Безопасность жизнедеятельности. 40ж_БЖД_Лаб2. Отчет по лабораторной работе 2 защита от свч излучений по дисциплине Безопасность жизнедеятельности
 Скачать 462.84 Kb.
|
|
Федеральное агентство железнодорожного транспорта федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный университет путей сообщения» (ОмГУПС (ОмИИТ)) Кафедра «Безопасность жизнедеятельности и экология» Отчет по лабораторной работе №2 ЗАЩИТА ОТ СВЧ - ИЗЛУЧЕНИЙ По дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» Выполнили студенты гр. 40Ж: _____________ Берестов Д.К. _______________Пендак А.А. _____________Васильева А.С. ________________Гренц С.И. Проверил: доцент кафедры БЖиЭ ___________ Кузьменко А.Ю. Омск 2023 Содержание Введение 2 Краткие теоретические сведения 3 Ход работы 5 Ответы на контрольные вопросы 9 ВведениеЗа последние десятилетия существенно расширилась сфера применения электромагнитной энергии в различных видах деятельности и жизни человека. Появляются и разрабатываются новые микропроцессорные и радиотехнические устройства, совершенствуются технологии в области производства и применения этих устройств, развиваются цифровые системы информации и связи. Косвенным результатом этого является то, что в настоящее время большинство населения на производстве и в быту подвергается воздействию электромагнитных полей (ЭМП) различных интенсивности, частоты и пространственновременных характеристик, а уровни ЭМП техногенных (антропогенных) источников значительно превосходят интенсивность ЭМП естественных источников (электрического и магнитного полей Земли, космических источников, атмосферного электричества, биологических объектов). Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) несколько лет назад был введен термин «электромагнитное загрязнение среды». Проблема электромагнитной безопасности персонала и населения является актуальной (об этом, например, свидетельствует осуществление международных научных программ по биологическому действию ЭМП – проекты ICNIRP и др.). В данном отчете рассматриваются инженернотехнические способы защиты персонала от техногенных ЭМП сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона Краткие теоретические сведенияЭлектромагнитное поле – это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрическими заряженными частицами. Электрическое поле характеризуется напряженностью Е, В/м, магнитное – напряженностью Н, А/м, или плотностью магнитного потока В, Тл. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле напряженностью Е порождает магнитное поле Н, которое, изменяясь, вызывает вихревое электрическое поле: оба компонента (Е и Н), непрерывно изменяясь, индуцируют друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц ЭМП «отрывается» от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне). По электротехнической шкале ЭМП классифицируются следующим образом: низкочастотные (НЧ) – от 0 до 60 Гц; среднечастотные (СЧ) – от 60 Гц до 10 кГц; высокочастотные (ВЧ) – от 10 кГц до 300 МГц; сверхвысокочастотные (СВЧ) – от 300 МГц до 300 ГГц. Экспериментальные данные отечественных и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. При относительно высоком уровне облучающего ЭМП (например, для радиочастоты выше 300 МГц это свыше 10 мВт/см2) имеет место тепловой механизм воздействия. При низком уровне ЭМП (менее 1 мВт/см2) принято говорить только о нетепловом, или информационном, характере воздействия на организм. Обеспечение защиты работающих от неблагоприятного влияния ЭМП осуществляется проведением организационных, инженерно-технических и лечебно-профилактических мероприятий. Коллективные и индивидуальные средства защиты изготавливаются с использованием технологий, основанных на экранировании (отражении, поглощении энергии ЭМП) и других эффективных методах защиты организма человека от вредного воздействия ЭМП. Экранирование источников электромагнитных полей радиочастот (ЭМП РЧ) или рабочих мест должно осуществляться с помощью отражающих или поглощающих экранов (стационарных или переносных). Отражающие ЭМП РЧ экраны выполняются из металлических листов, сетки, проводящих пленок, ткани с микропроводом, металлизированных тканей на основе синтетических волокон или из любых других материалов, имеющих высокую электропроводность. Поглощающие ЭМП РЧ экраны изготавливаются из специальных материалов, обеспечивающих поглощение энергии ЭМП соответствующей частоты (длины волны). Экранирование смотровых окон, приборных панелей должно осуществляться с помощью радиозащитного стекла (или любого радиозащитного материала с высокой прозрачностью). Индивидуальные средства защиты (защитная одежда, очки, щитки лицевые) должны изготавливаться из экранирующих и поглощающих материалов, металлизированной или любой другой ткани с высокой электропроводностью и должны иметь санитарно-эпидемиологическое заключение о возможности их использования. Ход работыЦель работы: 1) ознакомить студентов с характеристиками электромагнитного излучения и нормативными требованиями к его уровням; 2) провести измерения интенсивности электромагнитного излучения СВЧ-диапазона на различных расстояниях от источника; 3) оценить эффективность защиты от СВЧ-излучения с помощью экранов из различных материалов. 1 Назначение и устройство лабораторного стенда Стенд лабораторный "Защита от СВЧ-излучения БЖ 5м" (далее – стенд) позволяет ознакомиться с методами измерения плотности потока электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, изучить методы защиты от облучения при работе с устройствами и аппаратами, содержащими СВЧ-генератор, а также обеспечивает возможность определения экранирующих свойств различных материалов. Внешний вид стенда представлен на рисунке 1.  Рисунок 1 – Стенд лабораторный "Защита от СВЧ-излучения БЖ 5м" В качестве источника СВЧ излучения используется бытовая СВЧ-печь. Стенд представляет собой лабораторный стол 1, на котором размещаются СВЧ-печь 2, стойка 5 с датчиком 4 измерителя плотности потока энергии (далее - датчик), узлы 6 установки сменных защитных экранов. Стол выполнен в виде металлического сварного каркаса со столешницей, на поверхности которой с помощью самоклеющейся бумаги Jet Laser нанесена координатная сетка 3 с изображением осей X и Y. Стенд обеспечивает три степени свободы перемещения датчика (перемещение по осям X,Y,Z), что дает возможность исследовать излучение со стороны передней панели СВЧ-печи (место наиболее интенсивного излучения) и по всей площади координатной сетки. В качестве нагрузки в СВЧ-печи используется огнеупорный шамотный кирпич, устанавливаемый на неподвижную подставку, в качестве которой используется неглубокая фаянсовая тарелка, что обеспечивает стабильность измеряемого сигнала (предварительно удаляются из печи поворачивающийся столик и роликовое кольцо). Датчик 4 выполнен в виде полуволнового вибратора на частоту 2,45 ГГц, закрепленного на стойке 5 с возможностью перемещения по вертикали (ось Z), выполненной из диэлектрического материала. Узлы 6 установки сменных защитных экранов обеспечивают оперативную установку и замену экрана 7. Сменные экраны имеют один типоразмер. Экраны изготовлены из следующих материалов: металлическая сетка, металлический лист, резина, полистирол ударопрочный. В качестве измерительного прибора используется мультиметр 8, который располагается на свободной части столешницы (за пределами координатной сетки). Технические характеристики стенда: 1) Диапазон плотности потока электромагнитного излучения в изучаемой зоне СВЧ печи - от 0 до 120 мкВт/с; 2) Соотношение показаний мультиметра и измерителя плотности потока энергии - 1 мкА соответствует 0,35 ± 0,04 мкВт/см2; 3) Значения перемещений датчика относительно СВЧ печи,: по оси "X" - не более 500 мм, по оси "Y" - не более ± 250 мм, по оси "Z" - не более 300 мм; 4) Количество сменных защитных экранов – 5, в том числе: Экран из сетки металлической с шагом 10 мм; Экран резиновый; Экран из сетки металлической с шагом 50 мм; Экран из ударопрочного полистирола; Экран металлический; 5) Размеры экранов: высота (330 ± 5) мм, ширина (500 + 5) мм; 6) Потребляемая мощность - не более 1200 В • А; 7) Цена деления шкал по осям X, Y, Z - (10 ± 1) мм; 8) Режим работы СВЧ печи: - продолжительность работы не более 5мин; - продолжительность перерыва между рабочими циклами не менее 30 с; - уровень мощности 100%. Результаты измерений интенсивности излучения заносим в таблицу 1. Таблица 1 – Результаты измерений интенсивности излучения.
Результаты измерений эффективности экранирования заносим в таблицу 2. Таблица 2 – Эффективность экранирования.
Определяем эффективность экранирования для каждого из экранов по формуле: δ = ((Р - РЭ)/ Р)·l00 %, где Р - показание мультиметра без экрана, мкА; РЭ - показание мультиметра с экраном, мкА. Ответы на контрольные вопросы1) Основные характеристики ЭМП. Какие параметры характеризуют ЭМП в «ближней» и «дальней» зонах? Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Электрическое поле характеризуется напряженностью Е, В/м; магнитное поле характеризуется напряженностью Н, А/м, или плотностью магнитного потока В, Тл. В "ближней" зоне, или зоне индукции, на расстоянии от источника r < λ, ЭМП можно считать квазистатическим. Здесь оно быстро убывает с расстоянием, обратно пропорционально квадрату (кубу) расстояния от источника r2 (r3). В "ближней" зоне излучения электромагнитная волна еще не сформирована. ЭМП в зоне индукции служит для формирования бегущих составляющих поля, ответственных за излучение (электромагнитной волны). Для характеристики ЭМП в ближней зоне измерения напряженности электрического поля Е и напряженности магнитного поля Н производятся раздельно. "Дальняя" зона - это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинается с расстояния r > 3λ. В "дальней" зоне интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника r. В "дальней" зоне излучения есть связь между величинами Е и Н: Е = 377Н, где 377 - волновое сопротивление вакуума, Ом. ЭМП в дальней (волновой) зоне характеризуется как электромагнитное излучение (ЭМИ), или СВЧ-излучение, а его интенсивность определяется как ППЭ в Вт/м2 (мВт/см2, мкВт/см2 ). 2) Нормы воздействия СВЧ-излучений на работающих и население. Предельно допустимый уровень ППЭ в диапазоне частот свыше 300 МГц до 300 ГГц, согласно СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производствен-ных условиях", представлены в таблице 4. Таблица 4 – ПДУ СВЧ-излучений
3) Организационные и лечебно-профилактические мероприятия по защите от ЭМП. Организационные мероприятия по защите от ЭМП включают в себя защиту временем и защиту расстоянием. Защита временем применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения в данной точке до предельно допустимого уровня. Защита расстоянием применяется, если невозможно ослабить ЭМП другими мерами, в том числе и защитой временем. Для каждой установки, излучающей электромагнитную энергию, должны определяться санитарно-защитные зоны в которых интенсивность ЭМП превышает ПДУ. В соответствии с ГОСТ 12.1.026-80 зоны излучения ограждаются либо устанавливаются предупреждающие знаки с надписями: «Не входить, опасно!». Лечебно-профилактические мероприятия. Все лица, профессионально связанные с обслуживанием и эксплуатацией источников ЭМП, должны проходить предварительный (при поступлении) и периодические профилактические медосмотры в соответствии с действующим законодательством. Лица, не достигшие 18-летнего возраста, и женщины в состоянии беременности допускаются к работе в условиях воздействия ЭМП только в случаях, когда интенсивность ЭМП на рабочих местах не превышает ПДУ, установленных для населения. 4) Инженерно-технические методы и средства защиты от ЭМП. Инженерно-технические мероприятия должны обеспечивать снижение уровней ЭМП на рабочих местах путем внедрения новых технологий и применения средств коллективной и индивидуальной защиты (когда фактические уровни ЭМП на рабочих местах превышают ПДУ, установленные для производственных воздействий). Коллективные и индивидуальные средства защиты должны обеспечивать снижение неблагоприятного влияния ЭМП и не должны оказывать вредного воздействия на здоровье работающих. Они изготавливаются с использованием технологий, основанных на экранировании (отражении, поглощении энергии ЭМП) и других эффективных методах защиты организма человека от вредного воздействия ЭМП. Экранирование смотровых окон, приборных панелей должно осуществляться с помощью радиозащитного стекла (или любого радиозащитного материала с высокой прозрачностью). Индивидуальные средства защиты (защитная одежда) должны изготавливаться из металлизированной (или любой другой ткани с высокой электропроводностью) и иметь санитарно-эпидемиологическое заключение. Защитная одежда включает в себя: комбинезон или полукомбинезон, куртку с капюшоном, халат с капюшоном, жилет, фартук, средства защиты для лица, рукавицы (или перчатки), обувь. Все части защитной одежды должны иметь между собой электрический контакт. Щитки защитные лицевые изготавливаются в соответствии с требованиями государственного стандарта на общие технические требования и методы контроля к щиткам защитным лицевым. Стекла (или сетка), используемые в защитных очках, изготавливаются из любого прозрачного материала, обладающего защитными свойствами. 5) Чем определяется эффективность применяемых защитных экранов? Эффективность средств защиты определяется по степени ослабления интенсивности ЭМП, выражающейся коэффициентом экранирования (коэффициент поглощения или отражения), и должна обеспечивать снижение уровня излучения до безопасного в течение времени, определяемого назначением изделия. Контроль эффективности коллективных средств защиты на рабочих местах должен производиться в соответствии с техническими условиями, но не реже 1 раза в 2 года; индивидуальных средств защиты - не реже 1 раза в год.  Рис. 2 – Диаграмма пространственного распределения интенсивности СВЧ-излучения.  Рис. 3 – Диаграмма сравнительной эффективности экранирования в зависимости от вида материала экрана. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||