專利名稱：防電磁輻射眼鏡屏蔽效能的測試方法及實現該方法的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種屏蔽效能的測試方法，特別涉及防電磁輻射眼鏡屏蔽效能 的測試方法，還涉及實現該方法的裝置。
背景技術：
大功率電磁輻射能傷害人體，人體最容易受電磁輻射傷害的部位是眼睛， 在長時間，較大劑量電磁波輻射下，眼睛的晶狀體會變得渾濁，生白內障。預 防措施就是戴上涂有防電磁輻射涂料的眼鏡，但是當鏡片涂有防電磁輻射的金 屬薄膜后，鏡片的透光性能減弱了，涂層越厚，防電磁輻射性能越好，而光通 量越少，為了在亮度和防電磁輻射之間尋找個最佳點，我們必須測準鏡片的電 磁屏蔽效能，但遺憾的是至今無一合適的方法。
我國的國軍標SJ/T20524 — 1995規定了非導電材料表面涂或鍍層，金屬網、 導電玻璃、導電薄膜，導電介質板等平板型屏蔽材料屏蔽效能的測量方法。但 它要求樣品直徑為OU5，而通常眼鏡的尺寸小于①115，無法測試，即使使用較 小的樣品夾具。而且，這是一種破壞性測試方法，因此防電磁輻射眼鏡測試始 終是一個難解的問題。
為此在過去常用的是一種近場法，如

圖1所示。
為了防止發射的電磁波從鏡片的側面衍射到接收天線一側，發射天線和接 收天線一般做得很小，這樣天線系數就很大，接收機收到的信號就很弱，噪聲 也就變得很大，給測試帶來很大的誤差。另外，測試時電磁波從鏡片邊上的衍射以及從鏡片反射后經室內多次反射到接收天線所造成的泄漏，都使測試結果 誤差很大。而且，近場電磁屏蔽效能還和輻射源、天線及鏡片之間距離有關。 即使在造價數百萬元的電波暗室內測試，這種由于場反射而造成的場不均勻誤 差仍可達6分貝(還不包括從鏡片一側到另一側的衍射誤差)。再則，從評價電 磁屏蔽材料性能的角度上來看，考慮到近場電磁屏蔽效能還和輻射源、天線及 鏡片之間距離有關，顯然，近場法不是一種好方法。

發明內容
本發明要解決的技術問題第一方面在于提出一種防電磁輻射眼鏡屏蔽效能 測試方法，以解決現有的測試方法存在的上述問題。
防電磁輻射眼鏡屏蔽效能測試方法，其特征在于，包括以下步驟
1) 測出所述防電磁輻射眼鏡的防電磁輻射涂層的表面電阻Rs，得出所述防 電磁輻射涂層的表面電阻率Ps;
2) 將步驟l)中所得到的表面電阻率，代入以下公式得到屏蔽效能SE
SE掘g(l+音)..............................(5)
式中Z。為空間波阻抗，其值為377Q。
下面以式(5)的推導來說明本發明的確實能解決這一技術問題
通常電磁屏蔽材料的屏蔽效能可以用下式來表示
SE=101g*.............................................(1)
這里SE為屏蔽效能，單位dB
p。是入射電磁波功率 Pi是傳輸電磁波功率SE也可寫為
SE=201g,.............................................(2)
這里E。是入射波的場強 Ei是傳輸波的場強
一般在對材料的電磁屏蔽效能進行評價和測試時，常用遠場法。此時電磁
波是平面波，采用雙線傳輸線模型，入射波電場強度E為 E=Eiei(kz-cot) .............................................(3)
這里k^27iA， a^2兀f，co是角頻率
應用電磁波在薄片每個表面反射和傳輸的邊界條件，結合方程(2)可解出 遠場時。厚度為d的薄片材料的電磁屏蔽效能SE和電導率o ，角頻率(o的函數 關系為
SE401gi+[5^(G。sh爺-cos尋 2d , 2d 、1 ，
+2 (coshj+cos^ s川
...........................(4)
(參考文獻丄L.W.Shacklette ，and N.f.Colaneri， "EMI Shielding with Conductive
Polymer Blends" Conductive Polymers Conference 1992 Paper 3)
這里，s。是真空中介電常數，s。=107/4ttc2 F/m
cj是材料的電導率，^是真空中磁導率 w=4tix10—7 H/m
2
5是材料的集膚深度，5= J
導電性能最好的金屬是銀，它在1GHz時的集膚深度為2.03)am防電磁輻射眼鏡不同于一般太陽眼鏡，它應該在室外及室內電腦上工作時 都能使用，對光線的衰減不能太大，涂層就不能太厚，因此眼鏡上的鏡膜厚度d 《5
此時(4)式可簡化為 SE二201g(l+z。c d/2) 二201g(l+音)
.................................(5)
式中，Z°—y ^ ，為空間波阻抗。
從(5)式中可知，如果知道了材料的表面電阻率ps，就可求得材料的電磁 屏蔽效能。 _
本發明所要解決的技術問題的第二方面在于提出一種防電磁輻射涂層的表 面電阻率的測試方法-
本發明通過以下步驟得出所述防電磁輻射眼鏡的防電磁輻射涂層的表面電 阻率ps:
1) 準備一底面為圓環形的外電極，底面的圓環形內徑為w —底面為圓形 的內電極，底面的圓形的直徑為r2; r2<r1;
2) 將所述外電極和所述內電極壓在所述防電磁輻射眼鏡的防電磁輻射涂層 表面上，并使所述外電極與所述內電極同心；利用直流電橋或直流數字電壓表 測出所述外電極與所述內電極之間的防電磁輻射涂層的表面電阻Rs;
3) 將步驟2)中測出的表面電阻Rs代入下式求得所述防電磁輻射涂層的表 面電阻率ps)—2ti Rs s —ln上
下面通過式(8)的推導說明上述技術方案確實能測試出所述防電磁輻射眼鏡 的防電磁輻射涂層的表面電阻率Ps:
圖2所示電阻樣品(中間部分)很薄，在一個矩形長條上，表面電阻率Ps 可以定義為w 二L時(L表示長度，w表示寬度)，在薄膜的兩邊低阻電極上所 測得的電阻值Rs:
如按圖2方法測試，需將樣品切成長方形，再在兩端各做一個低阻電極， 則仍將破壞樣品。
為此，采用一個底面為圓環形的外電極和一個底面為圓形的內電極。如圖3 所示，采用的是圓環柱型的外電極和圓型的內電極。
圖3中，打斜線部分為電極，兩個電極壓在一個待測的樣品表面上，可以 通過測內外電極之間電阻的方法來求出表面電阻率ps。
將這種測試方法簡稱為圓環法。 當采用圖3方法后，原公式(6)無法使用，必須重新推導
現取極坐標
在圖3切一個很小的圓心角Ae，即有圖4所示圖形 1"2為圓環型電極內半徑，"為圓型電極外半徑本發明所要解決的技術問題的第三方面在于提出實現上述防電磁輻射眼鏡 屏蔽效能測試方法的裝置。
一種實現上述方法的防電磁輻射眼鏡電磁屏蔽效能的測試裝置，其特征在 于，包括
一底面為圓環形的外電極；
一直徑比所述外電極的底面的圓環內徑小的底面為圓形的內電極；所述外 電極與所述內電極同心；
一直流電橋或直流數字電壓表。
(外電極、內電極的"內"、"外"只是表示兩電極的位置關系，無其它含
義。)
所述外電極優選為圓環柱型的外電極，所述內電極優選為呈圓柱型的內電極。
進一步，還包括一絕緣材料制作的介質環，所述內電極裝配在所述介質環 的環內，所述介質環裝配在所述外電極的環內。所述介質環的具體作用是固定 兩電極之間的相對位置。
還包括一絕緣材料制作的壓條，所述壓條上開有三個成一條直線的安裝孔，所述外電極上開有兩個相應的安裝孔，所述內電極上開有一個相應的安裝孔， 通過螺釘穿過上述安裝孔將壓條與所述外電極、內電極裝配。用手壓壓條時， 在壓條的作用下，所述外電極和所述內電極對樣品之間保持一定的壓力，從而 有一個固定的小的接觸電阻。壓條使得壓緊所述外電極和所述內電極更加方便。 制作所述介質環的材料是聚四氟乙烯作所述壓條的材料是酚醛塑料。 所述外電極包括黃銅層和導電橡膠層，所述內電極也是如此。 與現有技術相比，本發明的有益效果是①通過非破壞性方法測試材料的 表面電阻率，進而得到屏蔽效能，將原來在同軸系統內進行破壞性測試轉而為 一種非破壞性試驗；②不需要專門的測試場地，測試設備相對也較廉價，無需 昂貴的網絡分析儀；將原測試所需昂貴的微波射頻測試儀器改為相對廉價的電 工儀器，大大降低了儀器設備費用；③與近場測試相比，測試的不確定度大大
減小，測試重復性好。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一歩說明本發明。 圖1是近場法測鏡片屏蔽效能示意圖。
圖2測表面電阻率的樣品電阻示意圖
圖3是經改進后的表面電阻率測試方法示意圖。
圖4是圓環法測表面電阻率公式推導圖。
圖5是具體實施方式
中所述的圓型電極的結構示意圖。
圖6是具體實施方式
中所述的圓環型電極的結構示意圖。
圖7是具體實施方式
中所述的介質環的結構示意圖。
圖8是具體實施方式
中所述的壓條的結構示意圖。圖9是具體實施方式
中所述的圓型電極、圓環型電極和壓條的裝配圖。
具體實施例方式
為使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解， 下面結合具體實施方式
，進一步闡述本發明。
防電磁輻射眼鏡屏蔽效能測試裝置，包括作為測表面電阻的直流電橋或直
流數字電壓表(圖中未示出)；作為內電極的圓柱型電極l、作為外電極的圓環 柱型電極2、介質環3和壓條4。
參見圖5。圓柱型電極1俯視呈圓形，側面呈"T"字狀，包括用黃銅制作 的圓柱型電極本體11和粘接在圓柱型電極本體11底部的導電橡膠層12。導電 橡膠層12的作用是降低電極和被測樣品表面的接觸電阻。導電橡膠的厚度為 0.5mm。
參見圖6。圓環柱型電極2的內環面呈臺階狀，外環面上部垂直，下部向內 傾斜；圓環柱型電極2包括用黃銅制作的圓環柱型電極本體21和粘結在圓環柱 型電極本體底部的導電橡膠層22。
圓環柱型電極2，其內徑為n;圓柱型電極l，其直徑為&; r^r"
參見圖7。制作所述介質環3的材料是聚四氟乙烯或其它易于加工的絕緣材 料。介質環3的內環面呈臺階狀，適合圓柱型電極1裝配在其中。介質環3的 外環面呈倒臺階狀，適合裝配在圓環柱型電極2中。
參見圖8。壓條4用酚醛塑料或其它易于加工的有一定彈性的絕緣材料制成， 厚lmm;壓條4中心開有一個圓形安裝孔41，兩邊各開一個長方形安裝孔42、 43。安裝孔42、 43設計為長方形。不同的鏡片曲率不同，測試時內外電極的上 表面有可能不平，在這種情況下安裝壓條時，壓條會彎曲，為了在這種情況下仍然能用緊固件將壓條安裝在內外電極上，就將安裝孔42、 43設計為了長方形。 參見圖9。圓柱型電極l作為內電極l，裝配在介質環3中；將介質環3裝 配在圓環柱型電極2中，圓環柱型電極2作為外電極2。在圓柱型電極l的中心 開設有一個安裝孔13，在圓環柱型電極2上開設有兩個安裝孔23、 24。將壓條 4壓在圓環柱型電極2、介質環3和圓柱型電極1上，用螺釘51、 52、 53穿過 上述安裝孔將壓片4與圓環柱型電極2和圓柱型電極1連接。圓柱型電極1和 介質環3松配合，介質環3和圓環柱型電極2緊配合。
測試時，應去除樣品表面不導電層，內外兩電極l、 2的導電橡膠層11、 12 均應全部接觸被測樣品表面，內外電極1、 2的兩個螺釘51、 52 (或53)處套 上接觸片(圖中未示出)后，夾緊和直流電橋或直流數字電壓表連接的導線， 在直流電橋或直流數字電壓表上讀取Rs值，并按式(8)求出表面電阻率ps，再由 (5)式求出SE。 實施例1
將螺釘松開，把直流電橋的兩小接觸片分別套在螺釘上，夾緊，然后將螺 釘旋緊。
將防電磁輻射眼鏡電磁屏蔽效能測試裝置的內外兩電極放在被測的眼鏡的 表面，內外兩電極的導電橡膠層接觸被測眼鏡的表面。
調節直流電橋，在電橋平衡后，讀取RJ直，并按式(8)求出表面電阻率Ps， 再由(5)式求出SE。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業 的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中 描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發 明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求
1、防電磁輻射眼鏡電磁屏蔽效能的測試方法，其特征在于，包括以下步驟1)測出所述防電磁輻射眼鏡的防電磁輻射涂層的表面電阻RS，得出所述防電磁輻射涂層的表面電阻率ρs；2)將步驟1)中所得到的表面電阻率，代入以下公式得到屏蔽效能SE式中Zo為空間波阻抗，其值為377Ω。
2、 根據權利要求l所述的防電磁輻射眼鏡電磁屏蔽效能的測試方法，其特 征在于，通過以下步驟得出所述防電磁輻射眼鏡的防電磁輻射涂層的表面電阻率Ps:1) 準備一底面為圓環形的外電極，底面的圓環形內徑為r" 一底面為圓形 的內電極，底面的圓形的直徑為1"2; r2<r1;2) 將所述外電極和所述內電極壓在所述防電磁輻射眼鏡的防電磁輻射涂層 表面上，并使所述外電極與所述內電極同心；利用直流電橋或直流數字電壓表 測出所述外電極與所述內電極之間的防電磁輻射涂層的表面電阻Rs;3) 將步驟2)中測出的表面電阻Rs代入下式求得所述防電磁輻射涂層的表 面電阻率pss —ln上
3、 一種實現權利要求2所述的方法的防電磁輻射眼鏡電磁屏蔽效能的測試裝置，其特征在于，包括一底面為圓環形的外電極；一直徑比所述外電極的底面的圓環內徑小的底面為圓形的內電極；所述外 電極與所述內電極同心；一直流電橋或直流數字電壓表。
4、 根據權利要求3所述的防電磁輻射眼鏡電磁屏蔽效能的測試裝置，其特 征在于所述外電極呈圓環柱型，所述內電極呈圓柱型。
5、 根據權利要求4所述的防電磁輻射眼鏡電磁屏蔽效能的測試裝置，其特 征在于還包括一絕緣材料制作的介質環，所述內電極裝配在所述介質環的環內，所述介質環裝配在所述外電極的環內。
6、 根據權利要求5所述的防電磁輻射眼鏡電磁屏蔽效能的測試裝置，其特 征在于還包括一絕緣材料制作的壓條，所述壓條上開有三個成一條直線的安裝孔，所述外電極上開有兩個相應的安裝孔，所述內電極上開有一個相應的安 裝孔，通過螺釘穿過上述安裝孔將壓條與所述外電極、內電極裝配。
7、 根據權利要求5所述的防電磁輻射眼鏡電磁屏蔽效能的測試裝置，其特征在于制作所述介質環的材料是聚四氟乙烯。
8、 根據權利要求5所述的防電磁輻射眼鏡電磁屏蔽效能的測試裝置，其特 征在于制作所述壓條的材料是酚醛塑料。
9、 根據權利要求5所述的防電磁輻射眼鏡電磁屏蔽效能的測試裝置，其特征在于所述外電極包括黃銅層和導電橡膠層，所述內電極也是如此。
全文摘要
本發明涉及一種用遠場法測量涂有防電磁輻射的涂料的電磁屏蔽效能的測試方法，還涉及實現該方法的裝置。防電磁輻射眼鏡電磁屏蔽效能測試方法，其特征在于，先測出所述防電磁輻射眼鏡的防電磁輻射涂層的表面電阻R_S，得出其表面電阻率ρ_S；然后將表面電阻率ρ_S代入公式得到屏蔽效能SE。其表面電阻率ρ_S的測試方法采用圓環法。本發明通過非破壞性方法測試材料的表面電阻率，進而得到屏蔽效能，不需要專門的測試場地，測試設備相對也較廉價，無需昂貴的網絡分析儀，大大降低了儀器設備費用；與近場測試相比，測試的不確定度大大減小，測試重復性好。
文檔編號G01M11/00GK101424719SQ20071004764
公開日2009年5月6日 申請日期2007年10月30日 優先權日2007年10月30日
發明者許濤芳, 黎國棟 申請人:上海翰納森制衣有限公司