Список рекомендуемой литературы
1. ГОСТ 12.1.012-90. ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования. М.: Изд-во стандартов, 1990. - 46 с.
2. СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. Минздрав России. М., 1996. –
30 с.
Лабораторная работа №11
Часа
Исследование эффективности методов и средств защиты от электромагнитных излучений вещества
Цель работы
Получение практических навыков в качественном исследовании электромагнитных полей радиочастот и экранирующих свойств некоторых материалов, применяемых для защиты от электромагнитных полей.
Задачи работы
Изучить свойства электромагнитного поля. Электромагнитное поле (ЭМП) диапазона радиочастот обладает рядом свойств (способность нагревать материалы, распространение в пространстве и отражение от границы раздела двух сред, взаимодействие с веществом), которые широко используются в отраслях экономики.
Обеспечивающие средства
Внешний вид лабораторного испытательного стенда представлен на рисунке 11.1.
Рисунок 11.1 – Лабораторный стенд для исследования влияния ЭМИ
В качестве источника СВЧ излучения используется бытовая СВЧ-печь «САМСУНГ».
Стенд представляет собой стол лабораторный 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 самоклеящейся плёнки 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 строительный красный кирпич, устанавливаемый на неподвижную подставку, в качестве которой используется неглубокая фаянсовая тарелка, что обеспечивает стабильность измеряемого сигнала. 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, армированная резина, органическое стекло. В качестве измерительного прибора используется мультиметр 8, который располагается на свободной части столешницы (за пределами координатной сетки).
|
|
Режим работы СВЧ печи: продолжительность работы, мин, не более 5; продолжительность перерыва между рабочими циклами, с, не менее 30; уровень мощности, % - 100.
Задание
Произвести соответствующие исследования воздействия ЭМИ на человека разными способами, предусмотренными данной лабораторной работой. Разработать эффективные мероприятия для снижения или исключения воздействия ЭМИ.
Требования к содержанию отчета
1. Общие сведения
2. Схема стенда
3. Данные измерений (таблицы 11.1 и 11.2).
4. Выводы по результатам работы
Таблица 11.1 - Распределение интенсивности излучения в пространстве
Номер измерения | Значение X, см | Значение Y, см | Значение Z, см | Интенсивность излучения (показания мультиметра) |
1 | ||||
2 |
Таблица 11.2 - Эффективность экранирования в зависимости от вида материала защитных экранов
Номера защитных экранов | Эффективность экранирования, |
1 | |
2 |
Основные термины и определения
1. Источниками ЭМП этого вида являются приборы, применяемые в промышленности для индукционного нагрева металлов и полупроводников (в таких технологических процессах, как закалка и отпуск деталей, накатка твердых сплавов на режущий инструмент, плавка металлов и полупроводников, очистка полупроводников, выращивание полупроводниковых кристаллов и пленок), а также приборы диэлектрического нагрева, применяемые для сварки синтетических материалов, прессовки синтетических порошков.
|
|
2. Свойства электромагнитных волн распространяться в пространстве и отражаться от границы раздела сред широко используют в таких областях, как радиосвязь, телевидение и радиолокация, дефектоскопия и других, поэтому телевизионные и радиолокационные станции, антенны радиосвязи являются также мощными источниками ЭМП диапазона радиочастот.
3. Различают технологические и паразитные источники ЭМП. К последним относятся выносные согласующие трансформаторы, выносные батареи конденсаторов, фидерные линии, щели в обшивке установок. В радиоаппаратуре всех диапазонов частот, к технологическим источникам относятся антенны, петли связи, к паразитным - щели в обшивках генераторов, неплотности соединений тракт, различные отверстия и др.
4. Электромагнитное поле высоких, ультравысоких и сверхвысоких частот (ВЧ, УВЧ и СВЧ) распространяется в пространстве со скоростью, близкой к скорости света, причем это поле несет с собой энергию. Электромагнитное поле изменяется с той же частотой, что и ток, его образовавший. Расстояние, на которое распространяется поле за один период, называется длиной волны λ, м.
|
|
λ = c/f, (11.1)
где с - скорость распространения электромагнитных волн в воздушной среде (с=3·108 м/с);
f - частота колебаний, Гц.
5. Единицами ЭМП являются: частота f, Гц, напряженность электрического поля Е, В/м, напряженность магнитного поля Н, А/м, плотность потока энергии ППЭ, Вт/м2 . В ЭМП существует три зоны, которые различаются по расстоянию от источника ЭМП.
6. Зона индукцииимеет радиус, равный
R< λ /2p, (11.2)
где λ - длина волны электромагнитного излучения. В этой зоне электромагнитная волна не сформирована и поэтому на человека действуют независимо друг от друга напряженность электрического и магнитного полей.
7. Зона интерференции(промежуточная) имеет радиус, определяемый по формуле:
λ /2p < R <2p λ, (11.3)
В этой зоне одновременно воздействуют на человека напряженность электрического, магнитного поля, а также плотность потока энергии.
8. Дальняя зонахарактеризуется тем, что это зона сформировавшейся электромагнитной волны. В этой зоне на человека воздействует только энергетическая составляющая ЭМП - плотность потока энергии. Если источник ЭМП имеет сверхвысокие частоты (СВЧ), то практически он создает вокруг себя зону энергетического воздействия - дальнюю зону, имеющую радиус:
R>2p λ, (11.4)
Знание длин волн ЭМП, формируемых источником, дает возможность выбора приборов контроля электромагнитного излучения. Для низкочастотных источников ЭМП (НЧ, ВЧ, УВЧ-диапазоны) необходимо использовать приборы, измеряющие электрическую и магнитную составляющие ЭМП, для СВЧ-диапазона - приборы, позволяющие измерять плотность потока энергии ЭМП.
9. Биологическое действие ЭМП радиочастот характеризуется тепловым действием и нетепловым эффектом. Под тепловым действием подразумевается интегральное повышение температуры тела или отдельных его частей при общем или локальном облучении. Нетепловой эффект связан с переходом электромагнитной энергии (молекулярное резонансное истощение, фотохимическая реакция и др.). Чем меньше энергия электромагнитного излучения, тем выше тепловой эффект, который оно производит.
10. По своим биофизическим свойствам ткани организма неоднородны, поэтому может возникнуть неравномерный нагрев на границе раздела с высоким и низким содержанием воды, что определяет высокий и низкий коэффициент поглощения энергии. Это может привести к образованию стоячих волн и локальному перегреву ткани, особенно с плохой терморегуляцией (хрусталик, желчный пузырь, кишечник).
Влияние ЭМП на организм зависит от таких физических параметров как длина волны, интенсивность излучения, режим облучения - непрерывный и прерывистый, а также от продолжительности воздействия, комбинированного действия с другими производственными факторами (повышенная температура воздуха, наличие рентгеновского излучения, шума и др.), которые способны изменять сопротивляемость организма к действию ЭМП. Наиболее биологически активен диапазон СВЧ, менее активен УВЧ и затем диапазон ВЧ (длинные и средние волны), т.е. с укорочением длины волны биологическая активность почти всегда возрастает.
11. Нормирование воздействия электромагнитного излучения радиочастотного диапазона на человека осуществляется с помощью СанПиН 2.2.4.1191-03, который устанавливает на рабочих местах:
- временные допустимые уровни (ВДУ) ослабления геомагнитного поля (ГМП),
- ПДУ электростатического поля (ЭСП),
- ПДУ постоянного магнитного поля (ПМП),
- ПДУ электрического и магнитного полей промышленной частоты 50 Гц (ЭП и МП ПЧ),
- ПДУ электромагнитных полей в диапазоне частот >= от 10 кГц до 30 кГц,
- ПДУ электромагнитных полей в диапазоне частот >= от 30 кГц до 300 ГГц.
12. Защита персонала от воздействия электромагнитных излучений радиочастот осуществляется путем проведения организационных и инженерно-технических, лечебно-профилактических мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты.
К организационным мероприятиям относятся: выбор рациональных режимов работы оборудования; ограничение места и времени нахождения персонала в зоне воздействия ЭМП радиочастот (защита расстоянием и временем) и т.п.
Инженерно-технические мероприятия включают: рациональное размещение оборудования; использование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места персонала (поглотители мощности, экранирование, использование минимальной необходимой мощности генератора); обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем электромагнитных излучений.
Лечебно-профилактические мероприятия осуществляются в целях предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений в состоянии здоровья работника, связанные с воздействием электромагнитных излучений, и включают предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры.
К средствам индивидуальной защиты относятся защитные очки, щитки, шлемы, защитная одежда (комбинезоны, халаты и т.д.).
Способ защиты в каждом конкретном случае должен определяться с учетом рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, необходимой эффективности защиты.
13. Защитные меры от действия ЭМП сводятся, в основном, к применению защитного экранирования, дистанционного управления устройствами, излучающими ЭМ волны, применению средств индивидуальной защиты. Защитные экраны делятся на:
1) Защитные экраны отражающие излучение;
2) Защитные экраны поглощающие излучение.
К первому типу относятся сплошные металлические экраны, экраны из металлической сетки, из металлизированной ткани. Ко второму типу относятся экраны из радиопоглощающих материалов. К средствам индивидуальной защиты (СИЗ) относятся: спецодежда, выполненная из металлизированной ткани: защитные халаты, фартуки, накидки с капюшоном, перчатки, щитки, а также защитные очки (при интенсивности выше 1 мВт/см2), стекла которых покрыты слоем полупроводниковой окиси олова, или сетчатые очки в виде полумасок из медной или латунной сетки.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с мерами по охране труда при проведении лабораторной работы и строго выполнять их.
2. Подключить СВЧ печь к сети переменного тока.
3. В печь на подставку (перевернутая тарелка) положить кирпич.
4. Установить режим работы печи согласно п.2.10 в соответствии с паспортом на конкретную СВЧ печь. Для СВЧ печи ее включение в рабочий режим осуществляется в следующей последовательности: открыть дверцу нажатием прямоугольной клавиши в нижней части лицевой панели; установить ручку «мощность» в крайнее правое положение; установить ручку «время» в положение 5 мин; плотно закрыть дверцу.
5. Разместить датчик на отметке 0 по оси X координатной системы.
Перемещая датчик по оси Y координатной системы и оси Z (по стойке), определить зоны наиболее интенсивного излучения и с помощью мультиметра зафиксировать их численные значения. Перемещая стойку с датчиком по координате X (удаляя его от печи до предельной отметки 50 см) снять показания мультиметра дискретно с шагом 20 мм. Данные замеров занести в табл.4. Построить график распределения интенсивности излучения в пространстве перед печью.
6. Разместить датчик на отметке 0 по оси X. Зафиксировать оказания мультиметра.
7. Поочередно устанавливать защитные экраны и фиксировать показания мультиметра.
8. Составить отчет о работе.
Контрольные вопросы для самоподготовки
1. Что является источниками электромагнитных полей в производственных условиях?
2. Каково воздействие электромагнитных полей на организм человека?
3. Как нормируются электромагнитные поля?
4. Какие приборы применяют для измерения электромагнитных полей?
5. Какие меры борьбы с электромагнитными полями в производстве и в быту?
6. Какие средства индивидуальной защиты применимы от электромагнитных полей?
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 443; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!