Nghiên cứu giải pháp chống nhiễu điện từ trong công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI -*** - ðẶNG GIA DŨNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG NHIỄU ðIỆN TỪ TRONG CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chun ngành: ðiện khí hóa sản xuất nông nghiệp nông thôn Mã số: Người hướng dẫn khoa học: TS Hoàng Ngọc Nhân HÀ NỘI – 2011 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2011 Tác giả luận văn ðặng Gia Dũng Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… i LỜI CẢM ƠN Trước hết, tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn khoa học TS Hoàng Ngọc Nhân tận tình hướng dẫn, nghiêm khắc bảo suốt trình làm luận văn, định hướng giải vấn đề khoa học cho luận văn ðồng thời chỉnh sửa cấu trúc luận văn, để luận văn hoàn thành thời hạn Tác giả xin cảm ơn trường ðH Nông Nghiệp Hà Nội, Viện Sau ðại Học, khoa Cơ ðiện tạo điều kiện giúp đỡ trình làm luận văn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đồng nghiệp, góp ý kiến xây dựng để luận văn có chất lượng tốt Hà Nội, ngày tháng năm 2011 Tác giả luận văn ðặng Gia Dũng Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… ii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hiện tượng giao thoa sóng đến từ hai điểm Hình 1.2 Biểu đồ chiếu radio sóng điện từ Hình 1.3 Lồng Faraday Hình 1.4 Cấu tạo cáp đồng trục Hình 1.5 TGA đường cong hợp chất sở Hình 1.6 TGA đường cong polyaniline pha tạp Hình 1.7 Các kiểu lọc Hình 1.8 Ghép lọc thơng cao thơng thấp để tạo thành lọc thơng dải Hình 1.9 Ghép lọc thông cao – thông thấp để tạo thành lọc thơng chắn Hình 1.10 Các đặc tuyến lọc Hình 1.11 Những FSS cảm ứng điện dung với mạch tương đương tương ứng đặc tính truyền chúng Chú ý hình vẽ có phần tử tuần hồn thể Những FSS đặc trưng cho vùng gần hồng ngoại có hàng trăm hay hàng nghìn phần tử tuần hồn Hình 1.12 Một mảng hình chữ nhật mảng hình tam giác tổng quát lỗ hở (hoặc miếng đắp) cấu thành FSS Chú ý góc nghiêng a = 90 , mảng hình tam giác trở thành mảng hình chữ nhật Hình 2.1 ðường dẫn sóng xạ thơng qua chắn Hình 2.2 Sự phản xạ truyền sóng EMI bình thường cấu trúc N lớp Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… Hình 2.3 Phối hợp hệ thống cho phân tích bề mặt lựa chọn tần số (trái) Một tế bào có kích thước a, (phải) b Hình 2.4 Bề mặt lựa chọn tần số (FSS) (phản xạ truyền sóng) Hình 2.5 ðịnh hướng lĩnh vực mật độ hành chế độ (1,1) phân cực song song (bên trái) vng góc (bên phải) Tế bào kích thước a b 12mm , ngun tố kim loại có kích thước a' b' 12mm ; f 10GHz, J , j 45 , d 1,5mm, r 3,7 Tầm quan trọng 0 dòng cận biên tăng lên thực tế Mặt phẳng tỷ lệ mô tả màu đỏ Hình 2.6 Mạch tương đương bề mặt chọn lọc miền tần số, bề mặt bao gồm nguyên tố kim loại (bên trái) ðịnh hướng nhân tố biểu đồ Smith (bên phải) Hình 2.7 Bề mặt phần tử hình chữ nhật, điều chỉnh cho 10GHz, tỷ 0 lệ chuẩn , 90 , song song với phân cực Hình 2.8 Bề mặt phần tử hình chữ nhật, điều chỉnh cho 10GHz, bỏ 0 tỷ lệ chuẩn 45 , 90 , song song với phân cực Hình 2.9 Bề mặt phần tử hình chữ nhật, điều chỉnh cho 10 GHz, bỏ tỷ lệ chuẩn 45 , 0 , phân cực vng góc Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… Hình 2.10 Bổ sung hành vi bề mặt khe cắm phần tử kim loại Hệ số phản xạ bề mặt kim loại nguyên tố (1) tương đương với hệ số truyền dẫn bề mặt khe cắm (2) Hình 11 Giải thích ngun lý tương đương Hình 2.12 Bề mặt khe cắm hình chữ nhật, điều chỉnh chuẩn cho 10 tỷ GHz, vng góc phân cực, truyền tải (trái), phản xạ (phải) Hình 4.1 ðặc tuyến hệ số bảo vệ tần số Hình 4.2 ðặc tuyến hệ số bảo vệ theo độ dẫn điện Hình 4.3 ðặc tính hệ số bảo vệ đồng theo chiều dày đồng Hình 4.1 ðặc tính hệ số bảo vệ tần số độ dày nhỏ nhiều chiều dày thẩm từ Hình 4.2 ðặc tính hệ số bảo vệ theo độ dẫn điện Hình 4.3 ðặc tính hệ số bảo vệ đồng theo chiều dày đồng Hình 4.4 Chiều dày thẩm từ đồng theo tần số Hình 4.5 Hệ số bảo vệ theo tần số đồng trường hợp chiều dày 500µm lớn nhiều chiều dày thẩm từ Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phổ tần số radio Bảng 1.2 Phổ tần số vi ba Bảng 1.3 Phổ tần số lò vi sóng Bảng 1.4 Phổ tần số dùng cho ứng dụng chung Bảng 4.1 Hệ số bảo vệ theo độ dẫn điện với chiều dày 10µm Bảng 4.2 Bảng giá trị hệ số bảo vệ đồng theo chiều dày đồng Bảng 4.3 Bảng giá trị hệ số bảo vệ đồng theo tần số chiều dày thẩm từ Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… MỤC LỤC Lời cam đoan ……………………………………………………………… Lời cảm ơn ……………………………………………………………… Mục lục …………………………………………………………………… Danh mục bảng …………………………………………………………… Danh mục hình …………………………………………………………… LỜI NĨI ðẦU …………………………………………………………… Cơ sở khoa học tính thực tiễn đề tài …………………………… Phương pháp nghiên cứu ……………………………………………… Nội dung nghiên cứu …………………………………………………… CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHIỄU VÀ PHƯƠNG PHÁP CHỐNG NHIỄU ðIỆN TỪ …………………………………………… 1.1 Các nguồn gây nhiễu đến thiết bị điện, điện tử ……………………… 1.1.1 Trao đổi việc giao thoa sóng điện từ (EMI) thiết bị điện, điện tử ………………………………………………………………………….… 1.1.2 Hoạt động thiết bị điện, điện tử sinh sóng điện từ … … 1.1.2.1 Thiết bị đóng cắt chuyển mạch …………………………………… 1.1.2.2 Thiết bị chuyển điện thành động …………….………… 1.1.2.3 Biến tần …………………………………………………………………… 1.1.2.4 Thiết bị điện tử ………………………………………………………… 1.1.3 Sóng điện từ dải tần rộng ………………………………………… 1.1.4 Phổ tần số thiết bị sử dụng tần số …………………………… 1.2 Phương pháp chống nhiễu …………………………………………… 1.2.1 Bọc kim loại 1.2.2 Sử dụng polymer dẫn 1.2.3 Sử dụng lọc 1.2.4 Phương pháp FSS KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TỐN HỆ SỐ BẢO VỆ SÓNG ðIỆN TỪ (SE) 2.1 Nghiên cứu việc giao thoa sóng điện từ với vật liệu theo tần số cho trước ……………………………………………………………………… 2.1.1 Phương trình giao thoa sóng điện từ với vật liệu …………………… 2.1.2 Tính hệ số bảo vệ SE theo tần số ………………………………………… 2.1.2.1 Trường hợp lớp …………………………………………………… 2.1.2.2 Trường hợp nhiều lớp ………………………………………………… 2.2 Cơ sở lý thuyết giao thoa sóng điện từ với cấu trúc lựa chọn tần số FSS ……………………………………………………………………… KẾT LUẬN CHƯƠNG Trang i ii iii vi 1 1 3 4 10 10 14 14 16 19 21 28 29 29 29 29 29 30 32 45 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… vii CHƯƠNG 3: MỘT VÀI KẾT QUẢ ðẠT ðƯỢC VÀ THẢO LUẬN 46 3.1 Giới thiệu cách vẽ đồ thị Excel……………… ……… 46 46 3.1.1 Vẽ đồ thị……………………………… ……… …… 3.1.1.1 Vẽ đồ thị dùng Chart Wizard 46 3.1.1.2 Vẽ đồ thị từ vùng không kề 46 3.1.1.3 Vẽ đồ thị ngầm định bước 3.1.2 Thêm bớt liệu đối tượng 3.1.2.1 Thêm liệu vào đồ thị nhờ chép dán 47 47 47 3.1.2.2 Thêm liệu kéo thả 47 3.1.2.3 Thêm nhãn liệu (Data Labels) 48 3.1.2.4 Thêm đường lưới (Chart Gridlines) 48 3.1.2.5 Thêm giải cho đồ thị (Chart Legends) 49 3.1.2.6 Thêm tiêu đề cho đồ thị (Chart Titles) 49 3.1.2.7 Thêm đường xu hướng (Chart Trendlines) 50 3.1.2.8 Thêm ảnh cho bảng tính 50 3.1.3 ðịnh dạng liệu 50 3.1.3.1 ðịnh dạng đường đồ thị 51 3.1.3.2 Chọn Fonts Styles 51 3.1.3.3 ðịnh dạng số đồ thị 51 3.1.3.4 ðịnh dạng đối tượng 52 3.1.3.5 ðịnh dạng tiêu đề nhãn cho đồ thị 52 3.1.3.6 Thêm hình ảnh cho đường 3.1.4 Vẽ biểu đồ Exel 53 3.1.4.1 Các dạng biểu đồ 53 3.1.4.2 Phương pháp vẽ biểu đồ 54 3.1.4.3 Tu sửa biểu đồ 54 3.2 Một vài kết đạt thảo luận 55 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… 53 3.2.1 Nghiên cứu bảo vệ nhiễu điện từ dùng kim loại đồng có độ dày nhỏ nhiều chiều dày thẩm từ dải tần số ứng dụng cho cơng nghiệp quốc phòng 55 3.2.2 Nghiên cứu bảo vệ nhiễu điện từ dùng kim loại đồng có độ dày lớn nhiều chiều dày thẩm từ dải tần số ứng dụng cho công nghiệp quốc phòng 59 KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 62 63 4.1 Kết luận 63 4.2 Hướng phát triển 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… lượng) sử dụng để tạo nên đường xu hướng từ liệu có Bạn chọn đường hồi quy chọn đường bình quân dịch chuyển Chọn đồ thị, chọn Chart, Add Trendline; sau chọn phiếu Type cửa sổ Add Trendline Chọn đường đồ thị bạn muốn vẽ đường xu hướng cho danh sách Based On Series Chọn sáu kiểu đường xu hướng/hồi quy: tuyến tính (Linear), lơga (Logarithmic), đa thức (Polynomial), luỹ thừa (Power), mũ (Exponential), bình quân dịch chuyển (Moving Average) ðể có thêm thơng tin loại đường này, nhấn nút hỏi chấm tiêu đề cửa sổ mở Chọn phiếu Options bạn muốn có thêm mục chọn khác tên đường xu hướng, phương trình cho đường xu hướng Nhân OK 3.1.2.8 Thêm ảnh cho bảng tính Ví dụ biểu tượng cơng ty làm tăng ấn tượng cho biểu mẫu báo cáo Mở bảng tính cần thêm ảnh nền; chọn Format, Sheet, Background Cửa sổ Sheet Background xuất Chọn ảnh cần sử dụng (ví dụ từ thư mục \MSOffice\Clipart) Sau nhấn Open ðể xố ảnh nền, chọn Format, Sheet, Delete Background TIP: ðể thấy rõ ảnh nền, bạn bỏ đường lưới Chọn Tools, Options; nhấn phiếu View Bỏ chọn hộp Gridlines nhấn OK 3.1.3 ðịnh dạng liệu 3.1.3.1 ðịnh dạng đường đồ thị Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… 52 Bạn tăng ấn tượng thêm sai số hay nhãn cho chuỗi liệu Bạn thay đổi khe cột đồ thị cột Nhấn chuột phải lên đường đồ thị cần định dạng, chọn Format Data Series Trong cửa sổ Format Data Series, chọn phiếu chứa mục (như Error Bars, Data Labels, Series Order, hay Options) Hiệu chỉnh mục; sau nhấn OK 3.1.3.2 Chọn Fonts Styles Bạn thay đổi fonts styles đồ thị giống bảng tính Chọn đối tượng văn bạn cần định dạng Nếu định dạng số ký tự chọn chúng Nhấn lên nút mong muốn công cụ định dạng Ví dụ cỡ chữ, hay in nghiêng TIP: ðể có thêm tuỳ chọn định dạng khác, nhấn chuột phải lên mục văn cần định dạng, chọn Format, sau đo phiếu Font, chọn định dạng mong muốn sau nhấn OK 3.1.3.3 ðịnh dạng số đồ thị ðịnh dạng mục đồ thị giống bảng tính Ví dụ thêm ký hiệu tiền tệ hay thay đổi định dạng Nhấn chuột phải lên mục số cần định dạng, chọn Format Trong cửa sổ Format, chọn phiếu Number sau chọn định dạng từ danh sách Category Cửa sổ Format thay đổi tương ứng với mục chọn Thực đinh dạng; sau nhấn OK Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… 53 TIP: ðể định dạng số bảng tính, chọn mục Linked to Source cửa sổ Format 3.1.3.4 ðịnh dạng đối tượng Excel cung cấp nhiều lệnh mục chọn để bạn định dạng đối tượng đồ thị Các đối tượng đồ thị gồm tiêu để (titles), giải (legends), trục (axes), đường đồ thị (data series), Bạn tô mầu, hoa văn, viền cho đối tượng đồ thị Các bước: Nhấn chuột phải lên đối tượng đồ thị, chọn Format Trong cửa sổ Format, chọn phiếu Patterns Trong nhóm Border, chọn kiểu viền Trong nhóm Area chon mầu mong muốn ðể tạo hiệu ứng tô, chọn Fill Effects Chọn phiếu chọn mẫu; sau nhấn OK hai lần để quay lại bảng tính TIP: Nếu bạn muốn thay đổi mầu hay hoa văn đồ thị, nhấn chuột phải lên góc đồ thị chọn Format Chart Area Chọn lựa định dạng, sau nhấn OK 3.1.3.5 ðịnh dạng tiêu đề nhãn cho đồ thị ðối với số đối tượng văn đồ thị, tiêu đề, dóng chúng nằm ngang hay thẳng đứng hay xoay Với số đối tượng văn khác nhãn trục, bạn thay đổi định hướng Các bước: Nhấn chuột phải lên đối tượng văn bản, chọn Format Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… 54 Trong cửa sổ Format, chọn phiếu Alignment; chọn mục từ danh sách Horizontal Vertical Kéo kim hướng hộp Orientation nhập góc giứa -90 90 hộp Degrees để thay đổi hướng văn TIP: ðể xếp văn từ xuống, chọn hộp xếp chữ bên trái đồng hồ định hướng 3.1.3.6 Thêm hình ảnh cho đường Excel sử dụng hình ảnh làm điểm mốc (markers) liệu cho cột, thanh, đường hay Trong đồ thị, nhấn chuột phải lên đường bạn muốn đưa ảnh lên đó, chọn Format Data Series Bạn chọn vùng vẽ hay vùng đồ thị bạn muốn đưa ảnh vào Trong cửa sổ Format Data Series, chọn phiếu Patterns; chọn Fill Effects phiếu Picture Chọn Select Picture Look In, tìm đến thư mục có chứa ảnh, chọn ảnh nhấn OK Chọn mục chọn khác phiếu Picture Thử với tuỳ chọn khác (Stretch, Stack, hay Stack Scale) để chọn hiệu ứng bạn cần ðối với đồ thị 3-D, chọn mục bạn cần từ Apply To group Nhấn OK hai lần để quay lại bảng tính 3.1.4 Vẽ biểu đồ Exel 3.1.4.1 Các dạng biểu đồ Dạng thanh,cột: biểu thị tương quan phần với Dạng đường,vùng: biểu thị thay đổi liệu theo thời gian Dạng tròn: biểu thị tương quan giĩa phần liệu Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… 55 3.1.4.2 Phương pháp vẽ biểu đồ Vẽ biểu đồ dùng Sheet liệu: Chọn vùng liệu cần vẽ biểu đồ (có thể chọn tiêu đề đầu hàng đầu cột) Nhắp chuột phím Chart Wizard công cụ Di chuột tới vị trí cần đặt biểu đồ, bấm kéo chuột để định hướng vầ kích thước khung biểu đồ Nhả chuột, xuất Chart Wizard Step 1of 5, yêu cầu xác nhận lại vùng liệu dùng để vẽ biểu đồ Nhắp Next, xuất Chart Wizird Step of 5, yêu cầu chọn dạng biểu đồ càn thiết Nhắp Next, xuất Chart Wizird Sep of 5, yêu cầu chọn loại biểu đồ dạng chọn Nhắp Next, xuất Chart Wizird Sep of 5, yêu cầu chọn chuỗi liệu dùng để vẽ biểu đồ theo hàng theo cột Nhắp Next, xuất Chart Wizird Sep of 5, yêu cầu thêm tiêu đề biểu đồ, nhãn trục biểu đồ, lời thích cho biểu đồ Nhắp Finish Vẽ biểu đồ Sheet riêng: Chọn vùng liệu cần vẽ biểu đồ (có thể chọn tiêu đề đầu hàng đầu cột) Vào Insert/chọn Chart/chọn As New Sheet Các bước lại tương tự vẽ biểu đồ Sheet liệu 3.1.4.3 Tu sửa biểu đồ Di chuyển biểu đồ: Trỏ chuột vào vùng biểu đồ vầ kéo chuột tới vị trí cần thiết Thay đổi kích thước biểu đồ: Nhắp chuột biểu đồ, xung quanh khung biểu đồ xuất chấm đen Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… 56 Trỏ chuột vào chấm đen kéo chuột tới vị trí cần thiết Tô màu biểu đồ: Nhắp đúp chuột vùng biểu đồ để đưa biểu đồ vào cửa sổ riêng Nhắp đúp chuột đối tượng cần tô màu chọn mầu cần thiết Xoá biểu đồ: Nhắp chuột biểu đồ cần xố Bấm phím Delete bàn phím 3.2 Một vài kết đạt thảo luận 3.2.1 Nghiên cứu bảo vệ nhiễu điện từ dùng kim loại đồng có độ dày nhỏ nhiều chiều dày thẩm từ dải tần số ứng dụng cho cơng nghiệp quốc phòng Dải tần dùng cơng nghiệp quốc phòng từ 100MHz tới 10GHz Ta thiết kế bảo vệ kim loại đồng có độ dày d 10m , độ dẫn điện 58.10 S / m ðối với tần số thấp nhiều tần số cắt (tại d ) c d 2 274,54GHz 58.10 6.4 10 (10.10 ) Trường hợp chắn kim loại mỏng (d ) ( 10 2f 58.10 0,0000209m) 4.3,14.10 2.3,14.10000000.58.10 trở nên độc lập tần số: SE 20 log1 Z0 d Bằng vẽ đồ thị Excel ta thu đường đặc tuyến sau: 120.00 Hệ số bảo vệ SE (dB) 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 50 100 150 200 Tầ n số (GHz) 250 300 350 Hình 4.1 ðặc tính hệ số bảo vệ tần số độ dày nhỏ nhiều chiều dày thẩm từ Khi tần số nhỏ 274,54GHz ta có SE 100dB SE 20 ln( Hay ET EI ET ) 100dB EI 0,0065 e5 Trong đó: ET cường độ sóng điện từ truyền qua EI cường độ sóng điện từ tới Như vậy, sóng điện từ nằm dải tần nhỏ 274,54GHz truyền qua chắn đồng dày d 10m cường độ sóng bị suy giảm 99,35% Gỉa sử cho f , d cố định, thay đổi: Cho: f 274,54GHz, d 10m ðộ dẫn điện số vật liệu: - Bạc: 62 · 10 S/m - ðồng: 58 · 10 S/m - Vàng: 45,2 · 10 S/m - Nhôm: 37,7 · 10 S/m - Thiếc: 15,5 · 10 S/m - Sắt: 9,93 · 10 S/m - Crôm: 7,74 · 10 S/m Vật liệu Bạc ðồng Vàng Nhôm Thiếc Sắt Crôm σ x10 (S/m) 62 58 45.2 37.7 15.5 9.93 7.74 SE (dB) 101.35 100.77 98.61 97.03 89.31 85.45 83.28 Bảng 4.1 Hệ số bảo vệ theo độ dẫn điện với chiều dày 10µm Vẽ đồ thị Excel ta thu đường đặc tính hệ số bảo vệ theo độ dẫn điện sau: 120.00 H s b o v SE (dB) 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 10000000 20000000 30000000 40000000 50000000 60000000 70000000 Đ d n n (S/m) Hình 4.2 ðặc tính hệ số bảo vệ theo độ dẫn điện Với đường đặc tính này, nhận thấy hệ số bảo vệ sóng điện từ tăng theo hàm số mũ độ dẫn Căn vào hoàn toàn chọn vật liệu bảo vệ theo yêu cầu bảo vệ Như vậy, độ dẫn điện ( )của vật liệu lớn hệ số bảo vệ (SE ) cao ngược lại ðiều giúp cho việc lựa chọn kim loại phù hợp để làm chắn Giả sử cho f , cố định, d thay đổi: Cho: f 274,54GHz ; 58.10 S / m ; d 1m,10m,50m,100,1000m d (µm) σx10 (S/m) SE (dB) 10 50 100 1000 58 80.78 100.77 114.75 120.77 140.77 Bảng 4.2 Bảng giá trị hệ số bảo vệ đồng theo chiều dày đồng Vẽ đồ thị Excel ta thu đường đặc tính hệ số bảo vệ đồng theo chiều dày đồng sau: 160.00 Hệ số bảo vệ SE ( dB) 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 0.000000 0.000200 0.000400 0.000600 0.000800 0.001000 0.001200 Chiều dày đồng (um) Hình 4.3 ðặc tính hệ số bảo vệ đồng theo chiều dày đồng Qua đường đặc tính này, thấy chiều dày tăng lên, hệ số bảo vệ sóng điện từ tăng lên, nhiên chiều dày lớn chiều dày thẩm từ trình tăng chiều dày khơng nhiều ý nghĩa Căn vào để lựa chọn chiều dày hợp lý cho q trình bảo vệ (Tính kinh tế cao) Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………………… 60 Như vậy, độ dày lớn ( d ) hệ số bảo vệ (SE ) cao ngược lại ðiều giúp tính độ dày phù hợp cho chắn, tiết kiệm vật liệu, trọng lượng, tiết kiệm giá thành Qua mô trên, ta thấy với dải tần số công nghiệp quốc phòng từ 100MHz tới 10GHz đồng có độ dày d 10m , độ dẫn điện 58.10 S / m , hệ số bảo vệ SE 100dB chặn 99,35% sóng điện từ truyền qua 3.2.2 Nghiên cứu bảo vệ nhiễu điện từ dùng kim loại đồng có độ dày lớn nhiều chiều dày thẩm từ dải tần số ứng dụng cho cơng nghiệp quốc phòng Như biết, chiều dày thẩm từ tính theo cơng thức: Giả sử nghiên cứu vật liệu đồng, tần số MHz, theo cơng thức tính chiều dày thẩm từ là: 75m Trong trường hợp độ dày lớn chiều dày thẩm từ, khảo sát đường đặc tính hệ số bảo vệ theo tần số vật liệu để hiểu đặc tính bảo vệ SE 10 log F (MHz) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 d 20 loge 16 Đ dày th m t (m) -5 6,72552.10 -5 3,00775.10 -5 2,1268.10 -5 1,73652.10 -5 1,50387.10 -5 1,3451.10 -5 1,22791.10 -5 1,13682.10 -5 1,0634.10 -5 1,00258.10 -6 9,51133.10 SE (dB) 1,62.10 2,34.10 2,91.10 3,35.10 3,72.10 4,05.10 4,35.10 4,62.10 4,88.10 5,12.10 5,35.10 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 -6 9,06869.10 -6 8,68261.10 -6 8,34199.10 -6 8,03854.10 -6 7,76597.10 -6 7,51936.10 -6 7,29485.10 -6 7,08932.10 -6 6,90024.10 -6 6,72552.10 5,56.10 5,77.10 5,97.10 6,16.10 6,35.10 6,53.10 6,70.10 6,87.10 7,03.10 7,19.10 Bảng 4.3 Bảng giá trị hệ số bảo vệ đồng theo tần số chiều dày thẩm từ Hình 4.4 Chiều dày thẩm từ đồng theo tần số Hình 4.4 trình bày độ dày thẩm từ đồng theo tần số, thấy rằng, tần số tăng chiều dày thẩm từ nhỏ Căn vào để chọn vật liệu có độ dày thích hợp việc bảo vệ sóng điện từ nhằm đáp ứng u cầu cơng nghệ mà đảm bảo tính kinh tế vật liệu Hình 4.5 Hệ số bảo vệ theo tần số đồng trường hợp chiều dày 500µm lớn nhiều chiều dày thẩm từ ðối với trường hợp hệ số bảo vệ nhiễu điện từ lớn nhiều so với hệ số bảo vệ công nghiệp (SE>40dB) quốc phòng (SE>80dB) Như vậy, dải tần số lớn tần số cắt ta sử dụng trường hợp KẾT LUẬN CHƯƠNG - Nghiên cứu cách vẽ đồ thị Excel sau tính tốn số liệu, chọn vùng liệu, cho phép mô đồ thị theo hàng (Rows) hay cột (Columns) - Cho phép chọn đường lưới giúp đọc so sánh điểm liệu mô - Cho phép giải để biết đường thể mục liệu đồ thị - ðối với số đối tượng văn đồ thị, tiêu đề, dóng chúng nằm ngang hay thẳng đứng hay xoay Với số đối tượng văn khác nhãn trục, bạn thay đổi định hướng - Từ ứng dụng mô Excel giúp cho việc mơ đường đặc tính theo quan hệ hệ số bảo vệ tần số, hệ số bảo vệ độ dẫn điện, hệ số bảo vệ chiều dày kim loại dùng làm chắn Từ đó, tìm giải pháp tối ưu cho việc bảo vệ nhiễu dải tần dùng công nghiệp quốc phòng - Trong dải tần số dùng cơng nghiệp quốc phòng (100MHz đến 10GHz) sử dụng chắn kim loại đồng có độ dày d = 10µm, độ dẫn điện σ=58.10 (S/m) hợp lý - Chọn kim loại có độ dày, độ dẫn điện hợp lý cho dải tần số cần bảo vệ, nhằm giảm khối lượng, giá thành chắn nhiễu điện từ - ðối với trường hợp dải tần số lớn tần số cắt ta chọn chắn kim loại theo mục 4.2 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết luận Sau nghiên cứu luận văn rút số kết bước đầu ưu điểm việc lựa chọn kim loại có độ dẫn, độ dày phù hợp với dải tần số điện từ cần bảo vệ Từ đó, tính chọn vật liệu, độ dày phù hợp nhằm giảm bớt chi phí, trọng lượng chắn, giữ bảo vệ nhiễu điện từ cách tối ưu ðồng thời, giúp cho việc tính tốn thiết kế chắn dải tần số điện từ khác Tuy kết nghiên cứu đề tài mang tính định tính Do điều kiện sở vật chất phòng thí nghiệm Việt Nam chưa thực phép đo cường độ sóng điện từ trước sau chắn nên việc tiến hành thí nghiệm gặp nhiều hạn chế 4.2 Hướng phát triển Với kết bước đầu luận văn này, thời gian tới tác giả tiếp tục tiến hành nghiên cứu phát triển đề tài theo hướng sau: - Bảo vệ sóng điện từ vật liệu che chắn nhiều lớp, phát huy hiệu che chắn nhiễu điện từ cách tối ưu - Ứng dụng phương pháp bảo vệ nhiễu điện từ vào thực tế Việt Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Anh, “Trường điện từ truyền sóng”, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật [2] PGS.TS Nguyễn Văn Vượng, “Sự lan truyền sóng ứng suất vật thể”, Nhà xuất Bách Khoa – Hà Nội [3] C C Chen (1971), Diffraction of Electromagnetic Waves by a Conducting Screen Perforated Peri- odically with Circular Holes, IEEE Trans Microwave Theory Tech., MTT-19, 475-481 [4] E.A Parker and S.M.A Hamdy (1991), Rings as elements for frequency selective surfaces Electronics Letters, vol 17, no 17, pp 612-614 [5] The J A Reed (2007), FSS with Multiple Periodic Element, Master’s Thesis, University of Texas at Dallas [6] S.K Dhawan, M.N Kamalasannan and S.S Bawa, “Shielding of electromanetic interference using conducting polymer composite”, Polymeric and Physical Laboratory New Delhi – 110 012, InDia [7] Krishna Naishadham, “Sielding Effectiveness of Conductive Polymers”, IEEE Transactions on electromagnetic Compatibility, Vol 34, No 1, February 1992 [8] Nick F Colaneri and Lawrence W Shacklette, “EMI Shielding Measurements of Conductive Polymer Blends”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol 41, No 2, April 1992 [9] http://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%ADp_tin:Two_sources_interferense.gif [10] http://www.microsoft.com/vietnam/products/office/training/graph.aspx [11]http://www.giaiphapexcel.com/forum/s ead.php?t=6654 [12]http://www.giaiphapexcel.com/forum/showthread.php?t=4762 ... tìm giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng sóng điện từ đến thiết bị quan trọng ðề tài Nghiên cứu giải pháp chống nhiễu điện từ công nghiệp mong muốn đưa nghiên cứu nhiễu, giải pháp chống nhiễu điện từ. .. vệ sóng điện từ cho cấu trúc định trước Nghiên cứu việc giao thoa sóng điện từ với vật liệu theo tần số cho trước - Tính thực tiễn: ðưa giải pháp chống nhiễu điện từ cho thiết bị điện điện tử... 3.2.1 Nghiên cứu bảo vệ nhiễu điện từ dùng kim loại đồng có độ dày nhỏ nhiều chiều dày thẩm từ dải tần số ứng dụng cho cơng nghiệp quốc phòng 55 3.2.2 Nghiên cứu bảo vệ nhiễu điện từ dùng