抗电磁辐射织物屏蔽体屏蔽效能测试及分析qt081230-4
王勃1，伏广伟2，于永玲1 (1-大连轻工业学院 116034 2-中国纺织信息中心)
作者简介：王 勃，男，1981 年生，硕士在读， 伏广伟为天津工业大学在读博士。
原载: 纺织导报-标准与检测,2006 No.8
网上来稿：zhanyizhen，2008/12/30
【摘要】文章对非平面材料 —— 织物屏蔽体的屏蔽效能进行了评估，讨论了织物屏蔽效能与织物屏蔽体屏蔽效能之间的关系，证明防电磁辐射服装的屏蔽效能不能简单的用织物的屏蔽效能来表述，指出了防电磁辐射服装亟需制定相关标准。
【关键词】防电磁辐射织物；织物屏蔽体；屏蔽效能；防电磁辐射服装
【中图分类号】TS
107.923 文献标识码：B 文章编号：1003－30252006）08－0084－03
近年来，电磁波辐射的危害又引起人们的广泛关注，一些发达国家已经将防电磁辐射列为服装的强制性标准在特定的人群中使用。常见的防电磁辐射织物主要有：金属软化纤维屏蔽织物；化镀屏蔽织物；物镀与粘掺屏蔽织物等，可用这些屏蔽织物制成各种电磁防护品，例如防护服、屏蔽室、屏蔽帐篷、屏蔽幕帘、屏蔽炮衣等。这些电磁辐射防护品已广泛应用于工业、科学、医学、安全、保密、军事、计算机、通信、测试计量等领域。就防护服装而言，过去的功能和环保服装主要用于军用、国防和特殊领域（如冶金、化工制造业等），很少民用。
但自上世纪90年代开始，随着多功能保护服的开发和应用，以及有关电磁波对人体影响报道的增多，人们环保意识的加强，防护服装开始走向大众消费。但是，由于目前尚没有抗电磁辐射服装的评价方法，人们简单地用抗电磁辐射面料的屏蔽效能去评价其制品的屏蔽效能。
经过研究发现：具有抗电磁辐射效能的织物制成不同款式的服装后屏蔽效能相差甚远，服装的屏蔽效能与其织物的屏蔽效能、服装的暴露面积等有关。
1 织物屏蔽效能的测试
目前对织物屏蔽效能的测试一般采用平面材料的电磁辐射屏蔽效能的测试方法，常用的有：ASTM— ES7 测试法
（图1）、屏蔽室法（图2）、波导管测试法（图3）、微波暗箱测试法（图4）、微波暗室测试法（图5）等。
上述方法的测试原理都是通过测量出有无屏蔽织物屏蔽时的场强值，然后通过下面公式计算得出织物的屏蔽效能。
SE＝20 lg（E1/E2）
式中，E1——无屏蔽织物屏蔽时测得的电场强度（V/m）；
E2——有屏蔽织物屏蔽时测得的电场强度（V/m）；
SE ——织物的屏蔽效能（dB 或mV/m）。
这些测试方法各有优缺点，都属于对平面材料的测试范畴，然而在人们的现实生活中使用的那些屏蔽用品，如以上谈到的屏蔽室、屏蔽帐篷、屏蔽炮衣以及电磁辐射防护服等，绝大部分既不是简单的平面材料，也不是无任何缝隙和孔洞的完全密封的屏蔽体。
平面材料的屏蔽效能和屏蔽体的屏蔽效能之间联系密切，但并不是等价的。从两者的实际使用情况以及与人类的健康与生活直接联系的角度讲，各种抗电磁辐射辐射屏蔽体与人们直接相关，因此屏蔽体的屏蔽效果的优劣才是人们最关心的。
以屏蔽服装为例，人们当然更希望了解穿在身上的屏蔽服装的屏蔽效能的好坏而并不关心织物的屏蔽效能，而事实上服装的屏蔽效能要比用上述方法测得的屏蔽织物的屏蔽效能低得多，因为在进行防护织物的屏蔽性能测试时，接收天线全部被织物遮挡，并且反射和散射信号很少，所以屏蔽效果较好。
然而电磁辐射防护服装并不是一个完全密封的屏蔽体，它上面存在着很多开口，如上衣的领口、裤子的腰部、裤腿处留下开口、袖口等，另外拉链、缝线等这些缝隙处必然存在电磁泄露，从而降低了防护服的屏蔽效果，尤其是像屏蔽围裙和孕妇服这类比较宽大的服装，它们下面的开口非常大，电磁波很容易就会从下面的开口处进入，使服装的屏蔽效能大大降低，远远低于服装上标的织物的屏蔽效能。
2 织物屏蔽体屏蔽效能的测试
2.1 测试原理
与织物的屏蔽效能测试原理基本相同，测出有无屏蔽体屏蔽时场强接收仪显示的场强值，由于实验采用的KH3925 型全自动干扰场强测试接收机的场强直接用dB（mV/m）来表示，两场强值之差即为织物的屏蔽效果SE。
2.2 测试仪器与实验材料
2.2.1 测试仪器
1）KH1460A 数字合成高频信号发生器：频率范围5 k～ 30 M；特征阻抗50 W；频率分辨率为0.1 Hz；输出电平误差 < 1 dB。
2）KH3925 型全自动干扰场强测试接收机：频率范围9 k ～ 30 M；特征阻抗50 W；频率分辨率为10 Hz；场强测量误差 < 3 dB。
3） KH30253 型环形有源接收天线：直径f＝30 cm。
4）环形有源发射天线：直径f＝ 20 cm。
5）同轴电缆：特征阻抗为50 W。
6）三角架。
7）双层铜网屏蔽室：尺寸2.5 m × 2.5 m × 2.5 m。
2.2.2 实验材料
防辐射铜布，防辐射镍布，防辐射铜镍布等。
2.3 测试方法与过程
测试装置如图6
所示。
1）分别用不同的屏蔽织物将木箱密封起来，形成各种织物的完整屏蔽体，分别测出有无屏蔽体密封时接收机的场强值，其差值即为各织物密封屏蔽体的屏蔽效果SE。
2）在木箱底部的织物屏蔽体开一个40 cm × 20 cm的开口，做成各种织物的部分开口屏蔽体，分别测出有无屏蔽体密封前后接收机的场强值，其差值即为各织物部分开口屏蔽体的屏蔽效果SE’。
2.4 实验结果与分析
2.4.1 实验结果
实验结果见图7-图10。
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图7三种织物完全封闭屏蔽体屏蔽效能比较 |
图8铜镍布的完整屏蔽体和部分开口屏蔽体屏蔽效能比较 |
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图9 铜布的完整屏蔽体与部分开口屏蔽体屏蔽效能比较 |
图10镍布的完整屏蔽体与部分开口屏蔽体屏蔽效能比较 |
2.4.2 结果分析
由图7-图10可以看出，织物屏蔽体在较低频段上的屏蔽效果较差，不足20
dB；随着频率的增大，织物屏蔽体的屏蔽效果越来越好。由图7可以看出屏蔽体的屏蔽效果与织物的屏蔽效果成正比（铜镍布最好，铜布其次，镍布最差）。
由图8、图9和图10
可以看出，开口对屏蔽体的屏蔽效果影响很大，部分开口的屏蔽体比全封闭屏蔽体的屏蔽效果差很多。
3 结论
电磁防护成品的屏蔽效能与织物的屏蔽效能有关，织物的屏蔽效能就越好，织物屏蔽体的屏蔽效能就越好。织物屏蔽体的密封程度不同，屏蔽效果也有很大差异，密封的越好，开口越小，屏蔽体的屏蔽效果就越好，反之则就越差。
防护服装作为一种有很多开口的织物屏蔽体，它的屏蔽效能比织物的屏蔽效能差很多，然而到目前为止，国际上仍然没有一个统一的关于电磁辐射防护服装的质量标准和测试方法。
市场上的防护服所标出来的屏蔽效能，都是屏蔽织物的测试数据。实验证明这样做是不客观的，因此必须尽快制定出一整套关于防辐射服装屏蔽效果测试的方法和标准，从而有利于规范市场，保护消费者的合法权益。
参考文献
[1] 程明军，吴雄英，张 宁，等. 抗电磁辐射织物屏蔽效能的测试方法[J].
印染，2003（9）：31—34.
[2] 赵玉峰. 电磁辐射的抑制技术[M]. 北京：中国铁道出版社，1990.
[3] 赵玉峰. 现代环境中的电磁污染[M]. 北京：电子工业出版社，2003.
[4] GB9175—88 环境电磁波卫生标准[S].
[5] 商思善. 电磁波屏蔽织物的产生和发展[J]. 现代纺织技术，2002，10（4）：48—50.