มาตรฐาน ASTM D4935 การวัดประสิทธิภาพการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุแผ่นเรียบ

มาตรฐาน ASTM D4935 การวัดประสิทธิภาพการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุแผ่นเรียบ

มาตรฐานการทดสอบ ASTM D4935 สำหรับการวัดประสิทธิภาพการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุระนาบ ซึ่งพัฒนาโดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) อธิบายวิธีการทดสอบสำหรับการวัดประสิทธิภาพการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุระนาบสำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบระนาบและระยะไกล จากข้อมูลที่วัดได้ สามารถคำนวณค่าประสิทธิภาพการป้องกันระยะใกล้ (SE) สำหรับแหล่งกำเนิดแม่เหล็ก (H) สำหรับตัวอย่างที่มีความบางทางไฟฟ้าได้ นอกจากนี้ยังสามารถคำนวณค่า SE ของสนามไฟฟ้าได้จากข้อมูลระยะไกลเดียวกัน แต่ความถูกต้องและการใช้งานได้ยังไม่ได้รับการกำหนด

มาตรฐาน ASTM D4935 การวัดประสิทธิภาพการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุแผ่นเรียบ

วิธีการวัดนี้ใช้ได้ในช่วงความถี่ 30 MHz ถึง 1,5 GHz ขีดจำกัดเหล่านี้ไม่ใช่ค่าที่แน่นอน แต่ขึ้นอยู่กับกระแสการกระจัดที่ลดลงเนื่องจากการลดลงของการเชื่อมต่อแบบคาปาซิทีฟที่ความถี่ต่ำ และการโอเวอร์มอดูเลชัน (การกระตุ้นโหมดอื่นนอกเหนือจากโหมดแม่เหล็กไฟฟ้าตามขวาง) ที่ความถี่สูงสำหรับขนาดของตัวยึดตัวอย่างที่อธิบายไว้ในวิธีการทดสอบนี้ สามารถเลือกความถี่แบบไม่ต่อเนื่องได้หลายความถี่ภายในช่วงนี้ สำหรับวัสดุที่มีความบางทางไฟฟ้าและเป็นเนื้อเดียวกันที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ไม่ขึ้นกับความถี่ เช่น ค่าการนำไฟฟ้า ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก และค่าการซึมผ่านของแม่เหล็ก การวัดอาจจำเป็นต้องทำเพียงไม่กี่ความถี่เท่านั้น เนื่องจากค่า SE ในระยะไกลจะไม่ขึ้นกับความถี่ หากวัสดุไม่บางทางไฟฟ้า หรือหากพารามิเตอร์ใด ๆ เปลี่ยนแปลงไปตามความถี่ การวัดจะทำที่ความถี่ไม่กี่ความถี่ภายในย่านความถี่ที่เกี่ยวข้อง

วิธีการทดสอบนี้ใช้ไม่ได้กับสายเคเบิลหรือตัวเชื่อมต่อ

มาตรฐาน ASTM D4935 เป็นวิธีการทดสอบที่ใช้ในการกำหนดประสิทธิภาพการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (SE) ของวัสดุแผ่นเรียบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีประโยชน์ในการประเมินวัสดุที่ออกแบบมาเพื่อลดการส่งผ่านพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น โพลิเมอร์นำไฟฟ้า ฟอยล์โลหะ ผ้าเคลือบ วัสดุคอมโพสิต และวัสดุป้องกันคลื่นอื่นๆ

วิธีการที่อธิบายไว้นี้ใช้ในการหาว่าวัสดุแบนหรือระนาบสามารถลดทอนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใดภายใต้สภาวะมุมตกกระทบปกติ ระยะไกล และคลื่นระนาบ การวัดนี้แสดงถึงผลรวมของการป้องกันที่เกิดจากการสะท้อนและการดูดซับ

ระบบอิเล็กทรอนิกส์สร้างและรับพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า หากไม่ควบคุมการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างเหมาะสม อาจก่อให้เกิดผลดังต่อไปนี้:

  • การรบกวนระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
  • สัญญาณรบกวนที่ไม่พึงประสงค์ในวงจรไฟฟ้าที่มีความไวสูง
  • ปัญหาการสื่อสาร
  • ความผิดพลาดในเซ็นเซอร์และระบบควบคุม
  • ปัญหาความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC)
  • ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ลดลง

วัสดุที่มีคุณสมบัติในการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดี สามารถลดปริมาณพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่ผ่านเข้ามาได้ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในงานต่างๆ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์ โทรคมนาคม เครื่องใช้ไฟฟ้า อุปกรณ์การบินและอวกาศ ตู้ไฟฟ้า อุปกรณ์ทางการแพทย์ และบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์

ประสิทธิภาพการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Shielding effectiveness) ซึ่งมักย่อว่า SE หมายถึงการลดพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากวัสดุป้องกันคลื่น โดยปกติจะแสดงเป็นเดซิเบล (dB) โดยทั่วไปแล้ว

  • ค่า SE ต่ำ: การลดทอนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าค่อนข้างต่ำ
  • ค่า SE สูง: การลดทอนพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าจะยิ่งมากขึ้น

ตัวอย่างเช่น วัสดุที่มีค่า SE 40 dB จะให้การลดทอนสัญญาณที่มากกว่าวัสดุที่มีค่า SE 10 dB อย่างเห็นได้ชัด ประสิทธิภาพการป้องกันสัญญาณรบกวนที่วัดได้นั้นได้รับอิทธิพลจากคุณสมบัติต่างๆ เช่น ค่าการนำไฟฟ้า ค่าการซึมผ่าน ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก ความหนา โครงสร้าง และพฤติกรรมที่ขึ้นอยู่กับความถี่ของวัสดุ

มาตรฐาน ASTM D4935 ใช้การจัดเรียงเส้นทางการส่งผ่านแบบโคแอกเซียลเพื่อประเมินตัวอย่างแบบแผ่นเรียบ ตัวอย่างจะถูกวางไว้ในตัวยึดที่ออกแบบมาเป็นพิเศษซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางการส่งผ่าน สัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกส่งเข้าไป และปริมาณพลังงานที่ส่งผ่านตัวอย่างจะถูกวัด ความแตกต่างระหว่างการส่งผ่านอ้างอิงและการส่งผ่านวัสดุจะถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดประสิทธิภาพการป้องกัน วิธีนี้วัดประสิทธิภาพการป้องกันสุทธิที่เกิดจากการสะท้อนและการดูดซับ มาตรฐานนี้ยังอธิบายถึงการวัดกำลังที่สะท้อนและดูดซับโดยใช้ตัวเชื่อมต่อแบบสองทิศทางที่ได้รับการสอบเทียบแล้ว

หนึ่งในคุณสมบัติสำคัญของมาตรฐาน ASTM D4935 คือช่วงความถี่ที่กำหนดไว้ วิธีการนี้ใช้ได้โดยประมาณภายในช่วงความถี่นี้: 30 MHz ถึง 1,5 GHz ขีดจำกัดขึ้นอยู่กับลักษณะของชุดทดสอบและสภาวะการส่งผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สำหรับวัสดุที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงตามความถี่ อาจจำเป็นต้องทำการวัดที่ความถี่หลายช่วงเพื่อหาค่าประสิทธิภาพการป้องกันคลื่นอย่างเหมาะสม

มาตรฐาน ASTM D4935 ออกแบบมาสำหรับวัสดุที่เป็นแผ่นเรียบ ตัวอย่างเช่น:

  • แผ่นโพลิเมอร์นำไฟฟ้า
  • ฟอยล์โลหะ
  • สารเคลือบนำไฟฟ้า
  • ผ้าที่มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้า
  • โพลิเมอร์ที่เติมคาร์บอน
  • พลาสติกเสริมโลหะ
  • วัสดุคอมโพสิต
  • ฟิล์มป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
  • วัสดุป้องกันแบบลามิเนต
  • แผ่นนำไฟฟ้า

วิธีการนี้ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับสายเคเบิลหรือขั้วต่อ

ปัจจัยหลายประการสามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพการป้องกันที่วัดได้:

  • ความถี่: ประสิทธิภาพในการป้องกันอาจแตกต่างกันอย่างมากตามความถี่ วัสดุอาจมีประสิทธิภาพดีที่ความถี่หนึ่ง แต่ให้การป้องกันต่ำกว่าที่ความถี่อื่น
  • ความหนาของวัสดุ: ความหนาอาจส่งผลต่อการดูดซับและการลดทอนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยรวมของวัสดุ
  • การนำไฟฟ้า: โดยทั่วไปวัสดุที่เป็นตัวนำจะสะท้อนพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดี ดังนั้นโลหะและวัสดุผสมที่เป็นตัวนำไฟฟ้าจึงมักถูกนำมาใช้ในงานป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
  • โครงสร้างของวัสดุ: ความพรุน เส้นใย สารเติมแต่ง สารเคลือบ ส่วนต่อประสาน และโครงสร้างหลายชั้น ล้วนสามารถส่งผลต่อพฤติกรรมทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้
  • อุปกรณ์ทดสอบและการเชื่อมต่อ: ความแม่นยำของการวัดไม่ได้ขึ้นอยู่กับวัสดุเพียงอย่างเดียว แต่ยังขึ้นอยู่กับระบบสายส่ง อุปกรณ์ เครื่องมือ และการเชื่อมต่อด้วย

ความไม่แน่นอนในการวัดอาจได้รับผลกระทบจากคุณสมบัติของวัสดุ ความไม่สม่ำเสมอของสายส่ง ช่วงไดนามิกของระบบการวัด และความแม่นยำของอุปกรณ์เสริม การเบี่ยงเบนจากขั้นตอนที่กำหนดไว้สามารถเพิ่มความไม่แน่นอนได้

โดยทั่วไป กระบวนการนี้จะดำเนินไปตามขั้นตอนดังต่อไปนี้:

  • ตัวอย่างแผ่นเรียบถูกเตรียมให้มีขนาดตามที่ต้องการ
  • ตัวอย่างจะถูกปรับสภาพเมื่อโปรแกรมทดสอบที่ใช้งานได้จริงต้องการเช่นนั้น
  • ระบบการวัดได้รับการเตรียมและสอบเทียบเรียบร้อยแล้ว
  • นำตัวอย่างไปวางในอุปกรณ์ทดสอบแบบโคแอกเซียล
  • มีการใช้สัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าที่ความถี่ที่เลือกไว้
  • สัญญาณที่ส่งออกไปจะถูกวัด
  • ค่าการส่งผ่านที่วัดได้จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับค่าการวัดอ้างอิง
  • ประสิทธิภาพในการป้องกันคำนวณเป็นเดซิเบล
  • มีการบันทึกประสิทธิภาพการป้องกันที่ขึ้นอยู่กับความถี่
  • มีการประเมินความไม่แน่นอนของการวัดและรายงานผลลัพธ์

การเตรียมตัวอย่าง การกำหนดค่าอุปกรณ์ การสอบเทียบ ลำดับการวัด และข้อกำหนดในการรายงานต้องเป็นไปตามมาตรฐานนี้

การป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ทั้งในแง่ของการสะท้อนและการดูดซับ โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับกลไกหลายอย่าง การสะท้อนเกิดขึ้นเมื่อพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้ากระทบกับวัสดุที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่เหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งค่าการนำไฟฟ้าสูง การดูดซับเกิดขึ้นเมื่อพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าสลายตัวไปภายในวัสดุ ในการใช้งานป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในทางปฏิบัติ ประสิทธิภาพการป้องกันโดยรวมจึงอาจได้รับผลกระทบจากทั้งสองกลไก แทนที่จะพิจารณาการป้องกันโดยวัดจากค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุเพียงอย่างเดียว มาตรฐาน ASTM D4935 ระบุถึงประสิทธิภาพการป้องกันสุทธิที่เกี่ยวข้องกับการสะท้อนและการดูดซับ

มาตรฐาน ASTM D4935 อาจใช้ได้กับวัสดุสำหรับยานยนต์ที่ต้องการการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวอย่างการใช้งานที่เป็นไปได้ ได้แก่:

  • ชิ้นส่วนพลาสติกนำไฟฟ้า
  • ตัวเรือนชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์
  • แบตเตอรี่และส่วนประกอบระบบไฟฟ้า
  • ตัวเรือนเซ็นเซอร์
  • ฟิล์มและแผ่นฟอยล์ป้องกัน
  • ส่วนประกอบภายในที่เป็นตัวนำไฟฟ้า
  • วัสดุคอมโพสิตป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
  • วัสดุที่ใช้รอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อความเสียหาย

เนื่องจากยานยนต์มีการติดตั้งเรดาร์ การสื่อสารไร้สาย เซ็นเซอร์ กล้อง ระบบไฟฟ้าแรงสูง และหน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์เพิ่มมากขึ้น ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าจึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้น มาตรฐาน ASTM D4935 จึงสามารถใช้เป็นวิธีการกำหนดคุณลักษณะระดับวัสดุที่มีประโยชน์ในระหว่างการเลือกและการพัฒนาวัสดุได้

เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงที่พวกเขาต้องการ และช่วยเหลือพวกเขาในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D4935 อีกด้วย

WhatsApp