Различные методы и средства при измерении электромагнитных излучений

На современном этапе научно — технической энергетики и в результате развития различных отраслей промышленности электромагнитные излучения среди других факторов окружающей среды по своему экологическому и производственному уровню занимает одно из ведущих мест. В целом, общий электромагнитный фон состоит из нижеприведенных природных источников (двух видов) излучения:

– Природные источники электромагнитного излучения (солнце, звезды, ядра галактики и т. д.);

– Искусственные источники электромагнитного излучения — устройства создающие вокруг себя электромагнитную область (плазменные, лазерные и рентгеновские установки, телевизионных, радиолокационных станций, и т. д.).

В последние годы отводится особое место на изучение искусственных электромагнитных источников излучения. Эти источники постоянно создают вокруг себя электромагнитное поле, что в свою очередь оказывает воздействие на окружающую среду. Для оценки этого воздействия используются различные методы и средства измерений. Для этого есть назначенные методы измерения. Радио и сверхвысоко частотные электромагнитные излучения (РЧ и СВЧ ЭМИ) характеризуются тремя основными параметрами:

– напряженностью электрического поля (Е);

– напряженностью магнитного поля (Н);

– плотностью потока энергии (ППЭ).

Оценка диапазонов излучения РЧ и СВЧ неодинакова. В диапазоне радиочастотного излучения менее 300 МГц интенсивность излучения выражается напряженностью электрической и магнитной составляющих и определяется соответственно в вольтах на метр (В/м) или киловольтах на метр (кВ/м): 1 кВ/м =10³ (В/м) и амперах на метр (А/м). В диапазоне СВЧ, т. е. выше 300 МГц, интенсивность, или ППЭ, выражается в ваттах на метр квадратный (Вт/м²;1 Вт/м²=0,1 мВт/см²=100 мкВт/см²). Для характеристики магнитных полей вводится величина, называемая индукцией МП (В). Говоря о магнитной индукции, понимается действие на единичный элемент напряжения перпендикулярного площади. Единицей индукции МП является тесла (Тл).

Для характеристики МП в вакууме вводится величина, называемая напряженностю МП (Н). Измеряется этот параметр в амперах на метр (А/м). Напряженность и индукция МП связаны соотношением:

,

1Тл = 7,965 А/м; 1 А/м = 1,256x10‐6 Тл.

Единица напряженность МП ‐ эрстед (Э): 1Э = 79,58 А/м.

В воздушной среде 1 Гс = 1Э.

Что касается сотовых телефонов, то уровень безопасности сотового телефона принято оценивать в системе SAR (Specific Absorption Rates). Эта система берет за основу силу мощности (Вт) падающая на каждый килограмм человеческого мозга. То есть в системе SAR за единицу излучения берется Вт/кг. Чем меньше будет это значение, настолько же безопасным будет считаться устройство.

Проводится мониторинг для измерения ЭМИ. Для проведения мониторинга используются назначенные методы и средства. Как примером этих устройств можно показать İEP — 04, İPM — 101, Циклон — 04, EFA — 3 и другие.

İEP-04 производится в России. Используется для измерения напряженности электрического поля. Это устройство входит в комплект устройства «Циклон — 04».

Рис. 1. Устройство«Циклон — 04» измеряющее электрическое и магнитное поле

Устройство İEP-04 оснащено дисковыми и дипольными антеннами. С дисковой антенны можно контролировать техническое излучение антенны, а с дипольной антенны электрическое излучение любого технического устройство. В таблице 1 даны технические характеристики устройства «Циклон — 04». Его размеры 170x170x90 mm, а требуемая мощность не больше 2 Вт.

Таблица 1

В представленной статье, на примере курсовых радиомаяков (KРM) расположенных на территории аэропорта был проведен мониторинг для оценки влияния на окружающую среду создаваемое ЭМИ других электронных устройств в рабочем состоянии, и результаты измерения были составлены в виде диаграммы и проанализированы. Был сравнен уровень нормы излучения в санитарных нормах, и выявлена степень вредности на расстоянии.

Устройство, предлагаемое для проведения мониторинга было рассмотрено с использованием PIC 16F876A микроконтроллера, а это позволяет провести мониторинг более точно и быстро. Были разработаны и подготовлены структурные и принципиальные схемы устройства а также там были использованы различные элементы для проведения мониторинга. Уровень дозы излучения в санитарных нормах для человека составляет 0,2 мкТл.

Использование PIC микроконтроллеров позволяет измерять уровень излучения до точности 1 мкВт/см².

Предлагаемое нами устройство, работает на основе программы заранее занесенной в память PIC микроконтроллера. Предусмотренная таблица предельных значений санитарных норм записывается в память микроконтроллера и во время измерения, если значения измеренных параметров будут выше отмеченных предельных значений санитарных норм, при этом бипер издает звуковой сигнал и дает знать, что значение измеренного параметра выше предельного значения. В то же время значение измеренного параметра и измеряемое время записываются в не энергонезависимое устройство памяти (EEPROM) микроконтроллера. Это делается с целью того, чтобы в конце мониторинга можно было проанализировать его результаты.

Литература:

1. Ромашев Д.К Реферат «Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека» — СПб: СПГТУ — 2001–21
2. Никитина Е. М. Реферат «Эргономика — защита пользователей от негативных воздействий электромагнитных полей дисплея» — М.: 1998–10
3. Зинковская М. Курсовая работа «Влияние электро-магнитных полей на живые организмы» — Днепропетровск: ДНУ — 2001–19
4. Ратынский М. А. Основы сотовой связи — М.: Радио и связь — 2000–248
5. http://www.pole.com.ru: Центр электромагнитной безопасности.
6. http://alpha3.spb.ru Человек и электромагнитное излучение.
7. http://www.fostac.ch/de/docs/fostac_studie_elektrosmog_igor_orzelsky_russisch.pdf
8. http://www.fostac.ch/de/docs/fostac_studie_elektrosmog_igor_orzelsky_russisch.pdf