1. Lồng Faraday là gì?
Lồng Faraday hay tấm chắn Faraday là một vỏ bọc được sử dụng để chặn các trường điện từ. Lồng Faraday có thể được tạo thành bởi một lớp vật liệu dẫn điện bao phủ liên tục, hoặc trong trường hợp lồng Faraday, bởi một lưới các vật liệu như vậy. Lồng Faraday được đặt theo tên nhà khoa học Michael Faraday, người đã phát minh ra chúng vào năm 1836.
Về đơn giản, lồng Faraday còn được lồng RF là một vật dẫn rỗng mà bên trong nó có điện trường tại mọi điểm là bằng 0. Lồng Faraday như một “màn chắn điện” hay vỏ bọc cho người và thiết bị ở trong lồng Faraday không chịu bất cứ lực điện hay trường điện từ do bên ngoài tác động.
2. Cơ chế hoạt động của Lồng Faraday
Lồng Faraday hoạt động do điện trường bên ngoài làm cho các điện tích bên trong vật liệu dẫn điện của lồng được phân phối để chúng hủy bỏ hiệu ứng của trường trong bên trong lồng. Hiện tượng này được sử dụng để bảo vệ thiết bị điện tử nhạy cảm (ví dụ như máy thu RF) khỏi nhiễu tần số vô tuyến bên ngoài (RFI) thường xảy ra trong quá trình thử nghiệm hoặc căn chỉnh thiết bị. Chúng cũng được sử dụng để bảo vệ con người và thiết bị chống lại các dòng điện thực tế như sét đánh và phóng tĩnh điện, vì lồng bao bọc dẫn dòng điện ra bên ngoài không gian kín và không có dòng điện nào đi qua bên trong.
Lồng Faraday không thể chặn các từ trường ổn định hoặc thay đổi chậm, chẳng hạn như từ trường Trái đất (la bàn vẫn hoạt động bên trong). Tuy nhiên, ở một mức độ lớn, chúng che chắn bên trong khỏi bức xạ điện từ bên ngoài nếu vật dẫn đủ dày và bất kỳ lỗ nào nhỏ hơn đáng kể so với bước sóng của bức xạ. Ví dụ, một số quy trình kiểm tra pháp y máy tính của các hệ thống điện tử yêu cầu môi trường không có nhiễu điện từ có thể được thực hiện trong phòng có màn chắn. Các phòng này là không gian được bao bọc hoàn toàn bởi một hoặc nhiều lớp lưới kim loại mịn hoặc tấm kim loại đục lỗ. Các lớp kim loại được nối đất để tiêu tán bất kỳ dòng điện nào được tạo ra từ trường điện từ bên ngoài hoặc bên trong, và do đó chúng ngăn chặn một lượng lớn nhiễu điện từ. Xem thêm phần che chắn điện từ. Chúng cung cấp khả năng truyền đi ít bị suy giảm hơn so với truyền đến: chúng có thể chặn sóng EMP từ các hiện tượng tự nhiên rất hiệu quả, nhưng một thiết bị theo dõi, đặc biệt là ở các tần số cao hơn, có thể xâm nhập từ bên trong lồng (ví dụ: một số điện thoại di động hoạt động ở nhiều đài phát thanh khác nhau tần số vì vậy trong khi một tần số có thể không hoạt động, một tần số khác sẽ).
Việc thu hoặc truyền sóng vô tuyến, một dạng bức xạ điện từ, đến hoặc từ một ăng-ten trong lồng Faraday bị làm suy yếu hoặc bị chặn bởi lồng; tuy nhiên, lồng Faraday có độ suy giảm khác nhau tùy thuộc vào dạng sóng, tần số hoặc khoảng cách từ máy thu / phát và công suất máy thu / phát. Truyền tần số trường gần, công suất cao như HF RFID có nhiều khả năng xâm nhập hơn. Lồng rắn thường làm suy giảm các trường trong một phạm vi tần số rộng hơn lồng lưới.
Đi ngang qua một bệnh viện và bạn sẽ thấy lồng Faraday dưới dạng phòng chụp MRI (quét cộng hưởng từ). Quét MRI dựa vào từ trường mạnh mẽ để tạo ra các bản quét hữu ích về mặt y tế đối với cơ thể con người. Phòng chụp MRI phải được che chắn để tránh trường điện từ đi lạc ảnh hưởng đến hình ảnh chẩn đoán của bệnh nhân.
Có rất nhiều mục đích sử dụng chính trị và quân sự cho lồng Faraday. Các chính trị gia chỉ có thể chọn thảo luận những vấn đề nhạy cảm trong những căn phòng được che chắn có thể ngăn chặn các công nghệ nghe trộm. Tất cả các lực lượng vũ trang hiện đại đều phụ thuộc vào thiết bị điện tử cho các hệ thống liên lạc và vũ khí, nhưng có một điểm khó khăn – những hệ thống này rất dễ bị tấn công bởi các EMP (xung điện từ), có thể là kết quả của một cơn bão mặt trời hoặc thậm chí là các cuộc tấn công EMP do con người tạo ra. Để bảo vệ các hệ thống quan trọng, quân đội đôi khi sử dụng các boongke và phương tiện được che chắn.
3. Ứng dụng của lồng Faraday
- Dùng trong hóa học phân tích để làm giảm tiếng ồn khi thực hiện những phép đo nhạy cảm và cần độ chính xác cao
- Quần áo dẫn điện với thiết kế theo dạng lồng FR bảo vệ. Và cho phép người thợ có thể làm việc trên các đường dây điện cao thế
- Ứng dụng trong pháp y kỹ thuật số. Nhằm ngăn chặn việc xóa từ xa và thay đổi các bằng chứng kỹ thuật số hình sự
- Thang máy được xây dựng có khung và tường dẫn bằng kim loại là mô phỏng hiệu ứng của lồng FR
- Ứng dụng lồng FR để thiết kế phòng quét của máy chụp cộng hưởng từ (MRI). Trước hết là ngăn chắc các tin hiệu truyền không mong muốn từ bên ngoài thâm nhập vào. Nhờ vậy đảm bảo cho môi trường kiểm tra bên trong được chính xác nhất. Nhờ đó cũng sẽ không ảnh hưởng đến hình ảnh, kết quả thu được và sẽ đưa ra phương án chữa bệnh tốt nhất
- Ứng dụng trong ô tô, máy bay để bảo vệ tránh tín hiệu bị nhiễm từ. Ví dụ như các thiết bị nhạy cảm như khóa cửa không dây, hệ thống định vị/GPS và các hệ thống cảnh báo chệch làn đường.
Ứng dụng của lồng Faraday trong chuyên khoa Chẩn đoán hình ảnh y tế:
Lồng Faraday là một vỏ bọc dẫn điện được sử dụng để che chắn không gian bên trong khỏi nhiễu điện từ. Trong ngành hình ảnh y học, loại cấu trúc này cung cấp tấm chắn tần số vô tuyến cho phòng quét để giảm thiểu sự xuất hiện của tạo tác hình ảnh liên quan đến nhiễu.
Các lồng MRI Faraday được sử dụng kết hợp với tất cả các nhà sản xuất hệ thống MRI lớn như Siemens, Philips, Hitachi, General Electric và Toshiba. Hệ thống giấy dán tường MU-COPPER ™ đã được phát triển để chuyển đổi phòng y tế (di động) thành phòng chụp MRI chất lượng cao. Chất lượng hình ảnh của quá trình quét phụ thuộc nhiều vào các biện pháp che chắn, cũng như hiệu suất của các thiết bị nhạy cảm khác có thể bị ảnh hưởng bởi trục thang máy (vật thể kim loại đen) và giao thông. Một số trường hợp nhất định có thể yêu cầu che chắn từ tính cho từ trường rìa trong phòng.
CMEDCO tự hào là đơn vị cung cấp các sản phẩm và dịch vụ thi công, lắp đặt lồng Faraday với chất lượng tốt nhất cùng mức giá phải chăng cho quý khách hàng. Để biết thêm về giá cả cũng như các dịch vụ liên quan, hãy liên hệ ngay với CMEDCO để được tư vấn và giải đáp tận tình nhất!