Захист апаратури від СВЧ. Методи захисту від електромагнітного випромінювання. У мікрохвильовій печі знаходиться генератор НВЧ хвиль величезної потужності

Даються роз'яснення щодо шкідливої дії НВЧ випромінювання їх нормування та методів визначення. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА ЗАХИСТ ВІД СВЕРХВИСОКОЧАСТОТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ Мета роботи – ознайомитися з характеристиками електромагнітного випромінювання з принципом встановлення нормативних вимог до електромагнітного випромінювання провести вимірювання електромагнітного випромінювання НВЧ діапазону залежно від відстані до джерел та оцінок. Спектр електромагнітних ЕМ коливань знаходиться в широких межах по довжині...

Поділіться роботою у соціальних мережах

Якщо ця робота Вам не підійшла внизу сторінки, є список схожих робіт. Також Ви можете скористатися кнопкою пошук

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

КАМСЬКА ДЕРЖАВНА ІНЖЕНЕРНО-ЕКОНОМІЧНА АКАДЕМІЯ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

по виконанню лабораторної роботи

за курсом «Безпека життєдіяльності»

Набережні Челни

2006

УДК

Захист від надвисокочастотного випромінювання: Методичні вказівки до лабораторної роботи з БЖД /Упорядники: І.М.Нурієв, Г.Ф.Юсупова. - Набережні Човни: КамПІ. 2004. - 15с.

Методичні вказівки призначені для студентів усіх спеціальностей денної та заочної форми навчання. Даються роз'яснення щодо шкідливої дії НВЧ випромінювання, їх нормування та методів визначення. Пропонується порядок проведення експерименту та оформлення отриманих результатів.

Рецензент: д.т.н., професор кафедри МіТЛПН.Н.Сафронов.

Друкується за рішенням науково-методичного ради Камського державного політехнічного інституту.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

ЗАХИСТ ВІД СВЕРХВИСОКОЧАСТОТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

Мета роботи – ознайомитися з характеристиками електромагнітного випромінювання, з принципом встановлення нормативних вимог до електромагнітного випромінювання, провести вимірювання електромагнітного випромінювання НВЧ діапазону залежно від відстані до джерела та оцінити ефективність екранів із різних матеріалів.

1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Електромагнітні поля (ЕМП) генеруються струмами, що змінюються у часі. Спектр електромагнітних (ЕМ) коливань знаходиться у широких межах за довжиною хвиліλ: від 1000 км до 0,001 мкм і менше, а, по частоті : від 3*10 2 до 3*10 20 Гц, включаючи радіохвилі, оптичні та іонізуючі випромінювання. Нині найбільш широке застосування у різних галузях знаходить ЕМ енергія неіонізуючої частини спектра. Це стосується насамперед ЕМ полів радіочастот. Вони поділяються за довжиною хвилі ряд діапазонів (табл.1).

ЕМ поле складається з електричного поля, обумовленого напругою на струмоведучих частинах електроустановок, і магнітного, що виникає при проходженні струму по цих частинах. Хвилі ЕМП поширюються великі відстані.

Таблиця 1

Назва діапазону	Довжина хвилі	Діапазон частот	Частота	За міжнародним регламентом
Назва діапазону	Довжина хвилі	Діапазон частот	Частота		Назва діапазону частот	Номер
Довгі хвилі (ДВ)	10 – 1 км	Високі частоти (ВЧ)	3 – 300 кГц	Низькі (НЧ)
Середні хвилі (СВ)	1 – 0,1 км	Те саме	0,3 – 3 МГц	Середні (СЧ)
Короткі хвилі (КВ)	100 – 10 м	Те саме	3 – 30 МГц	Високі (ВЧ)
Ультракороткі хвилі (УКХ)	10 – 1 м	Високі частоти (УВЧ)	30 – 300 МГц	Дуже високі (ОВЧ)
Мікрохвилі: дециметрові (дм); сантиметрові (см); міліметрові (мм);	100 – 10 см 10 – 1 мм 1 см – 1 мм	Надвисокі частоти (НВЧ)	0,3 – 3 ГГц 3 – 30 ГГц 30 – 300 ГГц	Ультрависокі (УВЧ) Надвисокі (НВЧ) Крайневисокі (КВЧ))

Таблиця 2

Складова ЕМП, за якою оцінюється його вплив, та діапазон частот, МГц

Гранично допустима напруженість ЕМП протягом робочого дня

Електрична складова:

0,06 – 3

3 – 30

30 – 50

50 – 300

50 В/м

20 В/м

10 В/м

0,5 В/м

Магнітна складова:

0,06 – 1,5

30 – 50

5,0 А/м

0,3 А/м

У промисловості джерелами ЕМП є електричні установки, що працює на змінному струмі частотою від 10 до 10 6 Гц, прилади автоматики, електричні установки з промисловою частотою 50 - 60 Гц, установки високочастотного нагріву (сушіння деревини, склеювання та нагрівання пластмас та ін.). Відповідно до ГОСТ 12.1.006-84 значення гранично допустимої напруженості ЕМП радіочастот у діапазоні 0,06 - 300 МГц на робочих місцях наведено в табл.2.

Гранично допустимі рівні (ПДУ) за електричною складовою, відповідно, не повинні перевищувати 20В/м, а за магнітною складовою – 5А/м. ЕМП характеризується сукупністю змінних електричних та магнітних складових. Різні діапазони радіохвиль об'єднує загальна фізична природа, але вони суттєво різняться за укладеною в них енергією, характером поширення, поглинання, відображення, а внаслідок цього – за дією на середу, в т.ч. та на людину. Чим коротше довжина хвилі і більше частота коливань, тим більше енергії несе у собі квант ЕМ випромінювання. Зв'язок між енергією Е та частотою коливань визначається як:

Е = h ·  або, оскільки довжина хвилі λ та частота пов'язані співвідношенням = c /λ,

Е = h · c/λ,

де: с – швидкість поширення електромагнітних хвиль у повітрі (с = 3*10 8 м/с), h - постійна Планка, що дорівнює 6,62* 10 -34 Вт/см2.

ЕМП навколо будь-якого джерела випромінювання поділяють на 3 зони: ближню зону індукції, проміжну зону інтерференції і дальню хвильову зону. Якщо геометричні розміри джерела випромінювання менші за довжину хвилі випромінювання λ (тобто джерело можна розглядати як точковий), межі зон визначаються такими відстанями R:

ближня зона (індукції) формування хвилі знаходиться на відстані R< λ/2π;
проміжна зона (інтерференції) – наявність максимумів і мінімумів знаходиться на відстані λ/2π < R < 2πλ;
дальня зона (хвильова) - зона випромінювання знаходиться на відстані R> 2πλ.

Працюючі з джерелами випромінювання НЧ, СЧ і, певною мірою, ВЧ та ОВЧ діапазонів знаходяться в зоні індукції. При експлуатації генераторів НВЧ та КВЧ діапазонів працюючі часто перебувають у хвильовій зоні.

У хвильовій зоні інтенсивність поля оцінюється величиною густини потоку енергії (ППЕ), тобто. кількістю енергії, що падає на одиницю площі поверхні. У цьому випадку ППЕ виражається вВт/м2 або похідних одиницях:мВт/см мкВт/см2. ЕМП у міру віддалення джерела випромінювання швидко згасає. ЕМ хвилі діапазону УВЧ, НВЧ та КВЧ (мікрохвилі) використовуються в радіолокації радіоастрономії, радіоспектроскопії, геодезії, дефектоскопії, фізіотерапії. Іноді ЕМП УВЧ діапазону застосовуються для вулканізації гуми, термічної обробки, харчових продуктів, стерилізації, пастеризації, вторинного розігріву харчових продуктів. НВЧ – апарати застосовуються для мікрохвильової терапії.

Найбільш небезпечними для людини є ЕМП високої та надвисокої частот. Критерієм оцінки ступеня впливу на людину ЕМП може бути кількість електромагнітної енергії, що поглинається ним під час перебування в електричному полі. Величина поглинається людиною: енергії залежить від квадрата сили струму, що протікав через його тіло, часу перебування в електричному полі і провідності тканин, людини.

За законами фізики зміни в речовині може викликати тільки та частина енергії випромінювання, яка поглинається цією речовиною, а енергія, що відбита або проходить через нього, дії не надає. Електромагнітні хвилі лише частково поглинаються тканинами біологічного об'єкта. Тому біологічний ефект залежить від фізичних параметрів ЕМП радіочастотного діапазону: довжини хвилі (частоти коливань), інтенсивності та режиму випромінювання, (безперервний, переривчастий, імпульсно-модульований), тривалості та характеру опромінення організму, а також від площі опромінюваної поверхні, та анатомічної будови органу чи тканини.

Ступінь поглинання енергії тканинами залежить від їхньої здатності до її відображення на межі розділу, яка визначається вмістом води в тканинах та іншими їх особливостями. Коливання дипольних молекул води та іонів, що містяться в тканинах, призводять до перетворення електромагнітної енергії зовнішнього поля на теплову енергію, що супроводжується підвищенням температури тіла або локальним виборчим нагріванням тканин, органів, клітин, особливо з поганою терморегуляцією (кришталик ока, склоподібне тіло, насінники та ін). Тепловий ефект залежить від інтенсивності опромінення. Порогові інтенсивності теплової дії ЕМП на організм тварини складають для діапазону середніх частот. 8000 Вт/см2, високих – 2250 Вт/см2, дуже високих – 150Вт/см2, дециметрових - 40 мВт/см2, сантиметрових – 10 мВт/см2 , міліметрових – 7мВт/см2.

ЕМП з меншою інтенсивністю не має термічну дію на організм, але викликає слабкі ефекти аналогічної спрямованості, що згідно з рядом теорій вважається специфічним нетепловим дією, тобто. переходом ЕМ енергії в об'єкті в якусь форму нетеплової енергії. Порушення гормональної рівноваги за наявності НВЧ - фону на виробництві слід розглядати як протипоказання для професійної діяльності, пов'язаної з нервовою напруженістю праці та частими стресовими ситуаціями.

Постійні зміни в крові спостерігаються при ППЕ вище 1мВт/см2. Це фазові зміни лейкоцитів, еритроцитів та гемоглобіну. Поразка очей як помутніння кришталика (катаракти) – наслідки впливу ЭМП за умов виробництва. При вплив міліметрових хвиль зміни настають негайно, але швидко минають. У той же час, при частотах близько 35ГГц виникають стійкі зміни, що є результатом ушкодження епітелію рогівки.

Клінічні дослідження людей, які зазнали виробничого впливу НВЧ опромінення за його інтенсивності нижче 10 мВт/см 2 показали відсутність будь-яких проявів катаракти.

Вплив ЕМП з рівнями, що перевищують допустимі, призводить до змін функціонального стану серцево-судинної та центральної нервової систем, порушення обмінних процесів. При вплив значних інтенсивностей НВЧ поля може виникати більш менш виражене помутніння кришталика ока (катаракти). Нерідко відзначають зміни у складі крові.

Відповідно до санітарних норм і правил при роботі з джерелами ЕМП НВЧ частот гранично допустимі інтенсивності ЕМП на робочих місцях наведені в табл. 3.

Таблиця 3

В діапазоні НВЧ (300 МГц – 300 ГГц)

Гранично допустима інтенсивність

1. Для працюючих при опроміненні та перебігу:

1) всього робочого дня

2) не більше 2 год за робітник, день

3) не більше 15-20 хв за робочий день

10 мкВт/см2

100 мкВт/см2

1000 мкВт/см2

2. Для осіб, не пов'язаних професійно, і для населення

1 мкВт/см2

Захисні заходи від дії ЕМП зводяться, в основному, зменшення випромінювання в джерелі, зміну спрямованості випромінювання, зменшення часу впливу, збільшення відстані до джерела випромінювання, застосування захисного екранування, дистанційного керуванняпристроями, що випромінюють ЕМ хвилі; застосування засобів індивідуального захисту. Захисні екрани поділяються на:

1) відбивають випромінювання;

2) поглинаючі випромінювання.

До першого типу відносяться суцільні металеві екрани, екрани із металевої сітки, із металізованої тканини. До другого типу відносяться екрани з радіопоглинаючих матеріалів. До засобів індивідуального захисту (ЗІЗ) відносяться: спецодяг, виготовлений з металізованої тканини: захисні халати, фартухи, накидки з капюшоном, рукавички, щитки, а також захисні окуляри (при інтенсивності вище 1мВт/см 2 ), скла яких покриті шаром напівпровідникового окису олова, йди сітчасті окуляри у вигляді напівмасок із мідної або латунної сітки.

2. ЗМІСТ РОБОТИ

2.1. ОПИС СТЕНДУ

Зовнішній виглядстенда представлений на рис.1. Стенд являє собою стіл, виконаний у вигляді зварного каркаса зі стільницею 1, під якою розміщуються змінні екрани 2, що використовуються для вивчення властивостей екрануючих різних матеріалів. На стільниці 1 розміщені НВЧ піч 3 (джерело випромінювання ЕМ коливань з = 2,45 ГГц, довжиною хвилі = 12,5 см) та координатний пристрій 4.

Координатний пристрій 4 реєструє переміщення датчика СВЧ 5 поля по осях «X», «Y». Координата Z визначається за шкалою, нанесеною на вимірювальну стоїку 6, але якій датчик 5 може вільно переміщатися. Це дає можливість досліджувати розподіл НВЧ випромінювання у просторі з боку передньої панелі НВЧ печі (елементи найбільш інтенсивного випромінювання).

Датчик 5 виконаний у вигляді напівхвильового вібратора, розрахованого на частоту 2,45 ГГц і що складається з діелектричного корпусу, вібраторів та НВЧ діода.

Координатний пристрій 4 виконано у вигляді планшета, який нанесена координатна сітка. Планшет приклеєний безпосередньо до стільниці 1. Стійка 6 виготовлена з діелектричного матеріалу (органічного скла), щоб унеможливити спотворення розподілу НВЧ поля.

Як навантаження в НВЧ печі використовується будівельна червона цегла, що встановлюється на нерухому підставку, в якості якої використовується неглибока тарілка фаянсова, що забезпечує стабільність вимірюваного сигналу.

Сигнал з датчика 5 надходить мультиметр 7, розміщений на вільній частині стільниці 1 (за межами координатної сітки).

На стільниці 1 є гнізда для встановлення змінних захисних екранів 2, виконаних з наступних матеріалів:

сітка з оцинкованої сталі з осередками 50 мм;

сітка з оцинкованої сталі з осередками 10 мм;

лист алюмінієвий;

полістирол;

гума.

Рис.1

2.2. ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТЕНДУ

2.2.1 Діапазон щільності потоку електромагнітного випромінювання в зоні НВЧ печі, що вивчається, мкВт/см 2 0...120.

2.2.2 Співвідношення показань мультиметра М3900 та вимірювача щільності потоку ПЗ-19:

1 мкА = 0,35 мкВт/см2.

2.2.3 Значення переміщення датчика щодо НВЧ печі, мм, не менше:

по осі "X" 500

по осі "Y" ±250

по осі "Z" 300

2.2.4 Потужність НВЧ печі, Вт, трохи більше 800

2.2.5 Кількість змінних захисних екранів 5

2.2.6 Розміри екранів, мм (330±5) х (500±5)

2.2.7 Потужність, В А, не більше: 1200

2.2.8 Ціна розподілу шкал по осях X, Y, Z, мм 10 ± 1

2.2.9 Габаритні розміри стенду,мм, не більше:

довжина 1200

ширина 650

висота 1200

2.2.10 Маса стенду, кг, трохи більше 40

2.2.11 Електроживлення стенду має здійснюватись від мережі змінного струму

напругою, 220 ± 22

частотою, Гц 50±0,4

2.2.12 Режим роботи НВЧ печі:

Тривалість роботи, хв, не більше 5

тривалість перерви між

робочими циклами, з, не менше 30

Рівень потужності 100%

2.3. ВИМОГИ БЕЗПЕКИ ПРИ ВИКОНАННІ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

2.3.1. До роботи допускаються студенти, ознайомлені з влаштуванням лабораторного стенду, принципом дії та заходами безпеки під час проведення лабораторної роботи.

2.3.2. Вмикати установку лише з дозволу викладача.

2.3.4. Забороняється самостійно регулювати або ремонтувати двері, панель керування, вимикачі системи блокування або інші частини печі. Ремонт повинен проводитись тільки фахівцями.

2.3.5. СВЧ піч має бути заземлена.

2.3.6. Не допускається включення та робота печі без навантаження. Рекомендується у перервах між робочими циклами залишати в печі цеглу. При випадковому включенні печі цегла виконуватиме роль навантаження.

2.3.7. Прилади лабораторної установки тримати під напругою лише під час проведення експерименту.

3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

3.1. Ознайомитись із заходами з техніки безпеки під час проведення лабораторної роботи та суворо виконувати їх.

3.2. Підключити НВЧ піч до мережі змінного струму.

3.3. У піч на підставку (перевернута тарілка) покласти цеглу.

3.4. Встановити режим роботи печі згідно з п.2.2.12. відповідно до паспорта на конкретну НВЧ піч.

Для НВЧ печі "Плутон" її включення в робочий режим здійснюється в наступній послідовності: відкрити дверцята натисканням прямокутної клавіші в нижній частині лицьової панелі; встановити ручку «потужність» у крайнє праве становище; встановити ручку "час" у положення 5 хв; щільно закрити дверцята.

3.5. Розмістити датчик на позначці 0 осі Х координатної системи.

Переміщуючи датчик по осі координатної системи та осі Z (по стійці), визначити зони найбільш інтенсивного випромінювання і за допомогою, мультиметра зафіксувати їх чисельні значення. Переміщаючи стійку із датчикомпо координаті Х (видаляючи від печі до граничної позначки 50 див) зняти показання мультиметра дискретно з кроком 20 мм. Дані вимірів занести до табл.4. Побудувати графік розподілу інтенсивності випромінювання у просторі перед піччю.

3.6. Розмістити датчик на позначці 0 по осі X. Зафіксуйте показання мультиметра.

3.7. По черзі встановлювати захисні екрани та фіксувати показання мультиметра.

3.8. Визначити ефективність екранування для кожного екрана за такою формулою:

(1)

де I – показ мультиметра без екрана;

I е - Показ мультиметра з екраном.

3.9. Побудувати діаграму ефективності екранування від типу матеріалу захисних екранів.

3.10. Скласти звіт про роботу.

4. ЗВІТ ПРО ЛАБОРАТОРНУ РОБОТУ

4.1. Загальні відомості

4.2. Схема стенду

4.3. Дані вимірювань (табл. 4 та 5)

Таблиця 4

Номер виміру	Значення Х, см	Значення Y, см	Значення Z, см	Інтенсивність випромінювання (покази мультиметра)


. . .

Таблиця 5

Номери захисних екранів	Ефективність екранування, δ

4.4. Графіки розподілу інтенсивності випромінювання у просторі та діаграма ефективності екранування від виду матеріалу захисних екранів.

Контрольні питання

Що у техносфері є джерелом ЕМП?
Якими характеристиками оцінюється величина електромагнітного поля?
Як ЕМП впливає організм людини?
За яким принципом нормується ЕМП промислової частоти?
За яким принципом нормується ЕМП радіочастотного діапазону?
Чи впливають на людей випромінювання радіолокаційних станцій?
Які існують засоби захисту людини від високих рівнів ЕМП?
Який фізичний принцип дії та як оцінюється ефективність екранування ЕМП?
Які нині існують граничні гігієнічні нормативи допустимих рівнів впливу ЕМП на людину при професійному та непрофесійному впливі?

література

Охорона праці. Г.Ф. Денисенко, - М: Вища школа, 1985. -319с.
Охорона праці хімічної промисловості. Г.В. Макаров. - М: Хімія, 1989. - 496с.
Довідник з техніки безпеки. П.А. Долін, - М: Енергоатоміздат, 1984.
Техніка безпеки у електроенергетичних установках. Довідковий посібник П.А. Долин. - М.: 1987.
Безпека життєдіяльності. / За ред. С.В. Бєлова - М.: Вища школа, 2005. -606с.
ГН 2.1.8./2.2.4.019-94. Тимчасові допустимі рівні (ВДУ) впливу ЕМІ, створюваних системою стільникового зв'язку.
ГОСТ 12.1.002-84. Система стандартів безпеки праці. Електричні поля промислової частоти. Допустимі рівні напруженості та вимоги до проведення контролю на робочих місцях.
ГОСТ 12.1.006-84. Електромагнітні поля радіочастот. Загальні вимоги.
ГОСТ 12.1.045-84. Система стандартів безпеки праці. Електростатичні поля. Допустимі рівні на робочих місцях та вимоги до проведення контролю.
Вплив електромагнітного випромінювання на життєдіяльність людини та способи захисту від нього. Навчальний посібник. С.Г. Захаров, Т.Т. Каверзнєва. - СПДТУ; 1992, -74с.
Охорона праці радіо та електронної промисловості. За редакцією С.Ш.Павлова. - М: Енергія; 1986.
СанПІН 2.2.4/2.1.8.055 – 96;
Інфрачервоне випромінювання ГОСТ 12.1.005 98, СанПіН 2.2.4.518 96;
Ультрафіолетове випромінювання СН 1557 – 88;
Лазерне випромінювання СН 5801 – 91;
СанПіН 2.2.4.1191-03 Електромагнітні поля у виробничих умовах.

Інші схожі роботи, які можуть вас зацікавити.
421.		ЗАХИСТ ВІД ТЕПЛОВОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ	27.58 KB
	Даються роз'яснення щодо шкідливого впливу теплового випромінювання їх нормування та методів визначення. Лабораторна робота Захист від теплового випромінювання Мета роботи – практичне ознайомлення з теорією теплового інфрачервоного випромінювання фізичною сутністю та інженерним розрахунком теплоізоляції; з приладами для виміру теплових потоків нормативними вимогами до теплового випромінювання провести вимірювання інтенсивності теплових випромінювань залежно від відстані до джерела; ознайомлення дією теплового випромінювання на людину; ...
697.		Радіоактивні випромінювання	78.24 KB
	Біологічна дія іонізуючих випромінювань Під впливом іонізуючого випромінювання на організм людини у тканинах можуть відбуватися складні фізичні та біологічні процеси. Еквівалентна доза є мірою біологічного на даного конкретного людини. ІРФ створюється розсіяними в біосфері штучними радіонуклідами, утвореними в процесі діяльності людини.
531.		Вплив іонізуючого випромінювання	5.75 KB
	У відсутності лікування 20 випадків можливий смертельний результат смерть настає через 2 – 6 тижнів після опромінення. Дозові межі опромінення різні для таких груп людей: персонал, тобто особи, що працюють з техногенними джерелами або перебувають за умовами роботи у сфері їх впливу; все населення включаючи осіб з персоналу поза сферою та умовами їх виробничої діяльності. Крім дозових меж опромінення, встановлені допустимі рівні потужності дози при зовнішньому опроміненні всього тіла від техногенних джерел, а також...
530.		Вплив електромагнітного випромінювання	4.96 KB
	Інфрачервоне випромінювання - це частина електромагнітного спектру з найбільшою довжиною хвилі. Інфрачервоне випромінювання впливає на обмінні процеси в міокарді на водноелектролітний баланс в організмі та стан верхніх дихальних шляхів. Світлове чи видиме випромінювання – це проміжний діапазон електромагнітних коливань. Випромінювання видимого діапазону при достатніх рівнях енергії також може становити небезпеку для шкірних покривів та органу зору.
13093.		ВЗАЄМОДІЯ ВИПРОМІНЕННЯ З РЕЧОВИНОЮ	326.77 KB
	Поглинання випромінювання середовищем. Ейнштейном при побудові теорії випромінювання. Нагадаємо читачеві що закони Кірхгофа Стефана Больцмана і Вина, а також закон Релея Джинса в області малих частот випромінювання для поведінки об'ємної спектральної щільності випромінювання «абсолютно чорного» тіла ρν [ρν] = Джсм3с вдавалося пояснити використовуючи апарат і закони термодинаміки.
8259.		ПРИНЦИП РОБОТИ ЛАЗЕРА І ВЛАСТИВОСТІ ЛАЗЕРНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ	75.97 KB
	Для них існує ймовірність 21 спонтанних переходів у нижній стан Е1 з випромінюванням фотонів, що володіють енергією hv: 2 Також існує ймовірність B21U вимушених переходів з випромінюванням фотонів у присутності випромінювання з щільністю енергії U: 3 Коефіцієнти Ейнштейна для спонтанних 21 де швидкість світла в середовищі; g1 та g2 ступінь виродження відповідних енергетичних рівнів. Очевидно що h і отже S=h...
20350.		БІОЛОГІЧНІ ЕФЕКТИ ВПЛИВУ НИЗЬКОІНТЕНСИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НА ВОДНІ РОЗБУДИ	728.75 KB
	У ході виконання роботи було отримано ІЧ – спектри та спектри флюоресценції водних розчинів ДНК, та проаналізовано зміну інтенсивності адсорбції під дією комбінованих магнітних полів слабкої частоти. Встановлено, що молекул ДНК також як і в амінокислот є резонансна іонно-циклотронна частота.
1767.		ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕМПЕРАТУРНОЇ ЗАЛЕЖНОСТІ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧА ОПТИЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ	1.05 MB
	Так само у зв'язку з складнощами при спробах нагрівання кристала було проведено вивчення можливостей приладу для нагрівання кристалів зібраного на базі ПІДрегулятора ОВЕН ТРМ101 і проведена настройка приладу написана інструкція з користування ним для можливості його використання студентами надалі. Тепловий розлад тепловий синхронізм У процесі генерації другої гармоніки в нелінійному кристалі відбувається деяке поглинання енергії основного випромінювання і другої гармоніки і як наслідок нагрівання.
11905.			17.79 KB
	Розроблено світлосильний рентгенівський спектрометр для проведення рентгенівської спектроскопії та вивчення випромінювальних характеристик плазмових джерел. Це дає можливість використовувати спектрометр для діагностики та моніторингу випромінювання плазми в установках для проекційної ВУФ нанолітографії, а також на потужних плазмових установках: Zпінч плазмового фокусу та лазерної плазми для інерційного термоядерного синтезу. Потенційними споживачами проектної продукції є: - виробники джерел для літографічних машин; ...
2145.		ЗАХИСТ І АВТОМАТИКА ЛЕП	1.05 MB
	Вибір струму спрацьовування та визначення довжини зони струмового відсічення, що захищається без витримки часу: а неповна захисту всієї довжини ділянки радіальної лінії; б повна захисту всієї довжини ділянки радіальної лінії Вибір струму спрацьовування струмового відсічення радіальної лінії. Відсікання спрацює коли струм, що проходить по лінії АБ більший або дорівнює струму спрацьовування захисту т. Ця умова виконується при короткому замиканні в межах ділянки в максимальному режимі або ділянки в мінімальному режимі лінії, що захищається.

Захист персоналу, який обслуговує установки ВЧ, УВЧ та НВЧ досягається:

зменшенням випромінювання безпосередньо від джерела випромінювання;

екранування джерела випромінювання;

екрануванням робочого місця біля джерела випромінювань або видаленням робочого місця від нього (дистанційне керування);

застосуванням у окремих випадкахзасобів індивідуального захисту Інтенсивність ЕМП радіочастот на робочих місцях не повинна перевищувати:

в діапазоні НВЧ при опроміненні протягом усього робочого дня - 10мкВт/см2.

при опроміненні не більше двох годин за робочий день - 100мкВт/см 2 при опроміненні не більше 10-15хв за робочий день -мкВт/см 2 (мВт/см 2), за умови обов'язкового користування захисними окулярами;

в діапазоні НВЧ для осіб, не пов'язаних професійно з опроміненням, та для населення інтенсивність випромінювання не повинна перевищувати 1мк Вт/см2. Вибір способу захисту чи комбінації їх визначаються типом джерела випромінювання, робочим діапазоном хвиль, характером виконуваних робіт.

Для зменшення інтенсивності випромінювання від джерела необхідно:

при обробці високочастотної частини РЛЗ, окремих НВЧ генераторів тощо. застосовувати різні типипоглиначів потужності, еквіваленти навантажень;

використовувати імітатори мети під час перевірок індикаторних, приймальних обчислювальних, керуючих тощо. систем РЛС, коли не потрібно включення генераторних та випромінюючих високочастотних пристроїв (передавачів, антен);

використовувати хвилеводні відгалужувачі, ослаблювачі, дільники потужності при відпрацюванні ліній передачі енергії та антенних пристроїв;

у всіх випадках роботи з апаратурою необхідно переконатися у відсутності витоків енергії на лініях передачі – місцях зчленування елементів хвилеводного тракту, з катодних висновків магнетронів тощо.

Екранування джерел випромінювання та робочих місць виконується по-різному залежно від генерованої потужності, взаємного розташування джерела та робочого місця, характеру технологічного процесу.

Випробування джерел випромінювання високому рівні потужності (антенні пристрої, комплекси РЛС) мають проводитися, зазвичай, на спеціальних полігонах.

Вимоги до виробничих приміщень та розміщення обладнання:

діючі генератори НВЧ, радіо та телевізійні передавачі повинні розміщуватися у спеціально призначених приміщеннях;

при роботі кількох генераторів НВЧ в одному приміщенні необхідно вжити заходів, що виключають перевищення ПДУ опромінення за рахунок підсумовування енергії випромінювання;

при роботі генераторів НВЧ, радіопередаючих та телевізійних пристроїв великою потужністю випромінювання необхідно виключити можливість опромінення людей, які постійно перебувають у суміжних з виробничими приміщеннями;

на антенних полях радіостанцій, полігонах, аеродромах та інших, не обмежених приміщенням ділянках повинні бути позначені місця, де інтенсивність опромінення може перевищувати допустиму.

Залежно від типу джерела випромінювань, його потужності, характеру технологічного процесу може бути застосований один із зазначених методів захисту або будь-яка комбінація.

Для захисту від проникнення НВЧ енергії до робочого приміщення рекомендується екранувати джерела випромінювання. Екранування не повинно порушувати процес регулювання випробування під час роботи з випромінюючим пристроєм. Тому при конструкції екрануючих пристроїв необхідно враховувати основні параметри, що характеризують випромінювання та призначення виробничого процесу, пов'язаного з джерелом екранування випромінювання.

Тип, форма, розміри та матеріал екрануючого пристрою залежить від того, чи має місце безпосереднє випромінювання, спрямоване або ненаправлене, безперервне або імпульсне, яка випромінювана потужність та робочий діапазон частот.

Будь-яка система для захисту від проникнення НВЧ енергії заснована на радіофізичних принципах відображення або поглинання електромагнітної енергії.

Відомо, що повне відображення електромагнітної хвилі забезпечується матеріалами з високою електропровідністю (метали), повне поглинання можливе у матеріалах з поганою електропровідністю (напівпровідники, діелектрики з великими втратами).

З урахуванням зазначених властивостей матеріалів, характеру та параметрів джерела випромінювання, особливостей виробничого процесу було рекомендовано та впроваджено у практику ряд типових екрануючих пристроїв, які показали хорошу ефективність.

Типи екранів:

Відображуючі екрани . Якщо виробничий процес заснований на безпосередньому випромінюванні енергії хвиль у просторі, повне або часткове екранування джерела може призвести до порушення процесу або навіть неможливості його здійснення. Хвилі, що відображаються стінками експлуатуючих пристроїв, звернені у бік випромінювача, впливатимуть на режим роботи РЛС: пробій у генераторних лампах передавачів, зміна його робочої частоти тощо.

У подібних випадках раціонально застосовувати поглинаючі покриття. Відбивають поверхні екрануючого пристрою покриваються матеріалом, що практично повністю поглинає енергію хвиль, що падають.

У тих випадках, коли є тільки витоку в лініях передачі НВЧ енергії, відображення від стінок пристрою, що екранує, не впливають на режим роботи випромінювача генераторної установки або РЛС в цілому, екранування може бути зроблена без поглинаючих покриттів.

Екрани можуть бути використані для екранування приміщення, джерела випромінювання, робочого місця. Усі екрани мають бути ретельно заземлені.

Суцільні металеві екрани забезпечують надійне екранування при будь-яких, що практично зустрічаються інтенсивності НВЧ поле з урахуванням допустимих величин (10мкВт/см 2). Екран може бути виготовлений із металу будь-якої товщини. При товщині екрана в 0,01 мм поле НВЧ послаблюється приблизно в 100000 разів. Отже, ослаблення в суцільних металевих екранах досить велике і для полегшення ваги можна користуватись навіть тонкою металевою фольгою.

Сітчасті екрани мають гірші екрануючі властивості. Однак у ряді випадків з технічних міркувань і коли потрібно ослаблення потоку потужності НВЧ в 100-1000, екрани з сіток знаходять широке застосування. Форма екрануючого пристрою може бути у вигляді:

Екранованої камери (замкнутого екрана);

Незамкнутий екран.

Як замкнутий екран може бути розглянутий металевий каркас шафи передавача. У період регулювання у разі необхідності спостереження за режимом роботи всієї генераторної установки обшивку та

дверцята шафи, виконані з листового металу, можна тимчасово замінювати обшивкою та дверцятами, виконаними з металевої сітки.

Екрановану камеру можна рекомендувати для окремих виробничих процесів у разі направленого випромінювання, коли інтенсивність джерела випромінювання занадто велика. У цьому випадку може бути необхідним екранування подвійною камерою із сітки або суцільним листовим металом.

Розміри екрануючої камери визначаються розмірами джерела випромінювання та робочого приміщення, однак мінімально можливі розміри камери обумовлюються в першу чергу значенням випромінюваної потужності.

З спрямованим випромінюванням доводиться зустрічатися, головним чином, при випробуванні комплексу РЛС, випробуваннях антенних пристроїв, відпрацюванні елементів НВЧ тракту на усунення електричних пробоїв та інших роботах.

Більшість робіт, пов'язаних з спрямованим опроміненням, відноситься до випробувань та досліджень антенних пристроїв (зняття діаграми спрямованості, вимірювання частотних характеристик антен). Незважаючи на те, що ці дослідження найчастіше виробляються на невисоких рівнях потужності від вимірювальних генераторів (до 5Вт), інтенсивність опромінення може перевищувати допустимі величини щільності потоку потужності (ППМ).

Залежно від характеру робіт можуть бути застосовані різні форми незамкнених екранів та матеріали для їх виготовлення.

Форма, розмір, матеріал замкнутого екрана по відношенню до джерела випромінювання повинні вибиратися в кожному конкретному випадку з таким розрахунком, щоб працюючі в даному приміщенні не піддавалися опроміненню з інтенсивністю вище за допустиму норму.

Серед величезної різноманітності електромагнітних хвиль, що існують у природі, дуже скромне місце займає мікрохвильове або надвисокочастотне випромінювання (НВЧ). Знайти цей частотний діапазон можна між радіохвилями та інфрачервоною частиною спектра. Протяжність його не дуже велика. Це хвилі завдовжки від 30 см до 1 мм.

Поговоримо про його походження, властивості та роль у сфері проживання людини, про те, як впливає цей «мовчазний невидимка» на людський організм.

Джерела НВЧ-випромінювання

Існують природні джерела мікрохвильового випромінювання – Сонце та інші космічні об'єкти. На тлі їхнього випромінювання і відбувалося формування та розвиток людської цивілізації.

Але в наше, насичене всілякими технічними досягненнями століття, до природного фону долучилися ще й рукотворні джерела:

радіолокаційні та радіонавігаційні установки;
системи супутникового телебачення;
стільникові телефони та мікрохвильові печі.

Як мікрохвильове випромінювання впливає на здоров'я людини

Результати дослідження впливу мікрохвильового випромінювання на людину дозволили встановити, що НВЧ промені не мають іонізуючої дії. Іонізовані молекули – це дефектні частинки речовини, що призводять до мутації хромосом. В результаті живі клітини можуть набути нових (дефектних) ознак. Цей висновок не означає, що мікрохвильове випромінювання не шкодить людині.

Вивчення впливу НВЧ-променів на людину, дозволило встановити наступну картину - при їх попаданні на поверхню, що опромінюється, відбувається часткове поглинання енергії, що надходить тканинами людини. В результаті в них збуджуються високочастотні струми, що нагрівають організм.

Як реакція механізму терморегуляції слід посилення циркуляції крові. Якщо опромінення було локальним, можливе швидке відведення тепла від розігрітих ділянок. При загальному опроміненні такої можливості немає, тому воно є більш небезпечним.

Оскільки циркуляція крові виконує роль охолоджуючого чинника, то органах, збіднених кровоносними судинами, тепловий ефект виражений найяскравіше. Насамперед - у кришталику очі, викликаючи його помутніння та руйнування. На жаль, ці зміни необоротні.

Найбільш значною поглинальною здатністю відрізняються тканини з великим вмістом рідкого компонента: крові, лімфи, слизової оболонки шлунка, кишечника, кришталика ока.

В результаті можуть спостерігатися:

зміни в крові та щитовидній залозі;
зниження ефективності адаптаційних та обмінних процесів;
зміни у психічній сфері, які можуть призвести до депресивних станів, а у людей із нестійкою психікою – спровокувати схильність до суїциду.

Мікрохвильове випромінювання має кумулятивний ефект. Якщо спочатку його вплив проходить безсимптомно, то поступово починають формуватися патологічні стани. Спочатку вони виявляються в почастішанні головного болю, швидкої стомлюваності, порушеннях сну, підвищенні артеріального тиску, серцевих болях.

При тривалому та регулярному впливі НВЧ випромінювання призводить до глибинних змін, перерахованих раніше. Тобто, можна стверджувати, що НВЧ випромінювання негативно впливає на здоров'я людини.Причому відзначена вікова чутливість до мікрохвиль - молоді організми виявилися більш схильними до впливу НВЧ ЕМП (електромагнітного поля).

Засоби захисту від НВЧ-випромінювання

Характер впливу НВЧ випромінювання на людину залежить від наступних факторів:

віддаленості від джерела випромінювання та його інтенсивності;
тривалості опромінення;
довжини хвилі;
виду випромінювання (безперервне чи імпульсне);
зовнішніх умов;
стани організму.

Для кількісної оцінки небезпеки запроваджено поняття щільності випромінювання та допустимої норми опромінення. У нашій країні цей стандарт узятий із десятикратним «запасом міцності» і дорівнює 10 мікроват на сантиметр (10 мкВт/см). Це означає, що потужність потоку НВЧ енергії на робочому місці людини не повинна перевищувати 10 мкВт на кожен сантиметр поверхні.

Як же бути? Сам собою напрошується висновок, що слід уникати впливу мікрохвильових променів. Зменшити вплив НВЧ-випромінювання у сфері побуту досить просто: слід обмежити час контакту з його побутовими джерелами.

Зовсім інший механізм захисту має бути у людей, чия професійна діяльність пов'язана з впливом НВЧ радіохвиль. Засоби захисту від НВЧ-випромінювання поділяються на загальні та індивідуальні.

Потік випромінюваної енергії зменшується пропорційно збільшенню квадрата відстані між випромінювачем і опромінюваної поверхнею. Тому найважливішим колективним захисним заходом є збільшення відстані до джерела випромінювання.

Іншими дієвими заходами захисту від НВЧ-випромінювання є:

Більшість з них базується на основних властивостях мікрохвильового випромінювання - відображенні та поглинанні речовиною опромінюваної поверхні. Тому захисні екрани поділяються на відбивні та поглинаючі.

Відбивні екрани виконуються з листового металу, металевої сітки та металізованої тканини. Арсенал захисних екранів є досить різноманітним. Це листові екрани з однорідного металу та багатошарові пакети, що включають шари ізоляційних та поглинаючих матеріалів (шунгіта, вуглецева сполука) тощо.

Кінцевою ланкою в цьому ланцюзі є засоби індивідуального захисту від НВЧ-випромінювання. Вони включають спецодяг, виконаний з металізованої тканини (халати та фартухи, рукавички, накидки з капюшонами та вмонтованими в них окулярами). Окуляри покриті найтоншим шаром металу, що відбиває випромінювання. Їх носіння обов'язково при опроміненні 1 мкВт/див.

Носіння спецодягу знижує рівень опромінення у 100–1000 разів.

Користь мікрохвильового випромінювання

Вся попередня інформація з негативною спрямованістю має на меті попередити нашого читача від, що виходить від НВЧ-випромінювання, небезпеки. Проте серед специфічних процесів мікрохвильових променів зустрічається термін стимуляція, тобто поліпшення під впливом загального стану організму чи чутливості його органів. Тобто вплив НВЧ-випромінювання на людину може бути корисним. Терапевтична властивість мікрохвильового випромінювання ґрунтується на його біологічній дії при фізіотерапії.

Випромінювання, що виходять від спеціалізованого медичного генератора, проникає в організм людини на задану глибину, викликаючи прогрівання тканин та цілу систему корисних реакцій. Сеанси НВЧ-процедур надають болезаспокійливу та протисвербіжну дію.

Їх з успіхом використовують для лікування фронтиту та гаймориту, невралгії трійчастого нерва.

Для впливу на ендокринні органи, органи дихання, нирки та лікування гінекологічних захворювань використовують мікрохвильове випромінювання з більшою проникаючою здатністю.

Дослідження впливу НВЧ-випромінювання на організм людини розпочалися кілька десятиліть тому. Накопичених знань достатньо, щоб бути впевненими у нешкідливості природного фону цих випромінювань для людини.

Різноманітні генератори цих частот створюють додаткову дозу впливу. Проте, їхня частка дуже мала, а використовуваний захист досить надійний. Тому фобії про їхню величезну шкоду не більше ніж міф, якщо дотримуються всі умови експлуатації та захисту від промислових та побутових джерел мікрохвильових випромінювачів.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РФ

РОСІЙСЬКЕ НАУКОВО-ВИРОБНИЧЕ ОБ'ЄДНАННЯ "РОСУЧПРИЛАД"

ВІДКРИТО АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО «ІНТОС»

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

з виконання лабораторної роботи

по курсу

"Безпека життєдіяльності".

ЗАХИСТ ВІД СВЕРХВИСКОЧАСТОТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

к.т.н., доц. Поленов О.М.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

«ЗАХИСТ ВІД СВЕРХВИСКОЧАСТОТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ».

Ціль лабораторної роботи -ознайомити студентів з характеристиками електромагнітного випромінювання, нормативними вимогами до електромагнітного випромінювання, провести вимірювання, електромагнітного випромінювання НВЧ діапазону залежно від відстані до джерела та оцінити ефективність захисту від НВЧ випромінювання за допомогою екранів.

1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Електромагнітні поля (ЕМП) генеруються струмами, що змінюються у часі. Спектр електромагнітних (ЕМ) коливань знаходиться в широких межах по довжині хвилі: від 1000 км до 0,001 мкм і менше, а по частоті f-від 3102 до 31020 Гц, включаючи радіохвилі, оптичні та іонізуючі випромінювання. Нині найбільш широке застосування різних галузях знаходить ЕМ енергія ненонизирующей частини спектра. Це стосується насамперед ЕМ полів радіочастот. . Вони поділяються за довжиною хвилі наряд діапазонів (табл. 1).

Таблиця 1

				За міжнародним регламентом
Назва діапазону	Довжина хвилі	Діапазон частот	Частота	За міжнародним регламентом
				Назва діапазону частот
Довгі хвилі (ДВ)		Високі частоти (ВЧ).	від 3 до 300 кГц	Низькі (НЧ)
Середні хвилі (СВ)			від 0,3 до 3 МГц	(.Середін (СЧ)
Короткі хвилі (KB)			від 3 до 30 MГц	Високі (ВЧ)
Ультракороткі хвилі ракороткне юлім		Високі частоти (УВЧ)	від 30 ло 300МГ ц	Дуже високі

Мікрохвилі
дециметрові (дм);	1 м - 10 см	Надвисокі частоти	від 0,3 J до 3 ГГц -	Ультрависокі (УВЧ)
сантиметрові (см);			від 3 ло.30 ГГц	Надвисокі (НВЧ1
міліметрові: (мм);	1см – 1 мм "		від 30 до 300 ГГц	Крайневисокі (КВЧ)

У промисловості джерелами ЕМП - є електричні установки, що працюють на змінному струмі частотою. 10 до 10 6 Гц, прилади автоматики, електричні установки з промисловою частотою 50 - 60 Гц, установки високочастотного нагріву (сушіння деревини, склеювання та нагрівання пластмас та ін.): Відповідно до ГОСТ 12.1.006-84 значення гранично допустимої напруженості ЕМП радіочастот у діапазоні 0,06 - 300 МГц на робочих місцях наведено у табл.2.

Таблиця 2 ,

Складова ЕМП, за якою оцінюється його вплив, н.діапазон частот МГц	Гранично допустима напруженість ЕМП протягом робочого дня
Електрична складова:



Магнітна складова:

Гранично.допустимі рівні.(ПДУ) за електричною складовою,.відповідно- не повинні перевищувати; 20 В/м,."д по: магнітної складової.-.5 А/м. ЕМП характеризується сукупністю змінних електричних і магнітних складових. Різні діапазони радіохвиль об'єднує загальна фізична природа, але вони істотно різняться за укладеною в них енергії, характером поширення, поглинання, відображення, а внаслідок цього - по дії на середовище, в тому числі і на людину.Чим коротша довжина хвилі і більша частота коливань, тим більше енергії несе в собі квант ЕМ.випромінювання.Связь між енергією Y і. частотою f коливань визначається як:

Y = h f , або, оскільки довжина хвилі λ і частота зв'язані співвідношенням f = з/λ

Y= h з/λ

де: з- швидкість розповсюдження електромагнітних хвиль у повітрі (з= 3 10 8 м/с),

h -постійна Планка, рівна 6,6 10 34 Вт/см2.

ЕМП навколо будь-якого джерела випромінювання поділяють на 3 зони: ближню – зону індукції, проміжну – зону інтерференції та дальню – хвильову зону. Якщо геометричні розміри джерела випромінювання менші за довжину хвилі випромінювання λ (тобто джерело можна розглядати як точковий), межі зон визначаються такими відстанями R:

ближня зона (індукції) R < λ/2π . ..

проміжна зона (інтерференції) λ/2 π < R< 2π λ

дальня зона (хвильова) R > 2π λ ."

Працюючі з джерелами випромінювання НЧ, СЧ та, певною мірою, ВЧ та ОВЧ діапазонів перебувають у зоні індукції. При експлуатації генераторів НВЧ та КВЧ діапазонів працюючі часто перебувають у хвильовій зоні.

У хвильовій зоні інтенсивність поля оцінюється величиною густини потоку енергії (ППЕ), тобто. кількістю енергії, що падає на одиницю площі поверхні. У цьому випадку ППЕ виражається в Вт/м 2 або похідних одиницях: мВт/см 2 , мкВт/см 2 . ЕМП у міру віддалення джерела випромінювання швидко згасає. ЕМ хвилі діапазону УВЧ, НВЧ та КВЧ (мікрохвилі), використовуються в радіолокації, радіоастрономії, радіоспектроскопії, геодезії, "дефектоскопії," фізіотерапії. Іноді ЕМП УВЧ діапазону застосовуються для вулканізації гуми, термічної обробки харчових продуктів, стерилізації, пастеризації вторинного розігріву харчових продуктів. НВЧ апарати використовуються для мікрохвильової терапії.

Найбільш небезпечними для людини є ЕМП високої та надвисокої частот. Критерієм оцінки ступеня впливу ЕМП може бути кількість електромагнітної енергії, що поглинається ним при прибиванні в електричному полі. Величина енергії, що погладжується людиною, залежить від квадрата сили струму, що протікає через його тіло, часу перебування в електричному полі і провідності тканин людини.

За законами фізики - зміни в речовині може. викликати тільки та частина енергії випромінювання, яка поглинається цією речовиною, а відбита, або енергія дії, що проходить через нього, не надає. Електромагнітні хвилі лише частково поглинаються тканинами біологічного об'єкта, тому біологічний ефект залежить. фізичних параметрів ЕМП радіочастотного діапазону: довжини хвилі (частоти коливань), інтенсивності та режиму випромінювання (безперервний, переривчастий, імпульсно-модульований), тривалості та характеру опромінення організму, а також, від площі. поглинання енергії тканинами залежить від їхньої здатності до її відображення на межі розділу, яка визначається вмістом води в тканинах та іншими їх особливостями. Коливання дипольних молекул води та іонів, що містяться в тканинах, призводять до перетворення електромагнітної енергії зовнішнього поля в теплову, що супроводжується підвищенням температури тіла або локальним виборчим нагріванням тканин, органів, клітин, особливо з поганою терморегуляцією (кришталик ока, склоподібне тіло, сім'яники і .ін.). Тепловий ефект. залежить від інтенсивності опромінення. Порогові інтенсивності теплового, дії ЕМП на організм тварини становлять:

для діапазону середніх частот - 8000 В/м 2 ,

високих - 2250-В/м 2 ,.

дуже високих - 150 В/м 2 ,

дециметрових-- 40 мВт/см 2 ,

сантиметрових- 10 мВт/"см 2 ,

міліметрових - 7 мВт/см 2

ЕМП з меншою інтенсивністю немає термічним, дією на організм, але викликає слабовиражені ефекти аналогічної спрямованості, що за рядом теорій вважається специфічним нетепловим дією, тобто. переходом ЕМ енергії в об'єкті в якусь форму нетеплової енергії. Порушення гормональної рівноваги за наявності НВЧ-фону на виробництві слід розглядати як протипоказання для професійної діяльності, пов'язаної з нервовою напруженістю праці та частими стресовими ситуаціями.

Постійні зміни в крові спостерігаються при ППЕ вище 1 мВт/см 2 . Це фазові зміни лейкоцитів, еритроцитів та гемоглобіну. Поразка очей як помутніння кришталика (катаракти) - наслідки впливу ЭМП за умов виробництва. При вплив міліметрових хвиль зміни настають негайно, але швидко минають. У той же час, при частотах близько 55 ГГцвиникають стійкі зміни, що є результатом ушкодження епітелію рогівки.

Клінічні дослідження людей, які зазнали виробничого впливу НВЧ-опромінення за його інтенсивності нижче 10 мВт/см 2 , показали відсутність будь-яких проявів катаракти.

Відповідно до санітарних норм і правил при роботі з джерелами ЕМП НВЧ частот гранично допустимі інтенсивності ЕМП на робочих місцях наведені в табл. 3,

Таблиця 3 . ".

Захисні заходи від дії ЕМП зводяться, в основному, до застосування захисного екранування, дистанційного керування пристроями, що випромінюють ЕМ хвилі, застосування засобів індивідуального захисту. Захисні екрани поділяються на:

відбивають випромінювання;

поглинаючі випромінювання.

До першого типу відносяться суцільні металеві екрани, екрани із металевої сітки, із металізованої тканини. До другого типу відносяться екрани з радіопоглинаючих матеріалів. До засобів індивідуального захисту (ЗІЗ) відносяться: спецодяг, виконаний з металізованої тканини: захисні халати, фартухи, накидки з капюшоном, рукавички, щитки, а також захисні окуляри, (при інтенсивності вище 1 мВт/см 2 ), скла яких покриті шаром напівпровідникового окису олова, або сітчасті окуляри у вигляді напівмасок із мідної чи латунної сітки.

2.1. ОПИС СТЕНДУ

Зовнішній вигляд стенду представлено на рис. 1. Стенд являє собою стіл, виконаний у вигляді зварного каркаса зі стільницею 1, під якою розміщуються змінні екрани 2, що використовуються для вивчення властивостей екрануючих різних матеріалів. На стільниці 1 розміщені НВЧ піч 3 (джерело випромінювання) та координатний пристрій 4. Координатний пристрій 4 реєструє переміщення датчика 5 НВЧ поля по осях «X», «Y». Координата «Z» визначається за шкалою, нанесеною на вимірювальну стійку 6, якою датчик 5 може вільно переміщатися. Це дає можливість досліджувати розподіл НВЧ випромінювання у просторі з боку передньої панелі НВЧ печі (елементи найбільш інтенсивного випромінювання).

Датчик 5 виконаний у вигляді полувблнового вібратора, розрахованого на частот 2,45 ГГц і що складається з діелектричного корпусу, вібраторів та НВЧ діода. Координатний пристрій 4 виконано у вигляді планшета, який нанесена координатна сітка. Планшет приклеєний безпосередньо до стільниці 1. Стійка 6. виготовлена з діелектричного матеріалу (органічного скла), щоб унеможливити спотворення розподілу НВЧ поля.

Як навантаження в НВЧ печі вогнетривкий шамотнийцегла, що встановлюється на нерухому підставку, якою використовується неглибока фаянсова тарілка, що забезпечує стабільність вимірюваного сигналу.

На стільниці 1 є гнізда для встановлення змінних захисних екранів 2, виконаних з наступних матеріалів:

сітка з оцинкованої сталі з осередками 50 мм;

сітка з оцинкованої сталі з осередками 10 мм;

лист алюмінієвий;

полістирол;

2.2. ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТЕНДУ

2.2.1 Діапазон щільності потоку електромагнітного випромінювання в зоні НВЧ печі, що вивчається, мкВт/см 2 - 0....120

2.2.2.Соотношение показань мультиметра М 3900 і вимірника

щільності потоку ПЗ-19: - 1 мкА = 0,35 мВт/см2

2.2.3 Значення переміщень датчика щодо

НВЧ печі, мм, не менше:

по осі "X" 500 .

по осі "Y" ±250.

по осі "Z" 300

2.2.4. Потужність НВЧ печі, Вт не більше 800

2.2.5. Кількість змінних захисних екранів 5:

2.2.6. Розміри екранів, мм: (330±-5) х (500±5)

2.2.7. Потужність, В A, не більше: 1200

2.2.8. Ціна поділу шкал, по осях X, Y, Z, мм 10±1

2.2.9. Габаритні розміри стенду, мм, не більше:

довжина 1200

ширина 650

висота 1200 .

2.2.10 Маса стенду, кг, не більше 40

2.2.11. Електроживлення стенду повинно здійснюватися від мережі змінного струму,

напругою, 220 + 22

частотою, Гц 50±0,4

2.2.12. Режим роботи НВЧ печі:

Тривалість роботи, хв, не більше 5

тривалість перерви між робочими циклами; с, не менше 30

рівень потужності, 100%

2.3. ВИМОГИ БЕЗПЕКИ ПРИ ВИКОНАННІ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

2.3.3. Забороняється самостійно регулювати або ремонтувати двері, панель управління, вимикачі системи блокування або інші частини печі. Ремонт повинен проводитися тільки спеціалістами.

2.3.4. СВЧ піч має бути заземлена. .

2.3.5. Не допускається включення та робота печі без навантаження. Рекомендується в перервах між робочими циклами залишати в печі цеглу: При випадковому включенні печі цегла буде виконувати роль навантаження.

3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

3.2. Підключити НВЧ піч до мережі змінного струму.

3.3. У піч на підставку (перевернута тарілка) покласти цеглу.

3.4. Встановити режим роботи печі згідно з П.2.2.-12: відповідно до паспорта на "конкретну НВЧ піч.

Для. НВЧ печі «Плутон» її включення до робітника, режим здійснюється в наступній послідовності; відкрити дверцята натисканням прямокутної клавіші; у нижній частині лицьової панелі; встановити ручку «потужність» у крайнє праве становище; встановити ручку "час" у положення 5 мні; щільно закрити дверцята.

3.5. Розмістити датчик на позначці 0 осі X координатної системи. Переміщуючи датчик по осі У координатної системи та ocі Z (по стоїку), визначити зони найбільш інтенсивного випромінювання та за допомогою мультиметра зафіксувати їх чисельні значення.

Переміщаючи стійку з датчиком по координаті X (видаляючи його від печі до граничної позначки 50 см), зняти показання мультиметра дискретно з кроком 20 мм. Дані вимірів занести до табл.4. Побудувати. графік розподілу, інтенсивності випромінювання у просторі перед піччю.

3.6. Розмістити датчик на позначці 0 по осі Х. Зафіксуйте показання мультиметра.

3.7. По черзі встановлювати захисні екрани та фіксувати показання мультиметра.

3.8. Визначити ефективність екранування для кожного екрана за такою формулою:

δ = ((I – I з)/I) 100% (1)

де I – показання мультиметра без екрана;

I з – показ мультаметра з екраном.

3.9. Побудувати діаграму ефективності екранування від типу матеріалу захисних екранів.

3.10. Скласти чому роботу.

4. ЗВІТ ПРО ЛАБОРАТОРНУ РОБОТУ

Загальні відомості

Схема стенду

Дані вимірювань (табл. 4 та 5) .

Таблиця 4

Номер виміру "	Значення Х.	Значення У, см	Значення Z. см	Інтенсивність випромінювання (покази мультиметра)

Таблиця 5

Номери захисних екранів	Ефективність екранування, δ

Дата j * Підпис студента

" БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК

I.Орхрана.праці Г.Ф. Денисенко. «М: Вища: Іжола, 1985: - 31: 9с.

2. Охорона праці хімічної промисловості Г.В. Макарів. - М: Хімія; 1989. – 496 с.

3. Довідник з техніки безпеки П.А. Долін. - М: Енергоатоміздат, 1984.

4.Техніка безпеки в електроенергетичних установках. Довідковий посібник. П. А, Дояїн: - М: 1987.

5. ГОСТ 42.1.006-84. Електромагнітні поля радіочастот. Загальні вимоги.

6. Вплив електромагнітного випромінювання на життєдіяльність людини та способи захисту від неї. Навчальний засіб. С.Г. Захаров, Т,Т. Каверзнєва. СНД, 1992,-74 с.

7. Охорона праці в радіо та електронній промисловості. За редакцією С.Ш.Павлова. – М:, Енергія, 1986.

8. Вплив магнітних полів радіочастот на людину. Ю:Д. Думайський та ін.- Київ 1975,-159с.

У наш час мікрохвильові печі набули настільки широкого поширення, що неможливо, часом, уявити наше життя без цього девайсу.

Про шкоду та користь мікрохвильових печей на просторах інтернету можна знайти величезну кількість інформації. Не «вбиватимемо» цінний час на цю тему. Проведемо реальний експеримент із дорогою мікрохвильовою піччю відомого виробника щодо електромагнітного випромінювання. Заодно продемонструємо роботу екрануючої тканини VIOLE (виготовляється у Швейцарії).

Рівень електромагнітного поля, що випромінюється НВЧ піччю, визначатимемо в 2-х діапазонах: 50 Гц (промислова частота) та 2,4 ГГц (частота роботи магнетрона).

В якості вимірювальних приладівбудемо використовувати повірений П3-33М та детектор ЕМІ SOEKS (налаштована сигналізація на перевищення рівнів ЕМП за СанПін).

Мікрохвильова піч встановлена на максимальну потужність (900 Вт). Після включення нами були проведені виміри рівнів електромагнітних полів навколо НВЧ печі. Результати вимірювань наведено нижче.

НВЧ діапазон:Максимальна щільність потоку електромагнітної енергії 286 мкВт/см2 при безпосередній близькості до скла мікрохвильової печі (10 см від скла). При знаходженні антени на відстані 60 см від скла НВЧ печі максимальна щільність потоку електроенергії становить 36-50 мкВт/см2.

Діапазон 50 Гц:перевищення електричного поля від допустимого спостерігалося з відривом 50-70 див від мікрохвильової печі із боку скла. Перевищення магнітного поля спостерігалося із боку магнетрона.

Вижимання із СанПін 2.2.4/2.1.8.055-96 «Електромагнітні випромінювання радіочастотного діапазону (ЕМІ РЧ)»

Гранично допустимі значення енергетичної експозиції

Діапазони частот	Гранично допустима енергетична експозиція
Діапазони частот	По електричній складовій (В/м) 2 × год.	За магнітною складовою, (А/м) 2 × год	За щільністю потоку енергії (мкВт/см2) × год
30 кГц – 3 МГц	20000,0	200,0	-
3 – 30 МГц	7000,0	Не розроблені	-
30 – 50 МГц	800,0	0,72	-
50 – 300 МГц	800,0	Не розроблені	-
300 МГц – 300 ГГЦ	-	-	200,0

Примітка: у цих санітарних нормах та правилах у всіх випадках при вказівці діапазонів частот кожен діапазон виключає нижню та включає верхню межу частоти.

Гранично допустимі рівні густини потоку енергії в діапазоні частот 300 МГц - 300 ГГц залежно від тривалості впливу

Тривалість дії Т, год	ППЕ пду, мкВт/см2
8,0 і більше	25
7,5	27
7,0	29
6,5	31
6,0	33
5,5	36
5,0	40
4,5	44
4,0	50
3,5	57
3,0	67
2,5	80
2,0	100
1,5	133
1,0	200
0,5	400
0,25	800
0,20 і менше	1000

Примітка: при тривалості впливу менше 0,2 годин подальше підвищення інтенсивності впливу не допускається.

Гранично допустимі рівні ЕМІ РЧ для населення, осіб, які не досягли 18 років, та жінок у стані вагітності

№№ пп	Призначення приміщень чи території	Діапазон частот
		30 кГц – 300 кГц	0,3 – 3 МГц	3 – 30 МГц	30 – 300 МГц	300 МГЦ – 300 ГГц
		Гранично допустимі рівні ЕМІ РЧ
		В/м	В/м	В/м	В/м	мкВт/см 2
	Територія житлової забудови та місць масового відпочинку; приміщення житлових, громадських та виробничих будівель (зовнішнє ЕМІ РЧ, включаючи вторинне випромінювання); робочі місця осіб, які не досягли 18 років, та жінок у стані вагітності	25,0	15,0	10,0	3,0 +	10,0100,0 ++
+ - крім телевізійних станцій та радіолокаційних станцій, що працюють у режимі кругового огляду або сканування; ++ – для випадків опромінення від антен, що працюють у режимі кругового огляду або сканування при виконанні умов, зазначених у п. 3.5.

Звідси можна зробити висновок, що при працюючій мікрохвильовій печі, для забезпечення безпеки здоров'я людини, необхідно перебувати від неї на відстані більше 1-1,5 метрів.

В рамках даного експерименту, ми застосували екрануючу тканину, яка не вимагає заземлення (найменування тканини – VIOLE). Після чергових вимірів у різних діапазонах частот (НВЧ та 50 Гц), ця тканина нас просто здивувала. Електричні поля були погашені більш ніж у сотні разів!