फ़ॉइल संलग्नक का भौतिकी
फैराडे पिंजरा दो तंत्रों द्वारा काम करता है: प्रवाहकीय सतह पर घटना तरंग का प्रतिबिंब, और प्रवेश करने वाली ऊर्जा का अवशोषण। परिरक्षण प्रभावशीलता को डेसीबल में एसई के रूप में व्यक्त किया जाता है, प्रतिबिंब हानि, अवशोषण हानि और एकाधिक प्रतिबिंब सुधार का योग। कम प्रतिबाधा या समतल तरंग क्षेत्र में पतले कंडक्टर के लिए परावर्तन हानि हावी होती है, जबकि अवशोषण हानि मोटाई और आवृत्ति के साथ बढ़ती है। लगभग 3.77 x 10 की चालकता वाले एल्यूमीनियम के लिए7एस/एम और 1 की सापेक्ष पारगम्यता, दोनों तंत्र कुछ माइक्रोमीटर मोटी सामग्री से उपलब्ध हैं।
त्वचा की गहराई: फ़ॉइल की मोटाई केवल कम आवृत्ति पर ही क्यों मायने रखती है
त्वचा की गहराई वह गहराई है जिस पर वर्तमान घनत्व इसकी सतह के मूल्य के 1/ई तक गिर गया है, और इसे कोणीय आवृत्ति, पारगम्यता और चालकता के उत्पाद द्वारा विभाजित 2 के वर्गमूल द्वारा दिया जाता है। एल्यूमीनियम के लिए परिणामी मान हैं:
| आवृत्ति | एल्यूमीनियम में त्वचा की गहराई | 12 माइक्रोमीटर फ़ॉइल के लिए अवशोषण हानि |
|---|---|---|
| 10 किलोहर्ट्ज़ | लगभग 0.8 मिमी | 1 डीबी से कम |
| 1 मेगाहर्ट्ज | लगभग 82 माइक्रोमीटर | लगभग 1 डीबी |
| 100 मेगाहर्ट्ज | लगभग 8 माइक्रोमीटर | लगभग 13 डीबी |
| 1 गीगाहर्ट्ज | लगभग 2.6 माइक्रोमीटर | लगभग 40 डीबी |
अवशोषण हानि का अनुमान डेसीबल में त्वचा की गहराई से विभाजित मोटाई का 8.7 गुना है। तालिका व्यावहारिक सीमा दिखाती है: लगभग 10 से 15 माइक्रोमीटर मोटी मानक घरेलू पन्नी लगभग 10 मेगाहर्ट्ज से ऊपर की ओर विद्युत रूप से मोटी ढाल के रूप में व्यवहार करती है, लेकिन मुख्य और ऑडियो आवृत्तियों पर यह एक त्वचा की गहराई से कहीं अधिक पतली होती है और अधिकांश क्षीणन प्रतिबिंब और बाड़े की ग्राउंडिंग से आता है। यही कारण है कि फ़ॉइल रैप घर के अंदर मोबाइल फ़ोन सिग्नल को अवरुद्ध कर सकता है और फिर भी कम आवृत्ति वाले चुंबकीय ढाल के रूप में बुरी तरह विफल हो सकता है।
जहां रियल फैराडे केज लीक हो गए
फ़ॉइल बाड़े में परिरक्षण का प्रमुख नुकसान फ़ॉइल नहीं बल्कि असंगठितता है। तरंग दैर्ध्य के लगभग बीसवें हिस्से से बड़ा कोई भी एपर्चर एक स्लॉट एंटीना के रूप में कार्य करता है और कुशलतापूर्वक लीक करता है। 1 गीगाहर्ट्ज़ पर, एक तरंग दैर्ध्य लगभग 300 मिमी है, इसलिए 15 मिमी का अंतर पहले से ही एक गंभीर रेडिएटर है। अन्य रिसाव पथ सीम ओवरलैप हैं, जो कम से कम 10 मिमी होना चाहिए और केवल बट के बजाय बंधा हुआ या मुड़ा हुआ होना चाहिए; केबल प्रविष्टियाँ, जिन्हें फ़िल्टर किया जाना चाहिए या बाड़े की दीवार पर समाप्त किया जाना चाहिए; और एल्यूमीनियम पर ऑक्साइड फिल्म, जो हवा में तुरंत 2 से 4 एनएम तक बढ़ती है और एक सुधारात्मक, उच्च प्रतिरोध संपर्क उत्पन्न करती है जब तक कि जोड़ को यांत्रिक रूप से बांधा नहीं जाता है या एक प्रवाहकीय यौगिक के साथ सहायता नहीं की जाती है।
सामग्री, रूप और निर्माण अभ्यास
एल्यूमीनियम पन्नी, धातुकृत फिल्म और प्रवाहकीय कपड़े सभी परिरक्षण उत्पादों में दिखाई देते हैं। फ़ॉइल उच्चतम चालकता और सबसे स्थिर दीर्घकालिक प्रदर्शन देता है, लेकिन यह आसानी से सिकुड़ता और छेदता है और सिकुड़न से बहुत पतली परत में दरार आ सकती है। धातुकृत फिल्म अधिक लचीली होती है और कम चालकता की कीमत पर फ्लेक्सिंग थकान का बेहतर प्रतिरोध करती है। पैकेजिंग के लिए जिसे स्थैतिक डिस्चार्ज को भी नियंत्रित करना चाहिए, सामान्य निर्माण धातु की परत के ऊपर स्थैतिक विघटनकारी बहुलक की एक बाहरी परत होती है, और ऐसे बैग इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज संवेदनशील उपकरणों की सुरक्षा के लिए एएनएसआई/ईएसडी एस541 के लिए योग्य होते हैं। निर्मित बाड़े में सीम को मोड़कर, प्रवाहकीय चिपकने वाली टेप द्वारा या वेल्डिंग द्वारा बनाया जाता है, और जोड़ की निरंतरता को पूरे सीम में प्रतिरोध माप द्वारा सत्यापित किया जाना चाहिए।
परिरक्षण प्रभावशीलता का परीक्षण
सामग्री स्तर परिरक्षण को एएसटीएम डी4935 की निकला हुआ समाक्षीय ट्रांसमिशन लाइन विधि द्वारा मापा जाता है, जो एक परिभाषित आवृत्ति रेंज, आमतौर पर 30 मेगाहर्ट्ज से 1.5 गीगाहर्ट्ज पर एक विमान तरंग के खिलाफ परिरक्षण प्रभावशीलता देता है। संलग्नक स्तर के प्रदर्शन को आईईईई 299 के तरीकों से मापा जाता है, जो बाड़े के अंदर और बाहर कैलिब्रेटेड एंटेना का उपयोग करता है और परिभाषित आवृत्तियों पर क्षीणन की रिपोर्ट करता है। दोनों विधियाँ डेसीबल की रिपोर्ट करती हैं, और एक उद्धृत आंकड़ा आवृत्ति रेंज, परीक्षण विधि और फ़ील्ड प्रकार के बिना अर्थहीन है, क्योंकि एक फ़ॉइल पिंजरे जो 900 मेगाहर्ट्ज पर 60 डीबी मापता है, 50 हर्ट्ज पर केवल कुछ डेसीबल माप सकता है।
सीमाएँ और सामान्य गलतफहमियाँ
तीन बिंदुओं को नियमित रूप से गलत समझा जाता है। सबसे पहले, एक फैराडे पिंजरा विद्युत क्षेत्र और रेडियो तरंगों को अवरुद्ध करता है, लेकिन यह स्थिर चुंबकीय क्षेत्र को अवरुद्ध नहीं करता है। दूसरा, एल्युमीनियम फ़ॉइल केवल अर्थिंग द्वारा ढाल नहीं करता है; बाड़े को विद्युतीय रूप से निरंतर होना चाहिए, और एक फ्लोटिंग रैप केवल तभी चार्ज खत्म करेगा जब यह एक परिभाषित क्षमता से जुड़ा हो। तीसरा, अपने स्वयं के सिग्नल को प्रसारित करने वाले उपकरण को लपेटने से यह हर स्थिति में शांत नहीं होगा, क्योंकि एंटीना के करीब एक फ़ॉइल परत एंटीना को अलग कर देती है और इसे अवशोषित करने के बजाय उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को बदल सकती है। प्रमाणित उत्पाद को प्रभावित करने वाले किसी भी परिरक्षण अनुप्रयोग को माप द्वारा सत्यापित किया जाना चाहिए, अनुमान से नहीं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
Q:मोबाइल फ़ोन सिग्नल को रोकने के लिए एल्युमीनियम फ़ॉइल कितनी मोटी होनी चाहिए?
उत्तर: लगभग 10 से 15 माइक्रोमीटर मोटी साधारण घरेलू पन्नी की एक परत आम तौर पर कुछ सौ मेगाहर्ट्ज़ से ऊपर पर्याप्त होती है, लेकिन परिणाम इस बात पर निर्भर करता है कि आइटम को पूरी तरह से कैसे लपेटा गया है। कवरेज और सीम ओवरलैप दूसरी परत जोड़ने से ज्यादा मायने रखते हैं।
Q:क्या एल्युमीनियम फ़ॉइल चुंबकीय क्षेत्र को अवरुद्ध करता है?
ए: केवल वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र, और केवल तब तक जब तक इसकी मोटाई एक त्वचा की गहराई तक पहुंचती है। एक स्थैतिक क्षेत्र क्षीण नहीं होता है, और 50 या 60 हर्ट्ज पर एल्यूमीनियम में त्वचा की गहराई 10 मिमी के क्रम की होती है, जो किसी भी पन्नी की तुलना में कहीं अधिक मोटी होती है।
Q:पन्नी का आवरण कभी-कभी सीलबंद दिखने के बावजूद ढाल बनाने में विफल क्यों हो जाता है?
उत्तर: अंतराल, सिलवटें और सीम हावी हैं। तरंग दैर्ध्य के लगभग बीसवें हिस्से से बड़ा एपर्चर दृढ़ता से विकिरण करता है, और एल्यूमीनियम पर प्राकृतिक ऑक्साइड फिल्म सीम पर एक उच्च प्रतिरोध संपर्क बनाती है जब तक कि जोड़ बंधा न हो।
Q:परिरक्षण प्रभावशीलता को मापने के लिए किन मानकों का उपयोग किया जाता है?
ए: एएसटीएम डी4935 एक परिभाषित आवृत्ति सीमा पर एक निकला हुआ किनारा समाक्षीय धारक के साथ एक फ्लैट सामग्री की परिरक्षण प्रभावशीलता को मापता है, और आईईईई 299 एक बाड़े की परिरक्षण प्रभावशीलता को मापने के तरीकों को परिभाषित करता है।
Q:फ़ॉइल शील्डिंग बैग और मेटालाइज़्ड फ़िल्म बैग के बीच क्या अंतर है?
उत्तर: फ़ॉइल परत उच्च चालकता और अधिक स्थिर क्षीणन देती है लेकिन सिकुड़ जाती है और टूट सकती है। धातुकृत फिल्म अधिक लचीली होती है और कम चालकता के साथ बार-बार मोड़ने पर भी बेहतर ढंग से टिकती है। स्थैतिक संवेदनशील उपकरणों के लिए बैग ANSI/ESD S541 के लिए योग्य हैं।
Q:क्या एल्यूमीनियम फ़ॉइल का उपयोग पूरे कमरे को ढालने के लिए किया जा सकता है?
ए: यह क्षीणन प्रदान कर सकता है, लेकिन केवल तभी जब सभी छह सतहें निरंतर हों और प्रत्येक केबल प्रविष्टि को सीमा पर फ़िल्टर किया गया हो। प्रैक्टिकल रूम शील्डिंग में ढीली फ़ॉइल के बजाय कठोर फ़ॉइल वाले पैनल, बंधे हुए सीम और फ़िल्टर किए गए प्रवेश का उपयोग किया जाता है।
