, kaip ši kliūtis elgiasi. Jungtys nustato, ar kliūtis išlieka ištisinė. Durys ir kabelių įvadai sukuria valdomas sąsajas. Vėdinimas turi užtikrinti oro srautą nesukuriant nekontroliuojamos elektromagnetinės angos. Įrengimas lemia, ar suprojektuota konstrukcija iš tikrųjų pasiekiama vietoje.
Visi šie veiksniai prisideda prie galutinio ekranavimo efektyvumo.
Laboratorijoms, EMS bandymų įrenginiams ir pramoninių bandymų aplinkoms geriausias būdas yra nuo pat pradžių suprojektuoti ekranavimo patalpą pagal tikrus bandymo reikalavimus.
Tikslas nėra tiesiog pastatyti kambarį iš laidžios medžiagos.
Tikslas – sukurti elektromagnetinę aplinką, kurios veikimą būtų galima išmatuoti, kontroliuoti ir palaikyti per visą objekto eksploatavimo laiką.
