5лрбжд. Исследование защиты человека от воздействия свч излучения
 Скачать 59.95 Kb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) Кафедра безопасности жизнедеятельности отчет по лабораторной работе №5 по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» Тема: Исследование защиты человека от воздействия СВЧ - излучения
Санкт-Петербург 2023 Цель работы. Ознакомиться с санитарно-гигиеническим нормированием излучения радиочастот и изучить методы защиты персонала от облучения при работе с маломощным СВЧ-генератором Общие сведения Радиочастотные электромагнитные поля (ЭМП) используются для получения и передачи информации (техника связи, радиолокация, неразрушающий̆ контроль), а также для технологических целей̆. На человека могут воздействовать высокочастотные ЭМП, создаваемые генераторами, линиями передачи и технологическими устройствами. Облучение персонала возможно как прямым излучением, так и отражённым. Для ограничения вредного воздействия ЭМП радиочастот по требованиям ГОСТ 12.1.006-84 и СанПиН 2.2.4.1191-03 установлены предельно допустимые уровни по значениям напряжённости электрического Е, В/м, и магнитного полей H, А/м, для частот 10 кГц...300 МГц (длины волн от 30 км до 1 м) и по плотности потока энергии (ППЭ) или плотности потока мощности (ППМ), Вт/м^2, для частот 300 МГц…300 ГГц (длины волн от 1 м до 1 мм). Для радиочастотного диапазона введён такой нормативный̆ параметр, как энергетическая нагрузка (ЭН), или энергетическая экспозиция (ЭЭ), который характеризует дозу поглощённой человеком электромагнитной энергии. 3а рубежом нормирование ведётся по удельной поглощённой электромагнитной мощности, которая характеризуется показателем, названным SAR. Энергетические экспозиции (энергетические нагрузки), создаваемые полями - электрическим, магнитным и электромагнитным - равны, соответственно,  . Предельно допустимые значения Е, Н или ППЭ на рабочих местах персонала определяются исходя из допустимой энергетической экспозиции и времени воздействия: ,где  - допустимые значения энергетической экспозиции в течение рабочего дня; в нижних индексах - предельно допустимые значения напряжёнпости электрического (Е_ПД), магнитного (Н_ПД) полей и плотности потока энергии (ППЭ_ПД); τ, ч - время воздействия.Нормативное значение  за рабочий день равно 2 Вт*ч/м^2 для всех случаев облучения, исключая облучение от вращаюшихся и сканирующих антенн с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 50, которое составляет 20 Вт*ч/м^2 (2000 мкВт*ч/см^2). Максимальное значение  даже кратковременно не должно превышать 10 Вт*ч/м^2 (1000 мкВт*ч/см^2).Защита человека от сверхвысокочастотного (СВЧ) облучения осуществляется за счёт ограничения расстояния до источника или времени нахождения в зоне облучения, экранирования рабочего места или источника излучения, а также использования средств индивидуальной защиты. Пространство около излучающей антенны условно делится на ближнюю, переходную и дальнюю зоны. В ближней и переходной зонах формируется поле излучения (волновое поле). Здесь наблюдается сложный характер зависимости напряжённостей электромагнитного и магнитного полей от расстояния до плоскости раскрыва антенны. Обработка результатов. Исследование зависимости уровня облучения от расстояния. Анализ зависимости мощности излучения СВЧ-генератора от расстояния в ближней, переходных и дальних зонах.  Рисунок 1. График зависимости излучения СВЧ-генератора от расстояния.В расстоянии до 30 см наблюдается формирование электромагнитной волны, так как она ещё не сформирована. В ближней и переходной зонах формируется поле излучения (волновое поле). В волновом поле наблюдается сложный характер зависимости напряжённостей электромагнитного и магнитного полей от расстояния до плоскости раскрыва антенны. На большей дистанции площадь распределения мала, поэтому сигнал с большим излучениями. Сигнал не меняется. При удалении от источника воздействия площадь воздействия увеличивается, поэтому при постоянном уровне облучения уменьшается уровень облучения в конкретной точке. Исследование плотности потока энергии. Вычислим экспериментальное значение потока мощности ППЭэ и теоретические значение для дальней зоны: Таблица 1. Рассчитанные значения ППЭ
Пример вычисления: Экспериментальное значение    Теоретическое значение    Рисунок 4. График зависимости ППЭт и ППЭэ в дальней зоне. Исходя из представленных данных, можно отметить значительные расхождения между теоретическими и экспериментальными результатами. Тем не менее, наблюдается уменьшение показателей ППЭэ и ППЭт с увеличением расстояния, как видно на графике. Возможно, такое расхождение объясняется погрешностью измерения. Также стоит учитывать, что при расчете теоретических значений использовалась формула, в которой были учтены коэффициент искажения и коэффициент усиления передающей антенны по мощности. Снятие диаграммы направленности Таблица 2. Зависимость мощности ЭМ излучения антенны от угла.
 Рисунок 5. График зависимости мощности ЭМ излучения антенны от угла её поворота.  Рисунок 6. Диаграмма направленности. При изучении диаграммы направленности антенны можно выявить определенную область, в которой отсутствует излучение и которая имеет конкретный размер и расположение. Анализируя данную диаграмму, можно отметить, что при углах наклона в диапазоне от 25° до 30° мощность излучения СВЧ-генератора заметно снижается, а при угле 35° излучение полностью отсутствует. Таким образом, можно сделать вывод, что уже при повороте антенны на 25° практически достигается зона, где не происходит излучения СВЧ. Исследование свойств защитных экранов из различных материалов Без экрана Р1 = 0,155мВт Таблица 3. Определение коэффициента экранирования для экранов.
Пример расчета:  Анализ эффективности защитных экранов от СВЧ излучения был проведен в лабораторной работе, в которой было исследовано 10 различных видов экранов. Некоторые экраны поглощают электромагнитную энергию, тогда как другие отражают ее. Коэффициенты экранирования различны для каждого экрана, и на основе результатов эксперимента можно сделать вывод о том, насколько эффективно каждый экран защищает от излучения.Среди изученных экранов, резина со сложной поверхностью показала наилучший коэффициент экранирования, который превышает коэффициенты обычной резины. Это связано с увеличением поглощения энергии благодаря более сложной поверхности. Кроме того, металлизированная резина также показала хороший результат, так как она отражает и поглощает излучение. Сетки из меди являются отражающими экранами, и их эффективность зависит от размера. Мелкая медная сетка имеет наилучший коэффициент экранирования, тогда как крупная медная сетка показала наихудший результат. Чем меньше размер сетки, тем эффективнее она отражает излучение. Защитные ткани также могут быть поглощающими и отражающими экранами, и их коэффициенты экранирования зависят от типа ткани и металлической сетки. Защитная ткань 1 показала более высокий коэффициент, чем защитная ткань 2, вероятно из-за меньшего размера металлической сетки и более мелкого плетения ткани. Оргстекло и кювета из оргстекла с водой являются поглощающими экранами, и их коэффициенты экранирования оцениваются как 2,1 и невозможно, соответственно. В случае кюветы из оргстекла с водой, мощность излучения равна нулю из-за поглощения большей части излучения водой. Исследование электромагнитных полей, создаваемых сотовыми (мобильными) системами радиосвязи
Вывод: По результатам эксперимента можно сделать вывод, что телефоны в чехлах не показали значимых результатов. Возможно, это связано с тем, что резиновый чехол способен поглощать излучение. Кроме того, на модели «iPhone 11,12» присутствует элементы сделанные полностью из металла, который также может снижать воздействие волн. Защитные стекла, которыми оснащены эти телефоны, также могут способствовать поглощению излучения. В свою очередь, модель телефона «Samsung» показала наихудшие результаты. Вероятно, это связано с тем, что материал корпуса и его элементы отличаются от других моделей, что может ухудшать поглощение излучения. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
