Отчет о выполненных лабораторных работах по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»




Скачать 311.14 Kb.
НазваниеОтчет о выполненных лабораторных работах по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
страница2/3
Дата публикации08.05.2013
Размер311.14 Kb.
ТипОтчет
vbibl.ru > Физика > Отчет
1   2   3
^

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4.
Исследование интенсивности электромагнитного излучения на рабочем месте




ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Изучить методику измерения интенсивности (плотности потока мощности) электромагнитных полей (ЭМП) СВЧ диапазона на рабочем месте, ознакомится с основами теории биологического действия ЭМП, с принципом нормирования ЭМП, частот, с принципами и методами защиты от ЭМП.
^ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ:

Существует две теории, объясняющие биологическое действие ЭПМ на человека:

1. Энергетическая теория, основанная на тепловом эффекте, когда воздействие объясняется дополнительной, внесенной извне и рассеянной в организме энергией, перешедшей, в конечном счете, в тепловую форму. Существование потерь энергии ЭПМ на токи проводимости и смещения в тканях организма приводят к образованию тепла при облучении. Когда интенсивность ЭПМ достигает таких значений (~10мВт/см2), что терморегуляционный механизм не справляется с рассеянием избыточного тепла, то начинается неизбежное повышение температуры тела, что и называется тепловым эффектом воздействия ЭМП. Известно, что перегревание тела отрицательно отражается на функциональном состоянии организма человека и повышение его температуры на 1°C и выше недопустимо.

2. Информационная теория, основанная на слабых воздействиях, когда энергия, сообщенная отдельной заряженной частице, меньше ее кинетической энергии. Наряду с энергетическими взаимодействиями в биологических процессах существенную (если не главную) роль играют информационные взаимодействия. Биологические эффекты, обусловленные этими взаимодействиями, зависят уже не от величины энергии, вносимой в ту или иную систему, а от количества и качества вносимой в нее информации. Сигнал, несущий информацию, вызывает только перераспределение энергии в самой системе, управляет происходящими в ней процессами.

Согласно ГОСТ 12.1.006-84 «Электромагнитные поля радиочастот» в диапазоне частот 60 кГц – 300 МГц в качестве нормируемых параметров используются напряженность электрической (В/м) и магнитной (А/м) составляющих поля, а в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц в качестве нормируемого параметра используется поверхностная плотность потока энергии (ППЭ) излучения и создаваемая им энергетическая нагрузка (ЭН):

или , где (1)

– время облучения.

Понятие «плотность потока энергии» (ППЭ) эквивалентно понятию «плотность потока мощности» (ППМ). С физической точки зрения ППМ есть поток энергии, переносимой электромагнитной волной через единицу площади, нормальную к направлению распространения, в единицу времени.

Предельно допустимые значения ППЭпд в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц на рабочих местах персонала определяются, исходя из допустимой энергетической нагрузки с учетом времени облучения:

, где (2)

ЭНпд – предельно допустимое (нормативное) значение энергетической нагрузки за рабочий день, равное:

  • 2 Втч/м2 (200 мкВтч/см2) – для случаев облучения, кроме от вращающихся и сканирующих антенн;

  • 20 Втч/м2 (2000 мкВтч/см2) – для случаев облучения от вращающихся антенн с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 50.

Максимальное значение ППЭпд: .

В свободном пространстве, без учета влияния земли и посторонних предметов на распространение ЭМП, энергетическая нагрузка при облучении может быть определена по формуле:

, где (3)

– мощность, излучаемая антенной, Вт;

– коэффициент направления действия антенны;

– время облучения, ч;

– расстояние от антенны до излучающего объекта, м;

– коэффициент ослабления ЭМП на пути распространения (например, экранами).
^ ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА:

Структурная схема лабораторного стенда изображена на рис.1.

В качестве источника энергии СВЧ используется высокочастотный генератор 1 на лавинопролетном диоде (ЛПД) с частотой генерации и излучаемой мощностью (собственно излучателем является коническая диэлектрическая антенна, закрепленная в волноводном фланца). Излучающая секция смонтирована на поворотной платформе, позволяющей менять направление излучения. ЛПД запитан от блока питания 2.



Рис.1. Структурная схема лабораторного стенда
Измерение плотности потока мощности энергии СВЧ производится термисторным ваттметром поглощаемой мощности типа МЗ-10А, состоящим из термисторного моста 7 типа Я2М-64 и выносного термисторного преобразователя с рупорной антенной 5. Эти приборы соединены гибким кабелем 6, позволяющим перемещать приемную антенну относительно излучателя. Приемная антенна 5 перемещается по направляющей штанге со шкалой 3 посредством подвижного штока 4.
^ ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:
Опыт 1
Включить и настроить приборы по методике, указанной выше. Устанавить поворотную платформу излучающего фланца в положение 0°. Изменяя расстояние от источника излучения до плоскости раскрытия приемной рупорной антенны, снять показания со стрелочного индикатора измерителя мощности (). Результаты измерения записать в таблицу 1.

Плотность потока мощности вычисляем по результатам измерений, мВт/см2:

, где (4)

– показания измерителя мощности, мВт;

– эффективная площадь раскрытия антенны (40,5 см2).
Таблица 1.
Зависимость плотности потока мощности энергии СВЧ от рассеяния при прямом излучении

Параметры

Расстояние от излучателя до точки измерения, см

5

10

20

30

40

50

60

70

, мВт

500

350

160

60

50

30

20

0

, мВт/см2

12,35

8,64

3,95

1,48

1,23

0,74

0,49

0

, мВт/см2

0,95

0,24

0,06

0,03

0,01

0,01

0,01

0


Теоретически рассчитать плотность потока мощности от прямого луча излучающей диэлектрической антенны в контрольных точках на расстоянии от излучателя по формуле, мВт/см2:

, где (5)

– излучаемая мощность;

– коэффициент направленности излучения;

– расстояние от излучателя до точки измерения, см.
Кривые и по результатам вычислений:

Опыт 2
Установить поворотную платформу излучающего фланца под углом к направлению измерения. Изменяя углы поворота и расстояния, снять показания измерителя мощности. Результаты измерения записать в таблицу 2.
Таблица 2.
Зависимость плотности потока мощности энергии СВЧ от расстояния при боковом излучении

Угол поворота, град,

Параметры

Расстояние от излучателя до точки измерения, см

5

10

20

30

40

15°

, мВт

170

110

70

40

20

, мВт/см2

4,20

2,72

1,73

0,99

0,49

30°

, мВт

40

40

40

30

20

, мВт/см2

0,99

0,99

0,99

0,74

0,49


Вычислить плотность потока мощности () по результатам измерений (формула 4).

Построить кривые .

Опыт 3
Устанавить поворотную платформу излучающей диэлектрической антенны в положение 0°; приемную рупорную антенну переместить на расстояние 20 см. Закрывая излучающий фланец поочерёдно сетчатыми экранами, снять показания измерителя мощности. Результаты измерений записать в таблицу 3.

По данным измерений вычислить коэффициент ослабления, дБ:

, где (6)

– мощность открытого излучения, мВт;

– мощность ослабленного излучения, мВт.
Таблица 3.
Результаты измерения и расчета эффективных защитных экранов

Защитное средство

, мВт

, дБ

Открытого

Ослабленного

Экран I

140

100

1,46

Экран II

140

60

3,68

Экран III (экраны I+II)

140

20

8,45


ВЫВОДЫ:

1. Защита от ЭМП может заключаться в увеличении расстояния от источника ЭМП.

2. Воздействие уменьшается при отсутствии прямого направления ЭМП на человека (боковое излучение), а также при применении специальных защитных экранов.
^ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

4. Перечислите и охарактеризуйте основные принципы защиты человека от ЭМП.

  • Защита снижением мощности , излучаемой в эфир.

  • Защита соответствующей ориентацией оси главного лепестка диафрагмы направленности антенны относительно направления на рабочие места.

(Рациональное размещение излучающего оборудования в помещение, позволяющее обеспечить минимум направленности прямой и отраженной энергии на рабочее место.)

  • Защита ограничением времени пребывания людей в зоне с повышенной энергетической нагрузкой.

  • Защита увеличением расстояния от антенны до рабочих мест.

  • Защита увеличением коэффициента ослабления ЭМП на пути между антенной и рабочими местами путем установки отражающих и поглощающих экранов.

  • Экранирование.

Экранирование:

Для отражающих экранов используются металлы (медь, латунь, алюминий, сталь), имеющие высокую проводимость. Экраны в виде: листов толщиной 0,5 мм (или по расчёту); сетки из проволоки 0,1-1,0 мм с ячейками 1×1, 10×10 мм (в зависимости от λ, нужно <<λ). Форма экранов: замкнутые (камеры); незамкнутые (щит, П-образный, полусфера и т.п.).

При использовании экранов ЭМ энергия поглощается в поверхностном слое металла, частично отражаясь в сторону источника. Основная характеристика экрана – эффективность экранирования, т.е. степень ослабления ЭМП.

Защита от СВЧ энергии:

При снятии характеристик РЛС для ослабления облучения к волноводу подключат поглощающую нагрузку – порошковое железо, граффито – цементный наполнитель и др.

От утечек энергии защищаются металлическими экранами замкнутого и незамкнутого типа. Металлы отражают практически всю падающую на них энергию, существенно отражают и др. металлы. Частично отражённую от экранов, оборудования энергию поглощают с помощью покрытий из непроводящих материалов (каучук, поролон и др., с проводящими добавками), где энергия рассеивается в виде тепловых потерь.

Другой вид поглощающих покрытий действует по принципу вычитания амплитуд прямой и запаздывающей отражённых волн. Это интерференционные поглощающие покрытия. Сдвиг по фазе достигается за счёт толщины покрытия, которая должна быть равной нечётному n.

Числу четврётой волны ЭМЭ (n=1,3,5…).

Равенство амплитуд получают за счет материала, в качестве которого используют резину, обработанную ферромагнитным порошком железа.

Защита от облучения при настройке и испытаниях СВЧ установок:

  • Настройку в закрытых камерах – экранах, требование к которым следующее:

  • При работе на полную мощность утечка энергии не должна превышать δдоп;

  • Управление установкой – дистанционное;

  • Применение блокировки дверей (автоматически снимает напряжение при открытии дверей);

  • Вентиляционные, смотровые отверстия. Рукоятки управления должны быть защищены от утечек энергии в окружающую среду.


Зашита рабочего места и помещений:

При невозможности экранировать источник и защититься от утечки, экранируют рабочее место, используя эластичные материалы для чехлов, спецодежды (х/б ткань с металлическим проводом в виде сетки с ячейкой 0,5 мм). Площадь нормируется от 40 до 70 в зависимости от мощности источника. Металлические предметы и оборудование, отражающие предметы и оборудование, отражающие утечки энергии, удаляют. Профилактика: медосмотры 1 раз в год; дополнительный отпуск – 12 рабочих дней; сокращённый рабочий день – при превышении ПДУ.

5. ^ Перечислите основные типы экранов для защиты от ЭМП.

Любой экран частично отражает, частично поглощает, частично пропускает сквозь себя падающую на него электромагнитную волну. В зависимости от того, какая доля падающей мощности преобладает: отраженная или поглощенная, экраны относятся к типу отражающих или поглощающих. Отражающие свойства экранов в основном определяются несогласованностью волновых сопротивлений воздуха и материала экрана. Поэтому отражающие экраны изготавливаются из материалов, имеющих волновые сопротивления, существенно отличающиеся от волнового сопротивления воздуха.

По конструктивному исполнению отражающие экраны подразделяются на сплошные и сетчатые. Экранирующие свойства сплошных экранов выше, чем сетчатых. Сетчатые экраны применяются для экранирования оконных проемов, вентиляционных, смотровых и технологических отверстий и т.д. Экранирующие свойства сетчатого экрана зависят в основном от соотношения шага сетки (расстояния между проволоками одного направления) и длины падающей электромагнитной волны λ. Чем чаще сетка (d<λ/4), тем выше ее экранирующие свойства для определенной длины волны.


1   2   3

Похожие:

Отчет о выполненных лабораторных работах по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» iconРеферат по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» На тему: «Безопасность...
Возникновение и развитие научно-практической деятельности в области безопасности жизнедеятельности человека

Отчет о выполненных лабораторных работах по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» iconУчебно-методическое пособие предназначено для проведения практических...
Оводство, которое поможет студентам лучше освоить теоретический материал по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» в разделе...

Отчет о выполненных лабораторных работах по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» iconКонтрольная работа по дисциплине: «Безопасность жизнедеятельности»
Целью данной работы является детальный анализ технических и организационных принципов обеспечения безопасности жизнедеятельности

Отчет о выполненных лабораторных работах по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» iconКонтрольная работа по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»...
Устойчивость функционирования объектов экономики в условиях чрезвычайных ситуации

Отчет о выполненных лабораторных работах по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» iconКонтрольная работа По предмету «Безопасность жизнедеятельности»
Безопасность жизнедеятельности – это состояние деятельности, при которой с определенной вероятностью исключаются потенциальные опасности,...

Отчет о выполненных лабораторных работах по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» iconПротокол №3 заседания муниципального методического объединения преподавателей...
Тема: Безопасность жизнедеятельности: безопасность в быту, безопасность здоровья, пожарная безопасность

Отчет о выполненных лабораторных работах по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» iconКонспект лекций по дисциплине «безопасность жизнедеятельности»
Человек всегда стремился обеспечить свою безопасность. С развитием промышленности эта задача потребовала специальных знаний. В наше...

Отчет о выполненных лабораторных работах по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» iconКонтрольная работа по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
Вопрос Тесты

Отчет о выполненных лабораторных работах по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» iconОтчет о курсе лабораторных работ по дисциплине «Базы данных»
Отчет по истории изменений страницы. Функция просмотра разницы двух произвольных ревизий. 22

Отчет о выполненных лабораторных работах по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» iconПрограмма итогового государсивенного междисциплинарного экзамена...
Перечень вопросов, выносимых на государственный экзамен по специальности «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница