电磁检测新技术

2024-12-12

电磁检测新技术（共9篇）

1.电磁检测新技术篇一

认证检测中常见的电磁兼容问题与对策

（一）时间:2010-07-16 12:59来源: 作者: 点击: 73次

1．概述1.1 什么时候需要电磁兼容整改及对策对一个电子、电气产品来说，在设计阶段就应该考虑其电磁兼容性，这样可以将产品在生产阶段出现电磁兼容问题的可能性减少到一个较低的程度。但其是否满足要求，最终要 1．概述

1.1 什么时候需要电磁兼容整改及对策

对一个电子、电气产品来说，在设计阶段就应该考虑其电磁兼容性，这样可以将产品在生产阶段出现电磁兼容问题的可能性减少到一个较低的程度。但其是否满足要求，最终要通过电磁兼容测试检验其电磁兼容标准的符合性。

由于电磁兼容的复杂性，即使对一个电磁兼容设计问题考虑得比较周全得产品，在设计制造过程中，难免出现一些电磁干扰的因素，造成最终电磁兼容测试不合格。在电磁兼容测试中，这种情况还是比较常见的。

当然，对产品定型前的电磁兼容测试不合格的问题，我们完全可以遵循正常的电磁兼容设计思路，按照电磁兼容设计规范法和系统法，针对产品存在的电磁兼容问题重新进行设计。从源头上解决存在的电磁兼容隐患。这属于电磁兼容设计范畴。

而目前国内电子、电气产品比较普遍存在的情况是：产品在进行电磁兼容型式试验时，产品设计已经定型，产品外壳已经开模，PCB板已经设计生产，部件板卡已经加工，甚至产品已经生产出来等着出货放行。

对此类产品存在的电磁兼容问题，只能采取“出现什么问题，解决什么问题”的问题解决法，以对产品的最小改动使其达到电磁兼容要求。这就属于电磁兼容整改对策的范畴，这是我们这次课程需要探讨的问题。1.2 常见的电磁兼容整改措施

对常见的电磁兼容问题，我们通过综合采用以下几个方面的整改措施，一般可以解决大部分的问题：

可以在屏蔽体的装配面处涂导电胶，或者在装配面处加导电衬垫，甚至采用导电金属胶带进行补救。导电衬垫可以是编织的金属丝线、硬度较低易于塑型的软金属(铜、铅等)、包装金属层的橡胶、导电橡胶或者是梳状簧片接触指状物等。

在不影响性能的前提下，适当调整设备电缆走向和排列，做到不同类型的电缆相互隔离。改变普通的小信号或高频信号电缆为带屏蔽的电缆，改变普通的大电流信号或数据传输信号电缆为对称绞线电缆。

加强接地的机械性能，降低接地电阻。同时对于设备整体要有单独的低阻抗接地。在设备电源输入线上加装或串联电源滤波器。

在可能的情况下，对重要器件进行屏蔽、隔离处理，如加装接地良好的金属隔离板或小的屏蔽罩等。

在各器件电源输入端并联小电容，以旁路电源带来的高频干扰。

下面，我们分别就电子、电器产品在传导发射、辐射发射、谐波电流、静电放电、电快速脉冲、浪涌等电磁兼容测试项目试验过程中较常出项的问题及解决方案和补救措施与大家共同探讨。

我们根据各项目的特点，将这些内容分为三大类分别进行讨论：电磁骚扰发射类：传导发射、辐射发射谐波电流类

瞬态脉冲抗扰度类：静电放电、电快速脉冲、浪涌冲击 2．电磁骚扰发射测试常见问题对策及整改措施

对于电磁发射测试对策及整改，我们将在下个专题《电子产品3C认证检测中常见电磁兼容问题与对策》中以AV和IT类产品为例加以详细探讨，在这儿仅进行一些提纲性介绍，不再深入展开探讨。

2.1 电子、电气产品内的主要电磁骚扰源

设备开关电源的开关回路：骚扰源主频几十kHz到百余kHz，高次谐波可延伸到数十MHz。

设备直流电源的整流回路：工频整流噪声频率上限可延伸到数百kHz；高频整流噪声频率上限可延伸到数十MHz。

电动设备直流电机的电刷噪声：噪声频率上限可延伸到数百MHz。电动设备交流电机的运行噪声：高次谐波可延伸到数十MHz。变频调速电路的骚扰发射：骚扰源频率从几十kHz到几十MHz 设备运行状态切换的开关噪声：噪声频率上限可延伸到数百MHz。

智能控制设备的晶振及数字电路电磁骚扰：骚扰源主频几十kHz到几十MHz，高次谐波可延伸到数百MHz。

微波设备的微波泄漏：骚扰源主频数GHz。

电磁感应加热设备的电磁骚扰发射：骚扰源主频几十kHz，高次谐波可延伸到数十MHz。电视电声接收设备的高频调谐回路的本振及其谐波：骚扰源主频数十MHz到数百MHz，高次谐波可延伸到数GHz。

信息技术设备的及各类自动控制设备数字处理电路：骚扰源主频数十MHz到数百MHz，高次谐波可延伸到数GHz。

认证检测中常见的电磁兼容问题与对策

（一）(2)时间:2010-07-16 12:59来源: 作者: 点击: 74次

2.2 骚扰源定位 2.2.1 根据测量曲线定位：依据：超标骚扰频率范围、超标骚扰频域分布、窄带骚扰还是宽带骚扰等根据被测设备工作方式和内部结构定位：有没有使用标准不建议使用的半波整流和对称/非对称电源调整电 2.2 骚扰源定位

2.2.1 根据测量曲线定位：

依据：超标骚扰频率范围、超标骚扰频域分布、窄带骚扰还是宽带骚扰等根据被测设备工作方式和内部结构定位：

有没有使用标准不建议使用的半波整流和对称/非对称电源调整电路？内部结构中电路板布局是否合理？内部电缆走线是否合理？

内部滤波器（滤波电路）安装是否合理？内部电路接地和搭接方式是否合理？机箱屏蔽是否满足对应产品的需求？ 2.2.2 根据被测设备组成和功能定位：设备内部有否二次电源，其工作方式？设备内是否有驱动电机，电机类型？设备内是否有变频调速电路？

设备内是否有数码控制或智能控制电路？是否使用晶振？设备内是否存在程控的继电器或开关电路？设备正常工作是否利用电磁波或微波？设备内是否存在工作中的无线收发电路？ 2.2.3 根据功能模块工作情况进行故障定位：

若设备的各个模块可以暂停和恢复工作，可以通过逐个暂停这些模块的工作来判断骚扰来源。

若模块不可以独立暂停和恢复工作，可以通过与设备其它功能模块一起组合进行暂停和恢复工作，从而判断骚扰的大概来源。

若模块不可以独立暂停和恢复工作，可以通过与其它设备的合格功能模块一起组合进行暂停和恢复工作，从而判断骚扰的大概来源。对怀疑骚扰超标的模块，可以用置换的方式来进行骚扰判定。2.3 电子、电气产品连续传导发射超标问题及对策

家电类产品连续传导骚扰标称测量频率范围148.5kHz-30MHz（实际为150kHz-30MHz）。测量分别在电源端子及负载端子和附加端子上进行。连续传导骚扰的主要来源：

开关电源的开关频率及谐波骚扰、电源整流回路的整流噪声、交流电机的运行噪声、直流电机的电刷噪声、电磁感应加热设备的电磁骚扰、智能控制设备的晶振及数字电路电磁骚扰等当我们通过骚扰定位方式找到超标点的骚扰来源后，即可采用相对应的骚扰抑制措施。（针对故障定位及传导骚扰来源分别展开说明）

对一般的电源端连续传导骚扰可以通过以下的电路加以抑制：

图1：交流电源滤波网络

对于负载端子和附加端子的传导骚扰可以通过以下的电路加以抑制

图2：直流输出滤波网络

无论是对电源端子、负载端子和附加端子采取抑制措施，若使用独立的滤波器时，需注意其安装方式。

图3：滤波器的安装方法

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（一）(3)时间:2010-07-16 12:59来源: 作者: 点击: 75次

2.5 电子、电气产品辐射骚扰超标问题及对策电子、电气产品辐射骚扰场强测量频率范围30MHz-1000MHz。测量一般在开阔场或半电波暗室中进行。辐射骚扰的主要骚扰来源：开关电源的开关频率及谐波骚扰交流电机的运 2.5 电子、电气产品辐射骚扰超标问题及对策

电子、电气产品辐射骚扰场强测量频率范围30MHz-1000MHz。测量一般在开阔场或半电波暗室中进行。辐射骚扰的主要骚扰来源：开关电源的开关频率及谐波骚扰

交流电机的运行噪声、直流电机的电刷噪声电磁感应设备的电磁骚扰

智能控制设备的晶振及数字电路电磁骚扰等

当我们通过骚扰定位方式找到辐射骚扰超标点的骚扰源后，即可采用相对应的骚扰源抑制措施。（针对故障定位及骚扰来源分别展开说明）

一般来说，首先抑制骚扰源，这可以通过优化电路设计、电路结构和排版，加强滤波和正确的接地来达到。

其次是要切断耦合途径，这可以通过正确的机壳屏蔽和传输线滤波达到。3．谐波电流测试常见问题对策及整改措施

对于由交流市电供电的电子、电气产品，谐波电流是一个很重要的电磁兼容测量项目。在低压市电网络使用的电子电气设备，其供电电压是正弦波，但其电流波形未必是正弦波，可能有或多或少的畸变。大量的此类设备应用，会造成电网电压波形畸变，使电网电能质量下降。

图4：高压整流电路及对应的畸变电流波形

一个周期函数可以分解为傅立叶级数，表示为多级正弦函数的和式，即可把周期信号当作是正弦函数的基波与高次谐波的合成。

所以，我们可以将设备的畸变电流波形分解为基波和高次谐波，通过特定的仪器测量高次谐波含量，就可以分析出设备电流波形畸变的程度。这些高次谐波电流分量我们简称为谐波电流。

图6：畸变电流波形的傅立叶展开示意图

当电网中存在过量的谐波电流，不仅会使发电机的效率降低，严重时还会造成发电机和电网设备的损坏，同时还会影响电网用户设备的正常工作，比如计算机运算出错，电视机画面翻滚。

正是出于保护共用电网电能质量，保障电网和用户设备的正常进行，IEC提出了谐波电流限值标准。

谐波电流测试不适用于由非市电的低压交、直流和电池供电的电子、电气产品。3.1测量标准介绍

下面以GB17625.1标准为例，对谐波电流的测量作一个简要介绍。

标准名称：GB17625.1-2003 idt IEC61000-3-2:2001 《电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）》

GB17625.1-2003是众多电子电器产品认证检验的一个重要依据标准。该标准测量和限制的就是由低压市电供电的电子、电气产品（设备每相输入电流≤16A）在使用时其供电电流波形畸变的程度。

GB17625.1-2003标准是通过限制设备电流的高次谐波分量的大小来限制设备电流波形的畸变的。GB17625.1考虑到第40次谐波电流含量。3.1.1标准的适用范围

该标准只对接入频率为50Hz/60Hz、相电压为220V/230V/240V的低压供电系统且每相输入电流不大于16A的设备提出谐波电流限值要求。

该标准是一个通用电磁兼容标准。适合于本标准的产品类别较多，如家用电器、电动工具、电气照明设备、信息技术设备、影音设备等等。3.1.2设备的分类

分类是按照谐波电流限值不同而进行的。A 类：平衡的三相设备;家用电器，不包括列入D 类的设备；工具，不包括便携式工具；白炽灯调光器；音频设备；

以及除以下几类设备外的所有其他设备。

B 类：便携式工具；不属于专用设备的电弧焊设备 C 类：照明设备

D 类：有功功率不大于600W 下列设备：个人计算机和个人计算机显示器；电视接收机。B 类、C 类和D 类设备定义比较简单，A 类的区分比较复杂。(认证检测中常见的电磁兼容问题与对策

（一）(4)时间:2010-07-16 12:59来源: 作者: 点击: 76次

3.1.3谐波电流限值下列类型设备的限值在该标准中未作规定：额定功率75W 及以下的设备，照明设备除外（将来该值可能从75W 减小到50W）；总额定功率大于1kW 的专用设备；额定功率不大于200W 的对称控制加热元件；

3.1.3谐波电流限值

下列类型设备的限值在该标准中未作规定：

额定功率75W 及以下的设备，照明设备除外（将来该值可能从75W 减小到50W）；总额定功率大于1kW 的专用设备；

额定功率不大于200W 的对称控制加热元件；额定功率不大于1kW 的白炽灯独立调光器。

（通常有生产厂家利用此条的限制项来达到免于进行谐波电流限制的目的）

3.1.3.1 A类设备的谐波电流限值

A类设备的谐波电流限值见标准相应表格，限值是有效值，单位为安培。该限值是固定值，与产品的功率和基波电流大小不相关。3.1.3.2 B类设备的谐波电流限值

B类设备的谐波电流限值是A类设备的限值的1.5倍。3.1.3.3 C类设备的谐波电流限值

a）有功输入功率大于25W

对于有功输入功率大于25W的照明电器，谐波电流不应超过C类设备的相关限值。该限值与产品基波电流大小不相关。b）有功输入功率不大于25W

对于有功功率不大于25W的放电灯，标准规定了其特定的合格判定条件。3.1.3.4 D类设备的谐波电流限值

a）只限制奇次谐波电流。

b）奇次谐波电流不仅要符合最大允许谐波电流，还要符合“每瓦功率允许的最大谐波电流”。

可以说对D类设备的要求是比较严格的，而实际情况却是D类设备的谐波电流往往比较大。

该规定是考虑到D类设备应用非常广泛，又经常是连续运转，客观上又经常同时使用。如此多的D类设备同时工作，它们产生的谐波电流在合成（矢量合成）后对电网电能质量的影响将是不能不考虑的。3.1.4谐波电流测量仪器

谐波测量设备一般由两部分组成：精密电源单元与测量仪表单元。要求电源部分能向被测设备提供良好波形的电压源、负载能力和平坦的阻抗特性。

标准规定测量仪表单元必须是离散付氏变换（FFT）的时域测量仪器，能够连续、准确地同时测量全部各次谐波所涉及的幅值、相位角等需要量。

目前实验室多采用以FFT为频谱分析原理的谐波测量仪。测量仪的前级为采样电路、模-数变化器，后级是FFT分析仪（可以利用PC机实现）。3.1.5试验条件

标准中规定了部分类型设备谐波电流的试验条件。

对于没有提到的设备，发射测量应在用户操作控制下或自动程序设定在正常工作状态下，预计产生最大总谐波电流（THC）的模式进行。

这是规定了发射试验时设备的配置，而不是要求测量THC值或寻找最恶劣状态下的发射。3.2 谐波电流发射的基本对策

解决谐波发射超标问题的基本办法是在原来的电源电路中增加功率因数校正（PFC）电路。或改变已有的PFC电路，使其满足测试标准要求。功率因数校正一般分为两种类型，即主动式和被动式。

当然对于中小功率的电子、电器设备，尽可能将其消耗的有功功率降低到75W以下，也不失为一种有效的方法。因为标准没有对75W及以下的设备给出限值（照明设备除外）。对于一些专用的或特殊用途的设备，使其满足标准限值中免于限制条款，也是可行的。3.2.1主动式功率因数校正

主动式功率因数校正电路可以最大限度的提高功率因数，使其接近于1，这是目前较为理想的谐波电流解决方案。

这样的开关电源电路必须使用二级开关电路控制，其中一级开关电路用来控制电流谐波，另外一级开关电路用作电压调整。

该方案电路比较复杂，对电路元件要求高，增加的改进成本较高，而且对原来电源电路的设计概念必须作彻底的更新。

使用中还应该注意到，设备注入电源的射频传导骚扰可能因此而增加，这时必须再根据需要增加抑制电源传导骚扰的元件。显然，因为技术的原因，该方案一般不能应用在采用线形电源变压器供电的设备上。

由于该方案对电路改动太大，一般少在谐波电流测试不通过时作为整改对策使用。

3.2.2被动式功率因数校正

目前消费类电子、电气产品所采用的开关电源电路多是开关频率比较低、电路结构简单、成本较低的那种形式，其谐波电流发射超过限值的问题也较普遍。在这种情况下，成本控制可能是主要的考虑。

采用低频滤波电路可以降低谐波成份到标准限值以下，这种措施属于被动式功率因数校正。这种方案适合于中小功率设备。

因为需要滤除的是工频谐波，对功率较大的设备，滤波器的重量和成本可能会超过设备电源本身。

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（一）(5)时间:2010-07-16 12:59来源: 作者: 点击: 77次

3.2.3其它解决措施对那些设备整体呈感性或容性的电子、电气设备（如电动设备等），在正常工作时，其电流波形的峰值出现时间可能会滞后或超前电压波形的峰值，造成产品的功率因素的下降。对此类设备较常采用的方式

3.2.3其它解决措施

对那些设备整体呈感性或容性的电子、电气设备（如电动设备等），在正常工作时，其电流波形的峰值出现时间可能会滞后或超前电压波形的峰值，造成产品的功率因素的下降。

对此类设备较常采用的方式是对应的容性或感性补偿，使补偿后的电流波形的峰值出现时间与电压波形的峰值出现时间保持同步。

此类补偿需注意，不要出现过补偿，否则，效果适得其反。此类补偿方式多用于电力系统的功率因素补偿，一般的电子、电气设备上较少采用。因为，一般的电子、电气设备的谐波问题主要表现为波形畸变，而不仅是电流波形相位滞后、超前的问题，这种补偿方式效果不明显。

下面首先介绍两种被动式功率因数校正电路，然后再介绍主动式功率因数校正电路。

对一般用电设备来说，这两种被动式功率因数校正电路所增加的元件成本均比较低，体积也不大，一般是可以接受的。

采用主动式功率因数校正电路的比被动式成本略高,但校正效果会比被动式好的多。

对有些采用其它方案不能凑效的产品，主动式功率因数校正电路可能是最后唯一的选择。当然，有些产品为提高产品质量和档次，也会主动采用主动式功率因数校正电路。

3.3 利用电感储能电流泵式解决方案

该方案适用于直接利用高压整流方式来供电的产品。电路如图7所示。这个电路仅仅由一个扼流圈L1、一个快速开关二极管D1和一个耐冲击电容C组成。用这三只元件构成一个电流泵电路，取代原来开关电源里的由二极管和RC网络组成的限幅缓冲电路。扼流圈的电感L1大概是开关变压器的主电感L的4倍。耦合电容C应该能够耐高压和冲击，它的容量是10到30nF。对应开关电源的功率从75W到300W的范围。C1电容应该大到足够满足最大的谐波电流限值，二极管选用快恢复特性功率二极管。

此电路结合主动功率因数校正的原理，利用电感储能延长整流导通的时间，从而有效减少了输入的谐波电流幅度。应用此电路时，应注意调整开关变压器和开关晶体管的参数，否则易损坏开关晶体管。

此电路宜应用在电源开关频率较高，开关晶体管导通电流大，内阻很小的电源电路中。

图7：电流泵式被动功率因数校正电路

3.4 低频谐波电流抑制滤波解决方案

电路如图8所示。该方案适用于直接利用高压整流方式来供电的产品。这个电路仅仅由一个低频扼流圈组成，插入整流桥和滤波电容之间。其工作原理非常简单，低频扼流圈的电感和整流电容以及低频扼流圈的分布电容共同组成一个低频谐波电流滤波器。

图8：低频滤波器被动功率因数校正电路

电路参数要设计成对50Hz 的基波成份衰减很小，对三次以上谐波成份衰减很大，尤其是第三次谐波（150Hz）的衰减最大。低频谐波电流抑制滤波器在电源整流之后或者之前的某些点插入电流回路，就可以起到抑制谐波电流的目的。可以解决300W 以下产品的谐波电流问题，并且不需要电路其它参数作任何改变，也不会降低原电源电路的其它性能。其缺点是体积较大，重量约100-200 克。

3.5 主动PFC解决方案

该方案是在主电源上串联另一个电源变换器，它强迫电源紧密跟随正弦型线电压获取电流。图9为其原理示意图。该方案适用于直接利用高压整流方式来供电的产品。

图9：主动式PFC原理示意图

工频交流经过整流器整流后变成波动的直流，该波动直流提供给PFC 转换电路进行转换。对一般普通的开关电源来说，由于PFC 控制电路相当于在原开关电源的整流和滤波回路之间增加了一级开关回路。

一方面增加了电路的复杂程度，可能需要对原系统的电源部分重新设计和排版；

另一方面，由于相当于增加了一级开关转换电路，电源产生的射频骚扰必然有所增加甚至超标，这时可能需要采取一些措施使其重新符合相关标准的要求。

3.6 谐波问题的其它对策

以上三种谐波电流问题解决方案主要适用于直接利用高压整流方式来供电的产品。因为此类产品谐波电流非常大，若不采取相应对策，则难以满足谐波标准要求。

对通过工频变压器供电的产品和直接使用交流电源而不通过电源变换电路二次供电的家电产品，一般情况下谐波电流不大，且其波电流限值比较宽松，即使不采取谐波电流抑制措施，其谐波电流测试合格率还是非常高的。但我们依然需要注意以下几个方面的内容。

对那些非高压整流方式来供电的家电产品，低次谐波电流限值比较宽松，合格是比较容易的，此时，应注意的是20 次以上的高次谐波电流容易出现问题。

对此类的高次谐波超标问题，一般在电源回路中增加适当的高次谐波滤波电感（高频扼流圈）即可解决问题。

由于半波整流方式和利用相位截波方式调节（如可控硅非过零控制）对电源进行对称和非对称控制都很容易产生非常大的谐波电流。谐波电流标准一般不允许采用半波整流方式和对电源进行对称和非对称控制。若测试时谐波电流超标，建议将电源半波整流方式和对称/非对称控制方式改为其他的控制方式。如将半波整流改为全波整流或桥式整流方式。将利用相位截波方式调节的对称/非对称控制方式改成对称的过零触发控制方式。可以有效地解决此类谐波问题。

2.电磁检测新技术篇二

EMAT信号的发射和接收是基于电磁物理场与机械波动场之间的相互转化,两个物理场之间通过力场联系在一起。 EMAT的发射和接收有三种机制: 洛伦兹力机制、磁致伸缩力机制和电磁力机制[1]。在非铁磁性材料的检测过程中,洛伦兹力起主要作用,在铁磁性材料的检测过程中,还会受到磁致伸缩力和电磁力的作用。大多数情况下,电磁力的绝对值比前两者的绝对值小很多。根据EMAT的组成可以将其划分为三个相互联系的部分: 磁铁、线圈和被测试件,电磁超声的接收和发射可以看做是这三个部分之间的相互作用,其作用过程如图1所示。磁铁为被测试件提供稳定磁场,发射线圈和接收线圈通过电磁感应定律在被测试件中感生和接收涡流[2]。被测试件是场作用的主体,磁铁和线圈的感生场在被测试件中相互作用, 在被测试件中激发出电磁声,并利用电磁声对试件进行无损检测,试件既是检测对象,也可以被看做是电磁超声的声源。

1EMAT技术对不同材料的检测效果

化工及炼化企业中,生产及运行工况往往较为复杂而且危险系数较高。为了适应不同工况下的运行参数,压力管道通常由不同的材料组成。其中,最常用的包括碳素钢、合金钢和不锈钢。为了验证EMAT对不同材料的检测效果,实验过程中分别对20g、15Cr Mo、12Cr1Mo V、304不锈钢以及316不锈钢试板在不同温度下进行测厚。结果如表1 ~ 表5表示。

实验结果显示,对于20g、15Cr Mo、12Cr1Mo V等材料, EMAT技术可以比较准确的测定试板在20 ~ 400 ℃ 内的厚度, 且误差在5% 以内; 对于316不锈钢,EMAT不锈钢只能检测出20 ~ 200 ℃ 内的试板厚度,当温度高于200 ℃ 时,应用EMAT技术则不能检测试板的厚度; 而对于304不锈钢,应用EMAT技术对任何温度下的试板厚度都不能进行检测。

根据超声波传播特性[3],不同材料对于超声波的传播特性具有重要的影响,对于高频率的横波,材料的微观晶粒的大小与排列结构是主要因素。

分别对上述5种材料进行金相检验,见表6。

图2 ~ 图6所示为不同材料的微观金相组织,给出了各个材料的金相组织及晶粒度。

经过对比发现,20g、15Cr Mo、12Cr1Mo V试板的晶粒均较细小,在8. 5 ~ 10级之间且排列较为整齐紧密,316不锈钢晶粒较为粗大 ( 最大为7. 5级) ,304不锈钢的晶粒是最大的,达到5级。根据国外研究超声波衰减规律的: P. palanichamy等[4]认为当材料的晶粒度越大,超声波横波在传播中的衰减特别巨大,有些甚至无法探测到一次回波。因此,20g、15Cr Mo、 12Cr1Mo V等低合金钢由于晶粒度较小,EMAT技术能够准确的检测试板厚度; 316不锈钢试板的晶粒度较大,横波在试板中存在一定程度的衰减,在常温下还能保证一定的检测可靠度与准确度,但当温度逐步升高到200 ℃ 以上时,就不能有效的316不锈钢对试板厚度进行测量; 而304不锈钢的晶粒是最大的,并且呈层状不规则排列,对超声波的衰减是最厉害的,在常温下用EMAT无法对试板进行检测。

2提离距离对EMAT技术的影响

EMAT探头采用电磁线圈铺设在铁探头的表面,由线圈经激励产生电磁超声对容器及压力管道进行厚度测量[5]。因此, 线圈是EMAT设备的主要超声激励元件,其能否正常运行直接关系到设备的使用。为了避免在高温状态下的长时间工作对电磁线圈造成损伤,探头部分采用了铁质保护套通过螺纹固定在探头前面部分。当拧紧保护套之后( 即发生提离) ,线圈则避免了直接与高温管壁接触,有效的保护了探头。但是,线圈激励的电磁超声的能量随着距离管壁越远,其能够有效传播到管壁中的能量也越小,而测量结果的有效性和准确性也降低。

因此,在能够保护线圈避免长时间直接接触高温介质的前提下,尽可能的缩短线圈与管壁之间的距离,能够有效的提高探头的提升力,进而确保EMAT技术的准确性和有效性。表8为提离距离从0 ~ 2 mm变化时,对比同一试件进行测厚所得数据。

表8中不同提离距离下的试件厚度可以清晰的表明,随着提离距离的增大,所测厚度逐渐减小。将提离距离 - 所测厚度数据进行曲线拟合,可得二者之间的线性关系如图7所示。

由图7可以更加直观的发现,随着提离距离的增加,所测厚度逐渐减小。这是因为,激励线圈中感生出的电磁场和电涡流场随着被测试件深度的增加而作指数衰减,衰减率由决定。同时,磁场的相位随着被测试件深度的增加而滞后,因此随着线圈与被测试件之间提离距离的增加,感生电磁场和电涡流场的幅值都会急剧下降。因此,在能够保证线圈有效避免直接接触高温介质的前提下,应该尽量缩短保护套与线圈之间的距离,提高探头的提升力。

经本次试验,发现当探头与被测试件表面提离1 mm时, 既不影响检测准确性,还能有效保护探头。

3结论

EMAT作为一种新型检测技术,具备一些传统检测方法所不具备的优点,如适用于高温工况、不需耦合剂的作用、无需去除包覆层等。但是,被检材料和提离距离对检测结果具有一定的影响,其结果如下:

( 1) 通过对比不同材质,发现20g、15Cr Mo、12Cr1Mo V等低合金钢EMAT技术能够准确的检测试板厚度; 316不锈钢试板到200 ℃ 以上时,就不能有效进行测量; 而304不锈钢用EMAT无法对试板进行检测。

( 2) 通过提离效应测试试验,发现当探头与被测试件表面提离1 mm时,既不影响检测准确性,还能有效保护探头。

摘要：电磁超声检测技术(Electromagnetic Acoustic Transducer,EMAT)是20世纪60年代发展起来的一种新型的无损检测技术,主要用于高温测厚以及无损探伤领域。相比于传统的无损检测方法,EMAT不仅能够适用于较高的工况温度(最高可达500℃),而且在使用过程中不需要耦合剂的作用,大大的提高了工作效率。本文立足实验对比作用,探究了材料和提离距离对EMAT检测技术的影响。

3.一种电磁活门工作行程检测装置篇三

摘要：本文介绍了一种电磁活门工作行程检测装置，该装置结构简单、成本低廉、操作方便、测试结果可靠，解决了电磁阀维修过程中电磁活门工作行程检测的难题。

关键词：电磁活门；电磁阀；阀芯；工作行程

引言：电磁活门即电磁阀的阀芯，电磁阀一般利用电磁活门的上下或左右移动完成开闭动作，达到对流体流量控制的目的，因此，电磁活门的工作行程是电磁阀门的重要技术参数，也是电磁阀性能试验的必测项目。由于电磁阀装配结构复杂、配合精度较高，在性能试验过程中，采用普通量具难以完成对电磁活门工作行程的测试。

一、结构介绍

一种电磁活门工作行程检测装置，包括测量杆1、测量杆安装座2、百分表锁紧螺套3、百分表4、固套5、紧固衬套6和工件锁紧螺套7、销轴8、百分表调零基准件9。（见图1）

二、检测装置工作原理

参照图2、图3，利用测量杆的等臂杠杆结构原理，测量杆1的等臂杠杆结构，由水平线、销轴8与第一测量头1-1端点连线、销轴8和第二测量头1-2端点连线构成两个全等三角形，它们对应的两个直角边C和D的长度相等，即测量工件10的电磁活门10-1的工作行程与百分表触头的测量值相等。测量时将电磁活门的工作行程转换为百分表触头的测量值，并通过百分表调零基准件上百分表调零基准孔深度H对百分表调零，这样可直接读取测量工件电磁活门的工作行程的误差值，将该测量值与标准要求比对即可判断被测量工件是否符合要求。

三、测量装置主要操作方法

参看图4、图5，工作过程是：将测量工件10的电磁阀阀座10-2与固套第二内螺纹5一端装配后，将测量杆1的第一测量头1-1伸入到电磁活门10-1孔内，调整第一测量头1-1使其位于电磁活门10-1底面的中心位置，用工件锁紧螺套7将两者固紧；然后对百分表调零，将百分表调零基准件9放入电磁阀阀座10-2的定位孔中并手动压紧，此时测量杆1的第一测量头1-1顶到百分表调零基准件9的百分表调零基准孔9-1底面，而测量杆1的第二测量头1-2拨动百分表4的侧头平面接触，将百分表的读数调整为0，由于测量杆1的第一测量头1-1、第二测量头1-2与测量杆销轴孔1-3的距离相等，因此第一测量头1-1、第二测量头1-2的上下移动值是一样的，测试时，将电磁活门10-1装配到电磁阀阀座10-2的定位孔中，接通电源，电磁铁带动电磁活门10-1上移动，当电磁阀按钮弹起时观察百分表指针变化情况，如果百分表指针示数在电磁活门工作行程误差范围内，说明测量工件10符合技术要求。

四、主要结构附图说明

图1是结构示意图；图2是测量杆结构示意图；图3是检测装置工作原理图；图4是调零工作状态示意图；图5是测量工作状态示意图。

图中各标号为：1测量杆，1-1第一测量头，1-2第二测量头，1-3测量杆销轴孔，2测量杆安装座， 3百分表锁紧螺套，4百分表， 5固套，纹，5-3固套开口槽，6紧固衬套，，7工件锁紧螺套，8销轴，9百分表调零基准件，10测量工件， 10-1电磁活门，10-2电磁阀阀座。

五、总结

以上介绍一种电磁活门工作行程检测装置来测量电磁活门的工作形成具有可靠性高、结构简单、操作方便、测试结果准确可靠，能够满足维修检测的需要。

参考文献：

[1] 成大先，机械设计手册.第2卷. 200711.化学工业出版社.

[2] 材料手册.材料手册编写组编.上册.1972.国防工业出版社.

[3] 形状和位置公差.国家标准.GB1182～1184-80 GB1985-80

4.电磁兼容技术及应用篇四

摘要：本文简要介绍电磁兼容相关的各项技术，通过对接地、屏蔽、滤波等技术的分析，说明产品如何实现良好的电磁兼容性，如何将电磁兼容技术融入产品研发流程。对实例分析，结合电磁兼容理论，说明实际测试中的处理

摘要：本文简要介绍电磁兼容相关的各项技术，通过对接地、屏蔽、滤波等技术的分析，说明产品如何实现良好的电磁兼容性，如何将电磁兼容技术融入产品研发流程。对实例分析，结合电磁兼容理论，说明实际测试中的处理方法，从干扰源、耦合路径、敏感源方面逐步分析验证，提高产品可靠性。

关键词：电磁兼容接地屏蔽滤波

目前，电磁兼容技术已经发展成为专门的针对电子产品抗电磁干扰和电磁辐射的技术，成为考察电子产品的安全可靠性的一个重要指标，覆盖所有电子产品。

各个电子设备在同一空间工作时，会在其周围产生一定强度的电磁场，这些电磁场通过一定的途径（辐射、传导）耦合给其他的电子设备，影响其他设备的正常工作，可能使通讯出错或者系统死机等，设备间相互干扰相互影响，这种影响不仅仅存在设备间，同时也存在元件与元件之间，系统与系统之间。甚至存在与集成芯片内部。

电磁兼容技术主要包括接地、滤波、屏蔽技术等，在特定场合需要注意的是不一样的，A、在结构方面，需要注意屏蔽和接地，B、在线缆方面注意接地和滤波，C、在PCB设计方面，需要注意信号布局布线、滤波等。

一、电磁兼容技术

首先从构成电磁干扰的三要素入手，即干扰源、敏感源、耦合路径，★干扰源是产生电磁干扰的设备，通过电缆、空间辐射等耦合路径影响干扰敏感源设备。高频电压/电流是产生干扰的根源，电磁能量在设备之间传播有两种方式：传导发射和辐射发射，传导发射是

以导线为媒体，以电流为现象，辐射发射是以空间辐射为媒体，以电磁波为现象。常见干扰源有雷电、无线通讯、脉冲电路、静电、感性负载通断、天线、电缆导线等。任何电路都可能成为敏感源，数字电路抗干扰性较好，但是风险大，大的脉冲尖峰可能是数字电路误动作，音频模拟电路对射频信号敏感。★耦合路径分为空间耦合和传导性耦合，空间耦合包括互感耦合、电容耦合、天线辐射，传导性耦合包括地线和电源线上的传导。

电磁兼容设计主要包括接地设计、屏蔽设计、滤波设计方面的知识。地线分为安全地、交流地、直流地、数字地、模拟地、机壳地、防雷地等，※地线从电压概念说是提供一个等电位体，从电流概念上说是提供一个电流通路。地线阻抗决定了线路的抗干扰性，其中导线阻抗决定了地线的电位差，回路阻抗决定了实际的地线电流，地环路的存在是电路受干扰的主要原因，减小地环路的面积，降低对线路的影响，使用屏蔽线或同轴电缆都可能减小信号回路的面积，从而达到降低干扰的影响。地线电流总是走地线阻抗比较小的路径，高频低频时线路的阻抗是不一样的，可以根据需要设计信号路径。多层板比双层板的抗干扰性要好，因为多层板有专门的地层和电源层，保证每个信号回路都具有最小的信号回路面积，如果是双层板，最好铺地线网格，来保证最小的回路面积。

单端接地是为了降低电场对设备的影响，两端接地是降低磁场对设备的影响，两端接地形成磁场环路，外界磁场在原来信号与地线构成的回路中产生感应电流的同时，也在屏蔽层与地线构成的回路中产生感应电流Is，Is也会感应出磁场，但是这个磁场与原来的磁场磁场方向相反，相互抵消，导致总磁场减小，减小了干扰。

屏蔽技术，主要是应用在系统的结构上的，也有对线路关键电路进行屏蔽的，如时钟电路、CPU等。考察系统的屏蔽效能可以利用静电测试，如果系统屏蔽做的好，静电会沿着屏蔽体进行泄放，不会对内部线路造成影响。良好的电磁屏蔽的关键因素是屏蔽体的导线连续性，如果必须开孔引导线，采用屏蔽电缆，屏蔽层一定要采用360度环接方式进行接地，保证屏蔽的完整性。根据不同屏蔽层传输阻抗的频率特性和信号工作频率，来选择屏蔽电缆。

滤波包括电源线滤波与信号滤波。电缆是一个很好的天线，有时候即使屏蔽做的很好，仍然不能通过辐射发射和辐射敏感度的试验，这是因为电缆产生的辐射远高于线路板本身及机箱屏蔽不完整发生泄漏所产生的辐射。解决这种问题的一个方法是在电缆的端口处安装滤波器，将干扰电流滤除掉。根据干扰的频率选择滤波器的截止频率，才能有效的滤除干扰。一个系统使用了二阶LC低通滤波器，做辐射试验还是过不去，将前级电容去掉，辐射发射就不超标了，说明了需要降低截止频率才能滤除一部分干扰，增加滤波器的级数增加了曲线的陡度，提高了在工作频率内的滤波性能，并不能将更低频率的干扰滤除。滤波电容引线要短，可以采用“V”形接法，减小高频时的回路阻抗，也可以在引线上增加安装磁珠，加大了引线上的电感，增强了滤波效果。薄膜电容的电阻成分大，应采用陶瓷电容来进行滤波，陶瓷电容的阻抗特性好。

电磁兼容技术应贯穿产品研发始终，包括产品的概要设计、详细设计、原理图印制板设计、结构、组装调试等每个环节，都应该考虑电磁兼容设计，概要设计中需要调研产品应用环境，分析现场干扰类型，评估干扰风险，详细设计中需要针对具体的干扰，采取相应的对策，需要全面设计。原理图印制板图设计需要将各项措施体现在原理图中，必要时进行仿真，印制板图设计时需要按照模块化设计，注意布局布线，敏感电路的电磁兼容防护。结构也是电磁兼容设计中主要的一部分，产品的结构对静电、群脉冲、辐射等有很大的关系，结构要求具有良好的屏蔽性和接地。装配调试环节需要注意信号完整性，保证接地的连续性，注意面板接触问题，在测试环节根据遇到的实际情况，采取相应的措施。

二、电磁兼容实例应用分析

学习电磁兼容技术的整体目标是系统地学习电磁兼容方面的知识，通过学习电磁兼容设计理论，使这些方法、规则、措施等融入实际工作中，来保证产品尽可能可靠。

1、接地问题

实例一：某系统设备在做422通讯串口的射频场感应传导测试，采用双绞屏蔽线，开始采用的是单端接地，测试时出现的误码率高，几乎没有正确的数据，后来采用双端可靠接地，通讯正常。

实例二：某系统设备在做视频鼠标线的射频场感应传导的试验时，在较低频段（3M以下）时显示器有波纹，上下闪动，后来将视频线的显示器侧可靠接地，干扰明显降低，几乎不影响显示。

分析：这两种现象都是在做射频场的感应传导试验时出现的，射频场的感应传导抗扰度试验实质是：设备引线变成被动天线，接受射频场的感应，变成传导干扰入侵设备内部，最终以射频电压电流形成的近场电磁场影响设备工作，以低频磁场为主。

双绞线能够有效地抑制磁场干扰，这不仅是因为双绞线的两根线之间具有很小的回路面积，而且因为双绞线的每两个相邻的回路上感应出的电流具有相反的方向，因此相互抵销。双绞线的绞节越密，则效果越明显。

屏蔽层两端接地时，外界磁场在原来信号与地线构成的回路中产生感应电流的同时，也在屏蔽层与地线构成的回路中产生感应电流Is，Is也会感应出磁场，但是这个磁场与原来的磁场磁场方向相反，相互抵消，导致总磁场减小，减小了干扰。

2、屏蔽问题

实例三：某系统为机柜、机箱式结构，其中控制部分为机箱结构，子板总线板结构，子板均安装面板。做静电试验时，接触放电＋5.5kv时，对主板面板及左右相邻的面板进行静电试验时，控制板重启或死机，后来在控制板附近的面板之间安装指形簧片，系统在接触放电±6.6kv时运行正常。

实例四：某系统试验，用普通机柜，系统很敏感，对机柜引出线（通讯线）进行群脉冲试验，采用耦合夹耦合方式，干扰一加上去，系统就不正常，在通讯线两端增加磁环，效果不明显，后来没有办法了，更换了屏蔽机柜，进行试验，有明显效果，做几轮后，系统才会出现倒机想象，在通讯线进机柜处增加安装磁环后，系统工作正常，几轮试验后，没有出现倒机现象，系统工作都正常。

分析：现在很多系统都是机箱结构，即控制板、采集板、驱动板等都安装在同一机箱中，进行数据交换与控制。安装完成后各电路板会有一定的缝隙，静电脉冲通过面板缝隙，分布电容向主板耦合，使电源失真或控制发生故障系统重启、死机。在面板之间安装指形簧片，使机箱成为一个良好的屏蔽体，由于电荷的“趋肤效应”，当有静电干扰时，静电会沿着表面泄放至大地，对内部电路的影响减小或者消失。

屏蔽机柜对机柜的缝隙和门都进行了处理，缝隙处安装导电簧片，门与机柜接触位置安装导电布衬垫，提高机柜的屏蔽效能，提高机柜整体的抗干扰性，群脉冲干扰的实质是对线路分布电容能量的积累效应，当能量积累到一定程度时就可能引起线路（乃至设备）工作出错。通常测试设备一旦出错，就会连续不断的出错，即使把脉冲电压稍稍降低，出错情况依然不断的现象加以解释。脉冲成群出现，脉冲重复频率较高，波形上升时间短暂，能量较小，一般不会造成设备故障，使设备产生误动作的情况多见。

3、磁环的作用

实例五：对一个机箱结构系统做群脉冲实验，机箱内含有控制板、采集板、驱动板等，采集线、驱动线出机柜，需要做信号线群脉冲实验，当干扰施加在采集线上时，所有的采集板上指示灯都闪烁，对采集回路进行分析，采集输入有光电隔离器件，采集回线为动态的12V输出，当干扰施加时，可能造成采集回线上的电压失真，造成指示灯闪烁，找了一个闭合磁环，安装在采集回线上，进行实验，在某一极性下指示灯闪烁，说明磁环有作用，然后根据其阻抗特性，绕制2圈，实验效果不明显，后来试验一下绕制3圈，结果，采集指示灯显示正常，多次试验，系统均正常。

分析：磁环对群脉冲干扰有很好的抑制作用，根据实际情况安装在通讯线的两端或一端，磁环有不同的阻抗特性，对干扰信号进行频率分析，设计磁环的截止频率正好落在干扰信号频率附近，使磁环体现较大的阻抗性，来抑制干扰。

磁环的圈数影响磁环的阻抗特性，圈数越多，阻抗特性曲线向低频率方向移动，即较低频率下的阻抗越大，若此频率比较接近干扰频率时，就能起到很好的抑制干扰的作用。

电磁兼容技术融入电子产品开发设计中，可以提高产品的安全可靠性，如果在实际测试中，某一方面存在缺陷，可以从电磁干扰的方式上入手进行一步一步测试，电磁干扰有两种形式：传导发射和辐射发射，从各自的耦合路径进行查找。一个系统指标超标，可以先从辐射发射上解决，设备是否屏蔽良好，机壳上孔用导电布封住，导电布要与机壳良好接触，再进行试验，如果还超标，那就是干扰主要是传导发射引起的，在设备机壳出口处安装信号滤波器和电源滤波器，进行试验，如果还超标，那就是干扰是通过电缆辐射和传导发射出来，通过对屏蔽层的接地，减小地环路等措施必定能查找到原因并解决。

三、结语

5.汽车覆盖件电磁辅助快速成形技术篇五

汽车覆盖件电磁辅助快速成形技术是一种新型的板材加工技术.该技术利用磁场对磁性材料粉末有力的作用和磁场的光顺性,使磁性材料粉末在磁场力的作用下,将离散单元体之间的凹坑填平,使单元体与磁性材料粉末在强磁场的作用下成为一个整体,成为传统意义上的`实体模.该技术有效地消除了多点成形中存在的压痕缺陷,提高了板材的成形质量.

作者：陈彬靳宣强 CHEN Bin JIN Xuanqiang 作者单位：陈彬,CHEN Bin(济南铁道职业技术学院,济南,250104)

靳宣强,JIN Xuanqiang(山东省机械设计研究院,济南,250031)

6.电磁检测新技术篇六

电场,磁场,电磁场的屏蔽其实是不同的!磁场的屏蔽问题,是一个既具有实际意义又具有理论意义的问题.根据条件的不同,电磁场的屏蔽可分为静电屏蔽、静磁屏蔽和电磁屏蔽三种情况,这三种情况既具有质的区别,又具有内在的联系,不能混淆.静电屏蔽

在静电平衡状态下,不论是空心导体还是实心导体;不论导体本身带电多少,或者导体是否处于外电场中,必定为等势体,其内部场强为零,这是静电屏蔽的理论基础.因为封闭导体壳内的电场具有典型意义和实际意义,我们以封闭导体壳内的电场为例对静电屏蔽作一些讨论.(一)封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响.如壳内无带电体而壳外有电荷q,则静电感应使壳外壁带电.静电平衡时壳内无电场.这不是说壳外电荷不在壳内产生电场,根发电场.由于壳外壁感应出异号电荷,它们与q在壳内空间任一点激发的合场强为零.因而导体壳内部不会受到壳外电荷q或其他电场的影响.壳外壁的感应电荷起了自动调节作用.如果把上述空腔导体外壳接地,则外壳上感应正电荷将沿接地线流入地下.静电平衡后空腔导体与大地等势,空腔内场强仍然为零.如果空腔内有电荷,则空腔导体仍与地等势,导体内无电场.这时因空腔内壁有异号感应电荷,因此空腔内有电场.此电场由壳内电荷产生,壳外电荷对壳内电场仍无影响.由以上讨论可知,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷影响.(二)接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响.如果壳内空腔有电荷q,因为静电感应,壳内壁带有等量异号电荷,壳外壁带有等量同号电荷,壳外空间有电场存在,此电场可以说是由壳内电荷q间接产生.也可以说是由壳外感应电荷直接产生的.但如果将外壳接地,则壳外电荷将消失,壳内电荷q与内壁感应电荷在壳外产生电场为零.可见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响,必须将外壳接地.这与第一种情况不同.这里还须注意:

①我们说接地将消除壳外电荷,但并不是说在任何情况壳外壁都一定不带电.假如壳外有带电体,则壳外壁仍可能带电,而不论壳内是否有电荷.②实际应用中金属外壳不必严格完全封闭,用金属网罩代替金属壳体也可达到类似的静电屏蔽效果,虽然这种屏蔽并不是完全、彻底的.③在静电平衡时,接地线中是无电荷流动的,但是如果被屏蔽的壳内的电荷随时间变化,或者是壳外附近带电体的电荷随时间而变化,就会使接地线中有电流.屏蔽罩也可能出现剩余电荷,这时屏蔽作用又将是不完全和不彻底的.总之,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷与电场影响;接地封闭导体壳外电场不受壳内电荷的影响.这种现象,叫静电屏蔽.静电屏蔽有两方面的意义:

其一是实际意义:屏蔽使金属导体壳内的仪器或工作环境不受外部电场影响,也不对外部电场产生影响.有些电子器件或测量设备为了免除干扰,都要实行静电屏蔽,如室内高压设备罩上接地的金属罩或较密的金属网罩,电子管用金属管壳.又如作全波整流或桥式整流的电源变压器,在初级绕组和次级绕组之间包上金属薄片或绕上一层漆包线并使之接地,达到屏蔽作用.在高压带电作业中,工人穿上用金属丝或导电纤维织成的均压服,可以对人体起屏蔽保护作用.在静电实验中,因地球附近存在着大约100V/m的竖直电场.要排除这个电场对电子的作用,研究电子只在重力作用下的运动,则必须有eE

F=q1q2/r2±δ中,δ<(2.7±3.1)×10-16，可见在现阶段所能达到的实验精度内,库仑定律的平方反比关系是严格成立的.从实际应用的观点看,我们可以认为它是正确的.静磁屏蔽

静磁场是稳恒电流或永久磁体产生的磁场.静磁屏蔽是利用高磁导率μ的铁磁材料做成屏蔽罩以屏蔽外磁场.它与静电屏蔽作用类似而又有不同.静磁屏蔽的原理可以用磁路的概念来说明.如将铁磁材料做成截面如图7的回路,则在外磁场中,绝大部份磁场集中在铁磁回路中.这可以把铁磁材料与空腔中的空气作为并联磁路来分析.因为铁磁材料的磁导率比空气的磁导率要大几千倍,所以空腔的磁阻比铁磁材料的磁阻大得多,外磁场的磁感应线的绝大部份将沿着铁磁材料壁内通过,而进入空腔的磁通量极少.这样,被铁磁材料屏蔽的空腔就基本上没有外磁场,从而达到静磁屏蔽的目的.材料的磁导率愈高,筒壁愈厚,屏蔽效果就愈显著.因常用磁导率高的铁磁材料如软铁、硅钢、坡莫合金做屏蔽层,故静磁屏蔽又叫铁磁屏蔽.静磁屏蔽在电子器件中有着广泛的应用.例如变压器或其他线圈产生的漏磁通会对电子的运动产生作用,影响示波管或显像管中电子束的聚焦.为了提高仪器或产品的质量,必须将产生漏磁通的部件实行静磁屏蔽.在手表中,在机芯外罩以软铁薄壳就可以起防磁作用.前面指出,静电屏蔽的效果是非常好的.这是因为金属导体的电导率要比空气的电导率大十几个数量级,而铁磁物质与空气的磁导率的差别只有几个数量级,通常约大几千倍.所以静磁屏蔽总有些漏磁.为了达到更好的屏蔽效果,可采用多层屏蔽,把漏进空腔里的残余磁通量一次次地屏蔽掉.所以效果良好的磁屏蔽一般都比较笨重.但是,如果要制造绝对的“静磁真空”,则可以利用超导体的迈斯纳效应.即将一块超导体放在外磁场中,其体内的磁感应强度B永远为零.超导体是完全抗磁体,具有最理想的静磁屏蔽效果,但目前还不能普遍应用.电磁屏蔽

电磁场在导电介质中传播时,其场量(E和H)的振幅随距离的增加而按指数规律衰减.从能量的观点看,电磁波在导电介质中传播时有能量损耗,因此,表现为场量振幅的减小.导体表面的场量最大,愈深入导体内部,场量愈小.这种现象也称为趋肤效应.利用趋肤效应可以阻止高频电磁波透入良导体而作成电磁屏蔽装置.它比静电、静磁屏蔽更具有普遍意义.电磁屏蔽是抑制干扰,增强设备的可靠性及提高产品质量的有效手段.合理地使用电磁屏蔽,可以抑制外来高频电磁波的干扰,也可以避免作为干扰源去影响其他设备.如在收音机中,用空芯铝壳罩在线圈外面,使它不受外界时变场的干扰从而避免杂音.音频馈线用屏蔽线也是这个道理.示波管用铁皮包着,也是为了使杂散电磁场不影响电子射线的扫描.在金属屏蔽壳内部的元件或设备所产生的高频电磁波也透不出金属壳而不致影响外部设备.用什么材料作电磁屏蔽呢?因电磁波在良导体中衰减很快,把由导体表面衰减到表面值的1/e(约36.8%)处的厚度称为趋肤厚度(又称透入深度),用d表示,有电磁屏蔽 ,电磁场在导电介质中传播时,其场量(E和H)的振幅随距离的增加而按指数规律衰减.从能量的观点看,电磁波在导电介质中传播时有能量损耗,因此,表现为场量振幅的减小.导体表面的场量最大,愈深入导体内部,场量愈小.这种现象也称为趋肤效应.利用趋肤效应可以阻止高频电磁波透入良导体而作成电磁屏蔽装置.它比静电、静磁屏蔽更具有普遍意义.电磁屏蔽是抑制干扰,增强设备的可靠性及提高产品质量的有效手段.合理地使用电磁屏蔽,可以抑制外来高频电磁波的干扰,也可以避免作为干扰源去影响其他设备.如在收音机中,用空芯铝壳罩在线圈外面,使它不受外界时变场的干扰从而避免杂音.音频馈线用屏蔽线也是这个道理.示波管用铁皮包着,也是为了使杂散电磁场不影响电子射线的扫描.在金属屏蔽壳内部的元件或设备所产生的高频电磁波也透不出金属壳而不致影响外部设备.用什么材料作电磁屏蔽呢?因电磁波在良导体中衰减很快,把由导体表面衰减到表面值的1/e(约36.8%)处的厚度称为趋肤厚度(又称透入深度),用d表示,有

7.电磁检测新技术篇七

流量检测在现有工业现场的应用非常广泛,主要采用接触式流量检测技术,比如机械式、涡轮式和涡街式等。煤矿井下有很多场所需要进行流量检测,如煤层注水、防尘用水和液压支架乳化油配比等。但是基于接触式的流量检测技术在井下应用存在一些不足:需要定期维护,因为基于接触式的流量传感器其检测管道内有机械部件,而煤矿井下环境较为恶劣,在测量流量时往往由于液体中含有较多固体颗粒杂质而造成测量管道堵塞;测量结果易受被测液体的压力、密度、粘度等参数的影响[1];低流量时检测精度低。

基于电磁感应的流量检测技术是应用法拉第电磁感应定律的一种测量导电性液体流量的非接触式检测技术。其测量管道内部采用无机械部件的非接触式结构,能够广泛应用于矿井下。在磁感应强度和测量管内径一定时,液体流过测量管道所产生的感应电势与其瞬时流速呈线性关系,而与其它物理参数如压力、密度、粘度等无关。

1 流量的电磁感应检测基本原理

根据法拉第电磁感应原理(见图1),在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装一对检测电极,当导电液体沿测量管轴线运动时,导电液体切割磁力线产生感应电势,此感应电势由两个检测电极检出,数值大小与流量成比例[2],其值为:

式中,E为感应电势:K为与磁场分布及轴向长度相关的系数;B为磁感应强度;V为导电液体平均流速;D为电极间距(测量管道内直径)。

当传感器的管道内径为D时,实时流量Q为:

因此,实时流量Q与感应电势E之间的关系为:

可见,当B和D一定时,Q与E是线性关系。

2 流量检测技术的实现

基于电磁感应的非接触式流量传感器由传感器探头和信号转换等部分组成。传感器探头将被测液体流过管道的流量转换成相应的感应电势E;信号转换部分将获取的微伏级的电压经过放大、滤波等处理后,使其变成工业仪表所能接收的标准电压、电流或脉冲信号输出,实现流量的显示、记录和运算。

2.1 总体方案

总体方案如图2所示,包括励磁、信号检测与处理、主控等几部分。

2.2 励磁电路

励磁方式有直流、工频正弦波、双频矩形波和低频矩形波等4种[3]。前3种存在一些不足:易造成测量不稳定、带来系列电磁干扰和噪声、易产生涡流和磁滞损失。而低频矩形波励磁有显著的优点:不产生正交和正交同相等干扰。三值低频矩形波励磁是低频矩形波励磁的一种,除了具有以上优点之外还具有抗正交干扰和良好零点稳定性等特点。

其励磁波形如图3所示,励磁电压按照零-正-零-负的规律变化。

采用三值低频矩形波励磁,其励磁电路包括信号驱动芯片、H桥驱动芯片、H桥、限流电路、励磁线圈开路检测和励磁线圈等几部分。

其中,信号驱动芯片的方波信号,与H桥驱动芯片一起驱动H桥;H桥在获取驱动信号后产生磁场驱动方波到励磁线圈;同时,还可以通过恒流电路来控制驱动信号的电流大小以此来控制磁感应强度B;另外还可以通过H桥的驱动信号形成情况来获取励磁线圈开路检测情况,将其送到主控器。其电路原理如图4所示。

经过以上的驱动电路之后,得到的实际励磁波形如图5所示。

2.3 信号检测与处理电路

基于电磁感应的非接触式流量检测技术是法拉第电磁感应定律的具体应用。导电液体在磁场中流动切割磁力线,产生感应电势E。它是一个微弱的交变信号,且此信号内阻高,为兆欧级,同时噪声信号多。

信号检测与处理电路是传感器与单片机的中介,作用是将传感器的感应电势信号E转换成A/D转换器或V/F转换器能够接受的信号,然后送入到单片机中做处理换算成被测液体实时流量Q。其信号检测与处理电路原理框图[4,5]如图6所示。

2.3.1 一级信号放大

为了对电极检测到的微小感应电势信号E进行处理,需要将其放大,以降低共模信号对其干扰,以满足输入阻抗高、偏置电流低、共模抑制比高、低噪声、低温漂和高带宽的要求。

考虑到以上要求,采用差动输入的三运放形式,电路如图7所示[4,5]。

影响差动运放的主要参数:

(1)闭环差模输入电阻Rif。

令R1=R2=R,则

一般运放具有很高的差模输入阻抗,故选择的运放芯片,Rif要达到1GΩ以上。

(2)闭环差模电压增益Avf:

可见,改变RG可调节Avf;而且,RG接在A1和A2反相输入端之间,改变RG不会影响电路的对称性。

(3)共模抑制比:

上式表明,放大器的KCMR与KCMR1和KCMR2无关,仅与第一级增益Avf1和第二级的KCMR3有关。

选用仪表放大器,其具有输入阻抗高、偏置电流低、共模抑制比高、低噪声、低温漂、平衡的差动输入和良好的温度稳定性等特点。

感应电势E经过第一级放大之后的波形如图8所示。

2.3.2 低通滤波和隔直

经过前面的处理后,电势E可能仍然存在一定的高频尖峰噪声,这将对后续的电路造成一定的影响,因此采用低通滤波器,并设计隔直电路滤除直流信号,以免第二级输出进入饱和区或截止区。

2.3.3 二级信号放大

经过一级放大之后,信号幅值不能达到V/F转换的电压范围要求,所以还需要对此信号进行放大,利用同相放大电路完成。经过二级放大之后的信号E波形如图9所示。

2.3.4 V/F转换

电势E经过处理后,信号输入到V/F转换电路中,将感应电势转换成对应的频率脉冲信号。

2.4 主控电路

主控电路作为整个技术的核心,负责将前面滤波放大后的电势E换算成被测液体的实时流量Q,同时完成复杂时序控制、显示、存储,并根据参数做出报警显示。

选用两个微处理器ARM芯片和CPLD,因为有较多的控制时序,如励磁驱动时序、信号处理同步时序、V/F转换控制时序等,并且要求高准确性和可靠性。配合使用两个芯片,与普通的单芯片常规处理相比,运算处理速度得到进一步提升,它们各司其职,精度变得更好。另外,引入了嵌入式系统,使整个系统的稳定和可靠性也得到提升。

选用PHILIPS公司的ARM7芯片LPC2132作为核心处理器。

在CPLD家族中,用Altera公司的MAXⅤ芯片,其具有编辑性强、操作简单、功耗低和速度快等特点。

主控电路框图如图10所示。

3 结构设计

高压液体流量检测的工业现场如煤矿井下高压喷雾水流量监测、煤层注水监测系统等场所,其水流量压力高达20MPa,另外具有一定的腐蚀性,要求流量检测设备耐高压和抗腐蚀性。

电磁流量传感器采用四氟乙烯和全氟烃基乙烯醚的共聚物材料作为内衬材料,有很高的抗腐蚀的能力。

采用特殊的机械结构设计,使系统设计的电磁流量传感器能够耐压20MPa。

为了使本检测技术能够完全适用于煤矿井下的危险场所,对电路进行了本安设计,使其完全满足Exib I Mb防爆要求;电源部分采用专用的DC-DC电源隔离模块进行隔离。

4 抗干扰

4.1 硬件抗干扰

为了能够适用于煤矿井下环境和符合煤矿电气产品的安全规程要求,提高精度和可靠性,进行了防爆与抗干扰的研究。

采用CPLD准确地时序控制采样将主信号中不稳定的首尾段去掉,只采样其中的平行稳定的电势信号E,其在控制时序下的采样如图11所示。

主信号感应电势E在矩形方波的下降沿采样其信号值,由图可见,可以避开主信号刚刚开始的波动段,而直接获取比较平行稳定的E值。

4.2 软件抗干扰

采用了算术平均滤波法、滑动平均滤波法和中位值平均滤波法等抗干扰措施。

5 实验测试

基于非接触式流量检测技术制成的电磁流量传感器样机,在实验装置上以水为测量介质,使用经过中国计量科学研究院检定的某高精度流量计作为标准流量计进行对比实验。该标准流量计精度为0.2%,重复性误差为0.5%,测量范围为0～20m3/h;实验管径为25mm。

选用一台接触式的流量传感器(涡轮流量传感器),管径为25mm,主控CPU采用单核的单片机,与标准流量计在不同压力情况下的做对比实验。

样机、涡轮流量传感器与标准流量计在液体压力为20MPa、10MPa和2MPa测得的试验数据如表1所示。样机在不同液体压力下的相对误差和重复性误差几乎不变;而涡轮流量传感器随着压力的增大其相对误差和重复性误差也随之增大。

注:重复性是对每个测试点进行了50次测试的结果。

另外,还选用自来水和浓度7%的乳化液两种不同介质来做不同粘度下的对比实验,实验结果表明样机的相对误差和重复性误差几乎不受粘度变化的影响,而涡轮流量传感器在乳化液中的相对误差和重复性误差与在自来水中相比变高了。

由对比实验得出,在不同压力和粘度下,非接触式电磁流量传感器的精度、重复性和测量范围一直保持良好;而接触式涡轮流量计均受到较大的影响,精度、重复性和测量范围都较差。

6 结语

设计的流量检测主要具有以下特点:精度高达0.51%,重复性误差小于0.15%;测量可靠性高;抗干扰能力强,稳定性高;适用于各种工业现场,尤其是恶(上接第17页)劣的煤矿井下。

摘要：介绍基于电磁感应的非接触式流量传感器,通过结构设计以及抗干扰处理,使其能够适用于矿井下恶劣环境的要求。

关键词：流量检测,电磁感应,双核,励磁

参考文献

[1]王刚.低频矩形波励磁电磁流量计设计[D].重庆:重庆大学,2005

[2]赵忻.基于方波励磁的电容式电磁流量计研制[D].成都:电子科技大学,2005

[3]李耀民.智能电磁流量计的研究开发[D].浙江:浙江大学,2003

[4]Jose Polo,Ram on Palla’s-A reny,Juan P.Martin.Vide Analog Signal Processing in an AC Electromagnetic Flowmeter[J].IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement,2002,51(4)

[5]赵忻,赵辉.电磁流量计前置放大电路的设计与分析[J].自动化与仪表,2008,(1):11-13

8.煤矿用产品电磁兼容测试技术研究篇八

关键词：电磁兼容；干扰源；监控系统；屏蔽

1.前言

随着电子技术的飞速发展，矿用电气设备的品种和数量也急骤增加，针对产品小型化、数字化、高速化、网络化的发展特点，再加之矿井特定有限空间里已有的恶劣电磁干扰环境，导致了井下电磁环境日趋复杂，如装备与装备、装备与环境、装备与工作人员之间，形成了不可忽视的“电磁污染”。电磁兼容的英文名称为Electromagnetic Comp-atibility，简称EMC。EMC是从过去的“电磁干扰”发展起来的。是一门新兴的综合学科。它是在无线电抗干扰技术的基础上扩展延伸而来。近几年，随着煤炭高产、高效、安全生产技术的推广应用，采煤、运输等设备的功率越来越大，监控与通信设备不断增多，这些设备产生的电磁干扰使矿用电子产品处于严酷的电磁环境中。为保证矿井监控与通信等电子设备的正常工作，而又不对环境或其他电子设备造成干扰，矿井监控与通信等电子设备应具备电磁兼容性。

2.煤矿监控系统的组成及试验点选取

煤矿监控系统一般由主机、传输接口、分站、传感器、电源箱、电缆、避雷器和其他设备组成。主机和传输接口安装于地面调度机房，分站安装于采区变电所或掘进工作局部扇风机处，电源安装在分站附近，传感器安装于工作面、掘进面制定位置。传输接口与分站距离≥10km，传感器与分站距离≥2km。煤矿井下电磁兼容性研究是在有限的空间、时间等条件下，各种用电设备或系统在其电磁环境下能正常工作，并不对环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。主要概括为3个方面的含义：

2.1井下的电磁环境应是给定的或可预期的；

2.2井下设备、分系统或系统不应产生超过相关标准所规定的电磁骚扰发射（EMI）限值的要求；

2.3井下设备、分系统或系统应满足相关标准所规定的电磁敏感性（EMS）限值或抗扰度（Immunity）限值的要求。分站是监控系统的核心设备之一，向上通过总线与地面传输接口相连，向下可与传感器、执行器等相连，还与矿用本安电源相连，任何一个环节处理不当，就会引入传导干扰。因此，电磁干扰试验点将主要设置在以上几个部位（如图2.1所示）。

产生电磁兼容问题必须具备3个条件：干扰源，产生干扰的电路或设备；敏感源，受这种干扰影响的电路或设备：祸合路径，能将干扰源产生的干扰能量传递到敏感源的路径。本章将着重就以上三个方面，结合设备在矿井中的实际使用环境，提出针对矿井监控系统电磁兼容试验的测试部位和严酷等级。

3.煤矿监控系统的电磁兼容性要求

监控系统的电磁兼容性要求按照煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201规定），监控系统应能通过GB/117020.3规定的射频电磁场辐射抗扰度试验、通过GB/T17626. 4规定的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验、通过GB/T17626.5规定的浪涌（冲击）抗扰度试验，且试验过程中系统应能正常进行数据采集、传输、显示、报警和断电，模拟量输入传输处理误差、系统最大巡检周期、控制执行时间、最大传输距离、最大监控容量应能满足要求。

电磁兼容测试贯穿在产品的设计、开发生产、使用和维护的整个周期，对设备达到电磁兼容起到至关重要的作用。设备的抗扰度测试又称为设备的敏感度测度（EMS），目的是测试设备承受各种电磁骚扰的能力。当设备由于受到骚扰影响而性能下降时其性能判据可分为四级：

A： EUT工作完全正常；

B： EUT工作指标或功能出现非期望偏離，但当骚扰去除后可自行恢复；

C： EUT工作指标或功能出现非期望偏离，骚扰源去除后不能自行恢复，必须依靠操作人员的介入，例如“复位”（不包括技术人员进行的硬件维修和软件得装）

方可恢复；

D： EUT的元器件损坏，数据丢失、软件故障等。

施加骚扰的强度由试验等级决定，等级越高强度越大。EMS试验结果应标明试验等级和性能判据。以下针对骚扰的不同性质、不同传播途径和方式，叙述各种不同的测试方法。

4.严酷等级

4.1 电快速瞬变脉冲群

采煤机、输送机等大型机电设备启/停和架线电机车火花将会在矿井监控与通信等电子设备的电源线、控制线和信号线上产生脉冲干扰。电快速瞬变脉冲群试验就是考核祸合到电子设备电源线、控制线和信号线上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。试验严酷等级分为1、2、3、4和X级。

4.2 静电放电

为防止静电放电引起井下瓦斯和煤尘爆炸，用于井下的电气设备均具有防静电

措施，例如：采用塑料外壳的设备，应能防止正常工作时外壳积聚危险静电，其塑料外壳表面的绝缘电阻应不大于1 *109Ω，并且由于煤矿井下有淋水、潮湿，因此，工作在煤矿井下的电气设备没有必要对静电放电再进行要求。

4.3辐射电磁场

透地通信、漏泄通信、感应通信等矿井无线通信设备辐射的电磁场往往会干扰矿井监控与通信等电子设备的正常工作。辐射电磁场试验就是考核电子设备抗人为产生的连续电磁场辐射的能力。当然，矿用架线电机车产生的电火花、大型机电设备启/停产生的寄生辐射也会干扰矿井监控与通信等电子设备的正常工作，但这种干扰主要表现为传导干扰，这将在电快速瞬变脉冲群中考虑。当然，用于抗连续电磁辐射的抗干扰措施同样也能减少矿用架线电机车产生的电火花、大型机电设备启/停产生的寄生辐射等干扰的影响。

5.结论

本文在研究煤矿井下电磁环境特殊性的基础上，逐一分析辐射电磁场、电快速瞬变脉冲群、静电放电、电浪涌等电磁干扰的产生机理和影响范围、具有针对

性地提出了井下电器设备电磁兼容抗扰度的测试方法、测试部位和实验的严酷等级，并从理论上说明上述这些实验条件的建立是可行的，但其正确性还需具体的实验加以验证。

参考文献：

9.电磁检测新技术篇九

中心议题：第四届电路保护与电磁兼容技术研讨会现场精彩Q&A第四届电路保护与电磁兼容研讨会已于4月9日在深圳会展中心牡丹厅胜利召开，一天的会议吸引了300多名工程师朋友参会，会议现场坐无虚席，观众和技术专家积极交流互动。来自康佳集团的高级工程师，我们社区的好老师陶显芳老师，全球最大的三家电路保护器件专业技术公司Littelfuse，Bourns和AEM科技带来了最新电路保护技术和解决方案。还有村田，顺络，苏州泰思特，太阳中心议题：

 第四届电路保护与电磁兼容技术研讨会现场精彩Q&A 第四届电路保护与电磁兼容研讨会已于4月9日在深圳会展中心牡丹厅胜利召开，一天的会议吸引了300多名工程师朋友参会，会议现场坐无虚席，观众和技术专家积极交流互动。来自康佳集团的高级工程师，我们社区的好老师陶显芳老师，全球最大的三家电路保护器件专业技术公司Littelfuse，Bourns和AEM科技带来了最新电路保护技术和解决方案。还有村田，顺络，苏州泰思特，太阳诱电，上海光宇睿芯，槟城电子的行业知名公司的技术专家分享了他们的新产品和创新的技术。

会议现场，不时出现技术专家与现场工程师的交锋，这些精彩的Q&A我们为大家整理如下，希望对您的工作有所帮助。

嘉宾：谢谢陶老师。我翻了您的讲义，在您讲义的第35页有一个标准的电源滤波器，第一个问题，电源极限有两个Y电容，C1和C2，如果我们加入C1和C2，后面的C5是不是可以不加了？如果加了会有什么影响？这是第一个问题。第二个问题，Y电容的C1和C2是放在电源端好还是放在什么地方好？

陶显芳：C1和C2电容有好几个作用，如果房子是内部干扰外边的话，装在越外面越好，最好装在测试仪表的输入端最好，它就测不到干扰了。另外电容还有一个用处，它可以省下1G浪涌电压，也就是ESD，当打雷的时候，前面输入这两根线都带有上万伏的脉冲电压，如果前面再装一个滤波器，线路上有阻波作用，这两个电流可以吸收外面的能量，防止里面的电路受雷击或者静电的损坏，是两个作用，看你考虑哪个作用再接。第二，C3这个电容是差模滤波电容，是线路上产生浪涌，当电路里接有很多大功率器械的时候，比如说电动机，把杂音一关的时候它会产生反映动式，这也是相当高的，要靠电容来吸收，如果没有这个电容的话，它也把里面电路击穿掉，这个电容如果用的太小也会击穿，所以必须用足够大。但是足够大的话前面又变成电阻了，把那个拔掉以后测试插头带电，带的电超过45的话，它就认为你不合格，所以这个电容那么大，前面就应该接个电阻。嘉宾：如果加了C1和C2两个Y电容，那C5还有没有必要加？

陶显芳：C5是分布电容，和大地间通过电容就会产生耦合，它测试的时候实际上是测试C5两端电容的电压。

嘉宾：我们有时候在电阻压器之间加一个CY电容，那个电容还有没有必要加？

陶显芳：如果后面的电压相当高，比如彩电里面有高压包，它的数据电压带有3万伏，（伏地电压）等于是它的一半，就是15000伏，如果你不加这个电容的话，后面任何电路里面的电压都是15000伏，不加这个电容的话，在开机的瞬间很容易把周边的集成电路这些东西击穿，或者你用手摸它的时候会带电。如果电压超过1000伏以上的话，就必须接个电阻或电容，把后面的静电通过输入电路放掉，但是一接上去后面相当于也带电了，但是带电相对来说也有要求，不能超过多少毫安，电容也不能用得很大，不能超过47000伏，超过的话也是不合格。

嘉宾：谢谢。

Littelfuse深圳FAE蒋浩峰《雷电和静电保护》

嘉宾：我在实际工作中用到TOS或者MOV的前台保护，但是我们发现这都不是很好，我的问题是你们公司有没有比较合适的产品？

蒋浩峰：你是在哪个点的保护？

嘉宾：驱动管。

蒋浩峰：你应该讲的是缓冲电路，缓冲电动在业界主要是电阻的技术，这种方案是比较流行的，还有（五感线圈）的，还有一个方案是用TVS管来做，一般是里面一个TVS管，外面是穿一个二极管来做保护，目前是这三种方案，但是我们不排除除了这三种技术之外，我们就不讲了。在这几种方案中（RS）是最差的，TVS管比较多，但是你要明白TVS管有一个功率限制，因为TVS管测试标准都是60×1000，很多工程师在设计应用过程中，在选型的时候TVS管会烧掉，就是因为脉冲可能大于TVS管，还有的电压箝不住，比如说我的定义是50V，但是箝位电压箝不到50V，跑到60、70V去了，是因为脉冲太高。所以我建议你选TVS管的时候有两个问题要注意，一是遇到问题的时候，如果温度过高，就是说功率不够，比如说500W、600W不够，就要选1500W，是这样的概念。第二，如果箝位电压箝不住，达不到我的要求，目前比较固定的核心集成计算不了，需要实验数字。

嘉宾：我看你们ESD的芯片，装在隔离变压器的后端，我刚才看到一张图看到了算是纳秒的时候最高会产生30万伏的电流，就是电感会一瞬间放电电压，电感过来会产生电压。挡静电的时候会导致电感上产生30千伏的电压，这个电压元器件能承受得住吗？

蒋浩峰：现在可以选，在这里可以看到，普通如果用8KV的话，我们这个可以到20KV，有20KA还有25KA的可以做。

嘉宾：严格意义上来说，一纳秒打过来，电感会产生30KV的高压，隔离变压器假如1：1的话，本身元器件就要多加30KV。

蒋浩峰：这是可以选的，正是因为有这个问题，现在有低压的和高压的。

嘉宾：如果像DSL那种隔离变压器比较高的呢？

蒋浩峰：目前最多做到30KA，再高的基本上没有。

嘉宾：为什么不把芯片放在隔离变压器前端？

蒋浩峰：现在很多方案在初级做保护，你刚才说的可以把成本降下来，在初级做保护也可以，我们初级有初级的方案，次级有次级的方案。

AEM科技（苏州）有限公司产品经理齐治《下一个题目是ESD器件应用及解决方案探讨》

嘉宾：你好，您刚才在演讲中提到了玻璃陶瓷的ESD器件，玻璃陶瓷的ESD器件和PPC在应用场合上有什么差异？

齐治：这是两个完全不同的产品，PPC是过流保护，玻璃陶瓷ESD是过压保护。谢谢！

嘉宾：我想请教刚才提到TVS还有氧化锌的压敏电阻，还有你新介绍的产品，我非常关心的是玻璃陶瓷二极管里面的材料、工作机理是怎样的？我们知道氧化锌会有一个退化的问题，现在新出的产品里面的玻璃材料是怎么能够做到寿命比前的好一些？

齐治：这两个问题可以合在一起回答，作为玻璃陶瓷二极管，我们之所以说它完全不一样，是因为它采用了一种全新的材料就是玻璃陶瓷材料，如果从能量转移方式上来势，它是以传导为主，吸收为辅，这个工作原理实际上与TVS二极管非常接近，正是由于这种能量转移的是决定了这种产品具有非常好的耐受能力，因为它不是吸收能量，它把能力转移走了，自己没有受到很多影响，像是一个开关，当瞬间的ESD信号出现的时候它会瞬间流通，把绝大部分的能量转移。你刚才说的现象是明显的压敏电阻性能变化的现象，因为压敏电阻和高分子聚合物他们的能量转移方式是以吸收为主，转移为辅，当能量来的时候首先是自身吸收能量，在吸收的过程中会对产品的性能受到影响，所以在受到了几次冲击之后就会出现明显的性能变化，在这种情况下寿命就会受到明显的影响，这也是TVS二极管和玻璃陶瓷二极管相对比较优异的地方。嘉宾：我们知道氧化锌的压敏电阻结构是颗粒，用放电的结构来做，TVS二极管是链结构，既然提高新的产品，它是像TVS那样的链结构还是和颗粒结构？

齐治：可以把它看作我们通过了内部的材料，我们通过独特的制成，在两个电极之间形成类似片接的结构。

嘉宾：刚才在看到在ESD解决方案实例探讨关于蓝牙中，有关于对按键的ESD保护，在按键的左侧有玻璃陶瓷的ESD，我想问在实际应用中是仅仅需要左侧方还是在右侧有要放？

齐治：作为正常传导的时候更多的是由上往下传输，所以正常设计的时候我们会放一颗，但是因为这个产品本身没有方向性，所以无论是反馈回来还是直接从按键部位直接传导下去，它都可以起到防护的作用。

嘉宾：我的意思是假如静电并没有打到按键的左侧，而是打到右侧，这样的话是不是还是有伤害？

齐治：有可能会受到影响，要根据实际ESD的产生做整体方案的探讨，因为我们放上来的案例目前设计的时候只放了一颗，但是在整体设计，实际使用的时候已经可以达到需求，所以我们没有做更多的推荐。.上海光宇睿芯微电子有限公司刘建朝《半导体过压保护器件》

嘉宾：刘先生，我想问TVS串联使用的时候需要注意什么问题？

刘建朝：为什么要串联？

嘉宾：因为我们是做UPS的，电压一般会超过1200伏。

刘建朝：串联的时候一个是要选它的一致性，因为如果两个差别很大话，其中一个就很容易坏，最好是均匀分配。

7、8个也没有什么可考虑的，但是1200伏的要特别小心，因为你的功率很大，要用很大的TVS保护，它的特征曲线是这样的，你的电压移到1200伏以上了，稍微有一点电流功率已经非常大了，要特别小心。你是在电源端吗？还是在信号端？

嘉宾：我们除了TVS还有别的，TVS只是其中的一个。

嘉宾：刘老师你好，我听着有一点糊涂，你特别强调的是半导体过压保护器件，像压敏电阻和气体放电管，像TVS管或者普通的二极管，难道它不属于半导体器械吗？刘建朝：我讲的三类都是半导体的过压保护器件。

嘉宾：可是你的特点分类是半导体放电管、气体放电管、TVS二极管，我不知道是怎么分类的。

刘建朝：你是说表格里的吗？

嘉宾：是。

刘建朝：TVS二极管是半导体器件，但不是半导体放电管，因为这个特性的器件目前在国内没有一个官方的名字，大家不知道它叫什么，所以我们给它起了名字叫“半导体放电管”或者“半导体过压保护器件”，大家都是用英文的缩写叫的，我们觉得很别扭就给它起了一个名字。我今天的大标题就是半导体过压保护器件，可能我们还要再给它改个新名字。

嘉宾：我看77-94页，上面说TVS管价格成本昂贵，你这里是低廉，请问TVS管的价格到底是怎样的？

刘建朝：这是刚才齐先生讲的，因为它比较的对象是压敏电阻那些体积很小的东西，和那些东西相比TVS是贵的，但是如果和半导体放电管相比，TVS结构相对来说比较简单，是最便宜的，在它那个领域里TVS是贵的，在防雷的领域里TVS是便宜的。

嘉宾：我觉得TVS的价格有点贵，6.8W的大概是多少钱？

刘建朝：双向还是单向？多大功率？400瓦还是600瓦？

嘉宾：功率很小。

刘建朝：手持终端上的吗？

嘉宾：信号过来是5、6W左右，但是后面来了高电压我们就加了TVS管，我们发现价格挺贵的，对我们造成了压力，它比二极管的价格贵了很多。

刘建朝：因为二极管也分很多种，如果是（拆高）二极管的话，它的体积很小，用的面积也很小，这样的话这个二极管可能出100K甚至50K。对TVS来说，根据你的功率，如果你选400W的大概会在1500颗到2000颗左右，成本相对来说就比小的二极管贵很多，这样比的话TVS是最便宜的，这和你的选型有关，和应用的选择有很大的关系，如果是小功率的用在手机等小信号端的几分钱就可以了，这是相对的。

深圳市槟城电子有限公司FAE工程师李亚文《槟城过压保护解决之道》

嘉宾：你好，因为我们是一家日资企业公司，以前都是在日本做的，我听说贵公司有一些测试验证，我可不可以到你们公司来做，可不可以提供测试报告？

李亚文：可以，我们公司出的报告华为、富士康都是认可的。

嘉宾：你们主要是做防雷产品的，我看到应用上有汽车电子专用的，在传统汽车上的应用你能介绍一下吗？有没有针对电动汽车的防雷应用？如果有的话麻烦你也回答一下，因为汽车也要防雷。

李亚文：据我所了解，汽车防雷更重要的是汽车里的一些开关操作所带来的。

嘉宾：针对电动汽车的有没有？

李亚文：电动汽车也是汽车，它更大的干扰应该是动力这块，它属于浪涌，和雷击关系不大，我们也有针对汽车整机的方案。

嘉宾：现在有这种产品吗？

李亚文：有，下来我们可以详谈。

嘉宾：谢谢！

嘉宾：我看了应用指南，我想问印刷有没有错误？

李亚文：可能有。

嘉宾：我先问以太网的防护，这里陶瓷气体放电管把（鲍伯史密斯电路）并在一起，我不知道这样做对DMC有没有干扰？以太网前面加B3、B09L，后面加一个QSB0609，如果这样装上去，以太网如果装脉压测试会怎么装？

李亚文：针对你第一个提出的问题，我的陶瓷气体放电管是否对你的（鲍伯史密斯）电路是否有干扰的问题，鲍伯史密斯电路是于90年代被两个美国人，是鲍伯和史密斯提出来的，它是一个专利，主要是EMI这方面的内容。当时的变压器里没有共模电感，现在所有的变压器里都共模电感，应该说现在鲍伯史密斯电路的意义已经不大了。第二，我们已经和以太网口换芯片的厂家做过很多测试，认为这样做没有问题。

嘉宾：做耐压测试怎么做？

李亚文：耐压测试做多少？

嘉宾：1000W。

李亚文：AC还是DC？嘉宾：DC。

李亚文：可以选择陶瓷气体放电，选择1500W的陶瓷气体放电管。

嘉宾：那残压就高了。

李亚文：只是共模的残压，你的变压器一次测、二次测可以耐受AC1500W交流一分钟长期的电流小于1毫安的测试。

嘉宾：我做过测试。

李亚文：你是怎么测试？

嘉宾：直接打。

李亚文：是前后打吗？

嘉宾：直接扎进去。三级的是不是比二级的贵？