ASTM D4935 Mätning av elektromagnetisk skärmningseffektivitet hos plana material

ASTM D4935 Mätning av elektromagnetisk skärmningseffektivitet hos plana material

ASTM D4935 Standard Test Method for Measuring Electromagnetic Shielding Effectiveness of Planar Materials, utvecklad av American Society for Testing and Materials (ASTM), beskriver en testmetod för att mäta den elektromagnetiska skärmningseffektiviteten hos ett plant material för plana, fjärrfälts elektromagnetiska vågor. Från de uppmätta data kan värden för närfältsskärmningseffektivitet (SE) för magnetiska (H) källor beräknas för elektriskt tunna prover. Elektriska fälts SE-värden kan också beräknas från samma fjärrfältsdata, men deras giltighet och tillämpbarhet har ännu inte fastställts.

ASTM D4935 Mätning av elektromagnetisk skärmningseffektivitet hos plana material

Mätmetoden är giltig i frekvensområdet 30 MHz till 1,5 GHz. Dessa gränser är inte exakta, utan baseras på den minskade förskjutningsströmmen på grund av minskande kapacitiv koppling vid lägre frekvenser och övermodulering (excitation av andra lägen än det transversella elektromagnetiska läget) vid högre frekvenser för storleken på provhållaren som beskrivs i denna testmetod. Valfritt antal diskreta frekvenser kan väljas inom detta område. För elektriskt tunna, isotropa material med frekvensoberoende elektriska egenskaper såsom konduktivitet, dielektricitetskonstant och magnetisk permeabilitet, kommer mätningar sannolikt bara att behöva utföras vid ett fåtal frekvenser, eftersom fjärrfälts-SE-värdena kommer att vara frekvensoberoende. Om materialet inte är elektriskt tunt, eller om någon av parametrarna varierar med frekvensen, utförs mätningar vid ett fåtal frekvenser inom det relevanta bandet.

Denna testmetod är inte tillämplig på kablar eller kontakter.

ASTM D4935-standarden är en testmetod som används för att bestämma den elektromagnetiska skärmningseffektiviteten (SE) hos plana material. Den är särskilt användbar vid utvärdering av material som är utformade för att minska överföringen av elektromagnetisk energi genom ett material, såsom ledande polymerer, metallfolier, belagda tyger, kompositer och andra skärmningsmaterial.

Den beskrivna metoden avgör hur effektivt ett platt eller plant material dämpar en elektromagnetisk våg under normala infallsvinkel-, fjärrfälts- och plana vågförhållanden. Mätningen representerar i huvudsak den kombinerade skärmningseffekten som uppstår genom reflektion och absorption.

Elektroniska system genererar och tar emot elektromagnetisk energi. Om elektromagnetisk strålning inte kontrolleras tillräckligt kan det orsaka följande:

  • Störningar mellan elektroniska enheter
  • Oönskade signaler i känsliga elektroniska kretsar.
  • Kommunikationsproblem
  • Fel i sensorer och styrsystem.
  • Problem med elektromagnetisk kompatibilitet (EMC).
  • Minskad tillförlitlighet hos elektronisk utrustning.

Ett material med god elektromagnetisk avskärmning kan minska mängden elektromagnetisk energi som passerar genom det. Detta är särskilt viktigt i tillämpningar som fordonselektronik, telekommunikation, konsumentelektronik, flyg- och rymdutrustning, elektriska kapslingar, medicinsk utrustning och elektronisk kapsling.

Skärmningseffektivitet, ofta förkortat SE, hänvisar till minskningen av elektromagnetisk energi som genereras av ett skärmningsmaterial. Det uttrycks vanligtvis i decibel (dB). I allmänhet,

  • Lågt SE-värde: Relativt låg elektromagnetisk dämpning.
  • Högt SE-värde: Större dämpning av elektromagnetisk energi.

Till exempel ger ett material med ett SE-värde på 40 dB betydligt större dämpning än ett material med ett SE-värde på 10 dB. Den uppmätta skärmningsprestandan påverkas av egenskaper som materialets elektriska ledningsförmåga, permeabilitet, dielektriska konstant, tjocklek, struktur och frekvensberoende beteende.

ASTM D4935-standarden använder en koaxial transmissionsvägsanordning för att utvärdera ett plant prov. Provet placeras i en specialdesignad hållare som utgör en del av transmissionsvägen. En elektromagnetisk signal appliceras och mängden energi som överförs genom provet mäts. Skillnaden mellan referenstransmissionen och transmissionen genom materialet används för att bestämma skärmningseffektiviteten. Denna metod mäter nettoskärmningseffektiviteten som ett resultat av reflektion och absorption. Standarden beskriver också mätning av reflekterad och absorberad effekt med hjälp av en kalibrerad dubbelriktad kopplare.

En av nyckelfunktionerna i ASTM D4935-standarden är det specificerade frekvensområdet. Metoden är ungefär tillämplig inom detta område: 30 MHz till 1,5 GHz. Gränserna beror på testuppställningens egenskaper och de elektromagnetiska överföringsförhållandena. För material vars elektriska egenskaper varierar med frekvensen kan mätningar vid flera frekvenser vara nödvändiga för att på ett adekvat sätt karakterisera deras skärmningsprestanda.

ASTM D4935-standarden är utformad för plana material. Exempel kan inkludera:

  • Ledande polymerark
  • Metallfolier
  • Ledande beläggningar
  • Ledande tyger
  • Kolfyllda polymerer
  • Metallfyllda plaster
  • Kompositmaterial
  • Elektromagnetiska skärmningsfilmer
  • Laminerade skyddsmaterial
  • Elektriskt ledande plattor

Den här metoden är inte avsedd för kablar eller kontakter.

Flera faktorer kan påverka den uppmätta skyddseffektiviteten:

  • Frekvens: Skyddets effektivitet kan variera avsevärt med frekvensen. Ett material kan prestera bra vid en frekvens men ge lägre skydd vid en annan.
  • Materialtjocklek: Tjocklek kan påverka absorptionen och den totala elektromagnetiska dämpningen av ett material.
  • Elektrisk ledningsförmåga: Ledande material möjliggör generellt en stark reflektion av elektromagnetisk energi. Därför används metaller och elektriskt ledande kompositer ofta för skärmningstillämpningar.
  • Materialstruktur: Porositet, fibrer, fyllmedel, beläggningar, gränssnitt och flerskiktsstruktur kan alla påverka elektromagnetiskt beteende.
  • Testutrustning och anslutningar: Mätningens noggrannhet beror inte bara på materialet utan även på överföringsledningssystemet, apparaten, utrustningen och anslutningarna.

Mätosäkerheten kan påverkas av materialegenskaper, inkonsekvenser i transmissionsledningar, mätsystemets dynamiska område och noggrannheten hos hjälputrustning. Avvikelser från den angivna proceduren kan öka osäkerheten.

Generellt sett följer denna process dessa steg:

  • Det plana provet förbereds enligt de erforderliga dimensionerna.
  • Provet konditioneras när ett genomförbart testprogram kräver det.
  • Mätsystemet är förberett och kalibrerat.
  • Provet placeras i den koaxiala testapparaten.
  • Elektromagnetiska signaler appliceras vid utvalda frekvenser.
  • Den sända signalen mäts.
  • Den uppmätta transmissionen jämförs med en referensmätning.
  • Skyddseffektiviteten beräknas i decibel.
  • Frekvensberoende skyddsprestanda registreras.
  • Mätosäkerheten bedöms och resultaten rapporteras.

Provberedning, fixturkonfiguration, kalibrering, mätsekvens och rapporteringskrav måste uppfylla denna standard.

Elektromagnetisk skärmning, i termer av reflektion och absorption, involverar generellt flera mekanismer. Reflektion sker när elektromagnetisk energi möter ett material med lämpliga elektriska egenskaper, särskilt hög konduktivitet. Absorption sker när elektromagnetisk energi avges i materialet. I praktiska skärmningstillämpningar kan den totala skärmningsprestandan därför påverkas av båda mekanismerna. Istället för att behandla skärmning enbart som ett mått på materialkonduktivitet specificerar ASTM D4935-standarden nettoskärmningseffektiviteten i samband med reflektion och absorption.

ASTM D4935 kan vara tillämplig på fordonsmaterial där elektromagnetisk avskärmning är viktig. Potentiella tillämpningar inkluderar:

  • ledande plastkomponenter
  • Elektroniska styrenhetshöljen
  • Batteri- och elsystemkomponenter
  • Sensorhus
  • Skyddsfilmer och folier
  • Ledande interna komponenter
  • Elektromagnetiska skärmningskompositer
  • Material som används runt känslig elektronisk utrustning.

I takt med att fordon i allt högre grad använder radar, trådlös kommunikation, sensorer, kameror, högspänningssystem och elektroniska styrenheter blir elektromagnetisk kompatibilitet allt viktigare. Därför kan ASTM D4935-standarden fungera som en användbar metod för karakterisering på materialnivå vid materialval och utveckling.

I många år har vår organisation, med sitt kompetenta och erfarna team, förstått sina kunders behov, tillhandahållit de avancerade testtjänster de behöver och hjälpt dem med att etablera, implementera och förbättra ledningssystem. Inom detta ramverk tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med ASTM D4935-standarden.

WhatsApp