Измерение напряженности электромагнитных полей. Гигиеническая оценка

Измерение напряженности электростатического поля. При ги­гиенической оценке ЭСП измеряют напряженность его с помощью приборов ИЭСП-1; ИСП-9; ИНЭП-1; ВИНЭП-2.

Прибор ИЭСП-1 работает по принципу индуцирования элек­трического заряда на диполе, где заряд с помощью вращающейся заземленной сферы преобразуется в переменный сигнал, который усиливается дифференциальным усилителем и регистрируется мик­роамперметром, откалиброванным в единицах напряженности по­ля. Измеритель имеет четыре диапазона — 10, 30, 50 и 150 кВ/м.

Прибор ИЭСП-9 — статический индукционный электрометр, ос­нову которого составляет электрометрическая лампа или полевой транзистор. Под действием электрических зарядов изменяется ток анода лампы или транзистора, который измеряется микроампер­метром. Прибор имеет линейную шкалу в диапазоне от 0 до 2,5-10⁶ В/м. Для расширения диапазона измеряемых значений напряженности на корпус датчика надевают сменные экранирую­щие крышки с калиброванными отверстиями (диаметр равен 2,5— 15 мм), которые уменьшают эффективную площадь дискового вос­принимающего электрода.

Прибор ИНЭП-1 и его модифицированный вариант на транзи­сторах ВИНЭП-2 основаны на принципе периодической модуляции электрического заряда, индуцированного на измерительном элек­троде электрическим полем. С помощью вращающейся заземлен­ной крыльчатки производится периодическая экранировка поля. Изменение индуцированного заряда вызывает появление перемен­ного электрического тока в цепи датчик — земля. При этом ампли­туда изменений тока определяется напряженностью ЭСП.

Прибор ИНЭП-1 способен непрерывно измерять напряженность электростатического поля от 0,4-10³ до 2,5-10⁶ В/м в пяти диапа­зонах. Транзисторный измеритель напряженности ЭСП ВИНЭП-2 имеет пределы измерения от 3-10³ до 2-10⁶ В/м, разделенные на восемь диапазонов. Погрешность измерения — не более 6—7%.

В соответствии с «Санитарно-гигиеническими нормами предель­но допустимой напряженности электростатического поля» (СН 1757—77), напряженность поля при длительности воздействия до 1 ч не должна превышать 60 кВ/м, от 1 до 9 ч определяется по формуле

Е = 60/√Т

где Т — время, ч; свыше 9 ч — не более 20 кВ/м.

Измерение напряженности магнитного поля. Методика измере­ния напряженности магнитного поля включает измерение магнит­ного потока и магнитной индукции. Для этого используют сле­дующие измерительные приборы, устройство которых определено основными свойствами магнитного поля: баллистический гальва­нометр типа М 197/1 и М 197/2 или флюксметр (милливеберметр) типа М-119 и М-119Т, магнетометры, или эрстедометры, типа Е-113 и ИМИ-3.

Определение магнитных характеристик основывается на способ­ности постоянного электромагнитного поля возбуждать индукцион­ные токи, отклонять магнитную стрелку, воспроизводить эффект Холла (возникновение разности потенциалов между длинными кон­цами пластинки, вдоль которой проходит ток).

На первом свойстве электромагнитного поля основан способ ре­гистрации магнитного потока с помощью измерительной катушки с одним слоем проволочной обмотки, которая соединяется с изме­рительным прибором — баллистическим гальванометром или милливеберметром. Для определения магнитного потока, магнитной индукции и напряженности магнитного поля измерительную ка­тушку помещают перпендикулярно магнитным силовым линиям, затем ее удаляют за пределы поля или поворачивают на 90°. При этом наблюдается отклонение стрелки прибора.

Для определения магнитной индукции пользуются формулой

В = Ф/S,

где В — магнитная индукция, Тл; Ф — магнитный поток, Вб; S - площадь измерительной катушки, м².

Приборы, принцип работы которых основан на втором свойстве постоянного магнитного поля, называются магнитометрами или эрстедометрами. Напряженность магнитного поля с их помощью определяют по значению угла отклонения стрелки в определенной точке пространства.

С учетом эффекта Холла устроен измеритель магнитной индук­ции типа Е-133. Датчики прибора помещают в магнитное поле пер­пендикулярно силовым линиям. От осветительной сети через транс­форматор прибора на датчик подается внешнее напряжение, а перпендикулярно к его направлению от датчика к усилителю отво­дится напряжение Холла для его измерения.

Гигиеническую оценку переменных токов промышленной часто­ты (50 Гц) и постоянного магнитного поля проводят согласно «Нормам и правилам по охране труда при работах на подстанциях и воздушных линиях электропередачи напряжением 400, 500, 750 кВ переменного тока промышленной частоты» № 686—70, «Предельно допустимым уровням воздействия постоянных магнит­ных полей при работе с магнитными устройствами и магнитными материалами» № 1742—77, а также ГОСТ 12.1.002—75 «ССБТ. Электрические поля токов промышленной частоты напряжением 400 кВ и выше. Общие требования безопасности». При контакте с материалами, обладающими большой магнитной индукцией, не­обходимо следить за уровнями излучения на рабочих местах: напряженность постоянного магнитного поля не должна превышать 8 кА/м,

Измерение напряженности электромагнитного поля СНЧ, НЧ, СЧ, ВЧ, ОВЧ и плотности потока энергии УВЧ, СВЧ, КВЧ. При

гигиенической оценке ЭМП определяют напряженность электриче­ского и магнитного полей, а также поверхностную плотность пото­ка энергии.

Оценка интенсивности электромагнитных полей разных диапа­зонов радиочастот неодинакова. В диапазонах СНЧ, НЧ, СЧ, ВЧ и ОВЧ рабочее место, как правило, находится в зоне индукции,, интенсивность излучения выражается напряженностью электричес­кого и магнитного полей; в диапазонах УВЧ, СВЧ, КВЧ — в вол­новой зоне, и его воздействие оценивается величиной ППЭ.

В диапазоне промышленных частот для измерения напряжен­ности электрического поля применяют приборы типа ПЗ-1, ПЗ-1М.

Прибор ПЗ-1 и его модифицированный вариант ПЗ-1М пред­назначены для измерения эффективного значения напряженности электрического поля в зоне индукции. Пределы измерения напря­женности ЭП у этих приборов от 1 до 60 кВ/м и от 2 В/м до 100 кВ/м соответственно. Принцип работы состоит в том, что элек­трическое поле создает электродвижущую силу (ЭДС) в симмет­ричной антенне, представляющей собой сферический диполь из двух полусфер, разделенных диэлектриком. Сигнал усиливается усилителем переменного тока, выпрямляется линейным выпрями­телем и измеряется стрелочным микроамперметром прибора, от­градуированным в кВ/м. ЭДС в симметричном диполе пропорцио­нальна напряженности ЭП.

В диапазонах низких, средних, высоких и очень высоких (5—8 диапазон) частот для измерения напряженности электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля применяют при­боры типа ИЭМП-1, ИЭМП-2, ИЭМП-Т, ИЭМП-30, МРМ-1 (ГДР), ПЗ-15, ПЗ-16, ПЗ-17.

Приборы типа ИЭМП-1, ИЭМП-2, а также ИЭМП-Т (обладает по сравнению с предшествующими большей чувствительностью и меньшими массой и габаритами за счет замены электронных ламп полупроводниковыми приборами) позволяют измерять напряжен­ность ЭП в диапазоне частот 0,1—300 МГц в пределах от 4 до 1500 В/м; напряженность магнитного поля в диапазоне частот — 1 — 1,5 МГц в пределах от 0,5 до 3000 А/м.

Прибор ИЭМП-30 (выпускается с 1985 г.) предназначен для измерения напряженности ЭП в диапазоне частот 0,06—30 МГц в пределах от 1 до 1000 В/м; напряженность магнитного поля в диа­пазоне частот 0,06—30 МГц в пределах от 1 до 300 А/м.

Прибор NРМ-1 (в модификации), выпускаемый для стран — членов СЭВ, позволяет измерять напряженность ЭМП: от 2 до 40 кВ/м для электрического поля с частотой 50 Гц, а также в диа­пазоне частот 0,06—350 МГц; от 1 до 10 А/м в диапазоне частот 0,1 —10 МГц.

Принцип действия и конструкция указанных типов приборов близки. Напряженность электрического поля измеряют с помощью дипольной антенны (зонд Е для NFМ-1), которая улавливает элек­трическое поле переменного тока и выпрямляет его. Дальше оно в виде постоянного тока подводится через цепь резисторов к изме­рительному прибору. При измерении магнитного поля с помощью рамочной антенны (зонд Н для NFМ-1) индуцируется переменное напряжение, которое прямо пропорционально напряженности МП, Напряжение выпрямляется, фильтруется и подводится к измери­тельному прибору.

Измерения напряженности электрического поля проводят в сле­дующем порядке. Подключают антенну (или зонд), переключатель пределов измерений устанавливают в нулевое положение. Затем антенну помещают в электромагнитное поле и включают питание прибора. Переключатель пределов измерений поворачивают про­тив часовой стрелки до тех пор, пока стрелка прибора не откло­нится от нуля. Уровень напряженности электрического поля опре­деляют по градуировочной таблице в соответствии с отклонением стрелки прибора.

При измерении напряженности магнитного поля к прибору при­соединяют датчик с антенной в виде рамки небольшого размера (в NFМ-1 на несущую трубку магнитного зонда насаживается плоская катушка). Дальше выполняются те же операции, что и при измерении напряженности электрического поля. Вращая плос­кость рамки, добиваются максимального отклонения стрелки при­бора. Если это не удается, переключатель возвращают в нулевое положение, заменяют рамочную антенну на большую и вновь по­вторяют те же операции. Уровень напряженности магнитного поля определяют по градуировочной таблице.

При измерении напряженности поля следует принимать во вни­мание поляризацию поля. Это значит, что антенну (зонд) нужно поворачивать в точке измерения до тех пор, пока не будет достиг­нуто максимальное отклонение стрелки микроамперметра, которое рассматривается в качестве измеренного уровля напряженности в точке измерения.

Электромагнитные поля в 5—8 диапазонах частот также можно измерять приборами типа ПЗ-15, ПЗ-16, ПЗ-17, принцип действия которых близок к принципу действия приборов предыдущей груп­пы. Однако имеются и определенные отличия. Так, прибор ПЗ-16 (рис. 28) имеет изотропные датчики¹ (антенны). Наличие послед­них позволяет измерять суммарную напряженность ЭП или МП от нескольких одновременно работающих источников, что значитель­но упрощает гигиеническую оценку электромагнитной ситуации на рабочем месте.

Приборы типа ПЗ-15 и ПЗ-17 имеют аналогичное устройство, но с расширенным диапазоном измеряемых уровней напряжен­ности электромагнитного поля (ПЗ-15) или эксплуатационными возможностями: выход на цифропечать, удлиненный (до 10 м) кабель от антенны до прибора (прибор ПЗ-17) и др.

Рис. 28. Прибор типа ПЗ-15 для измерения напряженности электромагнитных

полей.

Приведенные приборы измеряют напряженность ЭП от 1 до 1000 В/м в диапазоне частот от 201 до 300 МГц; магнитного по­ля — от 0,5 до 16 А/м (диапазон частот от 0,01 до 30 МГц).

В 9 — 11 диапазонах частот (УВЧ, СВЧ, КВЧ), в соответствии с существующими методами измерения, электромагнитное поле оценивается поверхностной плотностью потока энергии (1 Вт/м² — ОД мВт/см²— 100 мкВт/см²).

Для этого пользуются измерителями плотности потока энергии типа ПО-1, ПЗ-13, ПЗ-9. Диапазон измеряемых частот — 150 — 16700 МГц, ППЭ — 0,02— 316 МВт/см². Измерители плотности по­тока энергии выпускаются в различной комплектности в зависи­мости от диапазона рабочих частот, состоят из двух основных узлов: высокочастотного блока, установленного на треноге, и из­мерителя мощности излучения. Высокочастотный блок включает в себя антенны, высокочастотный аттенюатор (регулятор интенсив­ности) и термисторную головку. В комплект входит до 11 измери­тельных антенн. Пределы измерения мощности излучения от 50 до 7500 мкВт. Принцип действия и порядок работы с прибором сле­дующие: антенну помещают в измеряемое электромагнитное поле. При этом электромагнитная энергия, принятая антенной, поступает в аттенюатор и термисторную головку. Термистор включают в из­мерительный мост постоянного тока, по которому и проводят из­мерение энергии. Плотность потока энергии (№) определяется по формуле

W = P * n/η * S_эфф.

где P — величина измеренной мощности излучения, мкВт; п — ве­личина ослабления аттенюатора (в количестве раз), определенная по графику, приведенном в паспорте (если аттенюатор не приме­няется, то п = 1); η — КПД термисторной головки, определенный по паспорту; S_эфф — эффективная поверхность антенны, опреде­ленная по паспорту, см².

Оценку интенсивности излучения ЭМП радиочастот на рабочих местах проводят в соответствии с ГОСТ 12.1.006 — 84 «ССБТ. Элек­тромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасно­сти».

Предельно допустимый уровень напряженности ЭМП на рабо­чих местах и в местах возможного нахождения персонала, профес­сионально связанного с воздействием электромагнитного излуче­ния, не должна превышать по электрической составляющей 50 В/м для частот от 0,06 до 3; 20 В/м — от 3 до 30; 10 В/м — от 30 до 50; 5 В/м — от 50 до 300 МГц; по магнитной составляющей — 5 А/м для частот от И, 06 до 1,5; 0,3 А/м — от 30 до 50 МГц в течение ра­бочего дня.

Предельно допустимый уровень плотности потока энергии в диапазоне частот 0,3 — 300 ГГц на рабочих местах и в местах воз­можного нахождения персонала устанавливают исходя из допус­тимого значения энергетической нагрузки на организм и времени пребывания в зоне облучения. Однако во всех случаях он не дол­жен превышать 10 Вт/м² (1000 мкВт/см²}, а при наличии в рабо­чих помещениях рентгеновского излучения или высокой темпера­туры воздуха (выше 28 °С) — 1 Вт/м^а (100 мкВт/см²). Вычисляют по формуле

ППЭ = W/T

где ППЭ — предельно допустимая величина плотности потока энер­гии, Вт/м² (мкВт/см²); W — нормированное значение допустимой энергетической нагрузки на организм, равное 2 Вт-ч/м² (200 мкВт-•ч/см²) (для всех случаев облучения, исключая облучение от вра­щающихся и сканирующих антенн), 20 Вт-ч/м² (2000 мкВт-ч/см²) (для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн); Т — время пребывания в зоне облучения, ч.

Предельно допустимые уровни (ПДУ) ЭМП, а также правила работы с источниками поля нормируются следующими норматив­но-техническими документами: «Санитарные нормы проектирова­ния промышленных предприятий» (СН 245-71), «Санитарные пра­вила организации технологических процессов и гигиенические тре­бования к производственному оборудованию» (СН 1024-73), «Предельно допустимые уровни воздействия постоянных магнит­ных полей при работе с магнитными устройствами и магнитными материалами» (№ 1742 — 77), «Нормы и правила по охране труда при работах на подстанциях и воздушных линиях электропередачи напряжением 400, 500, 750 кВ переменного тока промышленной час­тоты» (№ 368—70), ГОСТ 12.1.002—75. «ССБТ. Электрические поля токов промышленной частоты напряжением 400 кВ и выше. Общие требования безопасности», «Санитарные нормы и правила при ра­боте с источниками высоких, ультравысоких и сверхвысоких час­тот» (СН 848-70), ГОСТ 12.1.006—84 «ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности». «Временные санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электромагнитных полей, создаваемых радиотехническими объек­тами» (СН 2963-84), «Методические указания по определению плотности потока энергии электромагнитного поля, размеров санитарно-защитных зон и размещению метеорологических радио­локаторов» (№ 1809—77), «Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Лечебно-профилактические учреждения» (СНиП П-69-78, Ч. 2, гл. 69), «Правила устройства, эксплуатации и тех­ники безопасности физиотерапевтических отделений (кабинетов)», «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазе­ров» (СН 2392-81).

⇐ Предыдущая23242526272829303132

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: