Вимірювання щільності потоку енергії НВЧ випромінювання

II. Щільність потоку енергії

III. Засоби визначення щільності потоку ЕМІ

1. Вимірювач рівнів електромагнітних випромінювань П3-41

2. Вимірювач електромагнітних випромінювань П3-31

3. Вимірювач щільності потоку енергії П3-331

IV. Вимірювач щільності потоку енергії П3-18

1. Антена-перетворювач АП-ППЕ-1

2. Індикатор Я6П-110

V. Захист від впливу ЕМІ

1. Загальні рекомендації та заходи захисту персоналу

2. Екранувальні властивості будівельних матеріалів

3. Радіопоглинаючі матеріали

4. Екранувальні тканини

VI. Нормування ЕМІ

1. Нормування РЧ та НВЧ випромінювань

2. Мікрохвильові печі

VII. Розрахункова частина

1. Розрахункові формули

2. Практична частина

VIII. Висновок

XIX. Список літератури

І. Вступ

Метою роботи є: ознайомлення з методами і засобами вимірювання густини потоку енергії НВЧ випромінювання, встановлення відповідності досліджуваної мікрохвильової печі всім вимогам пред'являються санітарними нормами (СН № 2666-83), і придбати навички контролю ППЕ від НВЧ-печі.

Електромагнітне поле - це фундаментальне фізичне поле, що взаємодіє з електрично зарядженими тілами, яке можна зобразити як сукупність електричного і магнітного полів, які можуть при певних умовах породжувати один одного.

У наш час електромагнітні хвилі дуже широко використовуються. Їх основними характеристиками прийнято вважати період, частоту, довжину хвилі, швидкість і поляризацію. Довжина хвилі прямо пов'язана з частотою через швидкість поширення випромінювання. У вакуумі вона дорівнює швидкості світла, в інших середовищах ця швидкість менше. Поляризація - це явище спрямованого коливання векторів напруженості електричного поля E або напруженості магнітного поля H. Випромінювання може бути не поляризованим, або бути частково або повністю поляризованим (розрізняють лінійну, кругову і еліптичну поляризацію).

Спектр цих хвиль дуже широкий, від 10 000 м (30 кГц) до 0.1 мм (3 000 ГГц). Це тільки частина великого спектру електромагнітних хвиль. За радіохвилями слідують теплові або інфрачервоні промені. Після них йде вузьку ділянку хвиль видимого світла, далі - спектр ультрафіолетових, рентгенівських і гамма променів - все це електромагнітні коливання однієї природи, які відрізняються тільки довжиною хвилі і, отже, частотою. Хоча весь спектр розбитий на області, межі між ними намічені умовно. Області слідують безперервно одна за одною, переходять одна в іншу, а в деяких випадках перекриваються.

За діапазону частот умовно встановлено три шкали електромагнітних випромінювань (ЕМВ):

- Радіотехнічна (Міжнародний комітет з радіозв'язку, МККР);

- Медична (Всесвітня організація охорони здоров'я, ВООЗ);

- Електротехнічна (Міжнародна електротехнічна комісія, МЕК).

Електротехнічна шкала розбита на декілька частотних діапазонів:

- Низькі частоти (НЧ) від 0 до 60 Гц;

- Середні частоти (СЧ) від 60 Гц до 10 кГц;

- Високі частоти (ВЧ) від 10 кГц до 300 МГц;

- Надвисокі частоти (НВЧ) від 300 МГц до 300 ГГц.

У даній роботі будуть розглядатися електромагнітні поля в НВЧ діапазоні. Джерела таких полів завжди оточують нас, ними є: радари (500 МГц - 15 ГГц), системи супутникового зв'язку (≈ 2,38 ГГц), системи стільникового зв'язку (463 Мгц - 1880 МГц), СВЧ-печі (2,45 ГГц) і багато інші побутові прилади. Інтенсивність ЕМП, у цьому інтервалі, характеризується поверхневою щільністю потоку енергії, тривалий вплив якої негативно позначається на здоров'ї людини.

Табл. 1. Можливі зміни в організмі людини під впливом ЕМВ різних інтенсивностей

Так як у наш час мікрохвильові печі використовуються практично повсюдно (у потягах, у місцях громадського харчування і в побуті), питання про нормування їх випромінювання звучить особливо актуально. Незважаючи на те, що сучасні СВЧ-печі обладнані досить досконалою захистом, яка перешкоджає проникненню електромагнітного випромінювання за межі робочого об'єму, не можна говорити, що поза печі випромінювання буде повністю відсутнім.

ІІ. Щільність потоку енергії

Відповідно до міждержавного стандарту (ГОСТ 12.1.006-84), інтенсивність ЕМП, у цьому інтервалі, характеризується поверхневою щільністю потоку енергії, енергетична навантаження представляє собою добуток щільності потоку енергії поля на час його дії .

Щільність потоку енергії - величина дорівнює кількості енергії, яку переносять через одиничну площу, в одиницю часу.

(1)

ППЕ - щільність потоку енергії, Вт / м ^2;

Ф _Е - потік випромінювання (потужність передавача), Вт;

S _Е - ефективна площа вимірювальної антени, м ^2;

N _Ф - коефіцієнт корисної дії фідерного тракту, що залежить від матеріалу виготовлення, геометричних розмірів, передачі (провідності) НВЧ - енергії;

При вимірі ППЕ, антена-перетворювач поміщається в зону дії ЕМП. Сигнал з антени, через фідерний тракт, надходить на індикатор приладу. Структурна схема представлена ​​на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Структурна схема вимірників ППЕ.

(2)

Z - затухання в фидерном пристрої, визначається як добуток погонного коефіцієнта затухання Z (f) на його довжину;

КБВ - коефіцієнт біжучих хвиль ( );

КСВ - коефіцієнт стоячих хвиль в фідері, або хвилеводі, якщо фідерне пристрій відсутній, то Z = 0, а N _Ф = 1. КСВ може визначатися за допомогою коефіцієнта відбиття, або відносини імпедансу антени до приймача.

Ефективна площа антени визначається за формулою:

(3)

S _A - площа антени, визначається її геометричними розмірами, м; - Коефіцієнт використання площі, залежить від типу використаних антен, синфазности електромагнітного поля. Наприклад, для пірамідальних рупорів

≈ 0.49, для параболічних антен ≈ 0.55.

Коефіцієнт спрямованої дії (КНД) антен D визначається за формулою:

(4)

λ - довжина хвилі, в свою чергу, визначається за формулою:

(5)

де C = 2.998 · ^{8 жовтня} м/сек.- швидкість світла в навколишньому середовищі, або швидкість розповсюдження електромагнітних хвиль;

f - частота при якій проводяться вимірювання, Гц.

Підставляючи формули (3) у формулу (4):

(6)

Підставимо тепер формулу (6) в (1), отримаємо формулу для визначення щільності потоку енергії:

Потужність Ф _Е від джерела випромінювання буде визначати щільність потоку енергії на певній відстані від передавального пристрою. А похибка методу буде зведена до похибки визначення коефіцієнта посилення антени передавального пристрою, визначенням (або виміром) її діаграми спрямованості і коефіцієнтом корисної дії антенно-фідерного пристрою, що залежить від КСВ (при КСВ = 1.2, похибка від неузгодження не перевищує ± 3 ... 5% ).

У свою чергу потужність від джерела на певній відстані залежить від загасання високочастотного сигналу в атмосфері і представляється формулою:

β (f) - коефіцієнт загасання електромагнітної енергії в навколишньому середовищі;

r - відстань до джерела випромінювання.

При проведенні розрахунків, необхідно звертати увагу з якою точністю задані, або виміряні параметри: потужність передавача, діаграма спрямованості антени передавача і коефіцієнт загасання, для потужності 3 дБ це на 100%, 2 дБ на 60%, 1 дБ на 25%, 0.5 дБ на 12% і т.д.

ІІІ. Засоби визначення щільності потоку ЕМІ

В даний час, існує безліч приладів призначених для вимірювання рівнів щільності потоку енергії. У даній роботі будуть розглянуті прилади російського виробництва, здатні зафіксувати випромінювання в межах від 1 мкВт / см ² до 1 мВт / см ^2. Такими вимірниками, що задовольняють цим умовам, є П3-31, П3-33, П3-41.

1. Вимірювач рівнів електромагнітних випромінювань П3-41

Вимірювач П3-41 розроблений з метою виявлення і контролю біологічно небезпечних рівнів електромагнітних випромінювань напруженості, щільності потоку енергії для забезпечення виконання вимог Загальних Технічного Регламенту щодо електромагнітної сумісності та безпеки, що діє в країнах Європейського Союзу і РФ.

Вимірювач П3-41 призначений для виконання вимірювань відповідно до діючих правовими і нормативними документами Госкомепіднадзор РФ: ГОСТ 12.1.006-84, ГН2.1.8/2.2.4.019-90, СанПіН 2.2.4/2/1/8055-96, СанПіН 2.1.2.1002-00, СанПіН 2.1.8/2.2.41190-03, СанПіН 2.2.4.1191-03.

Характеристики антен-перетворювачів:

Характеристики пристрою вимірювального:

2. Вимірювач електромагнітних випромінювань П3-31

Вимірювач П3-31 призначений для вимірювання середньоквадратичних значень напруженості електричної та магнітної складових електромагнітного поля (ЕМП) в режимах безперервної генерації, амплітудної, частотної та імпульсної модуляцій, а також для вимірювання густини потоку енергії (ППЕ) при проведенні контролю рівнів електромагнітного поля на відповідність вимогам норм з електромагнітної безпеки відповідно до ГОСТ 27859, ГОСТ 12.1.006, ГН 2.1.8./2.2.4.019 і СанПіН 2.2.4/2.1.8.055.

Характеристики антен перетворювачів при вимірюванні безперервних електромагнітних випромінювань:

Технічні характеристики:

Характерні особливості П3-31:

• Портативний, економічний і зручний у роботі

• Цифрова обробка результатів і автоматизація управління, вимірювань і установки параметрів при підключенні до ПЕОМ через RS-232S

• Запис в енергонезалежну пам'ять поточних, середніх і максимальних значень (по 880 точок) щільності потоку енергії (ППЕ), напруженості електричного (магнітного) поля з інтервалом 1 секунда, при інтервалі усереднення і періоді зчитування інформації від 10 сек до 15 хв з прив'язкою до реального часу і вказівкою частоти електромагнітного поля (ЕМП) і типу використовуваного антенного перетворювача (А i)

• Вимірювання експозиції опромінення

• Висока точність вимірювань і стабільність характеристик

• Самодіагностика і контроль розряду елементів живлення

• Індикація результатів вимірювання в одиницях В / м, А / м, мкВт / см ^2, В ² / м ² × год, А ² / м ² × год, мкВт / см ² × год

3. Вимірювач щільності потоку енергії П3-33

Вимірювач щільності потоку енергії електромагнітного поля П3-33 забезпечує виявлення і контроль біологічно небезпечних рівнів щільності потоку енергії електромагнітних випромінювань відповідно до чинних правовими і нормативними документами Федерального Агентства з технічного регулювання і метрології та Федеральної служби з нагляду у сфері захисту прав споживачів і благополуччя людини. Може застосовуватися для атестації робочих місць, сертифікації продукції і в наукових дослідженнях.

Вимірювач П3-33 призначений для вимірювання густини потоку енергії (ППЕ) в режимі безперервної генерації при проведенні контролю рівнів електромагнітного поля на відповідність вимогам норм з електромагнітної безпеки відповідно до ГОСТ 12.1.006, ГН 2.1.8./2.2.4.019 і СанПин 2.2 .4/2.1.8.055 і СанПіН 2.2.41191-03.

Як датчик ППЕ використовується всенаправлена ​​широкосмугова антена з телескопічною рукояткою.

Особливості:

• Однакова чутливість при вимірах радіохвиль:

- Будь-якої частоти з робочого діапазону (широкополосность),

- З будь-яким напрямком приходу хвилі (изотропия).

• Вибір режимів вимірювань:

- З визначенням статистичних характеристик потоку (середні та максимальні значення за обрані інтервали часу),

- Із запам'ятовуванням масивів результатів вимірювань,

- З прив'язкою до часу (поясним або від початку вимірювань).

• Можливість зв'язку з комп'ютером:

- Перезапис всіх результатів у пам'ять комп'ютера,

- Архівування даних,

- Підготовка протоколів обстеження об'єктів.

• Система прискореної зарядки акумуляторів.

• Малі габарити і вагу.

Основні характеристики:

Робочий діапазон частот	0,3 - 4,0 ГГц
Діапазон вимірюваних потоків НВЧ-випромінювання	0,1 - 250 мкВт/см2
Основна відносна похибка вимірювання	± 3 дБ
Ресурс автономної роботи	не менше 10 год
Умови експлуатації: температура відносна вологість повітря при температурі 25 С атмосферний тиск	від +5 до +40 ˚ С до 90% 70 - 106,7 кПа
Маса	не більше 550 г
Габарити	210х100х60 мм

IV. Вимірювач щільності потоку енергії П3-18

У даній роботі використовується вимірювач щільності потоку енергії електромагнітного поля П3-18 призначений для вимірювання середніх значень щільності потоку енергії (ППЕ) електромагнітного поля (ЕМП) в дальній зоні НВЧ джерел випромінювання та безпосередньо на робочих місцях персоналу, обслуговуючого радіотехнічні установки.

Основні елементи вимірювача ППЕ:

• антена-перетворювач (АП-ППЕ-1);

• індикатор Я6П-110;

• мережевий (вбудований) і акумуляторний блоки живлення.

Робота вимірювача ППЕ ЕМП заснована на прийомі і перетворенні НВЧ сигналів в постійний струм антеною-перетворювачем і відліку значення постійного струму, пропорційного інтенсивності ЕМП, цифровим індикатором. Відлік вимірюваної величини виробляється в децибелах (дБ) [5].

Принцип дії ІППЕ пояснюється схемою:

Рис. 4.1. Структурна схема вимірювача ППЕ ЕМП

1. Антена-перетворювач АП-ППЕ-1

Антена-перетворювач (АП) виконана на основі системи послідовно з'єднаних тонкоплівкових термопар (багатошарова термопара), розміщених на конічній поверхні. При вимірах АП поміщається в вимірюване ЕМП, при впливі, якого, за рахунок поглинання енергії ЕМП, на кожній з термопар виникає градієнт температур, величина якого прямо пропорційна величині ППЕ ЕМП.

Вимірювання градієнта температур здійснюється шляхом зміни термоЕРС, яка виникає на термопарах. Сумарна термоЕРС за резистивною лінії зв'язку (ЛЗ) передається до вимірювача температури, який складається з лінійного підсилювача постійного струму (ППС), розміщеного в ручці АП та індикатора, вхід якого з'єднаний з виходом ППС.

У індикаторі відбувається перетворення посиленого сигналу по логарифмическому закону, потім перетворення в цифрову форму і відлік вимірюваної інтенсивності ЕМП на цифрах табло в дБ щодо нижньої межі вимірювань використовуваного АП.

Антени-перетворювачі (АП) призначені для прийому і перетворення ЕМП в напругу постійного або квазіпостійного струму. Загальний вигляд і розгортка конічної поверхні АП представлено на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Розгортка конічної поверхні.

АП виконана у вигляді датчика електромагнітного випромінювання, що містить резистивні плівки, розташовані на діелектричному підставі, з'єднані з вимірювачем температури. При цьому резистивні плівки виконані у вигляді послідовно з'єднаних тонкоплівкових термопар, а діелектричне основа має форму конічної поверхні, кут при вершині якої становить 109,5 ± 10 ˚. З метою зменшення ефективної діелектричної проникності конічної поверхні основа має ажурну конструкцію. Тонкоплівкові термопари розташовані за твірною конічної поверхні, кінці яких при вершині і підставі з'єднані провідниками. Конструктивно АП складається з дев'яти послідовно з'єднаних термопар перетворювач (1-9), розміщених за твірною на конічній поверхні (10), високоомній резистивної лінії зв'язку (11) і підсилювача постійного струму (12). Термопарний перетворювачі представляють собою П-подібний тонкоплівкові резистивні ланцюжка термопар (13), виконані методом вакуумного напилення вісмуту і сурми на полиамидную плівку (14). Термопарний перетворювачі, що входять до складу АП, містять 18 термопар. Термопарний перетворювачі з'єднані між собою послідовно провідниками (15). Для захисту від механічних пошкоджень термопарний перетворювачі закриті кожухом (16), а гумові провідники лінії зв'язку (11) розміщені всередині ручки (17). Кожух (16) і ручка (17) виконані з вдалого полістиролу. ППС, призначений для посилення сигналів, що знімаються м термопарних елементів. розміщений на кінці ручки. ППС має регульований коефіцієнт підсилення, що забезпечує приведення коефіцієнта перетворення АП до рівня, необхідного при калібруванні вимірників ППЕ.

2. Індикатор Я6П-110

Індикатор Я6П-110 призначений для перетворення аналогового сигналу, поступаемого з АП, в цифровий сигнал і відліку значення щільності потоку енергії поля у відносних одиницях - дБ.

Принцип дії індикатора Я6П-110 пояснюється структурною схемою, наведеною на рис. 4.3.

Сигнал з АП передається через фільтр нижніх частот (ФНЧ) на вхід підсилювача логарифмічного (ВУЛ), де відбувається стиснення динамічного діапазону і формування сигналу для відліку вимірюваної ППЕ в «дБ» щодо нижньої межі вимірювання АП.

Посилений в логарифмічному підсилювачі сигнал надходить на вхід аналого-цифрового перетворювача (АЦП), де він перетворюється в цифрову форму і потім надходить через лічильник електричної величини на цифрове табло індикатора. Управління роботою АЦП здійснюється пристроєм управління, що входять до складу індикатора.

У індикаторі Я6П-110 передбачений контроль і автоматичне відключення світлодіодних індикаторів при розряді акумуляторних батарей. Напруга живлення надходить з пристрою керування на індикатор, де здійснюється порівняння з опорним рівнем напруги джерел живлення. Опорний рівень надходить на індикатор з підсилювача логарифмічного.

Харчування індикатора здійснюється від акумуляторної батареї. Для підвищення напруги живлення від низьковольтної акумуляторної батареї використовується перетворювач напруги.

У індикаторі передбачена можливість живлення від мережі змінного струму через «Блок живлення мережний».

Рис. 4. 3. Структурна схема Я6П-110

V. Захист від впливу ЕМІ

1. Загальні рекомендації та заходи захисту персоналу

Захист організму людини від дії електромагнітних випромінювань передбачає зниження їх інтенсивності до рівнів, що не перевищують гранично допустимі. Захист забезпечується вибором конкретних методів і засобів, урахуванням їх економічних показників, простотою і надійністю експлуатації. Організація цієї зашиті має на увазі:

• оцінку рівнів інтенсивності випромінювань на робочих місцях і їх зіставлення з чинними нормативними документами;

• вибір необхідних заходів і засобів захисту, що забезпечують ступінь захищеності в заданих умовах;

• організацію системи контролю над функціонуючої захистом.

За своїм призначенням захист може бути колективною, що передбачає заходи для груп персоналу, та індивідуальної - для кожного фахівця окремо. В основі кожної з них лежать організаційні та інженерно-технічні заходи.

Організаційні заходи захисту спрямовані на забезпечення оптимальних варіантів розташування об'єктів, що є джерелами випромінювання, та об'єктів, що виявляються в зоні впливу, організацію праці та відпочинку персоналу з метою знизити до мінімуму час перебування умовах впливу, попередження можливості попадання в зони з інтенсивностями, що перевищують гранично допустимий рівень (ПДУ), тобто здійснення захисту «часом». Впровадження в практику цих захисних заходів починається в період попереджувального і уточнюється в період поточного санітарного нагляду. До організаційних заходів захисту слід віднести проведення ряду лікувально-профілактичних заходів. Це, перш за все, обов'язковий медичний огляд при прийомі на роботу, наступні періодичні медичні обстеження, що дозволяє виявити ранні порушення в стані здоров'я персоналу, відсторонити від роботи при виражених змінах стану здоров'я.

До організаційних заходів слід віднести також застосування засобів наочного попередження про наявність того чи іншого випромінювання, вивішування плакатів з переліком основних запобіжних заходів, проведення інструктажів, лекцій з безпеки праці при роботі з джерелами випромінювань і профілактики їх несприятливого і шкідливого впливу. Велику роль в організації захисту грають об'єктивна інформація про рівні інтенсивностей на робочих місцях і чітке уявлення про їх можливий вплив на стан здоров'я працюючих.

Захист «часом» передбачає знаходження в контакті з випромінюванням тільки за службової необхідності з чіткою регламентацією за часом і простору скоєних дій; автоматизацію робіт, зменшення часу настроювальних робіт і т. д. В залежності від впливають рівнів, час контакту з ними визначається відповідно до діючими нормативними документами.

Захист відстанню. Вона досягається максимально можливим видаленням опромінюються від джерела випромінювань, дистанційним його управлінням і т. д. В основі такого захисту лежить принцип зменшення інтенсивності випромінювання обернено пропорційно квадрату відстані між джерелом і об'єктом опромінення. Після проведення захисних заходів для зниження рівня інтенсивності при раціональному розміщенні об'єктів обов'язковий інструментальний контроль над рівнем випромінювання.

Захист раціональним (оптимальним) розміщенням на меті визначення санітарно-захисних зон, зон неприпустимого перебування на етапах проектування. У цих випадках для визначення ступеня зниження впливу в якомусь просторовому обсязі використовують спеціальні розрахункові, графоаналітичний, інструментальні методи.

Індивідуальні засоби захисту призначені для запобігання впливу на організм людини ЕМІ з рівнями, що перевищують гранично допустимі, коли застосування інших засобів неможливо або недоцільно. Вони можуть забезпечити загальний захист, або захист окремих частин тіла (локальна захист). Узагальнені відомості про індивідуальні засоби захисту від дії ЕМВ представлені в табл. 5.1.

Табл. 5.1. Спеціальні засоби захисту від дії ЕМВ

При організації інженерно-технічних заходів захисту від ЕМВ РЧ та НВЧ завжди треба враховувати принципи, на основі яких діють ті чи інші захисні засоби, пристрої, конструкції. У цих випадках основними принципами є наскрізне і дифракційне згасання і радіопоглощеніе.

Наскрізне загасання обумовлено проникненням електромагнітної енергії через який-небудь матеріал або виріб з цього матеріалу і визначає кратність захисту. Найбільшим наскрізним загасанням мають суцільні металеві екрани. Однак для конкретних гігієнічних цілей вибір товщини матеріалу захисту не має принципового значення і диктується тільки економічними міркуваннями. Тому перевага віддається тонкої металевої фользі в декілька сотих міліметра чи сітчастим екранів.

На величину наскрізного загасання впливає орієнтація електромагнітної хвилі по відношенню до спрямованості проводів і площини сітки. Так, при паралельній поляризації зі зменшенням кута падіння електромагнітного променя від 90 до 30 ° відбувається посилення наскрізного затухання на 3-10 дБ, при перпендикулярній поляризації - ослаблення на 3-10 дБ в залежності від частоти випромінювання та характеристики сітки.

2. Екранувальні властивості будівельних матеріалів

Певними захисними властивостями, оцінюваними за ступенем наскрізного загасання, мають будівельні матеріали і конструкції з них, порівняльна характеристика яких представлена ​​в табл. 5.2.

Табл. 5.2. Характеристика захисних властивостей будівельних матеріалів і виробів з них при дії мікрохвиль

Найменування матеріалу або конструкції	Товщина, см	Наскрізне згасання (дБ) на частоті
		3,0 ГГц	10,0 ГГц	37,5 ГГц
цегла	12	15	15	15
металізований скляний цегла	-	25	25	25
штукатурка	1,8	-	8	12
скло	0 28		2	2
дошка	5,0	8,4	-	-
дошка	3,5	5,0	-	-
дошка	1,6	2,8	-	-
фанера	0,4	-	1	2
Древесностругана пліта	1,8	3,2	-	-
шлакобетонних стінах	46	14,5	20,5	-
капітальна стіна будівлі	70	16	21	-
оштукатурена стіна	15	8	12	-
Міжповерхові перегородка

	80	20	22	-
вікно з подвійними рамами	-	7	13	-
вікно з одинарною рамою	-	4,5	-	-

При проведенні захисних заходів зазвичай доводиться стикатися і з впливом на електромагнітну обстановку окремо розташованих радіоотражающіх поверхонь, що на практиці викликає великі труднощі в оцінці ефективності заходів захисту. Так, якщо є поверхня, що відбиває, розрахунок загасання потрібно робити з урахуванням коефіцієнта відображення по діаграмі спрямованості до і після, що відбиває. Якщо розрахункова точка знаходиться точно у відбитому промені, то загасання розраховується за формулою:

У _отр = (R _отр / R _пр) ^2. F _е,

де R _пр - пряме відстань «джерело опромінення - точка опромінення»;

R _отр - відстань «джерело опромінення - відображена поверхня - точка опромінення»;

F _е - коефіцієнт відбиття.

3. Радіопоглинаючі матеріали

Радіопоглинаючі матеріали поділяються на матеріали інтерференційного типу, де гасіння електромагнітних хвиль відбувається за рахунок інтерференції, і матеріали, в яких електромагнітна енергія перетворюється на теплову за рахунок наведення розсіяних струмів, магнітогістерезісних або високочастотних діелектричних втрат. По електричним і магнітним властивостям розрізняють діелектричні і магнітодіелектріческіе матеріали, по робочому діапазону частот поглинання - вузько-і широкодіапазонні. З боку, що не підлягає опроміненню, радіопоглинаючі матеріали покриваються, як правило, радіоотражающімі покриттями, в результаті чого характеристики всієї радіоекранірующей конструкції багато в чому поліпшуються. Критерієм, що характеризує захисні властивості радіопоглинаючі матеріалу, виступає коефіцієнт відбиття за потужністю. Технічні характеристики деяких радіопоглинаючих матеріалів представлені в табл. 5.3.

Табл. 5.3. Характеристика радіопоглинаючих матеріалів, використовуваних для створення засобів захисту від ЕМВ РЧ та НВЧ

Найменування матеріалу	Робоча частота випромінювання, ГГц	Коефіцієнт відображення,%
гумові килимки:
В2Ф2	7,5-37,5	2
ВЯФЗ	7,5-37,5	2
тек.Ф-1	7,5-37,5	2
магнітодіелектріческіе пластини:
ХВ-0, 8	37,5	2
ХВ-2, 0	15,0	2
ХВ-3, 2	9,4	2
ХВ-4, 4	6,8	2
ХВ-6, 2	4,8	2
ХВ-8, 5	3,5	2
ХВ-10, 6	2,8	2
СВЧ-068	0,15-2,0	3-4
поглинають матеріали на основі поролону:
Б-2	37,5	2
Б-3	1Д	2
БР-3	0,75	2
ВРПМ	Не вище 10,0	1-2
поглинають матеріали на основі деревини:
ЛУЧ-50	1,5-37,5	3
ЛУЧ-100	0,75-3,5	3
ЛУЧ-150	0,5-37,5	3
текстоліт графітований N 369-61	1,9-37,5	до 50
фарба НТСО 014-003	1,9-37,5	до 50

Використовувані радіопоглинаючі матеріали повинні відповідати наступним вимогам: максимальне поглинання електромагнітних хвиль в широкому частотному діапазоні, мінімальне відображення, відсутність шкідливих випарів, пожежна безпека, невеликі габарити і вагу.

За максимальному поглинанню та мінімального відбиття кращими якостями володіють матеріали з комірчастою структурою, пірамідальної або шилоподібний поверхнею.

Принцип поглинання електромагнітної енергії лежить основі застосування поглиначів потужності, використовуваних як навантажень на генератори замість відкритих випромінювачів. Таким чином, забезпечується захист простору від проникнення в нього ЕМІ. Поглиначі потужності - це відрізки коаксіальних або хвилеводних ліній, частково заповнених поглинаючими матеріалами. Енергія випромінювання поглинається в заповнювачі, перетворюючись в теплову. Заповнювачами можуть бути: чистий графіт (або в суміші з цементом, піском, гумою, керамікою, порошковим залізом), дерево, вода. Для зниження рівня потужності випромінювання в тракті (або на відкрите випромінювання) можна застосовувати і атенюатори. За принципом дії їх поділяють на поглинають і граничні. Поглинаючі є відрізками коаксіальної або волноводной захисту, у якій можна побачити деталі з радіовипромінювальних покриттям. Граничні атенюатори представляють відрізки круглих хвилеводів, діаметр яких значно менше критичної довжини хвилі в робочому діапазоні довжин хвиль даного аттенюатора. У цьому випадку потужність випромінювання, що проходить по атенюатор, затухає за експоненціальним законом.

При знаходженні джерел НВЧ і РЧ всередині приміщень захист доцільно проводити в місцях проникнення електромагнітної енергії з екранізують кожухів, покращувати методи радіогерметізаціі стиків і зчленувань, застосовувати насадки з радіопоглинаючі навантаженням. При зовнішніх джерелах застосовуються різні захисні вироби з радіоотражающіх матеріалів: металізовані шпалери, металізовані штори, сітки на вікнах та інші. Найбільшою ефективністю ці захисні засоби мають в НВЧ діапазоні, на більш низьких частотах їх застосування обмежене дифракцією.

У деяких випадках для захисту від випромінювань зовнішніх джерел використовують спеціальні коридори зі стінками з радіоотражающіх матеріалів (листовий алюміній, латунна сітка і т. п.). Оцінку ефективності перерахованих колективних засобів захисту виробляють за ступенем наскрізного і дифракційного загасань.

4. Екранувальні тканини

В основі використання засобів індивідуального захисту від ЕМВ лежать принципи наскрізного загасання. Екранувальні властивості тканин визначаються питомою змістом металізованих ниток в основі і качці. Характер взаємного розташування ниток у вигляді решітки обумовлює здатність тканини захищати від ЕМІ різних поляризацій. До теперішнього часу у нас в країні було розроблено два типи захисної тканини: з відкритою та прихованою металізацією.

Тканина першого типу виготовляється з бавовняних ниток, на які накручується металева фольга. Сплетена з таких ниток тканина має металевий блиск. Хоча деякі тканини мають достатні екрануючі властивості, вони не знайшли широкого застосування, оскільки костюми з них, з одного боку, роблять небажане психологічний вплив на оточуючих, з іншого боку - людина в цьому костюмі відчуває в електричних полях легке поколювання струмом, викликає неприємні відчуття . Збільшується небезпека електротравм. До цієї групи належать також тканини типу парчі та шоопірованная тканину.

Захисна тканина другого типу має приховану металлизацию. У цьому випадку тонка міцна мікропроволока вплітається всередину бавовняної нитки. Виготовлена ​​з таких ниток тканина не має недоліків, властивих тканини з відкритою металізацією, і за зовнішнім виглядом не відрізняється від звичайної (арт. 7289; СТУ-36-12-199-63).

До останнього часу широко застосовувалася тканину В-1. За основі вона містить на 10 см довжини 320 ниток. З них кожні 2 нитки з 3-х мають всередині мікродроту. За качку на 10 см міститься 210 ниток, кожна з яких має всередині мікродроту. За основі дана тканина послаблює сантиметрові хвилі на 23,5 дБ (в 225 разів), по качку - на 23,83 дБ (в 241 разів). Захисні властивості цієї тканини представлені в табл. 5. При цьому послаблення в діапазоні частот випромінювання 0,6-10 ГГц складає 20-50 дБ. На більш високій частоті опромінення ступінь захисту зменшується, тому верхня межа застосування засобів індивідуального захисту (ЗІЗ) з такого матеріалу складає декілька десятків ГГц, нижня - 0,3-0,6 ГГц. Ці обмеження в ГГц-діапазоні пов'язані з тим, що не забезпечується достатній контакт між провідниками тканини, а в МГц-діапазоні - з появою резонансних змін величини загасання при сумірності довжини хвилі випромінювання з розмірами одягу. У деяких випадках з метою підвищення ефективності захисту, місця швів окремих елементів одягу просочують електропровідного масою або клеєм. Останнім часом розроблена нова радіоекранірующая тканина типу «Схід» (ТУ РТ 17-001-91) на основі полімерних волокон з покриттям з міді, нікелю та інших металів. Результати вимірювання значень коефіцієнтів послаблення цих тканин наведені в табл. 5.4.

Табл. 5.4. Захисні властивості різних типів екрануючих тканин

Частота випромінювання, ГГц	Ослаблення, дБ
	В-1	«Восход-1Н»	«Восход-ЮН»	«Схід 12НМ»
37,5	20	-	-	-
9,3	28	-	70	70
3,0	40	-	70	70
1,2	43	40	81	99
0,6	46	44	75	98
0,3	54	47	70	99

VI. Нормування ЕМІ

1. Нормування РЧ та НВЧ випромінювань

Нормування є основним елементом електромагнітної виробничої та екологічної безпеки людини.

За останні роки в містах кількість різноманітних джерел ЕМВ у всьому частотному діапазоні (аж до десятків гігагерц) різко збільшується. Це системи стільникового зв'язку, незліченна кількість систем мобільного радіозв'язку, радари ДАІ, кілька нових телеканалів і десятки радіомовних станцій.

Нормування РЧ та НВЧ увазі диференційований підхід для осіб, які безпосередньо працюють з радіовипромінювальних джерелами, і населення.

Основним керівним документом, що визначає параметри впливу ЕМВ РЧ та НВЧ, є «Санітарні правила і норми ...» (СанПіН 2.2.42.1.8.055-96).

Згідно з ними, для осіб, робота чи навчання яких пов'язані з необхідністю перебування в зонах впливу ЕМВ РЧ та НВЧ, нормування здійснюють як за інтенсивністю впливу, так і з енергетичної експозиції.

Для персоналу, що працює з джерелами ЕМВ РЧ та НВЧ, протягом робочого дня ПДУ енергетичної експозиції не повинні перевищувати значень, вказаних в табл. 6 .1.

Табл. 6.1. Гранично допустимі значення енергетичної експозиції для персоналу

Діапазони частот	Гранично допустима енергетична експозиція
	по електричної складової,	за магнітною складовою,	по щільності потоку енергії,
30 кГц -3 МГц	20 000	200	-
3-30 МГц	7 000	Не розроблено	-
30 - 50 МГц	800	0,72
50 - 300 МГц	800	Не розроблено	-
300 МГц -300 ГГц	-	Не розроблено	200

Гранично допустимі рівні інтенсивності ЕМВ РЧ та НВЧ і допустимий час дії, що визначається за щільності потоку енергії (ППЕ _ПДУ), обчислюються наступною формулою:

, .

Гранично допустимі рівні напруженості ЕМІ РЧ та НВЧ в залежності від тривалості дії наведено в табл. 6.2.

Табл. 6.2. Гранично допустимі рівні РЧ-РЧ та НВЧ в залежності від тривалості впливу

Тривалість впливу Т, год	Е ПДУ, В / м			Н ПДУ, А / м		ППЕ ПДУ, Вт / м 2
	0,03-3 МГц	3-30 МГц	30-300 МГц	0,03-3 МГц	30-50 МГц	300 МГц -300 ГГц
8,0 і більше	50	30	10	5,0	0,30	0,25
7,5	52	31	10	5,0	0,31	0,27
7,0	53	32	11	5,3	0,32	0,29
6,5	55	33	11	5,5	0,33	0,31
6,0	58	34	12	5,8	0,34	0,33
5,5	60	36	12	6,0	0,36	0,36
5,0	63	37	13	6,3	0,38	0,40
Тривалість впливу Т, год	Е ПДУ, В / м			Н ПДУ, А / м		ППЕ ПДУ, Вт / м 2
	0,03-3 МГц	3-30 МГц	30-300 МГц	0,03-3 МГц	30-50 МГц	300 МГц -300 ГГц
4,5	67	39	13	6,7	0,40	0,44
4,0	71	42	14	7,1