بهینه‌سازی ساختاری و روش ساخت ضد{0}}تداخل مغناطیسی صنعتی مس منگنین شنت

آلیاژ مس منگنز (Cu{0}}Mn-Ni)، به عنوان ماده اصلی منگنز مس، دارای مزایایی مانند مقاومت پایدار، پتانسیل ترموالکتریک پایین، و مقاومت در برابر خوردگی قوی است که آن را به ویژه برای سناریوهای نمونه‌گیری جریان با دقت بالا مناسب می‌کند. با این حال، در کاربردهای عملی، خواص غیر مغناطیسی آن از دستیابی به سپر مغناطیسی در میدان‌های مغناطیسی فرکانس توان خارجی مانند ترانسفورماتورهای جریان جلوگیری می‌کند. در عوض، نیروی الکتروموتور القایی ایجاد شده در مدار رسانا خطاهای اندازه گیری را ایجاد می کند. برای غلبه بر این کمبود، بهینه سازی سیستماتیک از ابعاد مختلف، از جمله طراحی سازه، چیدمان مواد، و پردازش سیگنال مورد نیاز است.

یک روش بسیار کارآمد برای ساخت ترمینال شنت برای رله گیر مغناطیسی، بر اساس یک مفهوم طراحی سه-در{1}«لغو میدان مغناطیسی + محافظ فیزیکی + سرکوب مدار» ارائه شده است. ساختار هسته آن شامل یک ورق مس منگنز، یک ورق رسانا، سیم های سیگنال، پوشش محافظ میدان مغناطیسی متناوب، و یک ماژول مدار تداخل ضد-می باشد.

اولاً، از نظر طراحی سازه، اصل "القاء معکوس حلقه دوگانه-" اتخاذ شده است. یک سوراخ در وسط ورق مس منگنز ایجاد می شود و دو سیم سیگنال به ترتیب به انتهای بالا و پایین ورق متصل می شوند. یکی از سرب سیگنال از سوراخ عبوری عبور می‌کند و با دیگری در بالای ورق مس منگنز محکم می‌پیچد. این آرایش دو حلقه القایی جهت مخالف را بر روی ورق مس منگنز تحت تأثیر یک میدان مغناطیسی متناوب خارجی ایجاد می‌کند. نیروهای الکتروموتور القایی یکدیگر را خنثی می کنند و سیگنال های تداخل خالص را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند. برای اطمینان از پایداری ساختاری، کاهش ناحیه القایی میدان مغناطیسی و بهبود قوام ضد تداخل، قسمت پیچ خورده مونتاژ شنت با لوله‌های{9}}جمع‌شدگی حرارتی ثابت می‌شود.

ثانیاً، از نظر انتخاب مواد برای مقاومت شنت منگانین مسی قابل سفارشی‌سازی، ورق رسانا از آلیاژ مس بریلیوم (BeCu) بسیار رسانا و با استحکام بالا (BeCu) استفاده می‌کند که نه تنها کارایی انتقال جریان را تضمین می‌کند، بلکه دارای کشش و مقاومت در برابر خستگی خوبی است که آن را برای شرایط تعویض مکرر مناسب می‌کند. ورق مس منگنز و ورق رسانا از نظر متالورژی توسط جوشکاری پرتو الکترونی خلاء (EBW) به هم متصل می شوند. جوش دارای استحکام بالا و ناحیه تحت تأثیر حرارت{3}}کوچکی است که از استرس حرارتی و مشکلات اکسیداسیون ناشی از جوشکاری سنتی جلوگیری می‌کند و پایداری عملیاتی طولانی‌مدت را تضمین می‌کند.

ثالثاً، از نظر حفاظت فیزیکی برای شنت کنتور برق، کل ورق مس منگنز و مجموعه ورق رسانا در یک سپر میدان مغناطیسی متناوب محصور شده است. پوشش محافظ، ساخته شده از مواد با نفوذپذیری بالا، به طور موثر میدان های مغناطیسی فرکانس توان خارجی را هدایت و منحرف می کند، نفوذ آنها را به مناطق حساس نمونه برداری کاهش می دهد و اولین خط دفاعی را تشکیل می دهد.

در نهایت، در مرحله پردازش سیگنال، قبل از اتصال خطوط سیگنال به برد مدار، یک مدار ضد تداخل مغناطیسی - یکپارچه می شود. این مدار از یک فیلتر پایین{2}، یک تقویت کننده دیفرانسیل، و یک تقویت کننده جداسازی متصل به صورت سری تشکیل شده است. فیلتر پایین{4}}از یک ساختار موازی RC دوگانه برای فیلتر کردن نویز فرکانس بالا- استفاده می‌کند. تقویت کننده دیفرانسیل از چند مرحله تقویت کننده عملیاتی تشکیل شده است که نسبت رد حالت رایج را بهبود می بخشد و سیگنال های تداخل حالت رایج را سرکوب می کند. تقویت کننده ایزوله به ایزولاسیون الکتریکی بین ورودی و خروجی دست می یابد، تداخل حلقه زمین را مسدود می کند و ایمنی سیستم را بیشتر می کند. به طور همزمان، یک مدار فیلتر RC در ورودی برق تقویت کننده عملیاتی پیکربندی می شود تا امواج منبع تغذیه و تداخل جفت فرکانس بالا را مهار کند و از خلوص پیوند سیگنال اطمینان حاصل کند.

فرآیند ساخت این ضد تداخل مغناطیسی -شنت منگنین برای کنتور برق شامل: آماده‌سازی مواد → برش لیزری ورق‌های رسانای مس منگانین و بریلیم → مهر زنی دقیق → از طریق-فرآوری سوراخ → مونتاژ جوشکاری پرتو الکترونی ← تثبیت خط حرارتی و تابش سیگنال‌ها کپسولاسیون پوشش → یکپارچه سازی و آزمایش برد مدار. کل فرآیند بر کنترل دقیق و سازگاری فرآیند تأکید دارد، با توجه ویژه به کیفیت جوش و تقارن مدار سیگنال برای اطمینان از عملکرد ضد تداخل قابل اعتماد.