Effectiveness of Shielding Electromagnetic Radiation, and Assumptions for Designing the Multi-layer Structures of Textile Shielding Materials

• Autorzy: Brzeziński S. , Rybicki T. , Malinowska G. , Karbownik I. , Rybicki E. , Szugajew L.

Warianty tytułu

PL

Efektywność ekranowania promieniowania elektromagnetycznego i założenia projektowania struktur warstwowych włókienniczych materiałów osłonowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In many cases, to obtain the required extent of protection against electromagnetic radiation (EMR) emitted by operating electrical and electronic devices, it is not enough to use only shielding materials that non-transmit the radiation as a results of its reflection, but it is indispensable to use shields (materials) possessing the capability to reflect and absorb EMR at the same time. Depending on their practical use, such materials should be characterised by a high EMR absorption coefficient, even twice as high as their reflection coefficient within as wide a frequency band as possible. This paper presents assumptions for designing multi-layer textile-polymeric materials, the dominating feature of which that increases the shielding effectiveness consists in absorbing EMR as a result of so-called multiple internal reflection. Methods for testing the coefficients of reflection and transmission as well as the preliminary assessment of the test results concerning the EMR shielding materials are also presented.

PL

W wielu przypadkach, celem uzyskania wymaganego stopnia ochrony przed promieniowaniem elektromagnetycznym (PEM), emitowanym przez pracujące urządzenia elektryczne i elektroniczne, niewystarczające jest zastosowanie tylko materiałów ekranujących „nieprzepuszczających” promieniowania w wyniku jego odbicia, ale niezbędne są ekrany (materiały) posiadające zdolność jednoczesnego odbijania i pochłaniania PEM. W zależności od przeznaczenia użytkowego, materiały takie powinny charakteryzować się dużym współczynnikiem absorpcji PEM, nawet dwukrotnie przekraczającym współczynnik odbicia i to w możliwie szerokim paśmie częstotliwości. W artykule przedstawiono założenia do konstrukcji wielowarstwowych materiałów włókienno-tworzywowych, dla których dominującym czynnikiem zwiększającym skuteczność ekranowania jest absorpcja PEM w wyniku tzw. wielokrotnego wewnętrznego odbicia, metodykę badań współczynnika odbicia i współczynnika transmisji oraz ocenę wstępną wyników badań materiałów ekranujących PEM.

Słowa kluczowe

EN

electromagnetic radiation; attenuation; reflection; internal reflections; shielding effectiveness; multi-layer textile materials

PL

promieniowanie elektromagnetyczne; osłabienie; odbicie; wewnętrzne odblaski; skuteczność ekranowania; wielowarstwowe materiały włókiennicze

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 17, no. 1 (72)
• Strony: 60--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 48 poz., rys.

Twórcy

autor

Brzeziński S.

• Department of Non-conventional Techniques and Textiles, Textile Research Institute, Łódź, Poland

autor

Rybicki T.

• Institute of Automatic Control, Faculty of Electrical, Electronic, Computer and Control Engineering, Technical University of Lodz, Łódź, Poland

autor

Malinowska G.

• Department of Non-conventional Techniques and Textiles, Textile Research Institute, Łódź, Poland

autor

Karbownik I.

• Department of Non-conventional Techniques and Textiles, Textile Research Institute, Łódź, Poland

autor

Rybicki E.

• Institute of Architecture of Textile, Technical University of Lodz, Łódź, Poland

autor

Szugajew L.

• Radio-electronic Fighting and Microwave Technique, Research Laboratory of Commanding Systems, Military Institute of Technical Armament, Zielonka near Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Aniołczyk H., Koprowska J., Mamrot P., 8. Politański P., Application of electrically conductive textiles as elektromagnetic shields in physiotherapy and electrosurgery, Proceedings of the 16th InternationalWroclaw Symposium on EMC, Wrocław, 2002.
• 2. Aniołczyk H., Koprowska J., Mamrot P., Lichawska J., Fibres & Textiles in Eastern Europe Vol. 12, Nr 4 (48) 2004. pp.47-50
• 3. Aniołczyk H.: Legal regulations concer7. ning exposition to electromagnetic fields in Poland and abroad (in Polish), Proceedings of the 5th International EL-TEX Symposium, Łódź,2002.
• 4. Aniołczyk, H., Shielding effectiveness of 33. materials and constructions for health protection against the effects of electromagnetic fields. Proceedings of the 6th International Symposium EL-TEX, Łódź, 2004.
• 5. Brzeziński S., Wybrane zagadnienia z 4. chemicznej technologii włókna, Vol. III, chapter III. Ed. Technical University of Łódź - Branch in Bielsko Biała, 1999.
• 6. Bula K., Koprowska J., Janukiewicz J., 28. Fibres & Textiles in Eastern Europe, Vol. 14, Nr. 5 (59), pp. 75-79
• 7. Catrysse J.A. Shielding Materials and 3. Enclosures: Basic Shielding Theory, Proceedings of the 12th International Zurich Symposium and Technical Exhibition on Electromagnetic Compatibility, 18-20. 02.1997.
• 8. Charoy A. Kompatybilność elektroma2. gnetyczna. Zakłócenia w urządzeniach elektronicznych Vol. 1 and 3. Ed. WNT, Warszawa, 1999.
• 9. Chung D.D.L., Carbon Vol. 39, pp. 279-18. 285, 2001.
• 10. Das N.C., Khastgir D., Chaki T.K., 27. Chakraborty A.: Composites, Part:A, 31, 1069-1081 (2000).
• 11. Information materials of the ABC Elektro47. nik Sp.z o.o., Gorlice, Polska.
• 12. Information materials of the ITM “IVTECH43. NOMASH”Ltd - Metallized Textile Materials, Ivanovo, Rosja.
• 13. Information materials of the Laird Techno42. logies GmbH, Rosenheim, Niemcy.
• 14. Information materials of the Less EMFInc. 44. Shielding&Conductive Fabrics, USA.
• 15. Information materials of the Schlenk Me45. tallfolien GmbH & Co. KG, Niemcy.
• 16. Information materials of the Shieldex 41. Trading USA,Palmyra,USA.
• 17. Information materials of the Textile Rese40. arch Institute, Łódź, Polska.
• 18. Information materials of the W.L.Gore 48. & Associates,Inc., (EMI Shielding & Grounding Solutions), USA.
• 19. Information materials of the W.Zimmer46. man, “NOVONIC”, Niemcy.
• 20. Janukiewicz J., Measurement of the 31. thin materials screening effectiveness. Proceedings of the 6th International Symposium EL-TEX, Łódź, 2004.
• 21. K. B. Cheng, S. Ramakrishna and K. C. 38. Lee; Electromagnetic shielding effectiveness of copper/glass fiber knitted fabric reinforced polypropylene composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing Volume 31, No. 10, October 2000, pp. 1039-1045
• 22. Kim M.S., Kim H.K., Buyn S.W., Jeong 14. S.H., Hong Yk, Joo J.S., Song K.T., Kim J.K., Lee C.J., Lee J.Y., Synthetic Metals, Nr. 126, pp.233-239, 2002.
• 23. Kirkpatrick S., Rev. of Modern Physics. 17. Vol. 45, Nr. 4, pp. 574-588, 1973.
• 24. Koszmider A., Proceedings of the 236. ed Domestic Symposium ‘Electromaqnetic compatibility in electrotechnique and electronics. – EMC ‘01”, Łódź, 03-05.10. 2001r.
• 25. Koul J. Et al.:Polymer, 41.9305-9319.23. (2000).
• 26. Kujałowicz J., Wroczyński R., Warszaw29. ski K., Koprowska J., Measurements of screening efficieny against electromagnetic fields of electroconductive textile products (in Polish). Proceedings of the 2edInternational Symposium EL-TEX, Łódź, 1996.
• 27. Kujałowicz J., Wroczyński R., Warszaw30. ski K.: Methods of attenuation measurements of electromagnetic field transmitted through screening materials (in Polish). Proceedings of the 2ed InternationalSymposium EL-TEX, Łódź, 1996
• 28. Kurzydłowski, K.J., Progress in the devel15. opment of new materials suppressing the influence of EM fields. Proceedings of the 6th. Symposium EL-TEX, Łódź, 2004.
• 29. Litwin R, Suski M.: Technika mikrofalowa, 37. Ed. WNT, Warszawa 1972.
• 30. Luo X., Chung D.D.L.: Composites: Part 26. B, 30, 227-231 (1999).
• 31. Ma C.M., Hu A.T., Chen D.K.: Polymers 25. & Polymer Composites, 1(2), 93-99 (1993).
• 32. Mamrot P., Aniołczyk H., Politański P.: 32. Measurement method of electromagnetic wave attenuation by small samples of electroconductive textile materials (in Polish). Proceedings of the 5th International Symposium EL-TEX, Łódź, 2002.
• 33. Mühl T., Kraus E., Peifer H. J., Obo10. lenski B.: Technische Textilien Nr 2,pp.160,(2005).
• 34. Multifils S.A., Textilveredlung Nr. ½, 13. pp.27, 2008.
• 35. Nippon Paints News Release (April 21. 1999) – www.nipponpaints.co.jp/news_e/1999.
• 36. Novak, I., Krupa, I., European Polymer 19. Journal, Vol. 40, pp.1417-1423, 2004.
• 37. Ott H. W., Metody redukcji zakłóceń i 1. szumów w układach elektronicznych, Ed. WNT, Warszawa, 1979.
• 38. Słupkowski T., Polimery - Tworzywa 16. Wielkocząsteczkowe, Vol. 30, Nr.10, pp. 381-387, 1985
• 39. Sobczyk J., Ecological problems of the 9. microwave radiation of radiolocation equipment (in Polish), Proceedings of the International Scientific-Technical Conference ‘Ecology in electronic’, Warszawa, 2002.
• 40. Stegmaier T., Schmeer-Lioe G., Vogel 5. H.-P., Planck H.: Technische Textilien, 1/2006 pp.57-60.
• 41. Su,Ching-Iuan, Jin-Tsair Chern: Textile 12. Res.J. Vol. 74 Nr. 1, pp.51-54, 2004.
• 42. Tzen, Chang: Mat.Sc. and Eng. A302.258-24. 267.(2001).
• 43. Vogel Ch., Beier H., Erth H., ,: Fibres & 11. Textiles in Eastern Europe, Vol. 14, Nr. 5 (59), pp. 29-34.
• 44. Więckowski T.W., Janukiewicz J.M., 34. Fibres & Textiles in Eastern Europe Vol. 14, Nr.5 (59) pp.18-22, 2006.
• 45. Więckowski T.W., Janukiewicz J.M., 35. Fibres & Textiles in Eastern Europe Vol. 14, Nr. 5, pp. 18-22, 2006
• 46. www.empa.ch/plugin/template/22. empa/*/22276
• 47. Xinli Jing, Yangyong Wang, Baiyu Zhang, 20. J. Appl. Pol. Sc., Vol. 98, pp.2149-2156, 2005.
• 48. Zradziński P., Gryz K., Karpowicz J., 39. Molenda M.: Profilaktyka zagrożeń elektromagnetycznych - symulacje komputerowe i badania osłon ekranujących. Ed. Central Institute for Labour Protection, Bezpieczeństwo Pracy 10/2003, Warszawa.