Como obter a blindagem contra interferência eletromagnética de módulos selados para equipamentos militares?
Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de energia e eletrônica, a automação de sistemas elétricos tem sido continuamente aprimorada, e a confusão gerada pela interferência eletromagnética também surgiu. No futuro, é crucial eliminar a interferência eletromagnética (EMI, PEM) em sistemas de energia e eletrônicos. Em algumas ocasiões especiais, como energia nuclear, indústria militar e equipamentos de energia de grande porte, também é necessário considerar as contramedidas eletrônicas em tempos de guerra para evitar o impacto de bombas de pulso eletromagnético que paralisam todo o sistema.
Em resposta às necessidades especiais mencionadas, a TST Seal desenvolveu e produziu módulos de selagem com funções de blindagem (ES, PE) e aterramento (BG), que, combinados com módulos de selagem convencionais, reduzem significativamente a condução de sinais de interferência eletromagnética ao longo da camada de blindagem do cabo (envoltório envolvente de 360° para eliminar o efeito “pigtail”) e reduzem significativamente a interferência de condução espacial.

Estação de reforço offshore
Estação de reforço offshore

Para utilizar módulos de selagem e obter a blindagem de sinais de interferência eletromagnética (EMI), é necessário combinar a seleção de materiais, o projeto estrutural, a tecnologia de aterramento e soluções sistemáticas abrangentes. A seguir, um método detalhado com base em informações da base de conhecimento:

1. Princípio fundamental: Mecanismo básico da blindagem eletromagnética do módulo de selagem
A blindagem eletromagnética é obtida através dos três mecanismos a seguir:
Perda por absorção: O material de blindagem interage com o campo eletromagnético por meio de dipolos elétricos ou magnéticos, convertendo energia eletromagnética em energia térmica.
Perda por reflexão: A camada de blindagem não corresponde à impedância espacial e reflete ondas eletromagnéticas (como a alta refletividade de materiais metálicos).
Reflexões múltiplas: As ondas eletromagnéticas são refletidas e atenuadas múltiplas vezes na camada de blindagem, reduzindo ainda mais a energia.

2. Projeto e seleção do material do módulo de vedação
(1) Material condutivo e projeto estrutural
Lâmina de cobre condutiva/trança de cobre:
O módulo de vedação do selo TST utiliza lâmina de cobre ou trança de cobre para envolver a camada de blindagem do cabo ou o tubo metálico em 360°, formando um caminho de aterramento de baixa impedância.
Função: Bloquear a condução de interferência eletromagnética ao longo do cabo (eliminando o “efeito pigtail”) e conduzir o sinal de interferência para a terra através do aterramento.
Exemplo: A instalação de tal módulo na entrada do cabo da sala de blindagem e da sala de controle pode bloquear a radiação externa e a interferência conduzida.

Chip semicondutor e estrutura de aterramento:
O módulo é integrado com chips semicondutores, que conduzem a radiação espacial para a folha de cobre e, em seguida, formam uma gaiola de Faraday através da estrutura metálica de aterramento para proteger a interferência externa.

Fita trançada condutiva de alta resistência:
Usada para aterramento confiável de cabos blindados ou blindados, para direcionar descargas atmosféricas e correntes de surto para o terminal de aterramento comum, protegendo o equipamento.

(2) Estrutura de blindagem multicamadas
Empilhamento de materiais compostos:
A eficácia da blindagem é aprimorada por múltiplas camadas de materiais (como folha de alumínio + malha de cobre + borracha condutiva). Por exemplo:
Folha de alumínio Mylar: Um composto de folha de alumínio macia e filme de poliéster, adequado para blindagem de cabos de comunicação, com uma faixa de blindagem de 100 kHz a 3 GHz.
Material composto de MXene/carbono: Um material bidimensional emergente com alta condutividade e flexibilidade, adequado para blindagem de alta frequência de equipamentos 5G.

Tecido de fibra de vidro revestido de cobre:
O tecido de fibra de vidro revestido de cobre deposita nanopartículas de cobre em uma estrutura tridimensional por meio de revestimento químico de cobre, apresentando leveza, resistência a altas temperaturas e excelente desempenho de blindagem (a EMI SE pode atingir 62,65 dB).

3. Otimização do sistema de aterramento
(1) Caminho de aterramento de baixa impedância
Conexão entre a estrutura de aterramento e a camada de blindagem do cabo:
O módulo de selo TST conduz o sinal da camada de blindagem para o solo através da estrutura metálica de aterramento, garantindo que a linha de aterramento seja curta e estável, reduzindo a impedância.
Projeto da gaiola de Faraday:
Coopera com a estrutura do veículo e a camada de blindagem do edifício para formar um circuito fechado completo, bloqueando a entrada de ondas eletromagnéticas externas.

(2) Blindagem de partição e blindagem conformal
Blindagem de partição (tecnologia SiP):
A tecnologia de blindagem de partição SiP do selo TST isola diferentes módulos funcionais por meio de solda metálica + pulverização catódica, cola condutiva + pulverização catódica e outras soluções para resolver problemas de compatibilidade eletromagnética interna.
Barreira eletromagnética conformal:
Pulverização catódica de uma camada metálica de 5 a 10 mícrons (como cobre ou prata) na superfície do encapsulamento do chip para obter uma blindagem eficiente sem aumentar o tamanho (eficácia da blindagem ≥30 dB).

4. Aplicação sc

Tipos de módulos e cenários de módulos de selagem
(1) Classificação dos módulos de selagem
Selecione diferentes tipos de módulos de blindagem de acordo com o cenário de aplicação:
Módulo ES:
Reduz a interferência de condução espacial e a interferência de condução da camada de blindagem do cabo, sendo adequado para salas de controle e salas de computadores.
Módulo PE:
Blinda apenas a camada de blindagem do cabo para conduzir interferência, sendo utilizado em equipamentos industriais em geral.
Módulo BG:
Projetado especificamente para ambientes de alta corrente/alta tensão (como equipamentos de geração de energia e subestações), fornecendo proteção de aterramento.
(2) Aplicações típicas
Aviação/aeroespacial:
A camada de blindagem do cabo resistente a altas temperaturas de 600°C é combinada com uma folha de cobre condutora para bloquear a interferência de alta frequência na área do motor.
Trânsito ferroviário:
O cabo coaxial da TST Seal utiliza uma bainha de baixa emissão de fumaça e zero halogênio (LSZH) + blindagem de malha de cobre para atender aos padrões EN50264.
Data center:
Fornecedores de sistemas de vedação para penetração de cabos (como a TST Seal) combinam blindagem com folha de cobre para evitar diafonia na sala de máquinas.
5. Pontos-chave para instalação e manutenção do módulo de vedação
(1) Especificações de instalação
Envolvimento em 360°: Certifique-se de que o material de blindagem cubra completamente o cabo ou tubo para evitar folgas que causem vazamento magnético.
Confiabilidade do aterramento:
– O comprimento do fio de aterramento é ≤0,1λ (λ é o comprimento de onda do sinal de interferência) para reduzir a reatância indutiva.
– Os terminais de aterramento são crimpados ou soldados para evitar conexões falsas.
Adaptação a ambientes dinâmicos:
Para cenários de vibração (como navios e ferrovias de alta velocidade), são selecionados materiais condutores flexíveis (como bainhas compostas de borracha de silicone + folha de cobre).
(2) Manutenção e testes do módulo de vedação
Inspeção regular:
– Verifique se a camada de blindagem está danificada e se a conexão de aterramento está solta.
– Utilizar um analisador de espectro para detectar a eficácia da blindagem (como EMI SE ≥ 30 dB).
Teste de adaptabilidade ambiental:
– Teste de névoa salina (IEC 60068-2-11) para verificar a resistência à corrosão.
– Teste de ciclo de alta e baixa temperatura (-60 °C a +600 °C) para garantir a estabilidade do material.
6. Tecnologia inovadora em módulos de vedação e tendências futuras
(1) Novo avanço em materiais
Material de aerogel:
O aerogel TOCNF/CGG (densidade 0,1071 g/cm³) preparado pela estratégia de reticulação dupla possui uma eficácia de blindagem de 62,65 dB, sendo adequado para equipamentos leves.
Materiais de blindagem flexíveis:
O material compósito à base de poliimida (PI) recentemente desenvolvido pela TST Seal considera o desempenho da blindagem em altas e baixas frequências para atender às necessidades de dispositivos vestíveis.

(2) Integração inteligente
Conector de filtro selado através da parede:
A tecnologia patenteada da TST Seal suprime dinamicamente a interferência em bandas de frequência específicas (como bandas de comunicação 5G) por meio de elementos de filtragem integrados.
Sistema de monitoramento inteligente:
Sensores de fibra óptica integrados monitoram a temperatura do cabo e o estado de tensão em tempo real para prever o risco de falha da blindagem.

Para obter a blindagem contra interferência eletromagnética por meio dos módulos de vedação TST Seal, é necessário considerar de forma abrangente a condutividade do material, a integridade estrutural, a confiabilidade do aterramento e a adaptabilidade à cena. Os módulos de folha de cobre/fita trançada de cobre da TST Seal, a tecnologia de blindagem particionada, o tecido de fibra de vidro revestido de cobre e outras soluções demonstram uma variedade de opções, desde metais tradicionais até novos materiais compósitos. No futuro, com a crescente demanda por materiais leves, flexíveis e inteligentes, a tecnologia de blindagem se desenvolverá na direção da integração multifuncional e da adaptabilidade. Se você precisa de módulos de vedação para energia nuclear, aviação, transporte ferroviário, indústria militar, equipamentos de grande porte e outros locais, envie-nos um e-mail e você também poderá obter amostras grátis.