Development of an Economical Box Setup for the Use of Electromagnetic Shielding Tests of Textile Composites

Tekstil Kompozitlerinin Elektromanyetik Kalkanlama Testlerinin Yapılmasında Kullanılmak Üzere Ekonomik Bir Kutu-Test Düzeneğinin Geliştirilmesi

Abstract

In recent years, conductive textiles and composites have been widely used to weaken the power of electromagnetic interference. The functionality of these materials as electromagnetic shielding is evaluated by direct measurement of shielding effectiveness. Today; various test methods are used depending on the size of the electromagnetic shielding material and the measured frequency range. Many of these test methods are not considered functional because they require large sample sizes during measurement and are very costly. Therefore, there is still a need for the development of a practical and economical test method that can be measured using small samples. In this study; the design, construction and measurement principle of a test setup designed using a shielded box (enclosure) method is described. The fact that the boxes designed in the shielded box method does not yet have a standard reveals that this issue is still open to development and innovation. This was the motivation for designing a new test method according to the shielded box method. In order to determine the reliability of the designed box test setup, the results obtained from this setup were compared with those obtained by coaxial transmission line method based on ASTM D 4935-10. As a result of this comparison, the proposed method is promising for textile and composite structures.

Özet

Son yıllarda iletken tekstil ve kompozitleri, elektromanyetik girişimlerin gücünü zayıflatmak için yaygın olarak kullanılmayabaşlanmıştır. Bu malzemelerin, elektromanyetik koruyucu olarak fonksiyonellikleri, ekranlama etkinliklerinin (shielding effectiveness)doğrudan ölçümü ile değerlendirilmektedir. Günümüzde; elektromanyetik koruyucu malzemenin boyutuna ve ölçülen frekans aralığınabağlı olarak çeşitli test yöntemleri kullanılmaktadır. Bu test yöntemlerinin pek çoğu, ölçüm esnasında büyük numune boyutlarıgerektirmesi ve çok maliyetli olmalarından dolayı fonksiyonel olarak kabul edilmemektedir. Bu nedenle hala, küçük numunelerkullanılarak ölçüm yapabilecek, pratik ve ekonomik olan bir test yönteminin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada;korunmalı kafes metodu (Shielded box (enclosure) method) kullanılarak tasarlanmış bir test düzeneğinin tasarım, yapım ve ölçümprensibi anlatılmaktadır. Korunmalı kafes metodunda tasarlanan kafeslerin halen bir standardının olmaması da, bu konunun halagelişmeye ve yeniliklere açık olduğunu ortaya koymaktadır. Bu durum, çalışmada korunmalı kafes metoduna göre yeni bir test yöntemitasarlanması yönündeki motivasyonu oluşturmuştur. Tasarlanan düzenekte testlerin gerçekleştirilebilmesi amacı ile numune olarakkarbon elyaf ve karbon partikül katkılı epoksi kompozitler kullanılmıştır. Böylece çalışmada, farklı karışım oranlarına sahip dört adetnumune ile çalışılmıştır. Tasarlanan kutu test düzeneğinin güvenilirliğinin belirlenmesi için, söz konusu düzenekten elde edilen sonuçlar,eş eksenli iletim hattı (coaxial transmission line method based on ASTM D 4935-10) yöntemi ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır.Eş eksenli iletim hattı kullanılarak yapılan testler ise YorkEMC laboratuarlarında gerçekleştirilmiştir. Her iki test yöntemi ile yapılantestler sonucunda, bu çalışmada tasarlanan ve üretilen kutu test düzeneğinden alınan sonuçların eş eksenli iletim hattı yönteminden eldeedilen sonuçlarla neredeyse çok yakın olduğu ve aralarında belirgin bir fark olmadığı yargısına varılmıştır. Son olarak da; bu çalışmadaönerilen yöntemin tekstil ve kompozit yapıların elektromanyetik koruma değerlerinin belirlenmesinde kullanılmak üzere umut vericiolduğu sonucuna varılmıştır.