DEL 5: Diverse metoder för EMC-tätning . (Fortsättning). EMC måste tas om hand i alla delar, såväl på elektrisk som på mekanisk systemnivå, och på alla nivåer i en utrustning på ett systematisk och planerat sätt. Denna gång tittar på bl annat skärmning medelst vågledardämning.
Om öppningen har ett djup, dvs . utförd som en rörstump eller som överlappande flänsar, inträder en sk. vågledardämpningseffekt, A dB. Öppningens dämpning ökar för frekvenser som är lägre än hålets brytfrekvens fco. Vågledardämpningen är avhängigtförhållandet mellan öppningens bredd (g) och djup (d), se Figur 1. Vid g = d ger vågledardämpningen ca 30 dB extra dämpning för frekvenser lägre än c:a (fco/ 3) utöver reflektionsdämpningen enligt tidigare artikel.
A ≈ 30 g / d [dB]
Totaldämpning för en vågledarformad öppning blir således (reflektionsdämpning plus vågledardämpning räknat i dB):
R = R + A [dB]
Vid skarvning av t.ex plåtar ska man sträva efter överlappning för minskat läckage.
Vågledardämpning i praktiken
Figur 2 visar en metallåda med överlappande flänsar, där vi räknar med ett visst dämpningsbidrag. Som figuren visar är det avståndet mellan skruvarna (g)(där plåtarna har säker kontakt) och överlappet (d) som är avgörande parametrar; förhållandet d/g enligt figur 2.
Metoder att skärma öppningar
Figur 3 visar olika metoder att begränsa läckage genom öppningar. Nät, galler, ”bikake”-konstruktioner (honeycombs), kan fungera mer eller mindre bra för skärmning av öppningar. Utförandet är många gånger avgörande för resultatet. Figur 4 visar en del av svårigheterna. Man måste se till att det inte uppstår oavsiktliga glapp eller spalter när man ansluter t ex ett finmaskigt nät för att skärma en stor öppning. Observera viktiga detaljer såsom:
- Panelens yta måste vara ren och vara en god elektriskt ledande.
- För att kunna åstadkomma en god och kontinuerlig kontakt mellan nätet och panelen behövs oftast någon form av ledande packning.
- En styv ram, som pressar nätet mot panelen, för god kontakt i många punkter med hjälp av packningen.
- Metallerna bör inte ligga långt från varandra i den galvaniska korrosionsskalan för att säkerställa långvarig kontaktering i anläggningsytorna.
Regler för beräkning av läckage från flera hål
Figur 5 visar utsläckningseffekten av symetriskt lagda, intilliggande identiska hål: läckaget minskar dramatiskt om hålen är identiska och ligger nära varandra.
Till vänster i Figur 5 visar att ett hål med längden g läcker dubbelt så mycket som två närliggande identiska hål med längden g/2. De två hålen läcker motsvarande ett hål med längden g/2, trotts att den sammanlagda arean för de två hålen är densamma som för hålet med längden g.
Effekten kan förklaras med ömsesidig utsläckning av fält på grund av geometrin. Till höger i figuren illustreras, att ännu mindre läckagekan uppnås med flera små öppningar istället för en stor.
Figur 6 visar 3 olika fall:
1: Skärmningseffektiviteten (läckaget) för ett fyrhåls fält är densamma som skärmningseffektiviteten för ett hål på grund av ovan nämnda ömsesidiga fältutsläckning.
2: Likadana, men ej närliggande och hål: skärmningseffektiviteten försämras för varje hål = läckaget ökar med antalet hål.
3: Olika former av öppningar: skärmningseffektiviteten sämre (läckaget större) än för det största hålet, dvs varje hål läcker som funktion av sin form och placering.
Generella konstruktionsregler:
- Skärmmaterialet skall ha god ledningsförmåga och en yta eller ytbehandling som tillåter god elektrisk kontakt mellan kontakterande ytor.
- Öppningar av olika slag, såsom skarvar och ventilationshål, skall göras så små som möjligt. De bör inte överstiga 1/200 av våglängden för aktuell frekvens, vilket teoretiskt ger minst 40 dB dämpning.
- Det är inte öppningens yta utan dess största dimension som är avgörande för dämpningen.
- Det är bättre med många små öppningar än med en stor.
- Läckaget från ett antal symmetriskt placerade hål nära varandra är betydligt mindre än ett stort hål med samma öppningsyta.
- Om samma antal öppningar placeras osymmetriskt och på större avstånd från varandra blir läckaget betydligt större än i förra fallet.
Sammanfogningar, där endast punktvisa elektriska kontakter existerar längst öppningen, kan betraktas som en rad av öppningar. För att uppnå önskad skärmning är det oftast viktigt att åstadkomma ett stort antal kontaktpunkter med t ex många skruvar, kontaktfingerpackningar eller andra former av elektriskt ledande packningar (skärmningspackningar).
Miklos Steiner Teknikredaktör