¿Cómo lograr el apantallamiento contra interferencias electromagnéticas en módulos sellados para equipos militares?
Con el rápido desarrollo de la tecnología eléctrica y electrónica, la automatización de los sistemas eléctricos ha mejorado continuamente, y también ha aumentado la confusión que generan las interferencias electromagnéticas. En el futuro, es crucial eliminar las interferencias electromagnéticas (EMI, EMP) en los sistemas eléctricos y de potencia. En situaciones especiales, como en la energía nuclear, la industria militar y los equipos eléctricos a gran escala, también es necesario considerar las contramedidas electrónicas durante la guerra para evitar el impacto de bombas de pulso electromagnético que paralizan todo el sistema.
En respuesta a estas necesidades especiales, TST Seal ha desarrollado y producido módulos de sellado con funciones de apantallamiento (ES, PE) y conexión a tierra (BG). Estos módulos, combinados con los módulos de sellado convencionales, reducen significativamente la conducción de señales de interferencia electromagnética a lo largo de la capa de apantallamiento del cable (envoltura envolvente de 360° para eliminar el efecto «coleta») y reducen significativamente la interferencia por conducción espacial.

Estación de refuerzo marina
Estación de refuerzo marina

Para utilizar módulos de sellado y lograr el apantallamiento de las señales de interferencia electromagnética (EMI), es necesario combinar la selección de materiales, el diseño estructural, la tecnología de puesta a tierra y soluciones sistemáticas integrales. A continuación, se detalla un método basado en información de la base de conocimientos:

1. Principio fundamental: Mecanismo básico del apantallamiento electromagnético del módulo de sellado
El apantallamiento electromagnético se logra mediante los tres mecanismos siguientes:
Pérdida por absorción: El material de apantallamiento interactúa con el campo electromagnético a través de dipolos eléctricos o magnéticos, convirtiendo la energía electromagnética en energía térmica.
Pérdida por reflexión: La capa de apantallamiento no se adapta a la impedancia espacial y refleja las ondas electromagnéticas (como la alta reflectividad de los materiales metálicos).
Reflexiones múltiples: Las ondas electromagnéticas se reflejan y atenúan varias veces en la capa de apantallamiento, lo que reduce aún más la energía.

2. Diseño y selección de materiales del módulo de sellado
(1) Material conductor y diseño estructural
Lámina de cobre conductora/trenza de cobre:
El módulo de sellado del sello TST utiliza lámina de cobre o trenza de cobre para envolver la capa de blindaje del cable o la tubería metálica en 360° y formar una ruta de puesta a tierra de baja impedancia.
Función: Impide que las interferencias electromagnéticas se conduzcan a lo largo del cable (eliminando el efecto pigtail) y conduce la señal de interferencia a tierra a través de la conexión a tierra.
Ejemplo: La instalación de un módulo de este tipo en la entrada del cable de la sala de blindaje y la sala de control puede bloquear la radiación externa y las interferencias conducidas.

Chip semiconductor y marco de puesta a tierra:
El módulo incorpora chips semiconductores que conducen la radiación espacial a una lámina de cobre y forman una jaula de Faraday a través del marco metálico de puesta a tierra para proteger las interferencias externas.

Cinta trenzada conductora de alta resistencia:
Se utiliza para una conexión a tierra fiable de cables blindados o apantallados, para guiar los rayos y las sobretensiones al terminal de tierra común y proteger el equipo.

(2) Estructura de blindaje multicapa
Apilamiento de materiales compuestos:
La eficacia del blindaje se ve reforzada por múltiples capas de materiales (como lámina de aluminio + malla de cobre + caucho conductor). Por ejemplo:
Lámina de aluminio Mylar: Un compuesto de lámina de aluminio flexible y película de poliéster, adecuado para el blindaje de cables de comunicación, con un rango de blindaje de 100 kHz a 3 GHz.
Material compuesto MXene/carbono: Un material bidimensional emergente con alta conductividad y flexibilidad, adecuado para el blindaje de alta frecuencia de equipos 5G.

Tejido de fibra de vidrio recubierto de cobre:
El tejido de fibra de vidrio recubierto de cobre deposita nanopartículas de cobre sobre una estructura tridimensional mediante recubrimiento químico de cobre. Es ligero, resistente a altas temperaturas y tiene un excelente rendimiento de blindaje (la interferencia electromagnética (EMI) puede alcanzar los 62,65 dB).

3. Optimización del sistema de puesta a tierra
(1) Ruta de puesta a tierra de baja impedancia
Conexión entre el marco de puesta a tierra y la capa de blindaje del cable:
El módulo de sellado TST conduce la señal de la capa de blindaje a tierra a través del marco metálico de puesta a tierra, lo que garantiza que la línea de puesta a tierra sea corta y estable, reduciendo así la impedancia.
Diseño de jaula de Faraday:
Coopera con la carcasa del vehículo y la capa de blindaje del edificio para formar un circuito cerrado completo que bloquea la entrada de ondas electromagnéticas externas.

(2) Blindaje de partición y blindaje conformado
Blindaje de partición (tecnología SiP):
La tecnología de blindaje de partición SiP del sellado TST aísla diferentes módulos funcionales mediante alambre de soldadura metálica + pulverización catódica, pegamento conductor + pulverización catódica y otras soluciones para resolver problemas de compatibilidad electromagnética interna.
Barrera electromagnética conformada:
Pulverización catódica de una capa metálica de 5-10 micras (como cobre o plata) sobre la superficie del encapsulado del chip para lograr un blindaje eficiente sin aumentar el tamaño (eficacia de blindaje ≥30 dB).

4. Escenario de aplicación

Enarios y tipos de módulos de sellado
(1) Clasificación de los módulos de sellado
Seleccione diferentes tipos de módulos de apantallamiento según el escenario de aplicación:
Módulo ES:
Reduce tanto la interferencia de conducción espacial como la interferencia de conducción de la capa de apantallamiento del cable, y es adecuado para salas de control y salas de ordenadores.
Módulo PE:
Blinda únicamente la capa de apantallamiento del cable para evitar la interferencia y se utiliza en equipos industriales generales.
Módulo BG:
Diseñado específicamente para entornos de alta corriente/alta tensión (como equipos de generación de energía y subestaciones), proporciona protección de puesta a tierra.
(2) Aplicaciones típicas
Aviación/aeroespacial:
La capa de apantallamiento del cable resistente a altas temperaturas de 600 °C se combina con una lámina de cobre conductora para bloquear las interferencias de alta frecuencia en la zona del motor.
Tránsito ferroviario:
El cable coaxial de TST Seal utiliza una cubierta de baja emisión de humos y libre de halógenos (LSZH) y apantallamiento de malla de cobre para cumplir con la norma EN50264. Centro de datos:
Los proveedores de sistemas de sellado de penetración de cables (como TST Seal) combinan blindaje con lámina de cobre para evitar la diafonía de señales en la sala de máquinas.
5. Puntos clave para la instalación y el mantenimiento del módulo de sellado
(1) Especificaciones de instalación
Envoltura de 360°: Asegúrese de que el material de blindaje cubra completamente el cable o la tubería para evitar huecos que provoquen fugas magnéticas.
Fiabilidad de la conexión a tierra:
– La longitud del cable de conexión a tierra es ≤0,1 λ (λ es la longitud de onda de la señal de interferencia) para reducir la reactancia inductiva.
– Los terminales de tierra están engarzados o soldados para evitar conexiones falsas.
Adaptación a entornos dinámicos:

Para escenarios de vibración (como barcos y ferrocarriles de alta velocidad), se seleccionan materiales conductores flexibles (como cubiertas compuestas de caucho de silicona y lámina de cobre).
(2) Mantenimiento y pruebas del módulo de sellado
Inspección periódica:
– Compruebe si la capa de blindaje está dañada y si la conexión a tierra está suelta.
– Utilice un analizador de espectro para detectar la eficacia del blindaje (por ejemplo, EMI SE ≥ 30 dB). Prueba de adaptabilidad ambiental:
– Prueba de niebla salina (IEC 60068-2-11) para verificar la resistencia a la corrosión.
– Prueba de ciclo de alta y baja temperatura (de -60 °C a +600 °C) para garantizar la estabilidad del material.
6. Tecnología innovadora del módulo de sellado y tendencias futuras
(1) Nuevo material innovador
Material de aerogel:
El aerogel TOCNF/CGG (densidad 0,1071 g/cm³), preparado mediante una estrategia de doble reticulación, tiene una eficacia de apantallamiento de 62,65 dB, ideal para equipos ligeros.
Materiales de apantallamiento flexibles:
El nuevo material compuesto de poliimida (PI) de TST Seal ofrece un rendimiento de apantallamiento tanto de alta como de baja frecuencia para satisfacer las necesidades de los dispositivos portátiles.

(2) Integración inteligente
Conector de filtro sellado a través de la pared:
La tecnología patentada de TST Seal suprime dinámicamente las interferencias en bandas de frecuencia específicas (como las bandas de comunicación 5G) mediante elementos de filtrado integrados. Sistema de monitoreo inteligente:
Los sensores de fibra óptica integrados monitorean la temperatura del cable y el estado de tensión en tiempo real para predecir el riesgo de falla del blindaje.

Para lograr el blindaje contra interferencias electromagnéticas mediante los módulos de sellado TST Seal, es necesario considerar exhaustivamente la conductividad del material, la integridad estructural, la fiabilidad de la conexión a tierra y la adaptabilidad a diferentes entornos. Los módulos de lámina de cobre/cinta trenzada de cobre, la tecnología de blindaje particionada, el tejido de fibra de vidrio recubierto de cobre y otras soluciones de TST Seal ofrecen una variedad de opciones, desde metales tradicionales hasta nuevos materiales compuestos. En el futuro, con la creciente demanda de productos ligeros, flexibles e inteligentes, la tecnología de blindaje se desarrollará hacia la integración multifuncional y la adaptabilidad. Si necesita módulos de sellado para energía nuclear, aviación, transporte ferroviario, industria militar, equipos de gran tamaño y otros sectores, contáctenos por correo electrónico y también puede obtener muestras gratuitas.