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電磁輻射(EMF)測量技術(shù)及方法綜述二
4、電磁輻射頻率范圍
⑴ 全范圍
廣義上包括X射線、γ射線、宇宙射線等電離電磁輻射,狹義上包括0~3×1012Hz,從靜電場、靜磁場到亞毫米波,該頻率范圍的電磁輻射不能造成原子與分子的電離,不管其強度有多大。
⑵ 目前我國管理范圍
目前認為影響較大、受關(guān)注、研究較多并已經(jīng)制定相應(yīng)標準限值的頻段有:工頻50Hz,射頻100kHz-300GHz。
⑶ 各波段名稱、頻率范圍及波長 波段名稱 頻段名稱 頻率范圍 波長
工頻 50/60 Hz
超長波 甚低頻(VLF) 3~30KHz 100~10Km
長波 低頻(LF) 30~300KHz 10~1Km
中波 中頻(MF) 0.3~3MHz 1~0.1Km
短波 高頻(HF) 3~30MHz 100~10m
超短波(米波) 甚高頻(VHF) 30~300MHz 10~1m
分米波 微波 超高頻(UHF) 0.3~3GHz 1~0.1m
厘米波 特高頻(SHF) 3~30GHz 10~1cm
毫米波 *頻(EHF) 30~300GHz 10~1mm
波段名稱 頻段名稱 頻率范圍 波長
工頻 50/60 Hz
超長波 甚低頻(VLF) 3~30KHz 100~10Km
長波 低頻(LF) 30~300KHz 10~1Km
中波 中頻(MF) 0.3~3MHz 1~0.1Km
短波 高頻(HF) 3~30MHz 100~10m
超短波(米波) 甚高頻(VHF) 30~300MHz 10~1m
分米波 微波 超高頻(UHF) 0.3~3GHz 1~0.1m
厘米波 特高頻(SHF) 3~30GHz 10~1cm
毫米波 *頻(EHF) 30~300GHz 10~1mm
⑷ 常見電磁輻射源的頻率范圍
電磁輻射污染源監(jiān)測要求所用儀器的測量頻率范圍與污染源的工作頻率相適應(yīng),因此有必要了解常見電磁輻射源的頻率。
GSM移動通信基站:900/1800MHz
中波廣播:535-1605KHz
短波廣播:4-19 MHz內(nèi)的部分頻段
調(diào)頻(聲音)廣播:88-108MHz
電視:50-92,168-223,471-566,607-958 MHz五個頻段
家用微波爐:2450 MHz,工業(yè)微波爐:915,2450 MHz
高壓電力設(shè)備:工頻50Hz,電磁噪聲干擾中短波(測量范圍0.5-30 MHz)
高頻感應(yīng)加熱設(shè)備(如熔煉爐、淬火爐等):工作頻率幾百kHz
高頻介質(zhì)加熱設(shè)備:工作頻率幾MHz至幾十MHz。如塑料熱合機27.12,40.68MHz。
?。?0.68 MHz
電信聯(lián)盟(ITU)分配給工科醫(yī)(ISM)設(shè)備的自由輻射頻率為13.56MHz,27.12 MHz,40.68 MHz,2.45GHz等。在這些頻率范圍內(nèi)的電磁輻射強度不受限制。
5、電磁能的發(fā)射與傳播途徑
?、?nbsp;電磁發(fā)射是指"從源向外發(fā)出電磁能的現(xiàn)象"。電磁發(fā)射分為輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射。
?、?nbsp;輻射發(fā)射是"通過空間傳播的、有用的或不希望有的電磁能量"。 而輻射發(fā)射經(jīng)常稱之為電磁輻射,其定義為:"a.能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象。b.能量以電磁波形式在空間傳播。
注:電磁輻射一詞的含義有時也可引申,將電磁感應(yīng)(即感應(yīng)場)也包括在內(nèi)。"我們在日常工作中使用的是其引申含義。
⑶ 傳導(dǎo)發(fā)射是指"沿電源線或信號線傳輸?shù)碾姶虐l(fā)射。"
?、?nbsp;電磁環(huán)境的定義是"存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和。"電磁環(huán)境包括輻射發(fā)射與傳導(dǎo)發(fā)射。但從環(huán)境工程來看,電磁環(huán)境的主要影響因素是電磁輻射。實際上電磁輻射騷擾源常常也伴隨著傳導(dǎo)發(fā)射。
實際傳播途徑是輻射與傳導(dǎo)的組合(注意前面是發(fā)射途徑),比如電磁波到達建筑物時,既(穿過墻壁或)通過門窗進入室內(nèi),也通過電線、鋼筋傳導(dǎo)進入室內(nèi),如在永安761臺監(jiān)測中,發(fā)現(xiàn)室內(nèi)電線附近的電場強度明顯高于室內(nèi)的平均電場強度。測某基站時發(fā)現(xiàn)橫梁下電場強度高于該點旁邊1米位置的電場強度。六、電磁輻射污染源監(jiān)測方法
環(huán)境條件
應(yīng)符合行業(yè)標準和儀器標準中規(guī)定的使用條件。測量記錄表應(yīng)注明環(huán)境溫度、相對濕度。
測量儀器
可使用各向同性響應(yīng)或有方向性電場探頭或磁場探頭的寬帶輻射測量儀。采用有方向性探頭時,應(yīng)在測量點調(diào)整探頭方向以測出測量點大輻射電平。
測量儀器工作頻帶應(yīng)滿足待測場要求,儀器應(yīng)經(jīng)計量標準定期鑒定。
測量時間
在輻射體正常工作時間內(nèi)進行測量,每個測點連續(xù)測5次,每次測量時間不應(yīng)小于15秒,并讀取穩(wěn)定狀態(tài)的大值。若測量讀數(shù)起伏較大時,應(yīng)適當(dāng)延長測量時間。
測量位置
測量位置取作業(yè)人員操作位置,距地面0.5、1、1.7m三個部位。
輻射體各輔助設(shè)施(計算機房、供電室等)作業(yè)人員經(jīng)常操作的位置,測量部位距地面0.5、1、1.7m。
輻射體附近的固定哨位、值班位置等。
數(shù)據(jù)處理
求出每個測量部位平均場強值(若有幾次讀數(shù))。是RMS平均值。
評價
根據(jù)各操作位置的E值(H、Pd)按國家標準《電磁輻射防護規(guī)定》(GB 8702-88)或其它部委制定的"安全限值"作出分析評價。
6、一般環(huán)境電磁輻射測量方法
測量條件
1 氣候條件
氣候條件應(yīng)符合行業(yè)標準和儀器標準中規(guī)定的使用條件。測量記錄表應(yīng)注明環(huán)境溫度、相對濕度。
2 測量高度
取離地面1.7m~2m高度。也可根據(jù)不同目的,選擇測量高度。
3 測量頻率
取電場強度測量值>50dBμV/m的頻率作為測量頻率。
4 測量時間
基本測量時間為5:00~9:00,11:00~14:00,18:00~23:00城市環(huán)境電磁輻射的高峰期。
若24小時晝夜測量,晝夜測量點不應(yīng)少于10點。
測量間隔時間為1h,每次測量觀察時間不應(yīng)小于15s,若指針擺動過大,應(yīng)適當(dāng)延長觀察時間。
布點方法
1 典型輻射體環(huán)境測量布點
對典型輻射體,比如某個電視發(fā)射塔周圍環(huán)境實施監(jiān)測時,則以輻射體為中心,按間隔45°的八個方位為測量線,每條測量線上選取距場源分別30、50、100m等不同距離定點測量,測量范圍根據(jù)實際情況確定。
2 一般環(huán)境測量布點
對整個城市電磁輻射測量時,根據(jù)城市測繪地圖,將全區(qū)劃分為1×1km2或2×2km2小方格,取方格中心為測量位置。
3 按上述方法在地圖上布點后,應(yīng)對實際測點進行考察??紤]地形地物影響,實際測點應(yīng)避開高層建筑物、樹木、高壓線以及金屬結(jié)構(gòu)等,盡量選擇空曠地方測試。允許對規(guī)定測點調(diào)整,測點調(diào)整大為方格邊長的1/4,對特殊地區(qū)方格允許不進行測量。需要對高層建筑測量時,應(yīng)在各層陽臺或室內(nèi)選點測量。
測量儀器
1 非選頻式輻射測量儀
具有各向同性響應(yīng)或有方向性探頭的寬帶輻射測量儀屬于非選頻式輻射測量儀。用有方向性探頭時,應(yīng)調(diào)整探頭方向以測出大輻射電平。
2 選頻式輻射測量儀
各種專門用于EMI測量的場強儀,干擾測試接收機,以及用頻譜儀、接收機、天線自行組成測量系統(tǒng)經(jīng)標準場校準后可用于此目的。測量誤差應(yīng)小于±3dB,頻率誤差應(yīng)小于被測頻率的10-3數(shù)量級。該測量系統(tǒng)經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換與微機聯(lián)接后,通過編制測量軟件可組成自動測試系統(tǒng),達到數(shù)據(jù)自動采集和統(tǒng)計。
自動測試系統(tǒng)中,測量儀可設(shè)置于平均值(適用于較平穩(wěn)的輻射測量)或準峰值(適用于脈沖輻射測量)檢波方式。每次測試時間為8~10min,數(shù)據(jù)采集取樣率為2次/s,進行連續(xù)取樣。
數(shù)據(jù)處理
1 如果測量儀器讀出的場強瞬時值的單位為分貝(dBμV/m),則按下列公式換算成以V/m為單位的場去強:
如果測量儀器的是非選頻式的,不用此公式。
2 對于自動測量系統(tǒng)的實測數(shù)據(jù),可編制數(shù)據(jù)處理軟件,分別統(tǒng)計每次測量中測值的大值Emax、小值Emin、中值、95%和80%時間概率的不超過場強值E(95%)、E(80%),上述統(tǒng)計值均以(dBμV/m)表示。還應(yīng)給出標準差值σ(以dB表示)。
如系多次重復(fù)測量,則將每次測量值統(tǒng)計后,再按4.4.1進行數(shù)據(jù)處理。
繪制污染圖
1 繪制:頻率-場強、時間-場強、時間-頻率、測量位-總場強值等各組對應(yīng)曲線。
2 典型輻射體環(huán)境污染圖
以典型輻射體為圓心,標注等場強值線圖(參見附錄B1),或以典型輻射體為圓心,標注根據(jù)(4.5)式或(4.6)式得出的計算值的等值線圖。
3 居民區(qū)環(huán)境污染圖
在有比例的測繪地圖上標注等場強值線圖,或標注根據(jù)(4.5)式或(4.6)式得出的計算值的等值線圖。根據(jù)需要亦可在各地區(qū)地圖上做好方格,用顏色或各種形狀圖線表示不同的場強值。
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