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                电磁辐射(EMF)测量技术及方法综述二
                点击次数:2427 发布时间:2015-08-23

                电磁辐射(EMF)测量技术及方法综述二

                4、电磁辐射频率范围 

                ⑴ 全范围

                  广义上包括X射线、γ射线、宇宙射线等电离电磁辐射,狭义上包括0~3×1012Hz,从静电场、静磁场到亚毫米波,该频率范围的电磁辐射不能造成原子与分子的电离,不管其强度有多大。

                ⑵ 目前我国管理范围

                  目前认为影响较大、受关注、研究较多并已经制定相应标准限值的频段有:工频50Hz,射频100kHz-300GHz。


                ⑶ 各波段名称、频率范围及波长 波段名称 频段名称 频率范围 波长 

                  工频 50/60 Hz   

                  超长波 甚低频(VLF) 3~30KHz 100~10Km 

                  长波 低频(LF) 30~300KHz 10~1Km 

                  中波 中频(MF) 0.3~3MHz 1~0.1Km 

                  短波 高频(HF) 3~30MHz 100~10m 

                  超短波(米波) 甚高频(VHF) 30~300MHz 10~1m 

                  分米波 微波 超高频(UHF) 0.3~3GHz 1~0.1m 

                  厘米波 特高频(SHF) 3~30GHz 10~1cm 

                  毫米波 极高频(EHF) 30~300GHz 10~1mm 


                波段名称 频段名称 频率范围 波长

                  工频 50/60 Hz 

                  超长波 甚低频(VLF) 3~30KHz 100~10Km

                  长波 低频(LF) 30~300KHz 10~1Km

                  中波 中频(MF) 0.3~3MHz 1~0.1Km

                  短波 高频(HF) 3~30MHz 100~10m

                  超短波(米波) 甚高频(VHF) 30~300MHz 10~1m

                  分米波 微波 超高频(UHF) 0.3~3GHz 1~0.1m

                  厘米波 特高频(SHF) 3~30GHz 10~1cm

                  毫米波 极高频(EHF) 30~300GHz 10~1mm


                ⑷ 常见电磁辐射源的频率范围 

                  电磁辐射污染源监测要求所用仪器的测量频率范围与污染源的工作频率相适应,因此有必要了解常见电磁辐射源的频率。

                  GSM移动通信基站:900/1800MHz

                  中波广播:535-1605KHz

                  短波广播:4-19 MHz内的部分频段

                  调频(声音)广播:88-108MHz


                  电视:50-92,168-223,471-566,607-958 MHz五个频段

                  家用微波炉:2450 MHz,工业微波炉:915,2450 MHz

                  高压电力设备:工频50Hz,电磁噪声干扰中短波(测量范围0.5-30 MHz)


                  高频感应加热设备(如熔炼炉、淬火炉等):工作频率几百kHz

                  高频介质加热设备:工作频率几MHz至几十MHz。如塑料热合机27.12,40.68MHz。

                  超短波电疗机:40.68 MHz

                  电信联盟(ITU)分配给工科医(ISM)设备的自由辐射频率为13.56MHz,27.12 MHz,40.68 MHz,2.45GHz等。在这些频率范围内的电磁辐射强度不受限制。


                5、电磁能的发射与传播途径

                  ⑴ 电磁发射是指"从源向外发出电磁能的现象"。电磁发射分为辐射发射和传导发射。

                  ⑵ 辐射发射是"通过空间传播的、有用的或不希望有的电磁能量"。 而辐射发射经常称之为电磁辐射,其定义为:"a.能量以电磁波形式由源发射到空间的现象。b.能量以电磁波形式在空间传播。

                  注:电磁辐射一词的含义有时也可引申,将电磁感应(即感应场)也包括在内。"我们在日常工作中使用的是其引申含义。

                  ⑶ 传导发射是指"沿电源线或信号线传输的电磁发射。"

                  ⑷ 电磁环境的定义是"存在于给定场所的所有电磁现象的总和。"电磁环境包括辐射发射与传导发射。但从环境工程来看,电磁环境的主要影响因素是电磁辐射。实际上电磁辐射骚扰源常常也伴随着传导发射。

                  实际传播途径可以是辐射与传导的组合(注意前面是发射途径),比如电磁波到达建筑物时,既可以(穿过墙壁或)通过门窗进入室内,也可以通过电线、钢筋传导进入室内,如在永安761台监测中,发现室内电线附近的电场强度明显高于室内的平均电场强度。测某基站时发现横梁下电场强度高于该点旁边1米位置的电场强度。六、电磁辐射污染源监测方法

                环境条件

                  应符合行业标准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应注明环境温度、相对湿度。


                测量仪器 

                  可使用各向同性响应或有方向性电场探头或磁场探头的宽带辐射测量仪。采用有方向性探头时,应在测量点调整探头方向以测出测量点zui大辐射电平。

                  测量仪器工作频带应满足待测场要求,仪器应经计量标准定期鉴定。


                测量时间

                  在辐射体正常工作时间内进行测量,每个测点连续测5次,每次测量时间不应小于15秒,并读取稳定状态的zui大值。若测量读数起伏较大时,应适当延长测量时间。


                测量位置

                  测量位置取作业人员操作位置,距地面0.5、1、1.7m三个部位。

                  辐射体各辅助设施(计算机房、供电室等)作业人员经常操作的位置,测量部位距地面0.5、1、1.7m。

                  辐射体附近的固定哨位、值班位置等。


                数据处理 

                  求出每个测量部位平均场强值(若有几次读数)。是RMS平均值。


                评价

                  根据各操作位置的E值(H、Pd)按国家标准《电磁辐射防护规定》(GB 8702-88)或其它部委制定的"安全限值"作出分析评价。


                6、一般环境电磁辐射测量方法

                测量条件

                1 气候条件

                  气候条件应符合行业标准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应注明环境温度、相对湿度。

                2 测量高度

                  取离地面1.7m~2m高度。也可根据不同目的,选择测量高度。

                3 测量频率

                  取电场强度测量值>50dBμV/m的频率作为测量频率。

                4 测量时间

                  基本测量时间为5:00~9:00,11:00~14:00,18:00~23:00城市环境电磁辐射的高峰期。

                  若24小时昼夜测量,昼夜测量点不应少于10点。

                  测量间隔时间为1h,每次测量观察时间不应小于15s,若指针摆动过大,应适当延长观察时间。


                布点方法

                1 典型辐射体环境测量布点

                  对典型辐射体,比如某个电视发射塔周围环境实施监测时,则以辐射体为中心,按间隔45°的八个方位为测量线,每条测量线上选取距场源分别30、50、100m等不同距离定点测量,测量范围根据实际情况确定。

                2 一般环境测量布点

                  对整个城市电磁辐射测量时,根据城市测绘地图,将全区划分为1×1km2或2×2km2小方格,取方格中心为测量位置。

                3 按上述方法在地图上布点后,应对实际测点进行考察。考虑地形地物影响,实际测点应避开高层建筑物、树木、高压线以及金属结构等,尽量选择空旷地方测试。允许对规定测点调整,测点调整zui大为方格边长的1/4,对特殊地区方格允许不进行测量。需要对高层建筑测量时,应在各层阳台或室内选点测量。


                测量仪器

                1 非选频式辐射测量仪

                  具有各向同性响应或有方向性探头的宽带辐射测量仪属于非选频式辐射测量仪。用有方向性探头时,应调整探头方向以测出zui大辐射电平。

                2 选频式辐射测量仪

                  各种专门用于EMI测量的场强仪,干扰测试接收机,以及用频谱仪、接收机、天线自行组成测量系统经标准场校准后可用于此目的。测量误差应小于±3dB,频率误差应小于被测频率的10-3数量级。该测量系统经模/数转换与微机联接后,通过编制测量软件可组成自动测试系统,达到数据自动采集和统计。 

                  自动测试系统中,测量仪可设置于平均值(适用于较平稳的辐射测量)或准峰值(适用于脉冲辐射测量)检波方式。每次测试时间为8~10min,数据采集取样率为2次/s,进行连续取样。


                数据处理

                  1 如果测量仪器读出的场强瞬时值的单位为分贝(dBμV/m),则按下列公式换算成以V/m为单位的场去强: 

                如果测量仪器的是非选频式的,不用此公式。


                  2 对于自动测量系统的实测数据,可编制数据处理软件,分别统计每次测量中测值的zui大值Emax、zui小值Emin、中值、95%和80%时间概率的不超过场强值E(95%)、E(80%),上述统计值均以(dBμV/m)表示。还应给出标准差值σ(以dB表示)。

                如系多次重复测量,则将每次测量值统计后,再按4.4.1进行数据处理。

                绘制污染图

                  1 绘制:频率-场强、时间-场强、时间-频率、测量位-总场强值等各组对应曲线。

                  2 典型辐射体环境污染图

                  以典型辐射体为圆心,标注等场强值线图(参见附录B1),或以典型辐射体为圆心,标注根据(4.5)式或(4.6)式得出的计算值的等值线图。

                3 居民区环境污染图

                  在有比例的测绘地图上标注等场强值线图,或标注根据(4.5)式或(4.6)式得出的计算值的等值线图。根据需要亦可在各地区地图上做好方格,用颜色或各种形状图线表示不同的场强值

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