1.4. Защита от электромагнитных излучений

радиочастотного диапазона

1.4.1. Принципы защиты от электромагнитного излучения

Пространство около антенны или другого проводника с переменным током, где существует электромагнитное поле, делится на ближнюю, промежуточную и дальнюю зоны.

В ближней зоне электрическое и магнитное поля сдвинуты на 90⁰. Электромагнитное поле характеризуется напряженностью составляющих его полей (электрического и магнитного).

Уменьшение напряженности полей электрической и магнитной составляющих и плотности потока энергии (мощности) может быть достигнуто:

1) увеличением расстояния между излучающим устройством и защищаемым объектом («защита расстоянием»);

2) уменьшением силы тока в проводнике (антенне) или мощности излучения;

3) уменьшением времени пребывания в зоне действия электромагнитного излучения «защитой временем».

«Защита расстоянием» достигается удалением от антенны работающего путем использования им дистанционного управления. Уменьшение силы тока в проводнике (антенне) достигается регулированием генератора (при настройке один мощный генератор заменяется другим – менее мощным), экранированием металлическими или сетчатыми экранами. При этом металл отражает почти всю энергию электромагнитного поля.

В связи с тем, что отраженное электромагнитное поле также является нежелательным, отражающие экраны покрываются материалами, которые имеют небольшую отражательную, но большую поглощающую способность. Хорошими поглотителями полей электромагнитных излучений являются: каучук, поролон, поглотители на полиуретановой основе, пенокерамические материалы (максимальная плотность поглощаемой мощности, например для последнего материала, составляет 7,75 Вт/см²).

2. Описание лабораторной установки

Стенд для измерения электромагнитного излучения СВЧ обеспечивает возможность ознакомления с методами измерения плотности потока электромагнитного излучения СВЧ диапазона, а также изучение способов защиты от облучения при работе с устройствами и аппаратами, содержащими СВЧ генераторы.

Стенд лабораторной установки (Рис. 1) представляет собой стол, СВЧ печь (источником электромагнитного поля в печи является магнетрон,

Рис. 1 Стенд лабораторной установки

излучающий электромагнитные колебания частотой 2400 МГц, и длиной волны λ= 12,5 см = 0,125 м) и координатное устройство.

Устройство, фиксирующее изменение электромагнитных излучений состоит из мультиметра (Рис 2) и дипольной антенны (Рис 3).

Рис 2 Мультиметр

Координатное устройство регистрирует перемещение датчика СВЧ поля по осям координат в трехмерной плоскости. Это дает возможность исследовать распределение СВЧ излучения в пространстве со стороны передней панели СВЧ печи.

На столешнице имеются гнезда для установки сменных защитных экранов, выполненных из следующих материалов:

-сетка из оцинкованной стали с ячейками 50 мм;

-сетка из оцинкованной стали с ячейками 10 мм;

-лист алюминиевый;

-полистирол;

-резина.

Рис 3 Дипольная антенна

3. Порядок проведения лабораторной работы

3.1. Оценка безопасности микроволновой печи

В микроволновую печь, поместить какую либо нагрузку (так как без нагрузки включать печь недопустимо), а именно, литровую банку с водой или кусок мрамора или огнеупорный кирпич.

Дипольную антенну закрепить на штативе на высоте 18 см и ориентировать всегда параллельно плоскости передней панели печи.

Включить микроволновую печь на 5…10 минут в режиме разогрева.

Разместить датчик на отметке 0 по оси Х координатной системы.

Включить мультиметр нажатием пусковой клавиши, установить переключатель режимов работы в положение 20 (микроампер), наблюдать показания интенсивности излучения на дисплее прибора.

Перемещая датчик по оси У координатной системы и оси Z (по стойке), определить контуры зоны в пределах которой плотность потока энергии превышает предельно допустимую величину 0,1 Вт/м²(50 мкА).

Перемещая стойку с датчиком по координате Х (удаляя ее от печи до предельной отметки 50 см) снять показания мультиметра дискретно с шагом 20…50 мм. Данные замеров занести в таблицу, построить график распределения интенсивности излучения в пространстве перед печью.

Дать заключение об уровне безопасности данной микроволновой печи, подсчитав коэффициент безопасности по зависимости:

где I_ПД = 0,1 Вт/м²– предельно допустимая по нормам величина ППЭ;

I₅₀– измеренная интенсивность излучения или плотность потока энергии на расстоянии 50 см от передней панели печи в точке максимального излучения.

Если КБ > 1 – печь безопасна, КБ < 1 – работающая печь создает ЭМП, опасное для здоровья пользователя.

Оформить результаты эксперимента в виде таблицы 2 и построить график распределения интенсивности излучения в пространстве перед печью.

Выводы.

Таблица 2

Распределения интенсивности излучения в пространстве перед печью

Номер измерения	Значение Х, см	Значение У, см	Значение Z, см	Интенсивность излучения (показания мультиметра)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

График распределения интенсивности излучения в пространстве перед печью

Выводы: