防辐射服屏蔽效能测试方法

2024-04-09

防辐射服屏蔽效能测试方法（共4篇）

篇1：防辐射服屏蔽效能测试方法

《防辐射服屏蔽效能测试方法》国家标准起草研讨会在京召开

《防辐射服屏蔽效能测试方法》国家标准起草研讨会于2012年3月31日在北京召开。此次会议由全国服装标准化技术委员会主办，电磁安全北京市工程实验室承办。这次会议在现阶段有着特殊的意义，因为它关系到我们国家整个防辐射服装行业上下游产业链的未来，关系到防辐射行业数十万从业者的未来，也关系到广大群众生存环境的安全及身体健康。

参加会议的有来自国家服装质量监督检测中心、上海市服装研究所、杭州市质量技术监督检测院、上海市计量测试技术研究院、航天科工集团203所、北京市劳动保护技术研究所、电磁安全北京市工程实验室等7个单位的9位专家。

首先由电磁安全北京市工程实验室主任朱安东致欢迎词并介绍了该实验室参与标准起草的工作进展情况，该标准起草的组长单位杭州市质量技术监督检测院的顾红峰主任对标准起草的前期工作进行了全面总结。

随后会议听取了上海市计量测试技术研究院和电磁安全北京市工程实验室所做的测试工作汇报。本着严谨科学的态度，各起草单位介绍了标准前期研究的情况;接着就测试环境、测试方法、设备要求等展开了认真的研讨，形成了会议决议;最后确定了标准基本框架及下一步研究方案和工作分工。

会议现场的研讨气氛非常热烈，与会专家们一致认为：在电磁污染严重的情况下，穿防辐射服装肯定比不穿好，而且防护服的屏蔽效能越高对敏感人群健康的保护作用越强。

“电磁安全北京市工程实验室”在2011年12月31日被北京市发改委批准并认定为北京市工程实验室。本次会议也是该实验室成立以来承办的第一次电磁安全重大会议。“电磁安全北京市工程实验室”愿意为我国电磁安全产业的发展继续作出贡献。

篇2：防辐射服屏蔽效能测试方法

一、基层砼施工

在基层砼结构施工时，尽量利用较大粒径的碎石，高标号的商品砼，以保证砼的容量，浇捣时做到振捣均匀、密实，保养期内不要脱水，拆模时尽量减少对砼的影响，防止拆模发生细裂缝导致射线直穿外泼。

二、机房砌体施工

机房砌体应采用红砖实砌，并建议用水泥砂浆砌筑，砌筑时保证墙体的平整度、垂直度做到横平竖直，保证砌筑砂浆的密实度、饱满度在90%以上，否则容易导致射线直穿及防辐射材料的浪费。

三、机房设备基础施工

根据厂房提供的图纸，应在机房内先定位弹线，再根据设备荷载交设计院。先做技术复核，后浇筑基础。基础浇筑时，根据图纸确定好预埋螺栓杆或预留螺孔（相当重要，必须埋设准确）的位置，以便机器安装。如果预埋件不准确或事后开孔，容易导致基础破裂及安装好后机器底座的松动。基础浇筑好后应在2小时内找平，否则容易起壳，使机器安装不平衡，如发生以上情况均会对仪器检测的准确性埋下隐患。

四、机器就位及天地支架的就位

一般机器就位比较简单，在防辐射门窗、防污涂料施工完毕就可以由专业厂家安装即可。但ECT这类大型设备必须留有确保机器进房的洞口，待机器到现场进入机房后可封墙及安装门框、扇。如此类仪器以后有吊顶支架的就位，就位时必须考虑应挂仪器的重量，再选用支架规格。安装支架时必须做到横梁的水平及侧面的垂直度，两端搁置应在240墙的2/3以上，搁置点垫上钢板或不小于240*500的砼体，并在支架边与墙体焊接小三角支架倒挂，确保能承载机器重量。支架与地面仪器距离柜厂房提供数据应确保，否则会产生检测不准确等问题，支架上安装挂件仪器导轨时的孔洞，应在支架未安装时先行开孔，以保证孔洞的准确性。

五、机房门、窗的安装及门窗缝隙的处理

砌体施工完毕后安装防污玻璃及防污门，防污玻璃安装好后应四周加框，并在框内安装不小于3mm厚的铅板（相当于3个铅当量），首当其冲插入墙内2cm或做窗套，用铅板沿窗台板包至墙边，盖住缝隙在3cm以上，或用防污涂料粉刷厚度在3cm以上。在铅板与铅玻璃相接处重叠应不小于2-3cm，否则容易导致射线折射穿出，防污门安装后会在门框与墙之间产生缝隙，故在该缝隙处用铅板包至墙边5cm，靠框边处压住距边3cm并在外墙粘贴细木工板，饰面板，做门套，在做门套时不得与墙垂直方向（射线方向）用钉子打穿铅板，否则射线将外漏，最好用胶水粘接。在门的叠缝处应保证铅板叠缝在1.5cm以上，门的锁孔也是一个防射线的难点应加以严格处理。机房门槛应根据用途及病人的需要做不同门槛，以便推拉车并保证平稳，门槛内设有铅板3mm厚，防止射线穿缝隙而出。但在安装门及框之前必须先保证机器能够进入或先让机器进入。

建议铅玻璃应在18-21mm厚，相当于3-4个铅当量（此处无墙体）；门上及门窗套的铅板应在3-4mm厚，相当于3-4个铅当量（此处至墙体）。

六、机器放射源的控制

机房四周采用防污涂料的同时，应考虑机器发出放射源的强弱，上层楼面或机器底部垫上铅板（具体根据机器射线的当量定厚度），防止放射源射线强大的方向穿透一般防护的要求，从而影响在旁边的机房或科室工作的医护人员、病人与家属。也可采用在会产生该放射源射线较强的上层楼面或该层楼面加厚防污涂料，以减小射线污染，避免伤人。

七、防辐射涂料施工的节省措施

防辐射涂料为一种由多种金属元素及化学原料组成的金属细粒及石粉，如果达到一般规定的厚度，将能充分抵挡防污射线的穿透，并吸收部分射线。该种材料厂家较少，故价格较高，一般在4000-4800元/T，此种材料一般作为粉刷机房墙体用，由于价格过高，在粉刷时应尽量减少不必要的浪费。

1、拌料的数量应根据当天施工面积而定，本着拌多少用多少，防止材料固化（一般平整的墙体为40m2/t-1cm厚），且最好在出料至施工时保证2小时内用完。

2、严格按照预先制定的施工方案来实施施工，防止产生龟裂和脱落，以免造成消费。

3、建议该工程在粉刷涂料前打好底操粉刷，因为砖墙砌筑时肯定会有某些不平整的地方或砖缝之中有部分空隙，尤其在反面墙时，会造成大量的消费，并且厚薄不匀，无法控制，因为反面墙有可能产生厚薄不匀的地方达到3cm及以上，所以我们认为必须先用水泥砂浆打底找平但不能太厚。

八、防辐射涂料施工的工艺与要求

1、粉刷前，应去除干净墙上残留起壳的砂灰、砖屑、模板油、砼的粉尘，并在砼面上涂刷粘结剂，局部应凿毛。

2、让墙体湿润至7分进行水泥砂的底操粉刷。

3、防污涂料较厚时，应分几遍粉刷涂料，每遍不超过5-8mm，间隙时间一般在8-2小时（以墙面呈7分干为宜）。

4、施工现场要求打开窗户，保证通风，且温度不低于15℃环境中操作，防止墙面不干产生垂裂。

5、粉刷时应由下而上，用力压平，不要反复推拉，打底不要压光，保持平整即可，最后一次压平拉毛，防止龟裂和脱落。

6、拌料时要求每平方米加专用粘合剂0.3-0.5kg，涂料与水泥比为5:1.3，一般不能超过5:1.5，并加适量水，先将涂料、水泥混合，而后一起搅拌。

7、涂料施工时，将聘请并委派专业人员到现场指导，保证质量，节省材料，达到防污涂料验收要求。

九、电线管与配电箱及消防箱埋设处的防污处理

电线管开槽施工后应先将线管固定，并用水泥砂粉刷至底操平，后粉刷防污涂料。线管不能在防污涂料的粉刷层中，让电线管给割开一条缝，防止射线漏。配电箱、消防箱及开关插座后应垫加铅板或涂料，两边伸出至少5cm，以确保射线不外漏。

十、机房地板与扶墙板（墙裙）的施工注意事项

1、扶墙施工时，防止电锤打穿防污涂料，一旦打穿，应采取措施，如在龙骨上开一口子垫上铅板压住电锤洞。钉眼也采取同样措施以补救防射线的要求。

2、地板施工可能会产生与墙裙同样的问题，同样以上面一种方法加以补救，机房的电缆沟内一般为低于正常地坪，所以无法用涂料找平，此时用3mm厚铅板做一凹槽，垫入电缆沟，其这房间电缆沟如控制室、走廊以及机房的电缆沟盖板最好采用活动地板。

十一、暗室施工应保证暗室通风系统，但也要绝对保证无光线，暗室水槽最好采用瓷质，防止氧化及化学药水的污蚀，但也可用不锈钢等材料。

十二、注意事项

1、粉刷涂料前加打底操（用水泥砂浆），以减少涂料的用料造成不必要的浪费。

2、在砖砌体与砼接触处采用钢丝网铺设，防止开裂造成脱落及射线外漏，因为一旦裂开修补将非常困难，并会有一条小裂缝，且消费材料。

3、防护门铅板厚度在3-4mm厚，相当于3-4个铅当量，并在门叠缝处控制1.5cm，门缝及门底加设门套，门槛内垫铅板。

4、涂料厚度，一般ECT采用3-4cm厚涂料，相当于3-4个铅当量，具体根据所选仪器及厂方要求确定。

5、铅玻璃18-21mm厚，相当于3-4个铅当量，因为这个地方为医护人员操作场所，也是暴露在射线之下的地方。

6、机房机器上下部位垫铅板或加厚防污涂料。

7、机房控制室墙最好为双面涂料粉刷，并保证控制室的通风以确保医护人员的安全。

8、涂料天棚粉刷最好放在上一层的楼面，这样不容易导致由于楼板的振动或粘结不牢而脱落。

9、注意装修时的钉眼穿透粉刷层或铅板层。

篇3：防辐射服屏蔽效能测试方法

传统屏蔽效能测试方法一般有远场法[3,4](同轴线传输法和法兰同轴法)、近场法(主要是窗口法)和混响室法,其中远场法中比较典型的测试方法有美国材料试验学会(ASTM)的两个标准ASTM ES7和ASTM D4935,其测试频率上限均为1.5GHz。ASTM ES7的特点是同轴的中心导体连续,其低频下限主要由信号源确定,理论上可到直流。而ASTM D4935特点是测试时内外导体全断开,使用法兰配合塑料螺母夹持材料,依靠测试面的容性电流保持电连接,其频率下限为30 MHz。以上两种测试标准由于测试上限频率有限,很难满足现代电子电工设备高频段检测的需求。国外的Maria Sabrina Sarto通过设计改变同轴内外径之比,有效地将测试频率范围扩大至30 MHz~8 GHz,并通过仿真预测与实验验证,与理论分析得到了很好的一致[5]。中国计量学院的陈超婵在材料的屏蔽效能测试装置中,通过对锥形连接器内导体进行微小移位,优化固定同轴装置的支撑介质的内、外径比值,设计了频率范围为10 MHz到3 GHz的SE同轴测试装置,通过仿真验证,不仅改善了基于ASTMD4935测试装置频率范围窄的不足,同时具有良好的阻抗匹配[6]。

本文基于传统ASTM ES7的测试方法,通过改变同轴内外导体大小,利用CST仿真软件仿真优化,制作了内导体连续的宽带同轴测试夹具,通过矢量网络仪进行实验测试,结果表明该装置的回波损耗小于-20 d B(100 k Hz~6.3 GHz),满足测试要求。并用测试装置对不同材料进行了频域测试,与1.6 GHz同轴测试装置进行了对比,宽带同轴的屏蔽效能测试曲线更加趋于“平坦”。通过对银纤维材料屏蔽效能的测试,表明宽带同轴的测试更加逼近于材料的实际屏蔽效能。

1 宽带同轴测试装置的设计

1.1 宽带同轴的内外径大小

同轴装置设计满足的原则是同轴线传输原理,在同轴线中传输的主波模式是TEM波。为了保证单模传输,并克服ASTM标准中上限频率1.5 GHz的限制,可以通过改变同轴的内外径尺寸,而同轴的尺寸大小必须满足两个条件[9,10]:

1)同轴测试夹具的特性阻抗Z0必须保持恒定不变(Z0=50Ω),即r1/r2的值保持恒定。

式(1)中η0为空气中的波阻抗,εr为同轴内插入介质的介电常数,r1、r2分别为同轴的内导体外径和外导体内径。

2)最大测试频率fmax必须小于最低高次模TE11模对应的截止频率fc,以保证在同轴中只传输TEM波。

c0为真空下的光速,通过联立式(1)、式(2),可以得出:

设定fmax=fc=10 GHz,由式(3)、式(4)即可以求出,r1=5.78 mm,r2=13.3 mm。

1.2 支撑介质和过渡段

在实际应用中,为固定和支撑同轴传输线,使其内外导体保持同心度,需要使用支撑介质,本文选择聚四氟乙烯(PTFE),其介电常数εr为2.1。加入支撑介质会导致同轴内部阻抗不匹配,对测试结果产生影响,为了保持阻抗匹配,需要通过式(1)重新计算支撑介质位置的内外径大小。

当同轴内外大尺寸向小尺寸过渡时,常用的过渡方式主要有梯形过渡和锥形过渡[8],参考文献[8]将过渡段设计为梯形过渡,为了保证阻抗匹配,需要进行错位补偿,错位过渡段的大小,可以通过电磁场仿真软件(CST)进行参数扫描求出其最优解,并通过仿真求出了同轴模型在0—10 GHz内的回波损耗(图2所示),由图2可知该宽带同轴的回波损耗均小于-30 d B,满足设计要求。制作同轴的材料选择黄铜,同轴两端接口类型均为N-50KF。按照以上制作要求,制作了宽带同轴测试夹具,实物图如图1(b)所示。

2 宽带同轴的频域测试

2.1 同轴测试原理

同轴测试法主要基于微波传输线的理论,根据导体的集肤效应,电磁波(主要是TEM波)通过同轴测试夹具的内外导体间进行传播。在同轴间夹持被测材料,进而模拟空气中材料对远场平面波的屏蔽效能测试过程。对于电薄材料来说,其所测的屏蔽效能可表示为[9,10]:

式(5)中d,σ分别为材料的厚度和电导率。

2.2 测试装置配置

用同轴测试装置1代表实验室原有的1.6 GHz同轴装置,同轴测试装置2代表本文制作的宽带同轴装置,其参数如表1所示。

实验材料选取两种导电布,一种是银纤维,厚度为0.1 mm,另一种编号为AM—01、厚度为0.38mm,实验时同轴线夹具1需要准备内径12 mm、外径为115 mm的圆环状试样。同轴线夹具2仅需准备内径3 mm、外径41 mm的圆环状试样即可。两种测试夹具均要求所测材料的厚度应该小于最高工作频率波长的1%,本文所测两种材料的厚度都符合测试要求。

使用表2中的矢量网络分析仪(VNA1)与同轴测试夹具1组成材料屏蔽效能的宽带频域测试系统(图3a),同样使用VNA2与同轴测试夹具2组成材料屏蔽效能频域测试系统与之作为对比(图3b)。同轴测试夹具2的两端使用N型同轴接头底座,通过转接头与VNA2的SMA电缆接头相连。

在频域测试中,使用同轴测试夹具1和2,结合矢量网络分析仪对导电布进行屏蔽效能测试。首先,对同轴测试夹具2的回波损耗进行了测试,结果表明本文制作的宽带同轴测试夹具在0~6.3 GHz的频带范围内回波损耗均小于-20 d B(如图4所示),满足GJB6 190—2008标准测试要求[1]。

2.3 材料屏蔽效能频域测试

为了保证同轴测试夹具测试结果的准确性,通过测量与理论计算求出了银纤维的屏蔽效能。经测量银纤维的表面电阻为0.5Ω,根据式(5)求解出银纤维的理想屏蔽效能约为51.5 d B,可以将这一测试值作为参考。

使用本文搭建的材料屏蔽效能频域测试系统,分别使用同轴测试装置1、2对银纤维进行了测试,测试结果如图5所示,可知同轴测试装置2所测曲线更加“平坦”,在0~1.5 GHz范围内,同轴测试装置2的测试结果更加逼近于材料的实际屏蔽效能;在对AM—01材料进行测试时,如图6所示,两者的屏蔽效能曲线相较大,同轴测试装置1的测试结果为0~12 d B之间,而同轴测试装置2的测试结果为9~18 d B之间。

对银纤维的测试表明,同轴测试装置2的性能要优于同轴测试装置1,其测试结果更为准确。两种测试装置对AM—01材料进行测试的结果相差较大,本文认为原因主要有两个:(1)材料本身的原因。AM—01材料介质成分比较复杂,在导电布中掺杂金属丝等导致了其成分在分布上不够均匀,影响了接触阻抗的大小,进一步影响测试的结果;接触面积不同,可能导致接触面之间产生较大的耦合电容,进而导致了测试结果偏小,甚至出现了0 d B,这显然是不符合逻辑的。(2)同轴测试装置1的性能不如同轴测试装置2,其测量误差更大。

综上可知,同轴测试夹具1的测试结果在低频段是不准确的,而同轴测试夹具2具有更好的低频段测试性能,且测试结果更加逼近于材料的真实屏蔽效能。

3 结论

本文研制了一种平面材料屏蔽效能宽带同轴测试装置,成功地将测试上限频率提高到6.3 GHz。通过对两种平面材料的屏蔽效能测试,表明该测试装置所测试的屏蔽效能曲线更加逼近于材料实际的屏蔽效能,不仅具有良好的低频性能,还大大提高了测试频率上限,可用于平面材料屏蔽效能高频段的测量,而且所需试样小,操作简便,具有一定的应用价值和空间。

摘要：为满足现代电子设备高频段检测的需求,研制了一种平面材料屏蔽效能宽带同轴测试装置。通过改变同轴内外径大小,将同轴装置的上限测试频率提高到了6.3 GHz,应用该装置对平面屏蔽材料进行了屏蔽效能频域测试,并与实验室1.6GHz同轴测试装置进行了对比,宽带同轴装置的测试曲线更加趋于“平坦”。对银纤维材料的屏蔽效能进行了测试,表明该装置的测试结果更加逼近于材料实际的屏蔽效能。实验结果表明该装置不仅具有良好的低频性能,同时也提高了测试上限频率,可较为准确地测试导电布,导电膜等电薄材料的屏蔽效能,为评价材料电磁防护能力提供了更为可靠的手段。

关键词：屏蔽效能,宽带同轴,频域测试

参考文献

[1]GJB6190—2008,电磁屏蔽材料屏蔽效能测量方法,2008

[2] Celozzi S,Araneo R,Lovat G.Electromagnetic shielding.John WileyLtd,2007.郎为民,姜斌,张云峰,等译.电磁屏蔽原理与应用.北京:机械工业出版社,2009

[3]蒋全兴,周忠元,景莘慧,等.电磁防护材料性能的评价方法.安全与电磁兼容,2011;(3):9—12

[4]李刚,蒋全兴,孔斌.平板型电磁材料的同轴测试方法.电讯技术,1995;35(3):6—12

[5] Sarto M S,Tamburrano A.Innovative test method for the shielding ef-fectiveness measurement of conductive thin films in a wide frequencyrange.IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility,2006;5(48):331—341

[6]陈超禅,桑昱,陆福敏,等.SE同轴测试装置中支撑介质的研究与设计.中国测试,2010;36(6):1—4

[7]李明德.降低射频同轴连接器电压驻波比的方法探讨.机电元件,2011;31(3):33—42

[8]冯良平,徐岚.射频同轴连接器设计要点.国外电子测量技术,2005;24(11):39—44

[9] Schulz R B,Plantz V C,Brush D R.Shielding theory and practice.IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility,1988;30(3):187—201

篇4：多功能防辐屏蔽包

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手机放入外层后:

1.手机电磁辐射防护

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