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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇电磁辐射的检测,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
中图分类号:TP368.2 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2013)11-09-03
0 引言
电磁辐射,是一种复合的电磁波,以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量,这些能量是由电荷运动所产生的,日益危害着人们的健康。由电荷运动产生的电力广泛应用于人类的生产和生活中,人类不可避免地被各种能量的电磁辐射包围着。国外大量研究表明,电磁辐射对人体的伤害通常是负面的。电磁辐射污染已成为继大气污染、水污染和噪音污染之后的人类第四大环境污染[5],联合国人类环境大会已将其列入必须控制的主要污染物之一[6]。
随着人们健康意识和环保意识的不断增强,研究开发一款检测电磁辐射的系统来显示电磁辐射量十分必要,这样人们可以根据国家制定的电磁辐射相关标准值来判断是否必要采取一定的防护措施。本文介绍一种基于单片机的电磁辐射检测系统,采用单片机对电磁辐射相关参数进行处理,具有速度快,准确度高,性价比高等特点,实验结果表明该系统有一定的实用价值。
1 总体设计及工作原理
基于单片机的电磁辐射检测系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要由感应天线部分、检波滤波和放大部分、数模转换部分、AT89S52单片机控制部分、显示和报警部分等组成。系统硬件基本组成如图1所示。
2 硬件电路的设计
⑴ 电源部分
电源部分采用9v电源输入,利用两个稳压管产生±5V电压,对单片机及整个电路进行供电。其原理图如图2所示。
⑵ 感应天线部分
利用电磁场能在高频二极管中产生电流的效应,系统将9个1N60二极管串联用作系统感应天线来检测电磁辐射,其焊接电路如图3所示。
经反复试验,通过该天线,仪器可以方便快捷地检测出100khz到3Ghz宽频的电磁辐射相关参数值。
⑶ 滤波放大部分
为得到稳定的测量量,电路中采用了低通滤波电路和运放电路,放大模块的第一级采用共模抑制比高、线性度好、低功耗运算放大器AD620,第二级采用高精度、低失调电压型的运放OP07。这两级的放大能满足低噪放大器的噪声系数要求及频带较宽的要求。系统滤波放大部分电路图如图4所示。
⑷ 模数转化部分
① 转换器件简介
TLC549是TI公司生产的一种低价位、高性能的8位A/D转换器,它以8位开关电容逐次逼近的方法实现A/D转换,其转换速度小于17us,最大转换速率为40000HZ,4MHZ典型内部系统时钟,电源为3V至6V,可广泛用于构成各种廉价的测控应用系统。其引脚图如图5所示。
② 将A/D转换芯片采集到得电压模拟信号转换为电压数据值,其模数转换部分的电路图如图6所示。
TLC549为8引脚器件,将读入的电压数据除以256,乘以Vcc(=5v)即得到天线采集到的电压信号数据值。通过公式Er=data*Vcc/256(其中data为读入的数据,Vcc为芯片电压数据值,Er为测量所得电平)可得到天线采集到的电压信号的电平值。将其分别代入公式1和公式2,即可分别求得相应电磁辐射的场强和功率密度。相应公式如下:
⑸ 显示报警部分
显示部分采用LCD1602液晶,它是一种专用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块。它能显示2行每行16个字符共计最多32个字符。
该显示模块具有功耗少、体积小、内容显示丰富、薄且轻巧等特点,常用于袖珍式仪表及低功耗的应用系统中。显示模块如图7所示。
系统报警部分采用蜂鸣器设计,若感应点采集到的电磁辐射相关值超过国标规定,则通过蜂鸣报警器发出报警声响。
3 软件设计
系统软件采用模块化设计方法实现,以提高设计运行效率。系统程序主要涉及数据的检测、采集、处理、显示和报警等四部分,具体包括主程序、数据检测子程序、数据采集子程序、模数转换子程序、数据处理子程序、显示子程序、按键子程序、报警子程序等。系统主程序实现功能为单片机相关组成部件的初始化,负责调度系统各子程序,负责提供A/D转换的输入时钟信号,实时获取并处理相关设备信息,实现对系统软硬件资源的协调统一管理。系统软件程序流程图如图8所示。
4 数据结果分析
通过对某笔记本电脑的触摸板进行测量,得到功率密度值如表1所示。
由表1我们可知,距该笔记本电脑20cm外电磁辐射功率密度值远低于国标40μw/cm2的电磁辐射功率密度值。因而,我们只要在使用笔记本电脑时,保持合理的间距就可以很好地保护自身,就可尽可能少地遭受电磁波辐射。经多次实验我们发现,大部分电器工作时产生的电磁辐射功率密度值随着人们与其距离的增加而急剧减小。因而,日常生活中,我们大可不必对使用电子电器产生恐慌的心理,只要保持合理的使用距离和遵循正常的使用习惯,电磁辐射对我们的负面影响便可尽可能地减少。
5 结束语
本文所介绍的系统能较好地对仪器感应天线处电磁辐射的电场强度和功率密度参数做出快速检测,当功率密度值超过国家标准时,系统能发出报警声音。该系统采用单片机进行数据处理和控制,可以方便、快捷地检测出电磁辐射相关参数值,具有功耗少、体积小、成本低、测量便捷、易携带等特点,有一定的参考和实用价值。系统可用于家用电器等电子产品的电磁辐射相关参数的检测。由于采用的感应天线的局限性,以及受限于模数转换芯片的转换精度,系统在电磁辐射的感知的方向性和精确度上还有一定的提升空间,今后将进一步研究克服上述问题,改进和提升系统的性能及表现。
参考文献:
[1] 刘波文.51单片机C语言应用开发三位一体实战精讲[M].北京航空航天大学出版社,2011.
[2] 陈海宴.单片机经典实战——大学生项目创新实践[M].北京航空航天大学出版社,2011.
[3] 高卫东.51单片机原理与实践(C语言版十二五高等院校规划教材)[M].北京航空航天大学出版社,2011.
1.前言
在进行电磁兼容测试时,根据实际情况会选择不同类型的电磁兼容测试设施,而在不同的测试环境下所得到的测试结果往往会存在一定的误差。但从理论上说,在同一个独立的标准下进行测试,得到的测试结果应该与测试地点无关。也就是说,如果某设备在某个实验室中通过了电磁兼容测试,那么在其它的实验室里它也应该能够通过测试;反之亦然[1-4]。因此根据偶极子模型,对不同测试环境的相关性进行了分析,得出了各测试环境下测试结果的相关系数。
2.不同测试环境的偶极子模型
2.1 自由空间
首先只考虑一个电偶极子在自由空间下的情况,磁偶极子或是电/磁偶极子复合的情况推导过程与电偶极子相同。对于一个位于原点,沿z轴分布,长度为dl,最大电流I0的短电偶极子,它的远场辐射为:
(1)
其中ω为角频率,μ为偶极子所处介质的磁导率,k=2π/λ(λ为波长),(θ,φ,r)为球坐标系。
引入坡印廷矢量,可以得到电偶极子的总辐射功率Po为:
(2)
其中η为介质的固有阻抗(对于空气来说为120πΩ)。
对于辐射发射测试,最大电场强度Emax与几何形状有关。在上面的几何形状中,当θ=π/2时,式(1)会出现最大值,此时:
(3)
带入(2)式,式(3)可以写作:
(4)
式(4)也可写为:
(5)
在最大方向性Dmax时(对于电/磁偶极子分别为3/2),辐射的电场强度和功率Po最大。在实际测试中,Emax是通过天线的输出电压Vmax与天线的系数AF来测量的。此时Vmax=AFEmax,由此我们可以得出:
(6)
定义传播损耗因子PLFS=1/(4πr2),式(6)最终可以写作:
(7)
2.2 半空间
半空间是指在自由空间中加入一个理想的地平面(无限长的完全导体)。在距地平面高度h的地方加入一个电偶极子,同时向水平和垂直方向发射,向其它方向的发射可以看成是这两种情况的叠加。在分析时我们加入一个镜像偶极子,采用直角坐标系,地平面位于x-y平面上,偶极子在z轴上位于+h处,镜像偶极子位于-h处。设偶极子到测量点的距离为r1,镜像偶极子到测量点的距离为r2,测量点到原点的距离为r,测量点到z轴的垂距为ρ。那么远场的最大电场强度为:
(8)
对于电/磁偶极子,Dmax仍为3/2,几何因子gmax可以由下式定义:
(9)
如果ρ的值大大于偶极子和z轴的距离h,那么ρ/ r1≈1,ρ/ r2≈1,r / r1≈1,r / r2≈1,此时gmax可以简化为:
(10)
从式(10)可以看出,在水平和垂直方向上gmax=2,此时k(r1-r2)=π/2或π。这就表明由于地平面的反射,使得最大场强增加了一倍。在大多数情况下,gmax=2是合理的。因此,我们在实际电磁兼容测试中采用半自由空间测试状态时,可以认为gmax=2。此时,处于地平面上的电偶极子的最大测量电压可以近似写为:
(11)
在半自由空间状态下:
PLHS=4/(πr2)
如果需要更精确的计算,那么可取:
PLHS=gmax/(πr2)。
2.3 TEM室
TEM线上的偶极子会和TEM耦合并在测试端产生电压。将这个电压和偶极子的旋转相结合就可以得出偶极子辐射出的总能量。例如,电偶极子的Po为[5]:
(12)
其中Z0为特性阻抗(通常为50Ω),是标准化的场因子,是偶极子和隔板的距离,SV表示偶极子旋转一圈后测量到的输出电压。
如果我们使偶极子向最大耦合处发射,那么测量到的电压最大值为,而且:
(13)
将e0y带入上式,将3/2化为Dmax,那么上式可以化为:
(14)
R为到测试单元的垂矩,在连续的TEM传播线上,r就是偶极子到测量端的距离[6]。等价的天线因子可以写为:
(15)
使用相同的方法,式(14)可以写为:
(16)
2.4 混响室
混响室是在数理统计上来模拟平面波的情况。一束理想的平面波应该是向所有方向发射和极化的,好的混响室就可以很接近这种情况。匹配的无损耗天线接收到的处于谐振腔中的信号源的平均功率<Pr>为[7]:
(17)
其中Q是混响室的质量因子,V是混响室的体积,P0是电偶极子的辐射总功率。
但是由于Q很难确定,而且要考虑天线的损耗,因此式(17)在实际应用中很难计算。因此,确定P0的常规做法是在混响室条件不变的情况下,通过已知的信号源功率Pref来计算Po:
(18)
简化<Pr>,并用平均接收电压来表示式(18)有:
(19)
其中Pr=V2/Zc(Zc是天线测试端的阻抗,通常为50Ω)。我们定义Dmax,RC=1(无方向性),V2max,RC≈< V2 >,AF2RC=sZc/η(s=1m在测试条件中已经给出),而且:
(20)
我们可以得到:
(21)
3.辐射测试在不同的测试条件下的相关系数
式(7)、(11)、(16) 和(21)分别显示了在四种不同的测试条件下(自由空间、半空间、TEM和混响室)测到的偶极子发射电压。假设在每种情况下偶极子的发射功率不变,那么不同测试条件下的相关性可以用下式来描述:
(22)
其中的A和B代表FS、HS、TL和RC的任意两两组合。
式(22)是由电偶极子(Dmax=3/2)的情况推算出的,但上式也适用于磁偶极子(Dmax=3/2)的情况或是实际中的测试设备。如果我们不与混响室相比较,那么待测设备的方向性也可以不考虑。对于混响室来说,Dmax,RC=1,那么与它比较时,其它测试条件下的Dmax必须是已知或可以推断的[8]。
表1 辐射测试在不同测试场地下的相关系数表
综上所述,不同测试条件下的相关系数如表1所示。根据这些相关系数对测试结果进行修正,可以提高测试的精度和可重复性。
参考文献
[1]Sreenivasiah I,Chang D,Ma M.Emission characteristics of electrically small radiating sources from inside a TEM cell.IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility,1989,23(3):113-121.
[2]Wilson P.On correlating TEM cell and OATS emission measurement.IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility,1995,37(1):1-16.
[3]Kanda M,Hill D.A three-loop method for determining the radiation characteristics of an electrically small source.IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility,1992,34(1):1-2.
[4]Holloway C,Wilson P,Koepke G,Candidi M.Total radiated power limits for emission measurements in a reverberation chamber. IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility on Electromagnetic,New York: IEEE Press,2003:838-843.
[5]Electromagnetic Compatibility part 4-testing and measurement techniques section 20:Emission and immunity testing in transverse electromagnetic waveguides.International Electrotechnical Commission Press,2003:13.
随着社会经济和科技的发展,电磁辐射源的数量不断增加。特别是移动通信基站的数量增长迅速。到2006年底,广东省境内有超过27000个基站,平均每6.6km2就有1个基站,在城市人口密集区甚至可达到每0.25km2就有1个基站。1999年5月,国家环保总局将电磁辐射污染列为继大气污染、水污染和噪声污染之后的第4大污染。国内相关单位在20世纪80年代后相继开展了电磁辐射水平的调查和研究,各地如浙江、北京、上海、山东、云南等地环保部门也加强了对电磁辐射污染的监测。但这些监测主要针对单个电磁辐射源,以点为主,对城市区域内大量电磁辐射源分布产生的面的影响研究较少。
针对城市区域内电磁辐射源特别是移动通信基站数量多、分布广、影响面大的特点,我们开发了一套能快速、高效、全面地对区域电磁辐射水平进行监测和分析的基于GIS(Geographic lnformaljon System)的车载环境电磁辐射监测系统(以下简称“车载系统”)。该系统是国内首个车载环境电磁辐射监测系统,能够高效地完成区域电磁辐射水平调查,为区域移动通信基站环境影响评价、城市移动通信基站规划提供基础数据。
1 需求分析
1.1 测量部分
车载系统应既可以进行频谱分析、无线电干扰测量。又可进行综合场强测量:
(1)频率范围:9kHz~3GHz(频谱分析测量)、100kHz一18GHz(综合场强测量);
(2)测量对象:0.15MHz~30MHz输变电系统无线电干扰测量、87MHz~110MHz广播信号场强测量、200MHz~700MHz电视与寻呼信号场强测量、870MHz~960MHz与1800MHz以及3G移动通信测量;
(3)测量天线:各个频段应配有相应的天线,并且这些天线应有较高的灵敏度,能满足环境移动监测的要求;
(4)应具有准峰值、峰值、平均值等检波功能;
(5)带宽200Hz、9kHz、120kHz和1MHz等;
(6)频率分辨率0.01Hz。
1.2 数据分析部分
可对实测数据进行统计、分析,能进行辐射源数据的输八、统计、分析和环境影响预测分析。
1.3 GIS和可视化部分
应包含数字地图各项基本功能,可将分析后的实测数据和预测数据以网格、等值线和半透明的形式覆盖在地图上,生成区域电磁辐射水平分布地图。
1.4 电源部分
能提供三种供电方式:市电供电、UPS电池组供电、汽车发电机结合逆变器供电,三种供电方式可以相互结合,互为补充。
2 硬件系统
车载无线电监测系统在无线电管理委员会的监测机构已得到广泛应用,主要由无线电频谱分析仪和测向系统组成,目的是了解无线电信号的频率、强度和方位。但是这种系统只能部分满足车载环境电磁辐射监测系统的需求,而作为环境电磁辐射的监测和管理部门。还需了解环境电磁辐射的总量和区域总体分布情况。因此,在车载系统设计过程中。我们将电磁辐射综合场强仪集成到系统内,这是国内第一个此类环境电磁辐射移动监测系统。
车载系统的硬件部分主要由EMR300电磁辐射综合场强仪、ESPl3测试接收机、天馈线系统、供电系统、避雷系统、供电系统集成通用设备、车辆等组成,具体描述见表1,详细硬件系统连接见图1:
3 软件系统
车载系统运行环境:
(1)硬件支撑环境:CPU P4 2G以上。RAM 1G。硬盘80G以上;
(2)软件支撑环境:Windows 2000 SP4。数据库管理系统:SQL SERVER 2000;Client软件:SQL SERVER2000 Cllent端软件,SQL SERVER 2000 ODBC接口驱动程序;
(3)地图环境:MapX5.0。
车载系统集成软件的功能主要有电磁辐射监测、分析、数据统计、地图控制、地理属性、管理等。
3.1 监测模块功能
此模块主要是将ESPl3测试接收机和EMR300电磁辐射分析仪的测量数据实时地显示和存储。ESPi3测试接收机可以完成一般频谱仪的功能:电平测量、频率测量、频段测量(频段扫描)、频谱分析、时域分析,通过控制软件可以自动进行任务测量,用户可以根据需要设置开始和结束测量时间以及测量类型,测量仪器根据用户的设置自动启动、停止和记录。EMR300电磁辐射分析仪通过光纤将测量数据实时传送给控制系统,测量时间间隔可达每秒1个数据,控制系统将测量数据与GPS定位数据同时存储。
3.2 统计数据模块
此模块主要是在仪器测量后对测量数据进行统计分析,能够让用户清晰地了解某一区域的电磁辐射分布情况。用户可以在地图上选择一定网格大小的(可任意设定,城市一般为500m×500m)区域并设置测量时间段以及测量类型。最终生成包含有网格编号、最大值、最小值、均值、均方根值等信息的统计报表。
3.3 分析预测模块
此模块主要通过理论预测模式(自由空间和Okumuta-Hata模式等)和电磁辐射源的各项技术参数,计算出电磁辐射源周围环境电磁辐射水平的空间分布。此模块既可对单个辐射源进行预测分析,又可对区域内的多个辐射源进行计算、分析、叠加。
3.4 GIS和可视化模块功能
此模块包括实测数据和预测数据可视化两部分。实测数据部分通过对EMR300电磁辐射分析仪和GPS获得的区域测量数据按一定的网格大小(一般为500m×500m)进行分析后,将分析结果以不同的颜色半透明地覆盖在数字地图上。预测数据可视化部分利用各电磁辐射源的经纬度在地图上定位后,将预测结果以等值线和不同的颜色半透明地覆盖在数字地图上。
3.5 地图属性模块功能
此模块主要是在地图上进行相关地理信息的操作,包括地图的放大、缩小、地图全览、大地图输出、定位、图层管理、地图导航、距离测量、面积测量、方位角测量、地形剖面分析、地名查询等功能。
3.6 管理模块
此模块主要是对电磁辐射源数据和测量数据进行导入、导出、备份,以及对软件系统进行日常的管理和维护,包括用户管理、日志管理、系统参数管理等。
4 车载系统的特点
车载系统具有以下特点:
(1)这是国内辐射监测领域的第一套车载环境电磁辐射监测系统,对全国车载环境电磁辐射监测系统的建设具有借鉴和指导意义;目前江苏省辐射环境监测管理站已据此技术建立国内第二套车载环境电磁辐射监测系统。
(2)系统测量频率为9kHz~18GHz,基本覆盖了一般环境中存在的各种电磁辐射源的发射频率。
(3)系统首次成功将综合场强测量和频谱分析集成在一起,既可了解环境电磁辐射的总体情况,又可以对单个或多个电磁辐射源进行详细分析,做到点面结合。
(4)系统的监测分析软件包含了GPS全球定位和地理信息分析功能,可以将现场调查和预测结果以不同的颜色非常直观地覆盖在地图上,形成区域电磁辐射水平分布地图。
(5)系统可以对电磁辐射事故或投诉做出快速反应,并可高效地进行大范围的调查监测。
(6)系统可以为区域电磁辐射源的规划、建设提供环境电磁辐射现状及预测结果。
5 车载系统的应用
1电磁辐射的概念及其放射源
电磁辐射源通常分成两大类:一是自然界电磁辐射源,来自某些自然现象,如雷电、台风、太阳的黑子活动与黑体放射等。而这种电磁辐射源常常会被我们忽视和淡化!我们所一直关注的电磁辐射源,其实只是电磁辐射源的其中一种,即:人工型电磁辐射源。人工型电磁辐射源、来自人工制造的若干系统或装置与设备,其中又分放电型电磁辐射源、射频电磁辐射源及工频电磁辐射源。
2电磁辐射对人体的危害
1998年世界卫生组织列出电磁辐射对人体的五大影响但归纳起来,我们可以把电磁辐射对人体的危害分为:热效应,非热效应和积累效应三种。
3防电磁辐射服装织物及面料
防电磁辐射服装的面料对于电磁波的防护起着决定性的作用。因此在选用电磁辐射防护服装时,应了解防护服装所采用的面料,及其工作原理。由于电磁辐射的频率高低不同,所以我们必须按其高频和低频辐射的特点,用不同的织物及面料进行防护。对电磁辐射的防护需要材料有好的导电性或导磁性,所以不锈钢纤维、具有良好导电性能的银、镍、铜的电镀纤维或织物、填充炭黑、导电化合物和吸波添加剂的有机复合导电纤维便应运而生,而且市场上也出现了各种各样的电磁屏蔽织物和面料。
制成方法:利用金属材料,如采用金属丝网罩隔离装置和用金属粉处理过的服装;利用金属纤维和其他纤维混纺成纱,再织成布。
3.1防辐射织物、面料的一般分类及特点
目前国内、外采用的防电磁辐射织物有三种,工作原理都是通过基料表面所形成的良好导电性能,使其具有抗电磁波的功能。通过对电磁波的反射和吸收而形成屏蔽作用:
(1)合金纤维混纺:采用不锈钢纤维与其他化纤、棉等纤维混纺形成电磁屏蔽织物,具有耐洗涤、耐磨、柔软、手感好、透气、抗静电、防电磁辐射等功能。
特点:透气性好、服饰感强、耐洗涤、手感好。
适用范围:这种面料目前使用最广,其可以被制成各类防辐射服装,如医护类、孕妇防护类等。
(2)多离子织物:采用多种金属离子涂敷粘附在普通织物上,形成一定的电磁屏蔽功能的织物能保持原普通织物的性能、颜色和手感。
特点:柔软、透气、服饰感强、服饰使用范围宽。
适用范围:可以制成T恤、内衣、床单、蚊帐等。
(3)金属化织物:采用化学沉积方法在普通织物表面牢固地“镀”上一层高导电金属层,形成电磁屏蔽织物。
特点:镀膜薄、附着力强、柔软、透气性好、使用频率宽、屏蔽效能高。其中,金属化织物是目前国内外最新一代技术产品,比前两种织物更具有以下显著特点:工作频率宽、屏蔽效能高、使用领域广。
3.2屏蔽高频电磁辐射面料的类型
3.2.1混纺梭织屏蔽布
外表与普通面料一样,采用纳米金属屏蔽纤维与其他纤维混纺织成,屏蔽纤维直径只有头发的112,比蚕丝还细腻柔软。
此面料经过及测试中心检测屏蔽效果达到99.9%(30dB以上),同时保留了普通面料的柔软性、均匀性、透气性、耐洗性、致密牢固、使用年限长等特点。
3.2.2纳米离子屏蔽布
采用高科手段,将金属纳米离子置入到织物的内部,从而达到电磁屏蔽的作用。屏蔽率达到99.9999%(70dB以上),防辐射能力强,适合电子电器内部防辐射;电信发射机房、基站、电视广播雷达发射台等的电磁防护,可作为机器设备的覆盖物,或制成衣服的夹层,只可轻轻擦洗,不可揉搓。同时这种面料还可以起到远红外保健、抗静电、杀菌作用:能促进和改善人体浅表组织微循环,增强人体的新陈代谢,对机体具有良好的保健作用。
3.3检测防电磁辐射面料的一般方法
(1)测导电性
用万用表检测到有良好的导电性,普通面料则没有导电性。
(2)用火烧屏蔽布
混纺布会剩下一层屏蔽丝网;而纳米离子布则剩下一堆金属粉末。
(3)使用手持式电磁辐射测试仪
有辐射时红灯亮,用防辐射布挡住后,绿灯亮,表明辐射已被屏蔽。
(4)包裹测试发
将手机等包裹在防电磁辐射屏蔽布或服装中,看其信号是否减弱。
3.4dB和屏蔽率的换算
dB和屏蔽率的换算率是:3dB50%;6dB75%;9dB87.5%;
12dB93.75%;30dB99.9%;70dB99.9999%;
3.5防辐射服dB值是否越高越好
答案是否定的。作为防辐射服装,首先要有服装的基本性能,比如可洗涤,透气性,穿着舒适性,同时要能满足家电的防辐射。除非在雷达,发射台等特殊高辐射场合,美国军用标准规定大于15db。一般家用电器,如防电脑,微波炉等的辐射,由15db即可。大于60db,99%的织物表面上可以包住手机的辐射,但大多是电镀金属的织物,洗涤几次就不行了。
4防电磁辐射服装发展现状及其展望
目前市场防辐射服装品种单一的情况,但我们可以将研发制作方向分为:金融、广电、IT、电力、电信、民航、铁路、医疗、生活进行分类。在接下来的产品中,我们不仅要注意产品的防电磁射功能,同时还可以增加服装的防紫外线、防风、拒水、防污、防蛀、抑菌、防臭的功能。
我们天天和电冰箱、微波炉、电磁炉、音响、电脑、手机等各种各样的家用电器打交道,电磁辐射问题的确值得关注。
普通百姓对家用电器的电磁辐射是怎样认识的?调查结果:1、微波炉等大电器辐射高;2、小家电没什么辐射;3、看不见,摸不着,不知如何防范。
针对公众对电磁场是否影响健康的关注,世界卫生组织自1996年始,组织60多个国家及相关国际组织,开展了全球性的“国际电磁场计划”,目前已经完成极低频场的全面健康风险评估。2007年6月正式了《“国际电磁场计划”的评估结论和建议》。这份文件指出,高水平磁场曝露,也就是显著高于一百微特斯拉的磁场强度,会导致对神经和肌肉的刺激,并引起中枢神经系统中神经细胞兴奋性的变化。(图2)
日常生活中,人们接触到的电磁场主要有两种,一种是工频电磁场,即照明和家电所用的频率为五十赫兹的交流电产生的电磁场,测量单位为微特斯拉;第二种是射频电磁场,比如微波炉、手机基站、无线路由器等频率高于一百千赫的电流产生的电磁场,测量单位是微瓦每平方厘米。由于工作频率不同,工频和射频电磁场使用的测量工具也不同,但工作原理都是通过前端的接收电路接收相应的频率,然后将接收到的信号经过放大处理后以指针或者数字的方式显示出来。(图3)(图4)
根据世界卫生组织“国际电磁场计划”的评估结论和建议,欧盟2008年12月1日正式公布最新文件,对家用以及类似用途电器的电磁辐射给出了测量方法和评估标准。比如电视机电磁辐射的测量方法是在屏幕正面50厘米处测得的数据。微波炉的测量方法是微波炉在工作状态下正面30厘米处测得的数据。对于工频电磁场可能对人体造成影响的参考值是100微特斯拉。对于射频电磁场我国的规定标准是40微瓦每平方厘米。(图5)
为了解郝女士家中电磁辐射处于何种水平,对生活到底有没有影响,电磁辐射检测专家,带着专业检测设备到实地进行检测。(图6)
根据专家建议,为准确测定电磁辐射水平,首先在没有开启任何电器的情况下,测定郝女士家中电磁辐射基础值。专业仪器显示的数据最高是0.018微特斯拉。
这是对比实验,检测家用电器工作状态下的电磁辐射水平,首先要测量电器未打开时周围电磁辐射水平的基础值。
其实,电磁辐射在生活中每时每刻都无所不在。有人类活动而产生的,还有自然界本身就存在的。
人类本就生活在电磁辐射环境中。自然界的太阳光本来就是能量巨大的电磁波,只不过在穿越地球大气层时,大多数能量被吸收和消耗而变得柔和,不会对地球上生物造成伤害。雷电也是自然界的电磁辐射之一,它的能量大得惊人。
电场和磁场的交互变化产生电磁波,电磁波向空中发射或者汇聚的现象就是电磁辐射,它是以一种看不见摸不着的特殊形态存在的物质。
在一百九十多年前,英国人迈克尔·法拉第发现,如果电路中有电流通过,它附近的罗盘指针就会发生偏移。之后通过研究发现了电磁感应现象。如今各种用电设备和家用电器越来越多,已经深入到人类生活各个方面。由于所有用电设备在工作时都会产生电磁辐射,人们开始担心这些便捷的家用电器带来的影响。
在郝女士家中,靠近电视屏幕大约10厘米的地方,显示的最高数值是0.113微特斯拉;音响在10厘米距离上测得的数据随着音量的增加,数值从0.037微特斯拉逐渐增加到最大的0.101微特斯拉。
在工作中的微波炉正面1厘米处,测得的数据最高达到了30.11微瓦每平方厘米。
这些电磁辐射对于人体有没有影根据世界卫生组织的研究文件,高水平的电磁辐射会产生生物学效应,换句话说,高水平超标的电磁辐射肯定会影响到人体健康。
用一台电磁能转换为动能的装置演示电磁辐射作用在被辐射体上的情况。其原理是:电磁能越强转换的动能越大,电机轴上的砂轮转速越快。标尺上的游标代表电视机,标尺的刻度代表电视机的数量。火柴代表人体细胞,火柴被砂轮摩擦点着,说明人体细胞受到了伤害。
人体百分之七十以上是水,当人体受到高强度电磁辐射之后,体内的水分子会在电磁辐射能量作用下运动加剧、相互摩擦,从而使体温升高,影响到身体各个器官的正常工作。这就是电磁辐射对生物体的热效应。
演示开始。先放一台电视机。砂轮转动,火柴往上一蹭,砂轮迅速停转,火柴未着。说明电磁辐射非常微弱,动能很小。
把电视机的数量增加到十。砂轮转动,火柴往上一蹭,砂轮缓速停转,火柴未着。说明电磁辐射不强,动能不大。
把电视机的数量增加到一千。砂轮快速启动,转速极快,火柴被砂轮点着。说明电磁辐射较强,已对人体产生伤害。
计算一下,用在郝女士家测得的结果0.113微特斯拉乘以1000是113微特斯拉,也就是说,一千台电视机加起来的辐射量,并且距离它还要只有10厘米,这时辐射强度才达到世界卫生组织公布的电磁辐射危害标准。
一般情况下电磁辐射不易达到标准,并且随着距离的增加,电磁辐射还急速下降。
在距离电视机屏幕50厘米的地方,仪器显示的数值迅速降低到0.021微特斯拉,与先前测量的基础辐射值基本相同,也就是说在距离电视机两米以外的沙发上看电视,不会受到来自电视机的电磁辐射影响。
对工作中的微波炉,在1厘米处测得的数据高达30.09微瓦每平方厘米,在50厘米的地方,这个数值迅速降低到0.409微瓦每平方厘米,在1米的距离上,已经检测不到。
实验充分说明家电的电磁辐射强度随着距离的增加而迅速下降。这就给人们提供了一个防范家电电磁辐射的重要方法,那就是保持足够的距离。距离家电一米以上属于非常安全的距离。
距离不但能产生美,还能产生安全。但有一些电器,你不得不和它保持亲密接触。如电吹风,剃须刀、电热毯,还有手机。
手机在通话时的辐射会比较强,但可以用耳机通话来解决。
体积小,功率也小,电磁辐射是否也就小呢?测试结果让人出乎意料。
剃须刀的功率只有1.5瓦,但经过测量,仪器显示的辐射值最高达到0.195微特斯拉,比距离电视机10厘米处测得的数值将近大了一倍。
电吹风的结果又会怎样呢?背面有电机的地方达到了0.852微特斯拉。即使是出风口2厘米处也高达0.5微特斯拉,但是在距离出风口10厘米处测得的数值迅速下降到0.085微特斯拉。
电热毯在插电情况下,测得数值最高达到0.777微特斯拉。
Abstract: this article mainly expounds the general electromagnetic radiation monitoring and specific environmental electromagnetic radiation environment monitoring in the electromagnetic radiation pollution the problems existing in the management and prevention and control measures are analyzed, and puts forward related Suggestions.
Keywords: electromagnetic radiation. Prevention and control measures, the proposal
中图分类号:O441 文献标识码:A 文章编号
前言
随着我国科技技术的不断发展,通信工具、计算机和家用电器等都进入我们的生活,我们在享受现代化带来的方便舒适的同时,也受到恶化的电磁环境给健康带来的威胁,经研究证实,电磁辐射污染已成为废气、废水、固体废物、噪声污染后的又一新型污染源,已引起世界各国的广泛关注。
1 电磁辐射概述
1.1 电磁辐射背景及研究现状
一直以来,我国电磁技术随着科技技术的发展因而广泛应用于节能、通讯、制造、医药、科研、农业、军事等多个领域,而且应用范围不断扩大。作为一种新技术、新资源,电磁技术极大地推动了人类社会诸多领域的革新与发展。但随之而来的问题是电磁辐射污染,其影响和危害日渐受到人们的关注和重视。
1.2 电磁辐射污染的主要危害
随着电磁技术的广泛应用,环境中的电磁辐射越来越强,高强度的电磁辐射已经达到直接威胁健康的程度,由此引发的矛盾和纠纷也时有发生。电磁辐射污染产生的危害主要表现在三个方面:一是人体健康。电磁辐射可对神经系统、内分泌系统、免疫系统、造血系统产生影响;二是电磁干扰。电磁辐射会对电子设备、仪器仪表产生干扰,导致设备性能降低,严重时还会引发事故;三是燃爆隐患。电磁辐射能造成易燃易爆物品的燃烧、爆炸。
1.3 电磁辐射环境状况
目前人们所处的电磁环境状况主要表现在4 个方面:一是通信基站所使用的大功率电磁波发射系统对周围电磁环境的影响;二是广播电视发射系统对周围区域的电磁环境影响;三是高压电力系统的布设造成的电磁污染;四是日常电子设备的接触、利用带来的电磁环境污染。
2 一般电磁辐射环境的监测
一般电磁辐射环境是指在较大范围内由各种电磁辐射源,通过各种传播途径造成的电磁辐射背景值。一般电磁辐射环境的监测可以参照《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器与方法》(HJ/T10.21996),将某一区域按一定的标准划分为网格,监测点取网格的中心位置,再考虑建筑物、树木等屏蔽影响,对部分网格监测点作适当调整。具体的监测工作按照《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器与方法》(HJ/T10.21996)进行。由于环境中辐射体频率主要在超短波频段,采用电场强度为评价指标,依据《电磁辐射防护规定》(GB8702-88),选取评价标准。一般环境的电磁辐射污染状况反映了一个区域在某个时间段电磁辐射环境的背景水平,可以从电磁辐射环境质量、电磁辐射分布规律、污染区域电磁辐射环境特点三个方面着手进行分析研究,以此评价一个区域一般电磁辐射环境状况。
3 特定电磁辐射环境的监测
特定电磁辐射环境是指在特定范围内由相对固定的电磁辐射源造成的电磁辐射背景值。电磁辐射源是引起电磁辐射污染的源头,分析、研究特定电磁辐射环境,对电磁辐射源进行调查统计是环境监测工作的前提。采取污染源普查的方式,对国家规定的规模以上的电磁辐射源进行基础性的全面调查,初步掌握电磁辐射源的种类、数量、规模等基本信息,为环境监测工作提供有效依据。
3.1 移动通信基站电磁辐射环境监测
3.1.1 移动通信基站工作原理
移动通信是利用射频发射设备和控制器通过收发台与网内移动用户进行无线通信的。无线通信是由基站接收及发射一定频率范围内的电磁波实现的。基站主要通过发射天线改变周围电磁辐射环境。
3.1.2 移动通信基站电磁辐射环境的监测
移动通信基站电磁辐射监测工作主要包括监测仪器、监测点位、监测时间、监测技术要点等内容,按照《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器与方法》(HJ/T10.21996),以《辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法和标准》(HJ/T10.31996)的规范要求为质量标准。主要对基站机房、地面塔、楼上塔、增高架等处进行监测,依据国家《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)的标准,所监测的电磁强度值应满足<5.4 V/m 的要求。
3.2 广播电视系统电磁辐射环境监测
3.2.1 广播电视系统工作原理
广播电视发送设备主要组成部分是发射机和发射天线,基本原理是用将传送的信号经调制器去控制由高频振荡器产生的高频电流,然后将已调制的高频电流放大到一定电频并送到天线上,以电磁波的形式辐射出去。
3.2.2 广播电视系统电磁辐射环境监测
广播电视发射设备的电磁辐射监测条件及监测方法参照《辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法和标准》(HJ/T10.31996)和《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器与方法》(HJ/T10.21996),对周围地面点、塔上工作环境、周围敏感点三个方面布点进行电磁辐射环境监测。依据国家标准《电磁辐射防护规定》(GB8702-88),所监测的电磁强度值应满足<5.4 V/m 的要求。
3.3 高压电力系统电磁环境监测
3.3.1 高压电力系统工作原理
高压电力系统主要通过高压输变电工程影响环境,主要包括高压架空送电线路和高压变电站,具有电场、磁场和电晕三种电磁场特性。高压电力系统的电磁污染主要表现在由电晕放电和绝缘子放电引起的无线电干扰和热效应、非热效应两种生物学效应。
3.3.2 高压电力系统电磁环境监测
高压电力系统的电磁辐射监测工作参照《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器与方法》(HJ / T10.21996)。同时,根据不同的电压等级,选取不同的送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范为标准。高压电力系统电磁环境监测指标分别为综合工频电场强度和磁场强度,所监测的值应满足技术规范的要求。
4 电磁辐射污染管理中存在的问题
(1) 由于人们对电磁辐射污染的危害性认识不足或环保意识不强, 对环保部门的管理不予配合。
(2) 无完备的监测仪器对电磁辐射污染源和环境中的电磁污染水平进行监督监测, 不能及时为环保管理部门提供科学的管理依据; 同时也不能对产生电磁辐射的产品进行监督性检测。
(3) 通讯台站布局无科学规划, 仅考虑覆盖使用范围而不考虑环保要求及对人体健康的影响, 并且只在无线电管理委员会备案申请, 而不到环保部门申报登记。
5 电磁辐射污染的防治对策及建议
为加强电磁辐射污染的监督、管理和控制, 提出下列防治建议:
(1) 加强环境管理。
严格执行国家颁布的中华人民共和国环境保护法、国家环境保护总局18 号令电磁辐射环境保护管理办法、GB8702- 88 电磁辐射环境防护规定等相关的法规, 除加强对现有电磁辐射污染源的管理外, 对新建、扩建的电磁设备严格按环境管理程序进行申报、登记、环境评价和验收。
(2) 开展电磁辐射污染环境监测。
尽快购置监测仪器, 在我省电磁辐射污染源调查的基础上, 开展电磁辐射污染源及城市区域电磁辐射环境的监测, 确定重点电磁辐射污染源, 掌握环境电磁辐射容量, 为环境管理提供依据。
(3) 科学布局、减少污染。
由于城市中各有关行业都建有专用的通讯、广播电视发射设备, 不少处于人口稠密区, 产生的电磁辐射对周围人群健康具潜在危害, 也易造成电迅障碍, 尤其是机场通讯干扰将给飞行安全带来极大影响。因此应在环境电磁辐射监测的基础上, 科学合理规划通讯、广播电视发射台站布局, 防止电磁辐射污染; 对重点污染源要有计划地搬迁, 不能搬迁的应采取有效防治措施, 如安装屏蔽装置等。
(4) 制定产品电磁辐射限值标准加强产品检测。
制定有关产品电磁辐射污染限值标准, 如频率高的手机、微波炉等产品, 并对产生电磁辐射的产品和用品进行检测, 防止超标产品的生产、进口及使用对环境和人体健康造成危害。
然而智能生活有利有弊,微信朋友圈几乎每天都在散播着关于电器辐射的问题,电磁炉、微波炉都成了重灾区。到底这些普通家电的电磁辐射有多强?我们什么时候才能迎来无辐射时代呢?
电磁辐射从哪里来
在讨论电磁辐射危害的过程中,我们也需首先搞清楚它究竟是何物?从哪里来?
广义上说,自然环境中本来就存在许多电磁辐射,而人类一直生活在这样的电磁环境中。我们生活的地球本身就是一个大磁场,雷电现象就是伴随着电磁辐射的集中暴发。放眼太空,外层空间也在源源不断地产生电磁辐射。
不过,这些天然产生的电磁辐射对人体健康没有直接损害,我们通常谈及的、需要警惕的电磁辐射是指人工产生的电磁辐射。
将近两百年前,英国科学家法拉第就发现了一种奇妙现象:电流通过介质时可产生电场和磁场,这一现象后来被人们称为电磁感应。
自那以后,人们对电磁感应原理的认识和掌握逐渐深入,相关应用电越来越多。19世纪80年代,人类建立起第一座发电站,大步迈进“电”时代。在充分享受各种电器带来的方便舒适的同时,人们也日渐感受到它的负面效应。
据北京友谊医院疾病预防控制处处长邓明卓介绍,电磁辐射的污染虽看不见、摸不着,但长期受此影响会给人的身体带来危害,可使人出现头晕、头痛、疲劳、注意力不集中、记忆力减退等症状。
不过,这里必须强调的是,“长时间”、“高强度”,是指在超过安全卫生标准限定值的情况下。并且,这种电磁辐射也只是“增加风险”,并不是说所有暴露在这种环境下的人都会得某种疾病。
电磁炉、电热毯辐射严重
那么人们平常生活中接触的电器中,哪种电器的辐射最严重呢?答案就是电磁炉和电热毯。
以电磁炉为例,使用传统电磁炉很难避免辐射危害。尽管国内一些电磁炉厂家也在关注电磁炉辐射问题,但也只是采用了简单的防辐射技术,这些技术只能略微降低电磁炉的外泄辐射强度,使用这些电磁炉照样危害人体健康。
据中国室内环境检测中心检测,一些电磁炉电场辐射强度每米高达110多伏,有的电热毯电场辐射强度每米高达420伏。而中国有关电磁辐射参考国家标准中,环境电磁波及辐射强度分级标准的一级生活安全区为每米小于10伏。
多年前,电磁辐射更已被世界卫生组织列为与水、空气、噪声污染并列的四大公共危害之一。中国国家标准《家用和类似用途电器的安全电磁灶的特殊要求》就指出,电磁辐射是心血管等病变的诱发因素之一。中国轻工业联合会装饰材料室内环境监督检测中心也认为,电磁辐射是白血病、孕妇流产等病变的诱发因素之一。
毋庸置疑,对厨电行业而言,若想长远发展,消灭电磁辐射已成大势所趋。无辐射的“绿色电器”
事实上,无辐射与节能、低耗、可回收等特性一起,本就是“绿色电器”的应有之义。在降低辐射产生、减少辐射外溢的技术研发方面,电磁辐射屏蔽技术是一个方向。
目前,为攻克防止家电领域电磁辐射难题,一些企业已研发了这种辐射消除技术,并将其应用于电磁炉与电热毯等家用电器产品上。
记者在一家企业研发无辐射技术的实验室看到,工作人员拿专业电磁波检测仪进行测试,普通电磁炉在距离1米多时就能检测到较高的辐射值,而无辐射电磁炉辐射无论任何一个角度都显示为0。
据介绍,此类新技术可将电磁炉、电热毯产生的绝大部分电磁辐射屏蔽起来,并转化为热能,在减少辐射外溢的同时提高热效率。据检测,使用这项技术的电磁炉、电热毯电磁辐射率比同类产品低90%以上,而热效率可提高5%左右。
目前一些企业已开发出电脑辐射消除器、无辐射无频闪健康台灯、无辐射电磁炉及无辐射电热毯等系列近百种产品,经国家权威机构检测电磁辐射消除率比较理想。
不过,值得注意的是,这些技术目前也只处于研发实验阶段,真正走向市场化规模生产尚需时日。
规范缺失导致鱼龙混杂
而除技术尚待进一步普及外,行业标准的“空白”也是无辐射家电面临的问题之一。
如今,随着国人健康意识的逐步提升,“远离辐射”似乎成了一种共识。尽管一些商家“恰逢其时”地推出“无辐射护眼灯”、“低辐射电子屏”等“新产品”,但这些产品尚处于鱼龙混杂的状态。以“护眼灯”为例,据专业人士介绍,这种灯主要使用电子镇流器把低频闪调高至高频闪,频闪速度超出人眼反应速度,使光线看起来更稳定,这种调整与电磁辐射强度无关。至于是否有“护眼”功能,也缺乏科学实验论证。
这种“新产品”之所以能大行其道,背后是相关规范、管理的落后和缺失。跨行业、强制性、统一完善的国家标准和相关监测、管控措施仍有待出台。
在防辐射技术较为领先的美国,电器的电磁辐射控制属于美国食品药品管理局(FDA)的管理范畴,具体则有其下属的设备安全和放射线保护健康中心(CDRH)负责。
根据规定,相关电子产品必须经过FDA检验证明安全后才能上市销售。无论是进口还是国产,FDA都有权对具有电磁辐射的电子产品进行监督管理,以使公众在使用时免受伤害。
美国相关的法律法规十分完善。比如《联邦食品、药品、电子产品法》就对电磁辐射安全标准等有明确规定。此外,FDA还会并更新特定电器或电子产品的电磁辐射指导文件。其关于微波炉的电磁辐射标准就详细规定了微波炉的功率密度限值、安全联锁装置要求、测量和测试条件、放置条件以及警告标签的要求。
同时,电器生产商也不应该仅满足于现有标准,开发比现行标准更高的产品,不仅可以提升市场竞争力,也有助于推动标准本身的进一步提升,从而实现技术革新和产品更新换代。
无辐射家电发展亟待大企业参与
不过,尽管行业标准尚待制定与完善,但这并不妨碍无辐射电器生产厂商的雄心。记者调查发现,一些无辐射家电企业不仅瞄准国内市场,还期望出口拓展国际市场。
但值得注意的是,在市场推广方面,当前,从事电磁家电无辐射研发尚多为嗅到市场“风向标”的中小型企业。一方面,这说明无辐技术正成为中小型企业与大型家电企业竞争的新领域,有利于中小型企业崭露头角;另一方面,也折射了大型企业在这一领域能“缺位”。
事实上,若想推广家电无辐射技术,需要时间来改变人们的消费观念,需要新的营销模式来加以推广,更需要来自政府和社会各界对绿色无辐射生活的大力倡导。由于中小型家电企业在宣传力度上有限,从这一层面讲,无辐射家电亦亟待大型企业进一步参与。
而除企业自身的努力外,相关政策也对无辐射家电行业的发展至关重要。
其实,从节能减排角度看,餐饮、厨房历来都是排碳大户。如果将厨房设备改用电磁加热,与传统厨具相比,不但碳排放量完全符合国家规定标准,每年还可降低排放量40%以上。如果在北京等大城市通过政策引导,将宾馆、酒店、学校、企事业单位、家庭使用的天然气、液化气灶更换成清洁、节能、环保的无辐射电磁炉,不仅其节能减排效果极其显著,也将对无辐射家电的发展起到激励作用。
中图分类号:O434.11 文献标识码:A 文章编号:
近年来,电磁技术应用越来越广泛,电磁辐射污染也越来越严重。电磁干扰、电磁辐射对生物体的影响成为了电磁辐射污染的主要危害,对人们的生产、生活造成了较大的影响。
1 电磁辐射污染的现状
室外产生电磁辐射的系统主要包括:通信、输电、交通、发射、武器等。首先,通信。通信基础设施,例如基站天线等,会产生电磁干扰。不合理架设的天线容易导致居民受到电磁辐射污染。随着城乡一体化进程的加剧,郊区出现了越来越多的大功率电磁波发射基站,产生了大量的电磁辐射。其次,输电。变电站、高压电缆、高压输电线等高压输电设备在城市、乡村中分别越来越密集,加剧了电磁辐射污染。第三,发射。为了方便信息、文化交流,发射系统持续运行。一些规划不当的发射系统,对附近区域造成了较大的电磁干扰。第四,交通。城市交通运输业的迅猛发展,提高了电磁辐射强度的峰值。高数量、多品种的交通工具在运营中会对通讯、广电设施的正常信号造成一定程度的干扰。此外,室内电磁辐射污染也不容忽视,人们根据自身喜好使用的一些带有电磁辐射的产品,加剧了室内电磁辐射污染的强度。随着电磁辐射污染的加剧,人们越来越关注电磁污染的防护。为了提高电磁污染防护的效率,就应针对电磁辐射污染的现状、种类与危害,采取严格执行相关法规、电磁辐射控制技术应用、加强个体防护等防护措施。
2 电磁辐射污染的种类
电磁辐射会对环境造成电磁干扰。按照电磁干扰源发射的电磁波强弱程度,可以将电磁干扰源分成两大类:强电磁干扰源和弱电磁干扰源。强电磁干扰源不但会导致系统或设备效能降低,还会对生物体造成影响。强电磁干扰源往往有着较窄的辐射频谱。弱电磁干扰源会导致抗干扰强度不高的系统、电子设备、电器的效能降低。弱电磁干扰源往往有着很宽的频谱,频率范围通常会跨越几个数量级。按照不同的电磁能量利用目的,可以将认为的电磁辐射污染源分成三大类。首先,正常工作不会产生超出标准范围的电磁能量的设备。此类设备主要包括变压器、送电线、绝大多数电子设备、家用电器、信息技术设备等。其次,需要利用电磁能量进行正常工作的设备,此类设备在某一区域为某一特定的对象服务,将电磁能量控制在一定的范围之内,不向其他地方泄漏电磁能量。此类设备主要包括医疗、科学、工业射频设备等。第三,需要将电磁波辐射出去才能完成正常工作的设备。此类设备主要包括雷达、通信、电视、广播等。
电磁辐射产生于电子设备和电气装置,主要有以下几类来源:第一:广电设备与电讯设备。长寿广播电视发射塔、渡舟等地的微波通讯站、地面卫星通信站、寻呼通信基站等,这些设备大功率定时或不定时发射。第二:工业用电磁辐射设备:主要有长寿晏家工业园区、江南的重钢的高频炉(包括高频感应炉、高频淬火炉、高频熔炼炉、高频焊接炉及电子管的排气、烤消、退火、封接、钎焊,半导体的外延、区熔、拉单晶等。)、塑料热合机(包括高频热合机、塑料焊接机等。)、高频介质加热机、高频烘干机、放电加工机床、各种类型电火花加工设备等。第三:电力系统设备。包括发电厂、高压输配电线、变压器以及数以千计的电动机等。第四:交通系统。各种汽车、电动车等。第五:各类家用电器。包括电子闹钟、吹风机、微波炉、电视机、电冰箱、计算机、空调和电热毯等。
3 电磁辐射污染的危害
电磁辐射污染的危害主要表现在两个方面:电磁干扰、电磁辐射对生物体的影响。
3.1 电磁干扰。电磁波充斥在人们生活的空间里,不同的电磁波会相互干扰。环境周围辐射源的数量,每个辐射源的辐射持续时间、带宽、波形、频率、振幅等参数,各个辐射源的距离等因素是随机变化的,从而形成了难以预料的干扰电磁场。电磁辐射将会干扰仪表、仪器、电子设备等,降低设备性能,产生诸多不良后果,例如系统可用性降低、出现延迟、信息重复、信息不准确等,造成任务无法顺利完成,电磁干扰严重时甚至会引发事故。
3.2 电磁辐射对生物体的危害。电磁辐射对生物的危害主要表现在三个方面:热效应、非热效应、累积效应。热效应指的是高频电磁波对生物机体细胞造成的“加热”影响。高频电磁波穿越生物表层“加热”内部组织,生物体内部组织难以散热,从而造成严重的“烧伤”。热效应导致生物肌体升温,干扰各个器官的正常工作,对生育系统、视觉系统、心血管系统均造成了一定的破坏。非热效应指的是低频电磁波对生物体造成的影响。低频电磁波辐射人体后,体温没有明显变化,但是身体本身的微弱电磁场已经受到了干扰,人体保持平衡状态的电磁场被打破,使得细胞、淋巴液、血液等发生变化,将会导致遗传基因突变、脱氧核糖核酸受损,从而导致一系列疾病,例如婴儿畸形、肿瘤、白血病等。非热效应包括化学效应和物理效应。电磁场对生物体造成的化学效应比热效应具有更大的杀伤力。累积效应指的是热效应和非热效应作用于生物体后,造成的伤害没有得到有效的恢复,又再次受到电磁辐射,伤害程度累积。电磁辐射污染的累积效应是长期的,严重时会对生命造成威胁。
4 对电磁辐射污染的防护措施
4.1 严格执行相关法规
电磁辐射污染防护的基本前提是严格执行电磁辐射污染防治的相关法律法规。建立、健全电磁辐射污染管理体制,例如加强对电磁辐射设施运作的审批、监督力度。对公共场所的电磁污染进行检测,为电磁辐射污染防护提供目标与方向。客观、合理评价新建项目或改建项目的电磁辐射污染程度,在项目建设期间,根据相关法律法规加强监管工作。
4.2 电磁辐射控制技术应用
合理应用电磁辐射控制技术是电磁辐射污染防治的重要措施。电磁屏蔽技术、高频接地、滤波技术、植物绿化、电磁辐射防护材料的使用等是目前重要的电磁辐射控制措施。电磁屏蔽技术是利用电磁辐射扩散抑制材料,将环境和电磁场源隔离,将电磁辐射控制在一定的范围之内,从而达到电磁辐射污染防护的目的。对高频电磁场进行屏蔽是电磁屏蔽技术的重要应用。高频接地能够将屏蔽体内部的射频电流导入大地,确保屏蔽体不成为二次辐射源,提高屏蔽作用。高频接地可以利用自然接地体,节省费用。滤波技术能够有效的抑制电流干扰,既要屏蔽无用信号,又要确保实用信号通过。植物绿化是利用植物能够吸收电磁能量的功能,吸收电磁波。在电磁辐射污染相对严重的地区,种植大面积的树木,能够促使电波传播衰减,降低电磁辐射对人体的危害。电磁辐射防护材料的合理使用,能够吸收或反射电磁辐射,最大程度地衰减电磁场场强。
4.3 个体防护
具体到个体层面,电磁辐射污染防护可以从以下几个方面着手。首先,在家用电器、手机等私人物品的使用上,应购买合格产品,不要集中摆放,并使用时注意保持距离。其次,在变电站、高压线、电磁波发射塔、电视台附近工作的人员,应注意采取相应的防护措施,并对自身的身体各项指标进行检测。最后,在饮食上,可以多食用蛋白质、维生素A、维生素C丰富的食物,例如海带、西红柿、胡萝卜等,以增强机体抵抗力。
5 结束语
综上所述,电磁辐射污染是随着电磁技术应用的广泛应用而加剧的,为了防治电磁污染危害,就必须采取相应的控制措施,降低电磁污染危害程度。
参考文献:
上述两个现象,在风扇、吹风机上同样成立。虽然紧贴风扇处电磁辐射值较大,达到412毫高斯,但在正常使用距离下,电磁辐射值已经骤降为0.26毫高斯。同理,紧贴着电吹风电机位置,电磁辐射值为633毫高斯,在出风口处其电磁辐射值仅为10毫高斯。
一提到辐射,可能有些小读者就会想到可怕的核辐射。确实,那些核电站事故和原子弹爆炸后留下的惨状经常出现在新闻和电影中,这也导致了大家对电磁辐射没有什么好印象。其实,核辐射和日常我们接触的辐射之间是有着巨大区别的。
谁真见过电磁辐射?那肯定是没有的,因为它根本就是看不见、摸不着的。当我们用磁铁去吸金属物体的时候,会发现物体还没接触到磁铁,就开始“蠢蠢欲动”了。这就是磁性的威力。当然,我们是看不到这种“磁力”的。同样,我们打手机的时候,我们也看不见手机发射出的电波是怎么传递的。因为电和磁这对“小伙伴”是通过在空气中传递能量,来完成它们的“工作”的。所以,不管是有“磁”的物体,还是有“电”的物体,都会产生电磁辐射。
什么东西会产生电磁辐射?
这个问题好像太简单了一些,因为电视里、网络上总是在介绍手机啊、电脑啊、微波炉啊、电吹风啊……只要是用电的设备就会产生电磁辐射,这谁不知道啊?
那么我问你,地球会不会有电磁辐射呢?人体会不会有电磁辐射呢?埋在地下的磁铁矿、天上的雷电,这些都有电磁辐射吗?
答案是肯定的,因为它们都有电和磁。所以说,电磁辐射的来源不光是人造的一些电器,天然的东西只要带上了磁和电,也同样会产生电磁辐射。
如果暴露在电磁辐射中会发生什么?
现在,暴露在电磁辐射之中并不是什么奇怪的事情。电作为一种能源,早就是我们生活的必需品了。即使你的住处远离高压电线和发电厂,家里也一定会有很多的家用电器。从电力的产生、传输到家用电器和工业设备,无论家居还是工作,每个人都多多少少会暴露在微弱的电磁辐射之中。那么,这对我们的身体又会产生什么影响呢?
首先我们要知道,即使在没有外界干扰的情况下,在我们人体内,作为正常身体功能的一部分,也会有一种很微弱的电流存在。这就是生物电的现象。比如,通过心脏的神经电流就是非常活跃的,医生可以用心电图来记录下它们。而且,体内的这种电流也会受到外来电磁辐射的影响。
这么一说,可能有的小读者就要害怕了:完了,要是电磁辐射影响了我大脑里的电流,那会不会伤害我的大脑啊?害得我智力下降,考试考得不好……哈哈,这个借口可是绝对不管用的,因为平时我们在生活中接触到的电磁辐射强度是很低的,大部分都会被我们的皮肤反射掉,进入体内的那一小部分也会被肌肉和血液吸收,变成热能。不过,这并不能帮助我们在冬天“取暖”,因为它们实在是太弱了。
只有当电磁辐射的强度达到一定程度的时候,才会对身体造成直接的伤害。但在正常的情况下,我们是绝对接触不到这些高强度辐射的。特别是我们平时使用的家用电器,都是按照严格的辐射标准来制造的。在确保它们对人体无害的情况下,才可以出厂销售。
下面就让小编介绍一下我们身边的一些电磁辐射源,以及它们的电磁“危害指数”。
手机传递信息靠的是无线电波。一台手机,就等于是一个电波的发射器。于是大家便会很自然地想到――这个东西的辐射量一定会很大。然而真实的情况并不是这样。首先,手机的用电功率是很小的,这么大的一块电池,就可以够它使用几天了。其次,在用手机打电话的时候,并不是要把电波一直传送到远方的另一台手机上才能通话,而是把信号发送到附近的手机基站,距离并不太远。因此,手机实际发出的电磁辐射大大低于国际上的安全标准。
在这里小编告诉大家,辐射的强弱和剩余电量没有任何关系,反倒是和手机信号的强度有关系。经过仪器测试,“一格信号”相比较“满格信号”,辐射强度可能要增加1000倍之多,可即使增加了这么多倍,也还是没有超过安全标准。这就好像我们说人比蜗牛跑得快1000倍,但那并不是因为人跑得有多快,而是蜗牛跑得实在太慢了。
电脑
小编我每天都坐在办公室里面对着电脑,这一条我最关心了。于是这次小编亲自上阵,找来了专用的检测仪器,对着我自己的这台“古董电脑”前前后后左左右右一顿比划,结果发现,任何一个位置上测到的辐射量都没有超过国际安全标准。唉,原来我是白担心了!电脑的辐射根本就不大。
等等,有的小读者要问了,那我的仙人掌不是白养了?人家可是说仙人掌能够吸收辐射的。还有,人家说每次用过电脑都要洗脸,也是为了防辐射啊,难道这也都白洗了?
嘿嘿,你说对了,先不说电脑辐射本来就没什么可怕,用两种方式“防辐射”完全是无用功――洗脸顶多能让你精神一点儿,仙人掌嘛,还是以绿化的作用为主吧。
吹风机
不知道从什么时候开始,网上都在流传电吹风是个“高辐射杀手”。因为是用来吹头发,所以离头部很近。而且它的功率可比手机要大多了。小读者们可以找来家里的电吹风看看,一般的功率都有1000瓦左右。这么高的功率,它的电磁辐射肯定会比手机大啦。
不过,因为功率大,就说它危害性大,这可不一定了。因为电磁辐射的种类也是不同的。与微波炉里用来加热的微波相比,电吹风的辐射危害性要小得多。虽然功率很大,但是它的辐射量也没有超过安全标准,所以是不会产生什么危害的。
微波炉
微波本身是一种电磁波。能够如此迅速地加热食物,这种微波的能量自然是不小了。那微波炉对人体岂不是非常有害了吗?