593_Simakova_N.N._Laboratornaja_rabota_4_Proizvodstvennaja_sanitarija_

Федеральное агентство связи

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (СибГУТИ)

Н. Н. Симакова

Производственная санитария и гигиена труда

Методические указания к лабораторной работе «Исследование эффективности экранирующих устройств в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ)»

Учебно-методическое пособие

Новосибирск

2016

УДК [614:537.531](076)

Утверждено редакционно-издательским советом СибГУТИ

Рецензент:

заведующий кафедрой безопасности труда Новосибирского государственного технического университета,

д.ф.-м.н, профессор С. М. Коробейников

Симакова Н. Н. Производственная санитария и гигиена труда: Методические указания к лабораторной работе «Исследование эффективности экранирующих устройств в диапазоне СВЧ» : Учебно-методическое пособие / Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики; каф. безопасности жизнедеятельности и экологии. – Новосибирск, 2016. – 17 с.

Целью данных методических указаний является освоение вопросов производственной санитарии и гигиены труда.

Методические указания предназначены для студентов для направления подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность», профиль «Безопасность технологических процессов и производств», квалификация (степень) – бакалавр.

©СимаковаН.Н., 2016

©Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2016

2

Лабораторная работа № 4

«Исследование эффективности экранирующих устройств в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ)»

Цель работы: изучить гигиенические предельно-допустимые интенсивности электромагнитных полей радиочастот на рабочих местах, принцип действия экранирующих устройств. Исследовать эффективность экранирования счетных экранов.

Подготовка к работе

1.Самостоятельно в порядке подготовки к лабораторной работе ознакомиться с предельно-допустимыми уровнями облучения, принципами действия экранов с предельно-допустимыми уровнями облучения, принципами действия экранов, с мерами защиты от вредного влияния электромагнитных полей [1; 3; 5].

2.Рассчитать эффективность экранирования сетчатого экрана по приведенной формуле (8) для одного из вариантов (таблица 1). При этом длина волны равна 9,2 см, а шаг сетки изменяется от 2 до 16 см. Полученные данные занести в таблицу 2.

Задание для расчета

3

Краткое описание лабораторной установки

Лабораторная установка состоит из генератора стандартных сигналов СВЧ, прибора ПЗ-13 для измерения плотности потока мощности, антенн и набора сетчатых экранов.

Описание генераторов и прибора ПЗ-13, а также порядок подготовки их работе находятся на рабочем месте.

Порядок выполнения работы

Произвести измерения интенсивности электромагнитного поля прибором ПЗ-13 и определить эффективность экранирования сетчатых экранов. Полученные данные занести в таблицу 5.

Для этого:

1.Включить прибор ПЗ-13 и дать ему прогреться в течение 15 минут.

2.Подготовить прибор к измерениям.

3.Включить генератор СВЧ.

4.Произвести ориентацию антенны на максимум излучения.

5.Измерить интенсивность поля По без экрана.

6.Поочередно устанавливать экраны и измерить интенсивность П.

7.Обратить полученные данные.

Полученные расчетные и экспериментальные данные заносятся в таблицу 5 и строятся на одном чертеже графики Э = (ro)

Результаты расчета и эксперимента

Таблица 2

4

При измерениях для повышения точности необходимо произвести не менее измерений. За действительное значение принимается среднее арифметическое результатов измерений.

Внимание! Генератор СВЧ включать только на время снятия показаний. Вблизи антенн не должны находиться люди.

Отчёт о работе

Отчёт о работе должен содержать данные измерений, графики зависимости эффективности экранирования от шага сетки для указанных диаметров проволоки, выводы.

Приложение

Характеристика электромагнитного излучения и его влияние на организм человека

Оборудование и системы, которые генерируют, передают и используют электромагнитную энергию для технологических процессов, создают в окружающей среде электромагнитные поля. Электромагнитное поле распространяется со скоростью, близкой к скорости света. Основными параметрами электромагнитных колебаний являются длина волны, частота колебаний, уровень излучения и скорость распространения колебаний.

Электромагнитное поле диапазона радиочастот широко используется в разных отраслях промышленности из-за способности нагревать материалы, распространяться в пространстве, отражаться от границы раздела двух сред. Эти свойства используют также в науке, медицине, радиосвязи, телевидении, радиолокации, дефектоскопии и других отраслях.

Телевизионные и локационные станции, передающие антенны радиосвязи, катодные выводы магнетронов, отверстия и щели в сочленениях тракта передачи энергии волн является источниками электромагнитного поля. Скорость распространения электромагнитной энергии зависит от диэлектрической постоянной ε и магнитной проницаемости среды μ. Чем больше частоты тока, тем короче длина волны.

Спектр электромагнитного излучения природного происхождения, оказывающих влияние на человека, как в условиях быта, так и в производственных условиях, имеет диапазон волн от тысяч километров (переменный ток промышленной частоты) до долей миллиметра (космические энергетические лучи). Характер воздействия на человека электромагнитного излучения в разных диапазонах различен.

Длительное пребывание на рабочих местах, расположенных вблизи высоковольтных установок и под проводами воздушных линий электропередач оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека. Через тело

5

человека, находящегося в электромагнитном поле (ЭМП), протекает ток. Величина этого тока пропорциональна энергии, поглощенной телом человека и зависит от номинального напряжения электроустановки, места расположения человека относительно токоведущих частей и земли.

Биологическое действие ЭМП характеризуется тепловым эффектом. Электрический ток, проходя через организм, вызывает повышение температуры тела или отдельных его частей. По своим биофизическим свойствам ткани организма этому может возникнуть неравномерный нагрев на границе раздела с высоким и низким содержанием воды, что определяет высокий и низкий коэффициент поглощения энергии. Это может провести к локальному перегреву тканей, особенно с плохой терморегуляцией (хрусталик глаза, железный пузырь, кишечник, семенники).

Наиболее чувствительны к электромагнитному излучению (ЭМИ) центральная нервная система и сердечно-сосудистая система. Функциональные расстройства нервной и сердечно-сосудистой систем проявляются в физическом и психическом истощении кровяного давления и белкового состава и психическом истощении, в изменении кровяного давления и белкового состава крови. Длительное и интенсивное облучение, особенно микроволнами, может привести к резким изменениям в работе сердечно-сосудистой системы, вызывающим стойкое снижение трудоспособности. Электромагнитные волны диапазона СВЧ вызывают выраженное и рано наступающие понижение кровяного давления. Под действием СВЧ полей значительной интенсивности могут возникнуть поражения хрусталика глаза.

Влияния ЭМП на организм зависит от таких физических параметров, как длина волн, интенсивность излучения, площадь облучения, режим облучения - непрерывный или импульсивный, а также от продолжительности воздействия на организм, комбинированного действия с другими производственными факторами (повышенная температура воздуха, наличие рентгеновского излучения, шума и др.), которые способны изменять сопротивляемость организма на действие ЭМП. Наиболее биологически активен диапазон СВЧЮ менее активен диапазон УВЧ, и затем диапазон ВЧ (длинные и средние волны), т.е. с укорочением длины волны биологическая активность возрастает.

Интенсивность ЭМП вплоть до диапазона СВЧ оценивается напряженностью электрического (Е, В/м) и магнитного (Н, А/м) полей.

В диапазоне СВЧ интенсивность излучения оценивается энергией, относящейся к единице площади, расположенной перпендикулярно распространению волны, и выражается, чаще всего, в микроваттах на квадратный сантиметр.

Оценка воздействия ЭМИ РЧ на человека согласно 2.1.8/2.2.4.1190-03 осуществляется по следующим параметрам:

По энергетической экспозиции (ЭЭ), определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия на человека. Оценка по энергетической экспозиции применяется для лиц, работа или обучение которых связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ (кроме лиц, не достигших 18 лет, и женщины в состоянии беременности) при условии

6

прохождения этими лицами в установленном порядке предварительных и периодических медицинских осмотров по данному фактору и получения положительного заключения по результатам медицинского осмотра.

По значениям интенсивности ЭМИ РЧ такая оценка применяется для лиц, работа или обучение которых не связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ; для лиц, не проходящих предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров или при наличии отрицательного заключения по результатам медицинского осмотра; для работающих или учащихся лиц, не достигших 18 лет; для женщин в состоянии беременности; для лиц, находящихся в жилых, общественных и служебных зданиях и помещениях, подвергающихся воздействию внешнего ЭМИ РЧ (кроме зданий и помещений передающих радиотехнических объектов); для лиц, находящихся на территории жилой застройки и в местах массового отдыха.

Вдиапазоне частот 30 кГц…300МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается напряженности электрического поля (Е, В/м) и напряженности магнитного поля (Н, А/м).

Вдиапазоне частот 300 МГц…300ГГц интенсивность ЭМИРЧ оценивается значениями плотности потока энергии (ППЭ, Вт/м2, мкВт/см2).

Энергетическая экспозиция (ЭЭ) ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30кГц…300МГц определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время воздействия на человека.

В случае импульсно-модулированных колебаний оценка проводится по средней за период следования импульса мощности источника ЭМИ РЧ и, соответственно, средней интенсивности ЭМИ РЧ.

Энергетическая экспозиция за рабочий день (рабочую смену) не должна превышать значений, указанных в таблице 3.

7

Предельно допустимые значения энергетической экспозиции

Предельно допустимые значения интенсивности ЭМИ РЧ (Епду,Нпду,ППЭПДУ) в зависимости от времени воздействия в течение всего рабочего дня (рабочей смены) и допустимое время воздействия в зависимости от интенсивности ЭМИ РЧ определяется по формулам:

ТППЭ

Значения предельно допустимых уровней напряженности электрической и магнитной составляющих за 8-часовую рабочую смену и предельно допустимых уровней плотности потока энергии приведены в таблице 4.

8

Предельно допустимые интенсивности электромагнитных полей радиочастот на рабочих местах в течение рабочего дня (8 часов)

Таблица 4

интенсивность

Предельно допустимые уровня ЭМИ РЧ должны, как правило, определяться, исходя из предположения, что воздействия имеет место в течение всего рабочего дня (рабочей смены).

Сокращение продолжительности воздействия должно быть подтверждено технологическими, распорядительными документами и (или) результатами хронометража.

9

Предельно допустимое время работы вносится в инструкции по технике безопасности и в технологические документы, а на источниках ЭМИ РЧ или в непосредственной близости от них размещаются соответствующие предупреждения.

Интенсивность ЭМИ РЧ на территории жилой застройки и местах массового отдыха; в жилых, общественных и производственных зданиях (внешнее ЭМИ РЧ, включая вторичное излучение); на рабочих местах лиц, не достигших 18 лет; женщин в состоянии беременности не должна превышать значений, указанных в таблице 5.

Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ для населения, лиц, не достигших 18 лет и женщин в состоянии беременности