 |
Таблица 13. 2. Варианты к расчету ППМ свч-диапазона. Контрольные вопросы
|
|
|
|
Таблица 13. 2
Варианты к расчету ППМ СВЧ-диапазона
| Последняя цифра номера студенческого билета | РН, МВт | ¦0, МГц | ¦, имп/с | t, мкс | S, м2 | h1, м | h2, м | j, град |
| 3, 5 | 1, 5 | |||||||
| 4, 0 | 1, 5 | 2, 5 | ||||||
| 3, 5 | 1, 0 | |||||||
| 3, 0 | 1, 4 | |||||||
| 3, 2 | 1, 5 | 2, 0 | ||||||
| 3, 0 | 1, 3 | 1, 5 | ||||||
| 2, 8 | 1, 6 | 1, 8 | ||||||
| 3, 1 | 1, 7 | |||||||
| 2, 9 | 1, 5 | |||||||
| 3, 0 | 1, 3 | 1, 5 |
С = 0, 8
| Расстояние от основания антенны до точки измерения d, м | Предпоследняя цифра номера студенческого билета | |||||||||
| d1 | ||||||||||
| d2 | ||||||||||
| d3 | ||||||||||
| d4 | ||||||||||
| d5 | ||||||||||
По представленным исходным данным провести расчет, сравнить полученные результаты со стандартами, построить графики зависимости –
ППМ = ¦(d n). ПДУ – таблица 11. 1.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Охарактеризуйте особенность СВЧ-диапазона ЭМП при воздействии на биологические объекты.
2. Что означает ППЭ или ППМ, почему СВЧ-диапазон характеризуется этими параметрами?
3. Методы защиты от СВЧ-излучения.
Литература: [5; 9; 12].
Задача № 14
РАСЧЕТ ЗАЩИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ РАБОТЕ С СВЧ-ПЕРЕДАТЧИКОМ
В СВЧ-передатчике имеется выходной контур, содержащий катушку с переменной индуктивностью. Радиус катушки равен r, число витков - W, сила тока в катушке и его частота равны I и ¦ соответственно. В течение рабочего дня суммарное время регулировок с помощью ручки управления не превышает Т часов.
Определить минимальную толщину экрана и длину трубки, при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры (диаметр ручки управления - D), обеспечивающих допустимую мощность облучения. При этом R - расстояние от катушки до рабочего места.
|
|
|
Схема для расчета приведена на рис. 14. 1, требуемые данные по вариантам - в табл. 14. 1, 14. 2.
По результатам расчетов сделать выводы.
При решении задачи можно воспользоваться нижеприведенной методикой.
Напряженность магнитной составляющей поля катушки Н на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана:
H = 
, (А/м)
где bm - коэффициент, определяемый соотношением R/ r
(при R/r > 10, bm = I).
Если R удовлетворяет условиям:
R> > 
, R> > 
,
где l - длина волны, м, то имеет место волновая зона, оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излучения:
s = 377 × Н2 / 2, Вт/м2.
Допустимая величина ППЭ определяется по формуле:
,
где N = 2 Вт × ч / м2; Т - время облучения, ч.
Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формуле
.
Зная характеристики металла (см. таблицу 14. 2), можно рассчитать толщину экрана d, обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L:
,
где w =2× p× f - угловая частота, рад /с;
mа – абсолютная магнитная проницаемость, Гн / м; mа = m0 × m,
m0 – магнитная постоянная, m0 = 4p× 10-7 Гн/м;
m - относительная магнитная проницаемость среды.
g - электрическая проводимость, См / м;
Ручки управления выводят через стенки экранирующей камеры при помощи трубок, впаянных в стенки и представляющих собой волноводные (при электрическом стержне) или коаксиальные (при металлическом стержне) линии. На рис. 14. 2 показан вывод ручки управления, насаженной на диэлектрический стержень 1, который находится внутри металлической трубки 2. Такая конструкция может рассматриваться как волноводная линия.
|
|
|
Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле:
, дБ/м,
где D - диаметр, м;
e - относительная диэлектрическая постоянная стержня (таблица 14. 2).
Материал экрана: сталь - m = 200; медь - m = 1;
Материал стержня: гетинакс - e = 7; текстолит e = 8; эбонит e = 3, 0;
стеклотекстолит - e = 7, 5.
Требуемую длину трубки можно определить по формуле:
, м.
Варианты к задаче № 14
Таблица 14. 1
|
| Последняя цифра номера студенческого билета | ||||
| W | |||||
| I, A | |||||
| ¦, Гц | 3  108
| 4 108
| 3 108
| 4 108
| 3 108
|
| Т, ч | 0, 2 | ||||
| D, м | 1 10-2
| 2 10-2
| 3 10-2
| 4 10-2
| 5 10-2
|
| R, м | |||||
| r, м | 10-1 | 2, 5 10-1
| 10-1 | 2 10-1
| 1, 5 10-1
|
Таблица 14. 1( продолжение)
|
| Последняя цифра номера студенческого билета | ||||
| W | |||||
| I, A | |||||
| ¦, Гц | 4 108
| 3 108
| 4 108
| 4 108
| 3 108
|
| Т, ч | 0, 2 | 0, 2 | |||
| D, м | 4 10-2
| 3 10-2
| 2 10-2
| 1 10-2
| 6 10-2
|
| R, м | |||||
| r, м | 10-1 | 2, 5 10-1
| 10-1 | 2 10-1
| 1, 5 10-1
|
Таблица 14. 2
|
| Предпоследняя цифра номера студенческого билета | ||||
| m | |||||
| g, См м
| 1 107
| 5, 7 107
| 1 107
| 5, 7 107
| 1 107
|
| e | 3, 0 | 7, 5 | 7, 5 | ||
|
| Предпоследняя цифра номера студенческого билета | ||||
| m | |||||
| g, См м
| 5, 7 107
| 1 107
| 5, 7 107
| 1 107
| 5, 7 107
|
| e | 3, 0 | 7, 5 | 7, 5 | ||
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. По каким параметрам оценивается степень облучения персонала,
обслуживающего СВЧ-генераторы?
2. Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазоне?
3. Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных
излучений.
Литература: [8; 9; 12].
Задача № 15
РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Рассчитать сопротивление защитного заземления осуществляемого с помощью вертикальных электродов (заземлителей), изготовленных из уголковой стали. Длина вертикальных электродов - L, ширина полки уголка - b. Заземлители прикопаны в земле на глубину – t0. Между собой они соединяются с помощью полосовой стали. Заземляемое устройство расположено в средней полосе РФ с удельным сопротивлением фунта - r.
|
|
|
Геометрические размеры заземлителей и расстояния между одиночными вертикальными заземлителями представлены в соответствующих вариантах.
Все величины приведены в единицах системы СИ.
В данной работе необходимо определить:
1. Сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода в системе защитного заземления.
2. Количество вертикальных электродов в системе защитного заземления.
3. Длину горизонтальной полосы, соединяющей вертикальные электроды между собой.
4. Сопротивление растеканию тока горизонтальной полосы.
5. Сопротивление растеканию тока для всей системы защитного заземления.
6. Полученный результат сравнить со значением, установленным ГОСТ 2. 1. 030-81-R.
7. По результатам проведенных расчетов сделать выводы.
Максимально допустимые значения сопротивления R защитных заземляющих устройств приведены в соответствующих вариантах.
1. Сопротивление растеканию тока одиночного электрода в системе защитного заземления, с учетом вышеприведенных условий, определяется по формуле:
где: r - удельное сопротивление грунта, Ом * м;
L - длина вертикального заземлителя, м;
d = 0, 95b - для уголка с шириной полки b, м;
t - расстояние от поверхности земли до середины вертикального заземлителя,
t = t0 + L /2, м;
2. Количество вертикальных заземлителей определяется по формуле:
где: hВ - коэффициент использования вертикальных заземлителей, определяется из таблицы 15. 1, по предварительно найденному отношению: а / L;
а - расстояния между заземлителями,
L - длина заэемлителя.
Коэффициент использования заземлителей зависит от количества заземлителей. Для предварительного расчета рекомендуется hВ = 0. 85, при этом - 
округляется в меньшую сторону.
3. Длина соединительной полосы, выполненной из полосовой стали, определяется из соотношения:
а) для вертикальных электродов расположенных в ряд -
LП = (nВ – 1) × a
б) для вертикальных электродов расположенных по контуру -
LП = nВ × a
4. Соединительная полоса имеет свое сопротивление растеканию тока, которое определяется по формуле:
|
|
|
где: bП - ширина полосы, t 0 - глубина ее погружения в грунт.
5. Общее сопротивление заземляющего устройства определятся по
формуле:
где: hВ - коэффициент использования вертикального электрода, определяется с использованием линейной интерполяции в соответствии с таблицей 15. 1.
Коэффициент использования горизонтальной полосы hП, так же определяется с использованием линейной интерполяции в соответствии с таблицей 15. 1.
6. Полученный результат - R0 необходимо сравнить с R. Если он не больше значения, определенного ГОСТом, то расчет проведен правильно. Если расчетная величина R0 превосходит R, то необходимо повторить расчет, увеличив количество вертикальных электродов и соответственно изменив значения коэффициентов использования. Расчет следует повторять до тех пор, пока не будет выполняться неравенство R0 
R. Таким образом, следует добиться оптимального соотношения между количеством вертикальных электродов и коэффициентами использования, при которых сопротивление растеканию тока всей системы защитного заземления не превосходило бы значения, определенного ГОСТом.
|
|
|
