MuROOM屏蔽室 创建磁屏蔽环境技术支持 磁屏蔽工程 屏蔽材料

设计

通常需要在大体积上创建磁屏蔽环境，从而允许在房间内进行高精度实验。以前的解决方案涉及在现有房间内使用我们专有品牌的MuMetal^®板材，为磁场流过磁屏蔽材料创造一条路径。

试图用MuMetal^®板材屏蔽房间会带来一些困难。根据房间的体积和所需的屏蔽系数，可能需要使用多层材料，因此必须考虑所需的任何结构加固。屏蔽整个房间的另一个困难是确保有一条连续的路径供现场通过。主要问题出现在角落和接缝处，很难确保面板接触以避免任何磁通量泄漏。每个房间很可能是完全*特的，所以多个房间需要非常不同的设计和作品。我们还必须遵守房间的通风和照明要求，这两者在结构和磁性上都可能很麻烦。

在Magnetic Shield Corporation，我们投入时间和研究来开发所概述问题的解决方案，其形式为* 立磁屏蔽室或MuRoom的形式。MuRoom^®是一个* 立MuMetal^®房间外壳，可以开发以满足许多不同的要求，例如可行的体积，所需的屏蔽系数和不同的接入点。MuRoom^®采用与MuMetal^®板材解决方案类似的方式制造，通过使用完全退火的MuMetal^®（Co-Netic^® AA完 美退火）面板。然而，这些是连接在一起的，并使用铝框架支撑。

与逐个房间添加板材或墙壁屏蔽相比，* 立 式MuRoom具有成本效益。

有时，应用可能需要在比MuMetal^®有效屏蔽更大的频率范围内进行屏蔽。通过将完全退火的MuMetal^®（Co-Netic^® AA完 美退火）与导电材料分层，可以创建磁性和RF屏蔽室，以满足这些要求。

我们的现场一层MuRoom^®采用 0.040“ [ 1.0mm ]厚的全退火MuMetal^®（Co-Netic^® AA Perfect）面板建造，由使用型材系统构建的铝框架支撑。如果需要更多层，铝框架由于磁导率低而充当磁性绝 缘材料，使其成为磁性屏蔽的理想选择。该房间在*500mm² 体积内的平均屏蔽系数大于150（43.5 dB），在*1000mm² 体积（40 dB）内达到大于100。这些结果在很大程度上归因于面板连接技术的发展。有了这个关节系统，我们创造了一个结构合理的。房间的内部容积为7'6''x 7'6''x 9'10'' [ 2m x 2m x 3m ]，并包含圆角，以进一步大化屏蔽能力。

我们单层MuRoom内部的磁场图描绘了房间的工作区域。由于材料边界，在门口观察到一些泄漏；然而，这种效应是非常局部的，并且房间在任何时候都不会低于30（29.5 dB）的屏蔽因子。

应用：

常见的磁屏蔽室应用

各种尖端实验可能会受到磁场的不利影响，并且可能需要使用MuRoom屏蔽电磁场。人体活动神经的微小磁脉冲可能是生物实验的焦点。虽然可以检测到这些脉冲，但它们的信号可能会被背景场淹没。电子显微镜也可能受到外部磁场的影响。就像光学显微镜利用光子波长来照亮感兴趣的样品一样，电子显微镜利用电子束中较短的电子波长来更高地分辨样品。这些高灵敏度的成像设备受益于磁屏蔽。

屏蔽医疗成像设备

脑磁图（MEG）使用非常灵敏的磁力计，如SQUIDs（导**干扰装置）或OPM（光学泵浦磁力计）来拾取由大脑内同步离子神经电流引起的低水平场。MEG记录数据的时间，以便可以有效地实时观察和研究大量的神经学大脑过程;从绘制大脑对刺激的反应到调查大脑内的结构异常。虽然 MEG 对于广泛的非侵入性神经学研究很有价值，但它也广泛用于其他形式的成像技术，如正电子发射断层扫描（PET）和脑电图（EEG）。环境地球磁场约为0.5高斯 [ 50μT ] ；大脑产生的场是1纳米高斯 [ 1微微特斯拉 ]。很明显，要实现对这些小场的任何有用的读数，屏蔽更大的环境场。

我们希望去除不感兴趣的场信号;这可以使用适当设计的磁屏蔽来完成。小屏蔽通常用于无数应用中，其原理是高磁导率材料可以在感兴趣的体积周围转移磁场，因此该体积几乎或完全不受磁场影响。如果我们简单地将屏蔽缩放到房间的尺寸，对于较大的平面表面积，我们会看到屏蔽的效率降低。然而，对具有高场衰减的磁屏蔽室的需求不断增加，这促使我们设计了好的屏蔽室，其中包括多层退火的MuMetal^®和涡流屏蔽，如铜或铝板金属来屏蔽RF场，从而实现令人印象深刻的屏蔽系数。对于要求苛刻的应用，消磁（中和）线圈与我们的 MuRoom 一起使用，将内部磁场几乎减少到零。

屏蔽电子显微镜

在磁场中移动的电子会经历一种倾向于改变其运动方向的力，除非该运动与磁场平行。可以使用电磁透镜聚焦电子束。光学透镜衍射穿过它们的光子并收敛出射出的光束。电磁透镜的原理是相似的;电子束可以通过改变入射电子的路径来聚焦。电磁透镜的基本设计由一个螺线管组成，光束可以通过该螺线管向样品传递。根据伦茨定律，将电流施加到螺线管上会感应出磁场，由于电子对磁场非常敏感，因此会将电子偏转到聚焦点。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）都依赖于这一过程。显微镜的分辨能力本质上取决于用于创建图像的电磁辐射的波长。随着辐射波长的降低，分辨能力增加。由于电子波长比光子波长短约100000倍，因此电子显微镜具有优于光学显微镜的分辨能力。虽然电子显微镜的精度具有巨大的好处，但电子显微镜的缺点需要解决。外部磁场干扰电子束并降低显微镜的整体分辨能力。将显微镜安装在磁屏蔽室中可确保显微镜达到其分辨率上限。

古地磁学

古地磁学是对岩石或其他考古材料中地球磁场记录的研究。岩石样品中含有铁的矿物质使它们在暴露于磁场时被磁化。古磁性学家将对岩石样本进行消磁，只留下岩石样本中的剩余磁性（NRM）。NRM是岩石或沉积物的永磁力。它的形式保存了地球场的记录，当时矿物被沉积下来或在岩浆中结晶，以及岩石从其原始位置开始数百万年的构造运动。自然剩余磁性非常小，但可以用非常灵敏的仪器测量。MuRoom®通过减少不需要的环境磁场来支持这项研究，因此被测量的磁场是NRM在岩石样品中产生的磁场。多层MuMetal室为研究提供了一个均匀的低场环境，这是他们的测试环境所可接受的。