Estrategias para reducir la radiación EMF

Durante una adquisición de datos a largo plazo, casi seis meses, en la proximidad de un microscopio electrónico de barrido, encontré una fuente significativa de ruido de campo magnético, que está alterando los resultados. He utilizado el sistema de análisis de campo magnético Spicer SC11 y me he centrado en lecturas RMS de filtrado estrecho a 50 Hz. Las lecturas son de aproximadamente 5 mG RMS, cuando se cortó la energía, las lecturas cayeron a 0,3 mG RMS.

El problema es que la línea de alimentación que alimenta el panel de interruptores está en el techo del pasillo al lado del microscopio y alimenta tres valiosos dispositivos que consumen más de 5 kW cada uno. Cada uno consta de unidades de alto voltaje, óptica electromagnética y compresores y enfriadores de apoyo.

La idea es reubicar la línea eléctrica de manera diferente, lo que debería reducir la lectura de EMF en el microscopio. Se supone que el microscopio está en una jaula de Farraday y el blindaje EMF activo también está instalado en el laboratorio.

¿Existen otras opciones para reducir la radiación de la línea de alimentación (IR) de 3 x 230 V a 50 Hz para alterar los resultados? Blindajes que cubren los cables, gestión adecuada de cables, arreglos especiales de cables, jaula de Farraday real, etc.

Hasta ahora he encontrado estrategias sobre cómo proteger cables y dispositivos del campo exterior. Y algunos bichos raros con sombreros de aluminio. Mi objetivo es mantener el campo adentro protegiendo el exterior.

¿Por qué se enfoca en lecturas a 50 Hz? Eso generalmente es un problema. Convénzame de por qué 50 Hz es su frecuencia de medición objetivo.
Porque leo los espectros y los picos están a 50 Hz y sus armónicos. Además, cuando la imagen se adquiere lentamente, las líneas rectas verticales se vuelven sinusoidales.
Si "se supone que el microscopio está en una jaula de Faraday", ¿por qué no?
@SolarMike Porque el contratista del contratista del contratista contrató a alguien a quien no le importó en absoluto durante la construcción. Se suponía que toda la habitación era una jaula de Faraday y todavía puedo hacer llamadas allí... Parece que algunos lugares rurales aquí tienen mejor protección. Los cables se dibujaron de manera diferente a como se colocaron porque era más barato...
la corriente inducida con un campo magnético se basa en el área de la sonda de detección. Primero, mida el voltaje diferencialmente. segundo, tuerza el cable de medición entre sí, en este caso, el voltaje o la corriente inducida es muy baja.
@MKS He reformulado ligeramente la pregunta. El campo interfiere con la óptica electrónica en el microscopio electrónico de barrido y altera la dirección del haz. Debido a esto, no podemos alcanzar mayores aumentos y estamos limitados en la precisión espacial de los siguientes análisis. El campo está polarizado: simplemente cambiando la dirección de la sonda, puedo descartar dos "canales" casi fuera. El blindaje activo, también Spicer, a veces arroja un error de que su detector se ha sobrepasado y debe reiniciarse. Después de eso, la calidad de la imagen suele mejorar.
@Crowley debería haber sido probado exhaustivamente antes de la aceptación, entonces ...
@MKS ¿Puede, por favor, indicarme cómo configurar otra medición? En este momento, el detector está aproximadamente a 3 m de la línea detrás de la pared y un poco más lejos que el SEM.
Una jaula de Faraday no discrimina. Mantiene los campos tan bien como los mantiene adentro (módulo la cantidad de potencia esperada y su factor de atenuación, por supuesto). La única solución real es una jaula de Faraday. Puede intentar repararlo "cortando" los campos magnéticos alrededor de las áreas problemáticas (p. ej., bucles conductores de alambre grueso o placas de metal conductoras), pero al menos parte del campo aún se filtrará alrededor de sus bordes.
@SolarMike Cierto. Tristemente cierto que la gente a cargo debería haber tenido las pelotas para decir "Deseche la basura y constrúyala de nuevo". e insiste en ello. El problema es que el edificio fue aceptado sin los dispositivos en él. Y sí, fue una lección muy costosa de aprender y muchas personas educadas de esa manera no tendrán la oportunidad de una "próxima vez"...
@EdgarBrown Estoy pensando en reubicar los cables y encapsularlos todos en tuberías de metal (y tratarlos como gas natural). En circunstancias normales, las únicas aberturas deben ser el interruptor maestro en un lado y las unidades UPS en las salas de apoyo para cada dispositivo.
@Crowley podría resolver su problema y debería ser mejor que nada, pero eso podría no ser suficiente. Estos aún podrían actuar como el secundario de un transformador para cualquier corriente de modo común en el sistema y un divisor capacitivo para los diferentes conductores. Esto creará corrientes en la propia tubería, acoplando así parte del campo magnético al exterior. Los bucles de tierra, que incluyen la tubería, deberían ser una preocupación obvia.
@EdgarBrown Agradecería mover esto al chat. En cuanto a la tubería actuando como secundaria parásita, una buena disposición de las líneas suprimiría este efecto. Uso del neutro para compensar las corrientes en los cables calientes. La conexión a tierra adecuada y la estructura en forma de árbol son seguras.
@Crowley " testunlimited.com/pdf/an/5988-5511EN.pdf " lea la sección "Ruido causado por campos magnéticos"
@MKS No creo que sea el caso aquí. El analizador SC11 es una unidad de medición compacta con conectores para sensor adicional (vibración o acústica) y comunicación USB. Espero que el problema se haya abordado con éxito en el desarrollo.

Respuestas (2)

Me parece que necesita un blindaje magnético si el microscopio electrónico se ve afectado. Esto es lo que intentaría:

  1. Use su gaussímetro para determinar si la fuente del campo magnético es en realidad la línea eléctrica. 5 miligauss parece mucho si está a cierta distancia, porque si el cable de alimentación contiene las tres fases, la corriente neta en el cable debería ser casi cero. Las contribuciones del campo magnético de las tres fases deberían cancelarse entre sí si se encuentra a una distancia razonable. Puede verificarse midiendo el campo a medida que se acerca a la línea eléctrica; la intensidad del campo debe ser inversamente proporcional a la distancia desde el cable si el cable es la fuente de su campo.

  2. Si el cable no es su fuente, observe las áreas donde los tres conductores no están juntos (cajas de conexiones, interruptores, etc.). Cualquier conductor individual separado del otro conductor forma un bucle que producirá un gran campo magnético local. Su gaussímetro también lo ayudará a verificarlos. Si es posible, muévalos. Si los conductores de alimentación funcionan con cables separados, hágalos agrupar.

  3. Revise sus muebles y accesorios estructurales. Las estructuras de acero, mesas, etc. pueden distorsionar y concentrar localmente el campo magnético en un área. Una vez más, su gaussímetro puede ayudarlo aquí.

  4. Si el cable de alimentación es su problema y los tres conductores están muy juntos, intentaría comprar un conducto de blindaje magnético altamente permeable (algo así como MuMetal). Normalmente se usa para proteger el cable de influencias externas y nunca he intentado usarlo de esta manera. Probablemente podría tener una bandeja de cables con una cubierta fabricada, pero sé que hay fabricantes que ofrecen conductos flexibles. Para que esto funcione, no necesita enfundar todo el cable, solo la longitud cercana a su medida para cierta distancia en cada dirección. Puede obtener una longitud corta y usar su gaussímetro para ver si el campo está atenuado, luego tomar la decisión de intentarlo.

El área del bucle es el enemigo aquí, reduzca las áreas del bucle (tanto en el lado de generación como en el de recepción) y reducirá el acoplamiento.

Retorcer los cables que forman los bucles ayuda MUCHO, ya que decirle a un contratista eléctrico que debe torcer los cables que forman cada circuito en un giro por pulgada tiende a ser una conversación "difícil" (pero hará una diferencia significativa). Haga lo mismo con el cableado entre el controlador y cualquier bobina de desviación o similar en la óptica de electrones (Obviamente, no hay mucho que pueda hacer con el bucle formado por el propio haz de electrones).

El conducto de acero para todo el cableado de alimentación probablemente ayudará un poco (siempre y cuando todas las uniones sean eléctricamente sólidas), pero a 50 Hz se observa una gran profundidad superficial en el acero. Todos los transformadores deben tener bandas de flujo de cobre instaladas, al igual que cosas como motores de compresores y cualquier filtro VFD.

A veces, una placa de acero pesado de aproximadamente seis pulgadas de ancho entre la bandeja de cables de los servicios de energía y el equipo sensible puede ser sorprendentemente eficaz para desviar el flujo del cableado existente y, por lo general, es económico intentarlo.

Nunca he tratado con un microscopio electrónico, pero tuve esta pesadilla con un viejo escáner de película de puntos voladores.

¿Puede proteger al menos el extremo de baja energía de la columna de aceleración con alguna placa de acero? Probablemente ya haya un escudo de mu-metal, pero ese material se satura muy fácilmente, el acero tomará la mayor parte del flujo dejando que el mu-metal haga lo que mejor hace con el residuo. Mi escáner de puntos voladores tenía un escudo de metal mu, pero agregar uno externo de acero pesado todavía ayudó mucho.

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