Tiêu chuẩn ASTM D4935: Đo lường hiệu quả chắn điện từ của vật liệu phẳng.

Tiêu chuẩn ASTM D4935: Đo lường hiệu quả chắn điện từ của vật liệu phẳng.

Tiêu chuẩn ASTM D4935 Phương pháp thử nghiệm đo hiệu quả chắn điện từ của vật liệu phẳng, do Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ (ASTM) phát triển, mô tả phương pháp thử nghiệm để đo hiệu quả chắn điện từ của vật liệu phẳng đối với sóng điện từ trường xa, phẳng. Từ dữ liệu đo được, có thể tính toán các giá trị hiệu quả chắn (SE) trường gần đối với nguồn từ (H) cho các mẫu có độ dày điện mỏng. Các giá trị SE trường điện cũng có thể được tính toán từ cùng dữ liệu trường xa đó, nhưng tính hợp lệ và khả năng áp dụng của chúng vẫn chưa được xác định.

Tiêu chuẩn ASTM D4935: Đo lường hiệu quả chắn điện từ của vật liệu phẳng.

Phương pháp đo này có hiệu lực trong dải tần từ 30 MHz đến 1,5 GHz. Các giới hạn này không chính xác tuyệt đối, mà dựa trên dòng điện dịch chuyển giảm do sự giảm ghép nối điện dung ở tần số thấp hơn và hiện tượng điều chế quá mức (kích thích các mode khác ngoài mode điện từ ngang) ở tần số cao hơn đối với kích thước của giá đỡ mẫu được mô tả trong phương pháp thử nghiệm này. Có thể chọn bất kỳ số lượng tần số riêng biệt nào trong phạm vi này. Đối với các vật liệu mỏng về điện, đẳng hướng có tính chất điện không phụ thuộc vào tần số như độ dẫn điện, hằng số điện môi và độ thẩm từ, phép đo có thể chỉ cần được thực hiện ở một vài tần số, vì giá trị SE trường xa sẽ không phụ thuộc vào tần số. Nếu vật liệu không mỏng về điện, hoặc nếu bất kỳ thông số nào thay đổi theo tần số, thì phép đo được thực hiện ở một vài tần số trong dải tần liên quan.

Phương pháp thử nghiệm này không áp dụng cho cáp hoặc đầu nối.

Tiêu chuẩn ASTM D4935 là phương pháp thử nghiệm được sử dụng để xác định hiệu quả chắn sóng điện từ (SE) của vật liệu phẳng. Nó đặc biệt hữu ích trong việc đánh giá các vật liệu được thiết kế để giảm sự truyền năng lượng điện từ qua vật liệu, chẳng hạn như polyme dẫn điện, lá kim loại, vải phủ, vật liệu composite và các vật liệu chắn sóng khác.

Phương pháp được mô tả xác định hiệu quả làm suy giảm sóng điện từ của một vật liệu phẳng trong điều kiện góc tới vuông góc, trường xa, sóng phẳng. Về cơ bản, phép đo thể hiện hiệu ứng chắn tổng hợp do phản xạ và hấp thụ gây ra.

Các hệ thống điện tử tạo ra và thu nhận năng lượng điện từ. Nếu bức xạ điện từ không được kiểm soát đầy đủ, nó có thể gây ra những hậu quả sau:

  • Sự nhiễu giữa các thiết bị điện tử
  • Các tín hiệu không mong muốn trong các mạch điện tử nhạy cảm.
  • Vấn đề giao tiếp
  • Lỗi ở các cảm biến và hệ thống điều khiển.
  • Các vấn đề về tương thích điện từ (EMC).
  • Độ tin cậy của thiết bị điện tử giảm sút.

Vật liệu có khả năng chắn sóng điện từ tốt có thể làm giảm lượng năng lượng điện từ truyền qua nó. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng như điện tử ô tô, viễn thông, điện tử tiêu dùng, thiết bị hàng không vũ trụ, vỏ thiết bị điện, thiết bị y tế và bao bì điện tử.

Hiệu quả chắn sóng, thường được viết tắt là SE, đề cập đến sự giảm năng lượng điện từ do vật liệu chắn sóng tạo ra. Nó thường được biểu thị bằng decibel (dB). Nói chung,

  • Giá trị SE thấp: Độ suy giảm điện từ tương đối thấp.
  • Giá trị SE cao: Khả năng suy giảm năng lượng điện từ càng lớn.

Ví dụ, vật liệu có giá trị SE 40 dB sẽ cho khả năng suy giảm tín hiệu lớn hơn đáng kể so với vật liệu có giá trị SE 10 dB. Hiệu suất chắn sóng đo được bị ảnh hưởng bởi các đặc tính như độ dẫn điện, độ thấm, hằng số điện môi, độ dày, cấu trúc và đặc tính phụ thuộc tần số của vật liệu.

Tiêu chuẩn ASTM D4935 sử dụng bố trí đường truyền đồng trục để đánh giá mẫu phẳng. Mẫu được đặt trong một giá đỡ được thiết kế đặc biệt, tạo thành một phần của đường truyền. Một tín hiệu điện từ được áp dụng, và lượng năng lượng truyền qua mẫu được đo. Sự khác biệt giữa độ truyền tham chiếu và độ truyền qua vật liệu được sử dụng để xác định hiệu quả chắn. Phương pháp này đo hiệu quả chắn ròng do phản xạ và hấp thụ. Tiêu chuẩn này cũng mô tả việc đo công suất phản xạ và hấp thụ bằng cách sử dụng bộ ghép hai chiều đã hiệu chuẩn.

Một trong những đặc điểm chính của tiêu chuẩn ASTM D4935 là dải tần số được quy định. Phương pháp này có thể áp dụng gần đúng trong phạm vi này: từ 30 MHz đến 1,5 GHz. Giới hạn phụ thuộc vào đặc điểm của thiết lập thử nghiệm và điều kiện truyền dẫn điện từ. Đối với các vật liệu có tính chất điện thay đổi theo tần số, việc đo ở nhiều tần số khác nhau có thể cần thiết để đánh giá đầy đủ hiệu suất chắn sóng của chúng.

Tiêu chuẩn ASTM D4935 được thiết kế cho các vật liệu dạng phẳng. Ví dụ có thể bao gồm:

  • Tấm polymer dẫn điện
  • Lá kim loại
  • Lớp phủ dẫn điện
  • Vải dẫn điện
  • Polyme chứa cacbon
  • Nhựa chứa kim loại
  • Vật liệu composite
  • Màng chắn điện từ
  • Vật liệu bảo vệ nhiều lớp
  • Tấm dẫn điện

Phương pháp này không được thiết kế cho cáp hoặc đầu nối.

Một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu quả bảo vệ được đo lường:

  • Tần số: Hiệu quả bảo vệ có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào tần số. Một vật liệu có thể hoạt động tốt ở một tần số nhưng lại cung cấp khả năng bảo vệ thấp hơn ở tần số khác.
  • Độ dày vật liệu: Độ dày có thể ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ và suy giảm điện từ tổng thể của vật liệu.
  • Tính dẫn điện: Các vật liệu dẫn điện thường cho phép phản xạ mạnh năng lượng điện từ. Do đó, kim loại và các vật liệu composite dẫn điện thường được sử dụng trong các ứng dụng che chắn.
  • Cấu trúc vật liệu: Độ xốp, sợi, chất độn, lớp phủ, giao diện và cấu trúc đa lớp đều có thể ảnh hưởng đến hành vi điện từ.
  • Thiết bị và kết nối thử nghiệm: Độ chính xác của phép đo không chỉ phụ thuộc vào vật liệu mà còn phụ thuộc vào hệ thống đường truyền, thiết bị, dụng cụ và các kết nối.

Độ không chắc chắn của phép đo có thể bị ảnh hưởng bởi các đặc tính vật liệu, sự không nhất quán của đường truyền, dải động của hệ thống đo và độ chính xác của thiết bị phụ trợ. Sai lệch so với quy trình đã quy định có thể làm tăng độ không chắc chắn.

Nhìn chung, quy trình này tuân theo các bước sau:

  • Mẫu phẳng được chuẩn bị theo kích thước yêu cầu.
  • Mẫu được xử lý khi chương trình thử nghiệm khả thi yêu cầu.
  • Hệ thống đo lường đã được chuẩn bị và hiệu chuẩn.
  • Mẫu được đặt trong thiết bị thử nghiệm đồng trục.
  • Các tín hiệu điện từ được áp dụng ở các tần số đã chọn.
  • Tín hiệu được truyền đi sẽ được đo.
  • Giá trị truyền dẫn đo được sẽ được so sánh với giá trị đo tham chiếu.
  • Hiệu quả bảo vệ được tính bằng decibel.
  • Hiệu suất bảo vệ phụ thuộc vào tần số được ghi lại.
  • Độ không chắc chắn của phép đo được đánh giá và kết quả được báo cáo.

Các yêu cầu về chuẩn bị mẫu, cấu hình thiết bị, hiệu chuẩn, trình tự đo và báo cáo phải tuân thủ tiêu chuẩn này.

Việc chắn sóng điện từ, xét về phản xạ và hấp thụ, thường liên quan đến một số cơ chế. Phản xạ xảy ra khi năng lượng điện từ gặp vật liệu có tính chất điện phù hợp, đặc biệt là độ dẫn điện cao. Hấp thụ xảy ra khi năng lượng điện từ tiêu tán bên trong vật liệu. Trong các ứng dụng chắn sóng thực tế, hiệu suất chắn sóng tổng thể do đó có thể bị ảnh hưởng bởi cả hai cơ chế. Thay vì chỉ coi chắn sóng như một thước đo độ dẫn điện của vật liệu, tiêu chuẩn ASTM D4935 quy định hiệu quả chắn sóng ròng liên quan đến phản xạ và hấp thụ.

Tiêu chuẩn ASTM D4935 có thể áp dụng cho các vật liệu trong ngành ô tô, nơi mà khả năng chắn sóng điện từ là rất quan trọng. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm:

  • các thành phần nhựa dẫn điện
  • Vỏ bộ điều khiển điện tử
  • Các thành phần của pin và hệ thống điện
  • Vỏ cảm biến
  • Màng và lá bảo vệ
  • Các thành phần bên trong có khả năng dẫn điện
  • Vật liệu composite chắn điện từ
  • Các vật liệu được sử dụng xung quanh thiết bị điện tử nhạy cảm.

Khi các phương tiện giao thông ngày càng tích hợp radar, truyền thông không dây, cảm biến, camera, hệ thống điện áp cao và các bộ điều khiển điện tử, khả năng tương thích điện từ ngày càng trở nên quan trọng. Do đó, tiêu chuẩn ASTM D4935 có thể đóng vai trò là phương pháp đánh giá đặc tính vật liệu hữu ích trong quá trình lựa chọn và phát triển vật liệu.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm và năng lực, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ kiểm thử tiên tiến mà họ yêu cầu, và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ kiểm thử theo tiêu chuẩn ASTM D4935.

WhatsApp