Федеральное агентство связиГосударственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования

Московский технический университет связи и информатикиКафедра экологии и безопасности жизнедеятельности

Задачи по безопасности жизнедеятельности

ВыполнилаБолотник Игорь С

группа ЗС0801Вариант 2

Студенческий билет 1ЗС08002Проверил Сланов Александр Константинович

Москва 2011 г

Задача 4

Расчет естественной освещенности в производственном помещении

ДаноРазряд работы ndash 3Длинна аппаратного зала А =20 м Ширина аппаратного зала В = 10 мВысота аппаратного зала h = 60 м Высота окна h0 = 35 м Расстояние от пола до подоконника hprime = 10 м Высота рабочей поверхности над уровнем пола hраб = 1 мРасстояние между противостоящими зданиями L = 20 м Высота карниза противостоящего здания над уровнем подоконника рассматриваемого окна H = 20 м Ширина окна b0 = 2 м Коэффициенты отражения от пола стен потолка ρп = 50 ρст = 50 ρпт = 10

ЗаданиеПо исходным данным необходимо определить1Площадь световых проемов в производственном помещении для обеспечения нормируемой освещенности (площадь остекления)2Число окон3 Размещение окон с целью обеспечения равномерности естественного освещения с учетом межоконного расстоянияСделать выводы по результатам расчетов

Решение1Расчет необходимой площади окон для создания нормируемой естественной освещенности в зале производится по формуле S0 = Sп lmin η0 100r0r1 где Sп - площадь пола в производственном помещении lmin = 2 ndash минимальный коэффициент естественной освещенности (таблица 41) η0 - коэффициент световой характеристики окна

Определим следующие параметрыа) параметр окна h1 ndash возвышение верхнего края окна над горизонтальной рабочей поверхностьюh1 = h0 + hprime - hраб

h1 = 35 + 1 ndash 1 = 35 м б) отношение длины помещения А к ширине ВАВ = 2010 = 2в) отношение ширины помещения В к параметру окна h1Вh1 = 1035=286

По полученным значениям находим из таблицы 42 значение световой характеристики окна - η0 = 18 так как 286 ближе к 3 то значение берём равное значению при Вh1 = 3 Найдем отношение расстояния L к высоте карниза противостоящего здания HLH = 2020 = 1

Из таблицы 43 определяем коэффициент учитывающий затемнение окна противостоящим зданиемк = 14

Из таблицы 45 определяем коэффициент светопропускания в помещении категории Бr0 = 04 так как в условие сказано определить при положение остекления (вертикальным) и laquoпри деревянных и железобетонных переплётахraquo (сдвоенных)

Найдем средневзвешенный коэффициент отражения света от ограждающих поверхностей помещения ρср

ρср = (ρпSп + ρст Sст + ρпт Sпт)( Sп + Sст + Sпт)

где ρп = 50 ρст = 50 ρпт = 10 ndash коэффициенты отражения от пола стен потолка (определяются из условия) Sп Sст Sпт ndash площади пола стен потолкаSст = (А +В )2h = (20 + 10)26 = 360 мsup2 Sп = Sпт = AB = 2010 = 200 мsup2 ρср=(ρпSп + ρст Sст + ρпт Sпт)( Sп + Sст + Sпт)=(100+180+20)760=39Определяя коэффициент учитывающий влияние отраженного света при боковом естественном освещении исходим из того что ρср rarr 40 (при одностороннем освещении)r1 = 3Рассчитаем необходимую площадь окон S0 = Sп lmin η0 100r0r1 = 200218100043 = 60 мsup2 2Находим количество окон n необходимое для соблюдения естественной освещенности в производственном помещении

Найдем площадь одного окнаS = h0b0 = 352 = 7 мsup2n = S0S = 607 asymp 857 = 93В боковой стене по длине помещения размещаем 3 окна с межоконным промежутком bprimebprime = (A ndash nb0)(n + 1) = (20ndash 92)10 = 02 м

ВыводыПо исходным данным мы рассчитали что в производственном помещении нам нем необходимо установить 7 окна общей площадью 60 мsup2 с межоконным интервалом равным 02 мОтветы на контрольные вопросы

1Как нормируется естественная освещенностьЕстественное освещение нормируется СНИП II 4-79 в зависимостиот характеристики зрительной работы наименьшего размера объекта различения фона контраста объекта с фоном Для естественного освещения нормируется коэффициент естественного освещения причём для бокового освещения нормируется минимальное значение КЕО а для верхнего и комбинированного - среднее значениеДля каждого помещения строится кривая распределения КЕО и освещенности вхарактерном разрезе помещения - фронтальная плоскость проходящая по середине помещения перпендикулярно плоскости остекления Измерение Е

внутреннего

осуществляется на уровне 0 8 м от уровня полаЕстественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности (кео) выраженным в процентах

e ndash коэффициент естественной освещенности в точке МEv ndash освещенность в точке М внутри помещения освещаемой светом видимого через проем (окно) участка небосвода лкEn ndash одновременная наружная освещенность горизонтальной плоскости рассеянным светом небосвода лк

2Какие виды естественного освещения вы знаетеЕстественное освещение подразделяется наmdash верхнее (через световые фонари в потолках крышах а также через проемы в местах высотных перепадов смежных пролетов здания)mdash боковое (через окна)mdash комбинированное (через окна в наружных стенах и световые фонари)

3Какие требования предъявляют к системам производственного освещенияЕстественное освещение зависит от времени года дня от географической широты

местности внутреннего устройства здания и окон отражательных свойств поверхностей перед окнами ширины улицы и других условий

При проектировании и расчете естественного освещения за источник света принимают рассеянный свет небосвода при этом прямое солнечное освещение не учитывается

Для создания и сохранения хороших санитарно-гигиенических условий на предприятиях связи необходимо чтобы все производственные административные конторские и бытовые помещения имели в световое время дня непосредственное естественное освещение Замена естественного освещения искусственным допускается в исключительных случаях

На предприятиях связи при расчете естественного освещения необходимо соблюдать следующие обязательные санитарные нормы соотношения площади окон помещения Fo к площади пола Fn

- в административно-конторских и бытовых помещениях

- в производственных помещениях

Для помещения с боковым освещением установлен минимальный кео а для помещений с верхним и комбинированным освещением ndash среднее значение кео в пределах рабочей зоны Среднее значение кео в пределах рабочей зоны помещения определяется по формуле

Для оценки освещенности помещений с боковым освещением измеряют освещенность на наименее освещенных рабочих местах одновременно под открытым небом от рассеянного света небосвода Отношение освещенности помещений к наружной выраженное в процентах должно соответствовать нормативному кео те е

мин факт

gt=емин норм

В помещениях с верхним и комбинированным освещением е

ср факт

gt=еср норм

Нормы естественного освещения производственных помещений установлены с учетом регулярной очистки стекол световых проемов При незначительном выделении пыли дыма копоти стекла световых проемов очищают не реже двух раз в год а в помещениях со значительными выделениями пыли дыма копоти ndash не реже четырех раз

Покраска внутренних поверхностей должна быть преимущественно светлой и периодически возобновляться не реже одного раза в три года

4По каким параметрам определяется разряд работыВсе работы в производственных помещениях подразделяются на шесть разрядов в зависимости от степени точности и размеров объектов различения По условиям зрительной работы санитарными нормами СН 245mdash63 для шести разрядов работ установлены кео которые приведены в табл 71Таблица 71Нормированные значения кео в помещениях производственных зданий (расположенных севернее 45 и южнее 60deg северной широты)

Нормы кео

Разряд раб

Виды работ по степени точности

Размеры предметов

которые необ-ходимо

различать

при верхнем и комбинирован

-ном освещении eср

при боковом освещении

eмин

I Особо точные работы 01 и менее 10 35II Работы высокой точности от 01 до 03 7 20III Точные работы от 03 до 10 5 15IV Работы малой точности от 10 до 10 3 10V Грубые работы более 10 2 05VI Работы требующие общего

наблюдения за ходом производственного процесса без выделения отдельных деталей

- 1 025

Проезды проходы и т п в отношении норм требуемой освещенности приравниваются к производственным помещениям V разряда В производственных помещениях предназначенных для обучения подростков (учащихся средних школ технических училищ) разряды работ должны приниматься на одну ступень выше против указанных в табл 71 за

исключением помещений с первым разрядом работ Нормированные значения кео приведенные в табл 71 должны умножаться на коэффициенты 075mdashпри расположении зданий южнее 45deg северной широты и на 12 mdash при Расположении зданий севернее 60deg северной широтыВ Дополнение к шести разрядам работ установлен VII разряд для искусственного освещения к которому относятся работы с самосветящимися материалами или предметами

5Что характеризует laquoспектральная видностьraquo в чем заключается ее особенность Энергетические и фотометрические величиныСветовое излучение проходящее через некоторую поверхность можно характеризовать количеством энергии переносимой эм волной через эту поверхность за 1 с т е мощность светового потока E() Количественная оценка E() производится с помощью человеческого глаза по зрительному ощущению Однако зрительное ощущение зависит не только от мощности излучения но и от спектральной чувствительности глаза (от коэффициента видности) Другими словами человеческий глаз световые потоки одинаковой мощности но разной длины волны видит неодинаково Наиболее чувствителен человеческий глаз к зеленым лучам с =0555 мкм Поэтому самым ярким кажется источник зеленого света Для того чтобы красный свет ( =0760 мкм) казался столь же ярким как зеленый необходимо чтобы его мощность в 20000 раз превышала мощность зелёного светаОтношение мощности монохроматического излучения с длиной волны

макс

=0555 мкм

(зелёный свет) к мощности монохроматического излучения с длиной волны вызывающего ощущение такой же яркости как излучение с длиной волны

макс

называется функцией

видности V() или коэффициентом видности излучения с длиной волны

Коэффициент видности служит мерой спектральной чувствительности глаза Коэффициент чувствительности зелёного света равен 1

Простейший вид излучения ndash монохроматическое те излучение характеризуемое очень узким интервалом длин волн l1- (l1+Dl) при Dlreg0 Монохроматическое излучение можно характеризовать и частотой n причем связь последней с длиной волны определяет

соотношение (с-скорость света))

Спектральный состав излучения те распределение электромагнитной энергии по длинам волн или частотам является как качественной характеристикой так и количественной при определении облученности входного зрачка ОЭС

Определим основные энергетичекие величины оптоэлектроники

Лучистый поток Фе - средняя мощность переносимая оптическим излучением за время значительно большее периода электромагнитных колебаний

[Вт]

1 Вт = 10-7эргtimesс-1= 0234 калс-1=624times1018 эВ с-1 При расчетах ОЭС особый интерес также представляют Энергетическая светимость (поверхностная плотность излучения) Ме отношение испускаемого поверхностью по одну сторону от себя (те ndash в полусферу) полного лучистого потока к площади этой поверхности

Облученность или энергетическая освещенность (плотность мощности) Ее определяет отношение лучистого потока dФ падающего на какую-либо поверхность к площади этой поверхности dS2

Энергия излучения

Отметим также широкое применение в оптике (спектроскопии) единицы шкалы длин волн ndash

волновых чисел

Сила излучения или энергетическая сила света ndash отношение лучистого потока dФ к

телесному углу в пределах которого он распространяется

Лучистостью или энергетической яркостью излучающей поверхности в данном направлении называется отношение измеренной в этом направлении силы излучения к видимой площади излучающей поверхности

Для плоских излучающих поверхностей имеющих лучистость одинаковую во всех направлениях действует закон Ламберта

откуда

Закон Ламберта справедлив только для АЧТ а также идеально рассеивающих поверхностей Широко известно следствие из закона Ламберта

Фотометрические (световые) величиныопределяют спектр излучения в пределах чувствительности человеческого глаза

middot Световой поток

где - максимальное значение так называемого коэффициента видности

( = 683 лмtimesВт-1)

- относительный коэффициент видности спектрально совпадающий с кривой

видности человеческого глаза максимум которой расположен в зеленой области спектра (l~0555 мкм)

Задача 7

Расчет параметров системы местной вентиляции

ДаноТип припоя ПОС ndash 50МОтносительное количество свинца в припое p = 05Относительное количество свинца испаряющегося в воздух рабочей зоны при одной пайке r = 0005Расход припоя на одну пайку R = 01 г Количество паек в час N = 50 1часСредняя скорость всасывания воздуха через зонт V = 07 мс

ЗаданиеПо исходным данным необходимо определить1 Количество выделяющегося при пайке свинца2 Часовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца3 Размеры зонта (площадь) для оптимальной работы местной вентиляцииСделать выводы по результатам расчетов

Решение

1Количество воздуха удаляемого в течение часа через зонт определяется по формулеL = 3600VF мsup3чгде F ndash площадь открытого проема При монтаже ремонте и настройке аппаратуры связи широко используются электромонтажные паечные операции когда в качестве припоя используются легкоплавкие материалы содержащие свинец В этих случаях каждое рабочее место должно быть оборудовано системой местной вентиляции конструкция и параметры которой зависят от количества выделяющихся при пайке паров свинца

Кс = prRN = 0500050150=00125гчас

2 Объем воздуха который необходимо удалить из рабочей зоны за единицу времени определяется по формулеL = KС(KПДК - KП) = 00125(001 - 0) = 1250 мsup3час

3Площадь сечения зонта определяется по формулеF = AB = L3600V = 1250360007 = 0496 мsup2

ВыводыПо исходным данным мы рассчитали что количество выделяющихся при пайке паров свинца составляет 0017 гчасчасовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца равно 1700 мsup3час и площадь зонта равна 043 мsup2

Ответы на контрольные вопросы1Какие вредные вещества выделяются при производстве аппаратуры связиВ процессе производства аппаратуры связи используется целый комплекс технологических приемов связанных с переработкой различных по своей физической природе исходных материалов последующей обработкой и сборкой деталей для получения функционально завершенного изделия В технологиях производства аппаратуры связи используются процессы отрицательно воздействующие на окружающую среду (литье термическая гальваническая и механическая обработка резка сварка пайка и окраска)Литейное производство связано с загрязнением атмосферы пылью окисью углерода сернистым ангидридом а сточных вод механическими взвесями в виде пыли флюсов окалиныПри термической обработке в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пары масел окиси углерода аммиака цианистого водорода а также пыли Электротермическое оборудование потребляет воду для охлаждения и в сточных водах могут находиться вредные веществаГальванические работы сопряжены с использованием больших объемов воды для приготовления растворов электролитов и промывных операций поэтому сточные воды в этих случаях значительно загрязнены СДЯВ Кроме того воздух удаляемый от технологического гальванического оборудования содержит большое количество вредных веществ в различных агрегатных состояниях капельножидком (брызги) тонко-дисперсионном аэрозоле паро и газообразномПри механической обработке материалов для охлаждения оборудования и инструмента промывки деталей санитарно-гигиенической обработки помещений широко используется

вода Сточные воды в этих случаях могут быть загрязнены минеральными маслами мылами металлической и абразивной пылью Кроме того при механической обработке металлов в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пыль стружка аэрозоли масел и эмульсий а при обработке неметаллических материалов mdash вредные пары связующих смол и пыльГазовая и плазменная резка металлов технологические процессы сварки и пайки сопровождаются выделением пыли и токсичных газов а сточные воды могут загрязняться механическими примесями кислотамиЛакокрасочные работы связаны с выделением в атмосферу вредных веществ в вид паров растворителей и лакокрасочных аэрозолей в процессе нанесения покрытия и высыхании изделий При уборке такого рода помещений сточные воды могут загрязняться примесями растворителей лаков и красокПроцесс получения функционально завершенного изделия заканчивается сборочными операциями Отрицательное воздействие на окружающую среду процессов сборки менее ощутимо

2Как вредные вещества подразделяются по степени опасностиПо степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности1-й ndash вещества чрезвычайно опасные2-й ndash вещества высокоопасные3-й ndash вещества умеренно опасные4-й ndash вещества малоопасныеКласс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей указанных в таблице

Наименование показателейНорма для класса опасности

1-го 2-го 3-го 4-го

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей

зоны мгм3

Менее 01

01-10

11-100

Более 100

Средняя смертельная доза при введении в желудок мгкг

Менее 15

15-150

150-5000

Более 5000

Средняя доза при нанесении на кожу мгкг Менее 100

100-500

501-2500

Более 2500

Средняя смертельная концентрация в

воздухе мгм3 Менее

500500-5000

5001-50000

Более 50000

Коэффициент возможности ингаляторного отравления (КВИО)

Более 300

300-30

29-3 Менее 3

Зона острого действия Менее 60

60-180

181-540

Более 54

Зона хронического действия Более 100

100-50

49-25 Менее 25

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности

3Что такое ПДК Какие виды ПДК Вам известныПредельно допустимая концентрация - максимальное количество вредного вещества в единице объёма (воздуха воды или др жидкостей) или веса (например пищевых продуктов) которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства

Виды ПДК1) предельно допустимая концентрация максимально разовая ПДКмр ndash такая

концентрация вредного вещества в воздухе при вдыхании которой в течении 20 минут не должно быть рефлекторных проявлений

2) предельно допустимая концентрация среднесуточная ПДКср ndash эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченном долгом вдыхании На практике принято считать что если рефлекторное действие токсиканта начинается при более низкой концентрации то ПДКмр приравнивается к среднесуточной ПДК Если при более низкой концентрации начинает проявляться токсическое действие то ПДКмр превышает ПДКср

3) В производстве большое значение имеет ПДКрз ndash концентрация вредного вещества в пределах рабочей зоны которая за период рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья Рабочая зона ndash проятранство высотой до 7 м над площадкой временного или постоянного пребывания рабочего

Задача 11

Методы расчета величины электромагнитных полей в условиях населенных мест

ДаноДлина волны λ = 40мМощность передатчика P = 150кВтКоэффициент усиления антенны Ga = 240Относительная диэлектрическая проницаемость θ = 10Проводимость почвы вдоль которой распространяется волна σ = 0001СммРасстояние от антенны до точки измерения d1 = 300м d2 = 600 м d3 = 1200 м d4 = 1600 м d5 = 2100м

Задание

Решение1Рассчитать напряженность поля создаваемого длинноволновой радиостанцией мощностью P = 150 кВт λ = 40 м на расстоянии d Ga = 240 θ = 10 Почва покрытая лесом ndash σ = 0001 СммОпределяем x

1) d1 = 300 м 2) d2 = 600 м

x2 d2

2600 ( )

2

1812

3) d3 = 1200 м 4) d4 = 1600 м

x3 d3

2600 ( )

2

3625

x4 d4

2600 ( )

2

4833

5) d5 = 2100 м

40

10

1 103

x1 d1

2600 ( )

2

0906

x5 d5

2600 ( )

2

6344

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

Задача 4

Расчет естественной освещенности в производственном помещении

ДаноРазряд работы ndash 3Длинна аппаратного зала А =20 м Ширина аппаратного зала В = 10 мВысота аппаратного зала h = 60 м Высота окна h0 = 35 м Расстояние от пола до подоконника hprime = 10 м Высота рабочей поверхности над уровнем пола hраб = 1 мРасстояние между противостоящими зданиями L = 20 м Высота карниза противостоящего здания над уровнем подоконника рассматриваемого окна H = 20 м Ширина окна b0 = 2 м Коэффициенты отражения от пола стен потолка ρп = 50 ρст = 50 ρпт = 10

ЗаданиеПо исходным данным необходимо определить1Площадь световых проемов в производственном помещении для обеспечения нормируемой освещенности (площадь остекления)2Число окон3 Размещение окон с целью обеспечения равномерности естественного освещения с учетом межоконного расстоянияСделать выводы по результатам расчетов

Решение1Расчет необходимой площади окон для создания нормируемой естественной освещенности в зале производится по формуле S0 = Sп lmin η0 100r0r1 где Sп - площадь пола в производственном помещении lmin = 2 ndash минимальный коэффициент естественной освещенности (таблица 41) η0 - коэффициент световой характеристики окна

Определим следующие параметрыа) параметр окна h1 ndash возвышение верхнего края окна над горизонтальной рабочей поверхностьюh1 = h0 + hprime - hраб

h1 = 35 + 1 ndash 1 = 35 м б) отношение длины помещения А к ширине ВАВ = 2010 = 2в) отношение ширины помещения В к параметру окна h1Вh1 = 1035=286

По полученным значениям находим из таблицы 42 значение световой характеристики окна - η0 = 18 так как 286 ближе к 3 то значение берём равное значению при Вh1 = 3 Найдем отношение расстояния L к высоте карниза противостоящего здания HLH = 2020 = 1

Из таблицы 43 определяем коэффициент учитывающий затемнение окна противостоящим зданиемк = 14

Из таблицы 45 определяем коэффициент светопропускания в помещении категории Бr0 = 04 так как в условие сказано определить при положение остекления (вертикальным) и laquoпри деревянных и железобетонных переплётахraquo (сдвоенных)

Найдем средневзвешенный коэффициент отражения света от ограждающих поверхностей помещения ρср

ρср = (ρпSп + ρст Sст + ρпт Sпт)( Sп + Sст + Sпт)

где ρп = 50 ρст = 50 ρпт = 10 ndash коэффициенты отражения от пола стен потолка (определяются из условия) Sп Sст Sпт ndash площади пола стен потолкаSст = (А +В )2h = (20 + 10)26 = 360 мsup2 Sп = Sпт = AB = 2010 = 200 мsup2 ρср=(ρпSп + ρст Sст + ρпт Sпт)( Sп + Sст + Sпт)=(100+180+20)760=39Определяя коэффициент учитывающий влияние отраженного света при боковом естественном освещении исходим из того что ρср rarr 40 (при одностороннем освещении)r1 = 3Рассчитаем необходимую площадь окон S0 = Sп lmin η0 100r0r1 = 200218100043 = 60 мsup2 2Находим количество окон n необходимое для соблюдения естественной освещенности в производственном помещении

Найдем площадь одного окнаS = h0b0 = 352 = 7 мsup2n = S0S = 607 asymp 857 = 93В боковой стене по длине помещения размещаем 3 окна с межоконным промежутком bprimebprime = (A ndash nb0)(n + 1) = (20ndash 92)10 = 02 м

ВыводыПо исходным данным мы рассчитали что в производственном помещении нам нем необходимо установить 7 окна общей площадью 60 мsup2 с межоконным интервалом равным 02 мОтветы на контрольные вопросы

1Как нормируется естественная освещенностьЕстественное освещение нормируется СНИП II 4-79 в зависимостиот характеристики зрительной работы наименьшего размера объекта различения фона контраста объекта с фоном Для естественного освещения нормируется коэффициент естественного освещения причём для бокового освещения нормируется минимальное значение КЕО а для верхнего и комбинированного - среднее значениеДля каждого помещения строится кривая распределения КЕО и освещенности вхарактерном разрезе помещения - фронтальная плоскость проходящая по середине помещения перпендикулярно плоскости остекления Измерение Е

внутреннего

осуществляется на уровне 0 8 м от уровня полаЕстественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности (кео) выраженным в процентах

e ndash коэффициент естественной освещенности в точке МEv ndash освещенность в точке М внутри помещения освещаемой светом видимого через проем (окно) участка небосвода лкEn ndash одновременная наружная освещенность горизонтальной плоскости рассеянным светом небосвода лк

2Какие виды естественного освещения вы знаетеЕстественное освещение подразделяется наmdash верхнее (через световые фонари в потолках крышах а также через проемы в местах высотных перепадов смежных пролетов здания)mdash боковое (через окна)mdash комбинированное (через окна в наружных стенах и световые фонари)

3Какие требования предъявляют к системам производственного освещенияЕстественное освещение зависит от времени года дня от географической широты

местности внутреннего устройства здания и окон отражательных свойств поверхностей перед окнами ширины улицы и других условий

При проектировании и расчете естественного освещения за источник света принимают рассеянный свет небосвода при этом прямое солнечное освещение не учитывается

Для создания и сохранения хороших санитарно-гигиенических условий на предприятиях связи необходимо чтобы все производственные административные конторские и бытовые помещения имели в световое время дня непосредственное естественное освещение Замена естественного освещения искусственным допускается в исключительных случаях

На предприятиях связи при расчете естественного освещения необходимо соблюдать следующие обязательные санитарные нормы соотношения площади окон помещения Fo к площади пола Fn

- в административно-конторских и бытовых помещениях

- в производственных помещениях

Для помещения с боковым освещением установлен минимальный кео а для помещений с верхним и комбинированным освещением ndash среднее значение кео в пределах рабочей зоны Среднее значение кео в пределах рабочей зоны помещения определяется по формуле

Для оценки освещенности помещений с боковым освещением измеряют освещенность на наименее освещенных рабочих местах одновременно под открытым небом от рассеянного света небосвода Отношение освещенности помещений к наружной выраженное в процентах должно соответствовать нормативному кео те е

мин факт

gt=емин норм

В помещениях с верхним и комбинированным освещением е

ср факт

gt=еср норм

Нормы естественного освещения производственных помещений установлены с учетом регулярной очистки стекол световых проемов При незначительном выделении пыли дыма копоти стекла световых проемов очищают не реже двух раз в год а в помещениях со значительными выделениями пыли дыма копоти ndash не реже четырех раз

Покраска внутренних поверхностей должна быть преимущественно светлой и периодически возобновляться не реже одного раза в три года

4По каким параметрам определяется разряд работыВсе работы в производственных помещениях подразделяются на шесть разрядов в зависимости от степени точности и размеров объектов различения По условиям зрительной работы санитарными нормами СН 245mdash63 для шести разрядов работ установлены кео которые приведены в табл 71Таблица 71Нормированные значения кео в помещениях производственных зданий (расположенных севернее 45 и южнее 60deg северной широты)

Нормы кео

Разряд раб

Виды работ по степени точности

Размеры предметов

которые необ-ходимо

различать

при верхнем и комбинирован

-ном освещении eср

при боковом освещении

eмин

I Особо точные работы 01 и менее 10 35II Работы высокой точности от 01 до 03 7 20III Точные работы от 03 до 10 5 15IV Работы малой точности от 10 до 10 3 10V Грубые работы более 10 2 05VI Работы требующие общего

наблюдения за ходом производственного процесса без выделения отдельных деталей

- 1 025

Проезды проходы и т п в отношении норм требуемой освещенности приравниваются к производственным помещениям V разряда В производственных помещениях предназначенных для обучения подростков (учащихся средних школ технических училищ) разряды работ должны приниматься на одну ступень выше против указанных в табл 71 за

исключением помещений с первым разрядом работ Нормированные значения кео приведенные в табл 71 должны умножаться на коэффициенты 075mdashпри расположении зданий южнее 45deg северной широты и на 12 mdash при Расположении зданий севернее 60deg северной широтыВ Дополнение к шести разрядам работ установлен VII разряд для искусственного освещения к которому относятся работы с самосветящимися материалами или предметами

5Что характеризует laquoспектральная видностьraquo в чем заключается ее особенность Энергетические и фотометрические величиныСветовое излучение проходящее через некоторую поверхность можно характеризовать количеством энергии переносимой эм волной через эту поверхность за 1 с т е мощность светового потока E() Количественная оценка E() производится с помощью человеческого глаза по зрительному ощущению Однако зрительное ощущение зависит не только от мощности излучения но и от спектральной чувствительности глаза (от коэффициента видности) Другими словами человеческий глаз световые потоки одинаковой мощности но разной длины волны видит неодинаково Наиболее чувствителен человеческий глаз к зеленым лучам с =0555 мкм Поэтому самым ярким кажется источник зеленого света Для того чтобы красный свет ( =0760 мкм) казался столь же ярким как зеленый необходимо чтобы его мощность в 20000 раз превышала мощность зелёного светаОтношение мощности монохроматического излучения с длиной волны

макс

=0555 мкм

(зелёный свет) к мощности монохроматического излучения с длиной волны вызывающего ощущение такой же яркости как излучение с длиной волны

макс

называется функцией

видности V() или коэффициентом видности излучения с длиной волны

Коэффициент видности служит мерой спектральной чувствительности глаза Коэффициент чувствительности зелёного света равен 1

Простейший вид излучения ndash монохроматическое те излучение характеризуемое очень узким интервалом длин волн l1- (l1+Dl) при Dlreg0 Монохроматическое излучение можно характеризовать и частотой n причем связь последней с длиной волны определяет

соотношение (с-скорость света))

Спектральный состав излучения те распределение электромагнитной энергии по длинам волн или частотам является как качественной характеристикой так и количественной при определении облученности входного зрачка ОЭС

Определим основные энергетичекие величины оптоэлектроники

Лучистый поток Фе - средняя мощность переносимая оптическим излучением за время значительно большее периода электромагнитных колебаний

[Вт]

1 Вт = 10-7эргtimesс-1= 0234 калс-1=624times1018 эВ с-1 При расчетах ОЭС особый интерес также представляют Энергетическая светимость (поверхностная плотность излучения) Ме отношение испускаемого поверхностью по одну сторону от себя (те ndash в полусферу) полного лучистого потока к площади этой поверхности

Облученность или энергетическая освещенность (плотность мощности) Ее определяет отношение лучистого потока dФ падающего на какую-либо поверхность к площади этой поверхности dS2

Энергия излучения

Отметим также широкое применение в оптике (спектроскопии) единицы шкалы длин волн ndash

волновых чисел

Сила излучения или энергетическая сила света ndash отношение лучистого потока dФ к

телесному углу в пределах которого он распространяется

Лучистостью или энергетической яркостью излучающей поверхности в данном направлении называется отношение измеренной в этом направлении силы излучения к видимой площади излучающей поверхности

Для плоских излучающих поверхностей имеющих лучистость одинаковую во всех направлениях действует закон Ламберта

откуда

Закон Ламберта справедлив только для АЧТ а также идеально рассеивающих поверхностей Широко известно следствие из закона Ламберта

Фотометрические (световые) величиныопределяют спектр излучения в пределах чувствительности человеческого глаза

middot Световой поток

где - максимальное значение так называемого коэффициента видности

( = 683 лмtimesВт-1)

- относительный коэффициент видности спектрально совпадающий с кривой

видности человеческого глаза максимум которой расположен в зеленой области спектра (l~0555 мкм)

Задача 7

Расчет параметров системы местной вентиляции

ДаноТип припоя ПОС ndash 50МОтносительное количество свинца в припое p = 05Относительное количество свинца испаряющегося в воздух рабочей зоны при одной пайке r = 0005Расход припоя на одну пайку R = 01 г Количество паек в час N = 50 1часСредняя скорость всасывания воздуха через зонт V = 07 мс

ЗаданиеПо исходным данным необходимо определить1 Количество выделяющегося при пайке свинца2 Часовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца3 Размеры зонта (площадь) для оптимальной работы местной вентиляцииСделать выводы по результатам расчетов

Решение

1Количество воздуха удаляемого в течение часа через зонт определяется по формулеL = 3600VF мsup3чгде F ndash площадь открытого проема При монтаже ремонте и настройке аппаратуры связи широко используются электромонтажные паечные операции когда в качестве припоя используются легкоплавкие материалы содержащие свинец В этих случаях каждое рабочее место должно быть оборудовано системой местной вентиляции конструкция и параметры которой зависят от количества выделяющихся при пайке паров свинца

Кс = prRN = 0500050150=00125гчас

2 Объем воздуха который необходимо удалить из рабочей зоны за единицу времени определяется по формулеL = KС(KПДК - KП) = 00125(001 - 0) = 1250 мsup3час

3Площадь сечения зонта определяется по формулеF = AB = L3600V = 1250360007 = 0496 мsup2

ВыводыПо исходным данным мы рассчитали что количество выделяющихся при пайке паров свинца составляет 0017 гчасчасовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца равно 1700 мsup3час и площадь зонта равна 043 мsup2

Ответы на контрольные вопросы1Какие вредные вещества выделяются при производстве аппаратуры связиВ процессе производства аппаратуры связи используется целый комплекс технологических приемов связанных с переработкой различных по своей физической природе исходных материалов последующей обработкой и сборкой деталей для получения функционально завершенного изделия В технологиях производства аппаратуры связи используются процессы отрицательно воздействующие на окружающую среду (литье термическая гальваническая и механическая обработка резка сварка пайка и окраска)Литейное производство связано с загрязнением атмосферы пылью окисью углерода сернистым ангидридом а сточных вод механическими взвесями в виде пыли флюсов окалиныПри термической обработке в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пары масел окиси углерода аммиака цианистого водорода а также пыли Электротермическое оборудование потребляет воду для охлаждения и в сточных водах могут находиться вредные веществаГальванические работы сопряжены с использованием больших объемов воды для приготовления растворов электролитов и промывных операций поэтому сточные воды в этих случаях значительно загрязнены СДЯВ Кроме того воздух удаляемый от технологического гальванического оборудования содержит большое количество вредных веществ в различных агрегатных состояниях капельножидком (брызги) тонко-дисперсионном аэрозоле паро и газообразномПри механической обработке материалов для охлаждения оборудования и инструмента промывки деталей санитарно-гигиенической обработки помещений широко используется

вода Сточные воды в этих случаях могут быть загрязнены минеральными маслами мылами металлической и абразивной пылью Кроме того при механической обработке металлов в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пыль стружка аэрозоли масел и эмульсий а при обработке неметаллических материалов mdash вредные пары связующих смол и пыльГазовая и плазменная резка металлов технологические процессы сварки и пайки сопровождаются выделением пыли и токсичных газов а сточные воды могут загрязняться механическими примесями кислотамиЛакокрасочные работы связаны с выделением в атмосферу вредных веществ в вид паров растворителей и лакокрасочных аэрозолей в процессе нанесения покрытия и высыхании изделий При уборке такого рода помещений сточные воды могут загрязняться примесями растворителей лаков и красокПроцесс получения функционально завершенного изделия заканчивается сборочными операциями Отрицательное воздействие на окружающую среду процессов сборки менее ощутимо

2Как вредные вещества подразделяются по степени опасностиПо степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности1-й ndash вещества чрезвычайно опасные2-й ndash вещества высокоопасные3-й ndash вещества умеренно опасные4-й ndash вещества малоопасныеКласс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей указанных в таблице

Наименование показателейНорма для класса опасности

1-го 2-го 3-го 4-го

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей

зоны мгм3

Менее 01

01-10

11-100

Более 100

Средняя смертельная доза при введении в желудок мгкг

Менее 15

15-150

150-5000

Более 5000

Средняя доза при нанесении на кожу мгкг Менее 100

100-500

501-2500

Более 2500

Средняя смертельная концентрация в

воздухе мгм3 Менее

500500-5000

5001-50000

Более 50000

Коэффициент возможности ингаляторного отравления (КВИО)

Более 300

300-30

29-3 Менее 3

Зона острого действия Менее 60

60-180

181-540

Более 54

Зона хронического действия Более 100

100-50

49-25 Менее 25

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности

3Что такое ПДК Какие виды ПДК Вам известныПредельно допустимая концентрация - максимальное количество вредного вещества в единице объёма (воздуха воды или др жидкостей) или веса (например пищевых продуктов) которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства

Виды ПДК1) предельно допустимая концентрация максимально разовая ПДКмр ndash такая

концентрация вредного вещества в воздухе при вдыхании которой в течении 20 минут не должно быть рефлекторных проявлений

2) предельно допустимая концентрация среднесуточная ПДКср ndash эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченном долгом вдыхании На практике принято считать что если рефлекторное действие токсиканта начинается при более низкой концентрации то ПДКмр приравнивается к среднесуточной ПДК Если при более низкой концентрации начинает проявляться токсическое действие то ПДКмр превышает ПДКср

3) В производстве большое значение имеет ПДКрз ndash концентрация вредного вещества в пределах рабочей зоны которая за период рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья Рабочая зона ndash проятранство высотой до 7 м над площадкой временного или постоянного пребывания рабочего

Задача 11

Методы расчета величины электромагнитных полей в условиях населенных мест

ДаноДлина волны λ = 40мМощность передатчика P = 150кВтКоэффициент усиления антенны Ga = 240Относительная диэлектрическая проницаемость θ = 10Проводимость почвы вдоль которой распространяется волна σ = 0001СммРасстояние от антенны до точки измерения d1 = 300м d2 = 600 м d3 = 1200 м d4 = 1600 м d5 = 2100м

Задание

Решение1Рассчитать напряженность поля создаваемого длинноволновой радиостанцией мощностью P = 150 кВт λ = 40 м на расстоянии d Ga = 240 θ = 10 Почва покрытая лесом ndash σ = 0001 СммОпределяем x

1) d1 = 300 м 2) d2 = 600 м

x2 d2

2600 ( )

2

1812

3) d3 = 1200 м 4) d4 = 1600 м

x3 d3

2600 ( )

2

3625

x4 d4

2600 ( )

2

4833

5) d5 = 2100 м

40

10

1 103

x1 d1

2600 ( )

2

0906

x5 d5

2600 ( )

2

6344

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

По полученным значениям находим из таблицы 42 значение световой характеристики окна - η0 = 18 так как 286 ближе к 3 то значение берём равное значению при Вh1 = 3 Найдем отношение расстояния L к высоте карниза противостоящего здания HLH = 2020 = 1

Из таблицы 43 определяем коэффициент учитывающий затемнение окна противостоящим зданиемк = 14

Из таблицы 45 определяем коэффициент светопропускания в помещении категории Бr0 = 04 так как в условие сказано определить при положение остекления (вертикальным) и laquoпри деревянных и железобетонных переплётахraquo (сдвоенных)

Найдем средневзвешенный коэффициент отражения света от ограждающих поверхностей помещения ρср

ρср = (ρпSп + ρст Sст + ρпт Sпт)( Sп + Sст + Sпт)

где ρп = 50 ρст = 50 ρпт = 10 ndash коэффициенты отражения от пола стен потолка (определяются из условия) Sп Sст Sпт ndash площади пола стен потолкаSст = (А +В )2h = (20 + 10)26 = 360 мsup2 Sп = Sпт = AB = 2010 = 200 мsup2 ρср=(ρпSп + ρст Sст + ρпт Sпт)( Sп + Sст + Sпт)=(100+180+20)760=39Определяя коэффициент учитывающий влияние отраженного света при боковом естественном освещении исходим из того что ρср rarr 40 (при одностороннем освещении)r1 = 3Рассчитаем необходимую площадь окон S0 = Sп lmin η0 100r0r1 = 200218100043 = 60 мsup2 2Находим количество окон n необходимое для соблюдения естественной освещенности в производственном помещении

Найдем площадь одного окнаS = h0b0 = 352 = 7 мsup2n = S0S = 607 asymp 857 = 93В боковой стене по длине помещения размещаем 3 окна с межоконным промежутком bprimebprime = (A ndash nb0)(n + 1) = (20ndash 92)10 = 02 м

ВыводыПо исходным данным мы рассчитали что в производственном помещении нам нем необходимо установить 7 окна общей площадью 60 мsup2 с межоконным интервалом равным 02 мОтветы на контрольные вопросы

1Как нормируется естественная освещенностьЕстественное освещение нормируется СНИП II 4-79 в зависимостиот характеристики зрительной работы наименьшего размера объекта различения фона контраста объекта с фоном Для естественного освещения нормируется коэффициент естественного освещения причём для бокового освещения нормируется минимальное значение КЕО а для верхнего и комбинированного - среднее значениеДля каждого помещения строится кривая распределения КЕО и освещенности вхарактерном разрезе помещения - фронтальная плоскость проходящая по середине помещения перпендикулярно плоскости остекления Измерение Е

внутреннего

осуществляется на уровне 0 8 м от уровня полаЕстественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности (кео) выраженным в процентах

e ndash коэффициент естественной освещенности в точке МEv ndash освещенность в точке М внутри помещения освещаемой светом видимого через проем (окно) участка небосвода лкEn ndash одновременная наружная освещенность горизонтальной плоскости рассеянным светом небосвода лк

2Какие виды естественного освещения вы знаетеЕстественное освещение подразделяется наmdash верхнее (через световые фонари в потолках крышах а также через проемы в местах высотных перепадов смежных пролетов здания)mdash боковое (через окна)mdash комбинированное (через окна в наружных стенах и световые фонари)

3Какие требования предъявляют к системам производственного освещенияЕстественное освещение зависит от времени года дня от географической широты

местности внутреннего устройства здания и окон отражательных свойств поверхностей перед окнами ширины улицы и других условий

При проектировании и расчете естественного освещения за источник света принимают рассеянный свет небосвода при этом прямое солнечное освещение не учитывается

Для создания и сохранения хороших санитарно-гигиенических условий на предприятиях связи необходимо чтобы все производственные административные конторские и бытовые помещения имели в световое время дня непосредственное естественное освещение Замена естественного освещения искусственным допускается в исключительных случаях

На предприятиях связи при расчете естественного освещения необходимо соблюдать следующие обязательные санитарные нормы соотношения площади окон помещения Fo к площади пола Fn

- в административно-конторских и бытовых помещениях

- в производственных помещениях

Для помещения с боковым освещением установлен минимальный кео а для помещений с верхним и комбинированным освещением ndash среднее значение кео в пределах рабочей зоны Среднее значение кео в пределах рабочей зоны помещения определяется по формуле

Для оценки освещенности помещений с боковым освещением измеряют освещенность на наименее освещенных рабочих местах одновременно под открытым небом от рассеянного света небосвода Отношение освещенности помещений к наружной выраженное в процентах должно соответствовать нормативному кео те е

мин факт

gt=емин норм

В помещениях с верхним и комбинированным освещением е

ср факт

gt=еср норм

Нормы естественного освещения производственных помещений установлены с учетом регулярной очистки стекол световых проемов При незначительном выделении пыли дыма копоти стекла световых проемов очищают не реже двух раз в год а в помещениях со значительными выделениями пыли дыма копоти ndash не реже четырех раз

Покраска внутренних поверхностей должна быть преимущественно светлой и периодически возобновляться не реже одного раза в три года

4По каким параметрам определяется разряд работыВсе работы в производственных помещениях подразделяются на шесть разрядов в зависимости от степени точности и размеров объектов различения По условиям зрительной работы санитарными нормами СН 245mdash63 для шести разрядов работ установлены кео которые приведены в табл 71Таблица 71Нормированные значения кео в помещениях производственных зданий (расположенных севернее 45 и южнее 60deg северной широты)

Нормы кео

Разряд раб

Виды работ по степени точности

Размеры предметов

которые необ-ходимо

различать

при верхнем и комбинирован

-ном освещении eср

при боковом освещении

eмин

I Особо точные работы 01 и менее 10 35II Работы высокой точности от 01 до 03 7 20III Точные работы от 03 до 10 5 15IV Работы малой точности от 10 до 10 3 10V Грубые работы более 10 2 05VI Работы требующие общего

наблюдения за ходом производственного процесса без выделения отдельных деталей

- 1 025

Проезды проходы и т п в отношении норм требуемой освещенности приравниваются к производственным помещениям V разряда В производственных помещениях предназначенных для обучения подростков (учащихся средних школ технических училищ) разряды работ должны приниматься на одну ступень выше против указанных в табл 71 за

исключением помещений с первым разрядом работ Нормированные значения кео приведенные в табл 71 должны умножаться на коэффициенты 075mdashпри расположении зданий южнее 45deg северной широты и на 12 mdash при Расположении зданий севернее 60deg северной широтыВ Дополнение к шести разрядам работ установлен VII разряд для искусственного освещения к которому относятся работы с самосветящимися материалами или предметами

5Что характеризует laquoспектральная видностьraquo в чем заключается ее особенность Энергетические и фотометрические величиныСветовое излучение проходящее через некоторую поверхность можно характеризовать количеством энергии переносимой эм волной через эту поверхность за 1 с т е мощность светового потока E() Количественная оценка E() производится с помощью человеческого глаза по зрительному ощущению Однако зрительное ощущение зависит не только от мощности излучения но и от спектральной чувствительности глаза (от коэффициента видности) Другими словами человеческий глаз световые потоки одинаковой мощности но разной длины волны видит неодинаково Наиболее чувствителен человеческий глаз к зеленым лучам с =0555 мкм Поэтому самым ярким кажется источник зеленого света Для того чтобы красный свет ( =0760 мкм) казался столь же ярким как зеленый необходимо чтобы его мощность в 20000 раз превышала мощность зелёного светаОтношение мощности монохроматического излучения с длиной волны

макс

=0555 мкм

(зелёный свет) к мощности монохроматического излучения с длиной волны вызывающего ощущение такой же яркости как излучение с длиной волны

макс

называется функцией

видности V() или коэффициентом видности излучения с длиной волны

Коэффициент видности служит мерой спектральной чувствительности глаза Коэффициент чувствительности зелёного света равен 1

Простейший вид излучения ndash монохроматическое те излучение характеризуемое очень узким интервалом длин волн l1- (l1+Dl) при Dlreg0 Монохроматическое излучение можно характеризовать и частотой n причем связь последней с длиной волны определяет

соотношение (с-скорость света))

Спектральный состав излучения те распределение электромагнитной энергии по длинам волн или частотам является как качественной характеристикой так и количественной при определении облученности входного зрачка ОЭС

Определим основные энергетичекие величины оптоэлектроники

Лучистый поток Фе - средняя мощность переносимая оптическим излучением за время значительно большее периода электромагнитных колебаний

[Вт]

1 Вт = 10-7эргtimesс-1= 0234 калс-1=624times1018 эВ с-1 При расчетах ОЭС особый интерес также представляют Энергетическая светимость (поверхностная плотность излучения) Ме отношение испускаемого поверхностью по одну сторону от себя (те ndash в полусферу) полного лучистого потока к площади этой поверхности

Облученность или энергетическая освещенность (плотность мощности) Ее определяет отношение лучистого потока dФ падающего на какую-либо поверхность к площади этой поверхности dS2

Энергия излучения

Отметим также широкое применение в оптике (спектроскопии) единицы шкалы длин волн ndash

волновых чисел

Сила излучения или энергетическая сила света ndash отношение лучистого потока dФ к

телесному углу в пределах которого он распространяется

Лучистостью или энергетической яркостью излучающей поверхности в данном направлении называется отношение измеренной в этом направлении силы излучения к видимой площади излучающей поверхности

Для плоских излучающих поверхностей имеющих лучистость одинаковую во всех направлениях действует закон Ламберта

откуда

Закон Ламберта справедлив только для АЧТ а также идеально рассеивающих поверхностей Широко известно следствие из закона Ламберта

Фотометрические (световые) величиныопределяют спектр излучения в пределах чувствительности человеческого глаза

middot Световой поток

где - максимальное значение так называемого коэффициента видности

( = 683 лмtimesВт-1)

- относительный коэффициент видности спектрально совпадающий с кривой

видности человеческого глаза максимум которой расположен в зеленой области спектра (l~0555 мкм)

Задача 7

Расчет параметров системы местной вентиляции

ДаноТип припоя ПОС ndash 50МОтносительное количество свинца в припое p = 05Относительное количество свинца испаряющегося в воздух рабочей зоны при одной пайке r = 0005Расход припоя на одну пайку R = 01 г Количество паек в час N = 50 1часСредняя скорость всасывания воздуха через зонт V = 07 мс

ЗаданиеПо исходным данным необходимо определить1 Количество выделяющегося при пайке свинца2 Часовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца3 Размеры зонта (площадь) для оптимальной работы местной вентиляцииСделать выводы по результатам расчетов

Решение

1Количество воздуха удаляемого в течение часа через зонт определяется по формулеL = 3600VF мsup3чгде F ndash площадь открытого проема При монтаже ремонте и настройке аппаратуры связи широко используются электромонтажные паечные операции когда в качестве припоя используются легкоплавкие материалы содержащие свинец В этих случаях каждое рабочее место должно быть оборудовано системой местной вентиляции конструкция и параметры которой зависят от количества выделяющихся при пайке паров свинца

Кс = prRN = 0500050150=00125гчас

2 Объем воздуха который необходимо удалить из рабочей зоны за единицу времени определяется по формулеL = KС(KПДК - KП) = 00125(001 - 0) = 1250 мsup3час

3Площадь сечения зонта определяется по формулеF = AB = L3600V = 1250360007 = 0496 мsup2

ВыводыПо исходным данным мы рассчитали что количество выделяющихся при пайке паров свинца составляет 0017 гчасчасовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца равно 1700 мsup3час и площадь зонта равна 043 мsup2

Ответы на контрольные вопросы1Какие вредные вещества выделяются при производстве аппаратуры связиВ процессе производства аппаратуры связи используется целый комплекс технологических приемов связанных с переработкой различных по своей физической природе исходных материалов последующей обработкой и сборкой деталей для получения функционально завершенного изделия В технологиях производства аппаратуры связи используются процессы отрицательно воздействующие на окружающую среду (литье термическая гальваническая и механическая обработка резка сварка пайка и окраска)Литейное производство связано с загрязнением атмосферы пылью окисью углерода сернистым ангидридом а сточных вод механическими взвесями в виде пыли флюсов окалиныПри термической обработке в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пары масел окиси углерода аммиака цианистого водорода а также пыли Электротермическое оборудование потребляет воду для охлаждения и в сточных водах могут находиться вредные веществаГальванические работы сопряжены с использованием больших объемов воды для приготовления растворов электролитов и промывных операций поэтому сточные воды в этих случаях значительно загрязнены СДЯВ Кроме того воздух удаляемый от технологического гальванического оборудования содержит большое количество вредных веществ в различных агрегатных состояниях капельножидком (брызги) тонко-дисперсионном аэрозоле паро и газообразномПри механической обработке материалов для охлаждения оборудования и инструмента промывки деталей санитарно-гигиенической обработки помещений широко используется

вода Сточные воды в этих случаях могут быть загрязнены минеральными маслами мылами металлической и абразивной пылью Кроме того при механической обработке металлов в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пыль стружка аэрозоли масел и эмульсий а при обработке неметаллических материалов mdash вредные пары связующих смол и пыльГазовая и плазменная резка металлов технологические процессы сварки и пайки сопровождаются выделением пыли и токсичных газов а сточные воды могут загрязняться механическими примесями кислотамиЛакокрасочные работы связаны с выделением в атмосферу вредных веществ в вид паров растворителей и лакокрасочных аэрозолей в процессе нанесения покрытия и высыхании изделий При уборке такого рода помещений сточные воды могут загрязняться примесями растворителей лаков и красокПроцесс получения функционально завершенного изделия заканчивается сборочными операциями Отрицательное воздействие на окружающую среду процессов сборки менее ощутимо

2Как вредные вещества подразделяются по степени опасностиПо степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности1-й ndash вещества чрезвычайно опасные2-й ndash вещества высокоопасные3-й ndash вещества умеренно опасные4-й ndash вещества малоопасныеКласс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей указанных в таблице

Наименование показателейНорма для класса опасности

1-го 2-го 3-го 4-го

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей

зоны мгм3

Менее 01

01-10

11-100

Более 100

Средняя смертельная доза при введении в желудок мгкг

Менее 15

15-150

150-5000

Более 5000

Средняя доза при нанесении на кожу мгкг Менее 100

100-500

501-2500

Более 2500

Средняя смертельная концентрация в

воздухе мгм3 Менее

500500-5000

5001-50000

Более 50000

Коэффициент возможности ингаляторного отравления (КВИО)

Более 300

300-30

29-3 Менее 3

Зона острого действия Менее 60

60-180

181-540

Более 54

Зона хронического действия Более 100

100-50

49-25 Менее 25

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности

3Что такое ПДК Какие виды ПДК Вам известныПредельно допустимая концентрация - максимальное количество вредного вещества в единице объёма (воздуха воды или др жидкостей) или веса (например пищевых продуктов) которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства

Виды ПДК1) предельно допустимая концентрация максимально разовая ПДКмр ndash такая

концентрация вредного вещества в воздухе при вдыхании которой в течении 20 минут не должно быть рефлекторных проявлений

2) предельно допустимая концентрация среднесуточная ПДКср ndash эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченном долгом вдыхании На практике принято считать что если рефлекторное действие токсиканта начинается при более низкой концентрации то ПДКмр приравнивается к среднесуточной ПДК Если при более низкой концентрации начинает проявляться токсическое действие то ПДКмр превышает ПДКср

3) В производстве большое значение имеет ПДКрз ndash концентрация вредного вещества в пределах рабочей зоны которая за период рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья Рабочая зона ndash проятранство высотой до 7 м над площадкой временного или постоянного пребывания рабочего

Задача 11

Методы расчета величины электромагнитных полей в условиях населенных мест

ДаноДлина волны λ = 40мМощность передатчика P = 150кВтКоэффициент усиления антенны Ga = 240Относительная диэлектрическая проницаемость θ = 10Проводимость почвы вдоль которой распространяется волна σ = 0001СммРасстояние от антенны до точки измерения d1 = 300м d2 = 600 м d3 = 1200 м d4 = 1600 м d5 = 2100м

Задание

Решение1Рассчитать напряженность поля создаваемого длинноволновой радиостанцией мощностью P = 150 кВт λ = 40 м на расстоянии d Ga = 240 θ = 10 Почва покрытая лесом ndash σ = 0001 СммОпределяем x

1) d1 = 300 м 2) d2 = 600 м

x2 d2

2600 ( )

2

1812

3) d3 = 1200 м 4) d4 = 1600 м

x3 d3

2600 ( )

2

3625

x4 d4

2600 ( )

2

4833

5) d5 = 2100 м

40

10

1 103

x1 d1

2600 ( )

2

0906

x5 d5

2600 ( )

2

6344

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

1Как нормируется естественная освещенностьЕстественное освещение нормируется СНИП II 4-79 в зависимостиот характеристики зрительной работы наименьшего размера объекта различения фона контраста объекта с фоном Для естественного освещения нормируется коэффициент естественного освещения причём для бокового освещения нормируется минимальное значение КЕО а для верхнего и комбинированного - среднее значениеДля каждого помещения строится кривая распределения КЕО и освещенности вхарактерном разрезе помещения - фронтальная плоскость проходящая по середине помещения перпендикулярно плоскости остекления Измерение Е

внутреннего

осуществляется на уровне 0 8 м от уровня полаЕстественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности (кео) выраженным в процентах

e ndash коэффициент естественной освещенности в точке МEv ndash освещенность в точке М внутри помещения освещаемой светом видимого через проем (окно) участка небосвода лкEn ndash одновременная наружная освещенность горизонтальной плоскости рассеянным светом небосвода лк

2Какие виды естественного освещения вы знаетеЕстественное освещение подразделяется наmdash верхнее (через световые фонари в потолках крышах а также через проемы в местах высотных перепадов смежных пролетов здания)mdash боковое (через окна)mdash комбинированное (через окна в наружных стенах и световые фонари)

3Какие требования предъявляют к системам производственного освещенияЕстественное освещение зависит от времени года дня от географической широты

местности внутреннего устройства здания и окон отражательных свойств поверхностей перед окнами ширины улицы и других условий

При проектировании и расчете естественного освещения за источник света принимают рассеянный свет небосвода при этом прямое солнечное освещение не учитывается

Для создания и сохранения хороших санитарно-гигиенических условий на предприятиях связи необходимо чтобы все производственные административные конторские и бытовые помещения имели в световое время дня непосредственное естественное освещение Замена естественного освещения искусственным допускается в исключительных случаях

На предприятиях связи при расчете естественного освещения необходимо соблюдать следующие обязательные санитарные нормы соотношения площади окон помещения Fo к площади пола Fn

- в административно-конторских и бытовых помещениях

- в производственных помещениях

Для помещения с боковым освещением установлен минимальный кео а для помещений с верхним и комбинированным освещением ndash среднее значение кео в пределах рабочей зоны Среднее значение кео в пределах рабочей зоны помещения определяется по формуле

Для оценки освещенности помещений с боковым освещением измеряют освещенность на наименее освещенных рабочих местах одновременно под открытым небом от рассеянного света небосвода Отношение освещенности помещений к наружной выраженное в процентах должно соответствовать нормативному кео те е

мин факт

gt=емин норм

В помещениях с верхним и комбинированным освещением е

ср факт

gt=еср норм

Нормы естественного освещения производственных помещений установлены с учетом регулярной очистки стекол световых проемов При незначительном выделении пыли дыма копоти стекла световых проемов очищают не реже двух раз в год а в помещениях со значительными выделениями пыли дыма копоти ndash не реже четырех раз

Покраска внутренних поверхностей должна быть преимущественно светлой и периодически возобновляться не реже одного раза в три года

4По каким параметрам определяется разряд работыВсе работы в производственных помещениях подразделяются на шесть разрядов в зависимости от степени точности и размеров объектов различения По условиям зрительной работы санитарными нормами СН 245mdash63 для шести разрядов работ установлены кео которые приведены в табл 71Таблица 71Нормированные значения кео в помещениях производственных зданий (расположенных севернее 45 и южнее 60deg северной широты)

Нормы кео

Разряд раб

Виды работ по степени точности

Размеры предметов

которые необ-ходимо

различать

при верхнем и комбинирован

-ном освещении eср

при боковом освещении

eмин

I Особо точные работы 01 и менее 10 35II Работы высокой точности от 01 до 03 7 20III Точные работы от 03 до 10 5 15IV Работы малой точности от 10 до 10 3 10V Грубые работы более 10 2 05VI Работы требующие общего

наблюдения за ходом производственного процесса без выделения отдельных деталей

- 1 025

Проезды проходы и т п в отношении норм требуемой освещенности приравниваются к производственным помещениям V разряда В производственных помещениях предназначенных для обучения подростков (учащихся средних школ технических училищ) разряды работ должны приниматься на одну ступень выше против указанных в табл 71 за

исключением помещений с первым разрядом работ Нормированные значения кео приведенные в табл 71 должны умножаться на коэффициенты 075mdashпри расположении зданий южнее 45deg северной широты и на 12 mdash при Расположении зданий севернее 60deg северной широтыВ Дополнение к шести разрядам работ установлен VII разряд для искусственного освещения к которому относятся работы с самосветящимися материалами или предметами

5Что характеризует laquoспектральная видностьraquo в чем заключается ее особенность Энергетические и фотометрические величиныСветовое излучение проходящее через некоторую поверхность можно характеризовать количеством энергии переносимой эм волной через эту поверхность за 1 с т е мощность светового потока E() Количественная оценка E() производится с помощью человеческого глаза по зрительному ощущению Однако зрительное ощущение зависит не только от мощности излучения но и от спектральной чувствительности глаза (от коэффициента видности) Другими словами человеческий глаз световые потоки одинаковой мощности но разной длины волны видит неодинаково Наиболее чувствителен человеческий глаз к зеленым лучам с =0555 мкм Поэтому самым ярким кажется источник зеленого света Для того чтобы красный свет ( =0760 мкм) казался столь же ярким как зеленый необходимо чтобы его мощность в 20000 раз превышала мощность зелёного светаОтношение мощности монохроматического излучения с длиной волны

макс

=0555 мкм

(зелёный свет) к мощности монохроматического излучения с длиной волны вызывающего ощущение такой же яркости как излучение с длиной волны

макс

называется функцией

видности V() или коэффициентом видности излучения с длиной волны

Коэффициент видности служит мерой спектральной чувствительности глаза Коэффициент чувствительности зелёного света равен 1

Простейший вид излучения ndash монохроматическое те излучение характеризуемое очень узким интервалом длин волн l1- (l1+Dl) при Dlreg0 Монохроматическое излучение можно характеризовать и частотой n причем связь последней с длиной волны определяет

соотношение (с-скорость света))

Спектральный состав излучения те распределение электромагнитной энергии по длинам волн или частотам является как качественной характеристикой так и количественной при определении облученности входного зрачка ОЭС

Определим основные энергетичекие величины оптоэлектроники

Лучистый поток Фе - средняя мощность переносимая оптическим излучением за время значительно большее периода электромагнитных колебаний

[Вт]

1 Вт = 10-7эргtimesс-1= 0234 калс-1=624times1018 эВ с-1 При расчетах ОЭС особый интерес также представляют Энергетическая светимость (поверхностная плотность излучения) Ме отношение испускаемого поверхностью по одну сторону от себя (те ndash в полусферу) полного лучистого потока к площади этой поверхности

Облученность или энергетическая освещенность (плотность мощности) Ее определяет отношение лучистого потока dФ падающего на какую-либо поверхность к площади этой поверхности dS2

Энергия излучения

Отметим также широкое применение в оптике (спектроскопии) единицы шкалы длин волн ndash

волновых чисел

Сила излучения или энергетическая сила света ndash отношение лучистого потока dФ к

телесному углу в пределах которого он распространяется

Лучистостью или энергетической яркостью излучающей поверхности в данном направлении называется отношение измеренной в этом направлении силы излучения к видимой площади излучающей поверхности

Для плоских излучающих поверхностей имеющих лучистость одинаковую во всех направлениях действует закон Ламберта

откуда

Закон Ламберта справедлив только для АЧТ а также идеально рассеивающих поверхностей Широко известно следствие из закона Ламберта

Фотометрические (световые) величиныопределяют спектр излучения в пределах чувствительности человеческого глаза

middot Световой поток

где - максимальное значение так называемого коэффициента видности

( = 683 лмtimesВт-1)

- относительный коэффициент видности спектрально совпадающий с кривой

видности человеческого глаза максимум которой расположен в зеленой области спектра (l~0555 мкм)

Задача 7

Расчет параметров системы местной вентиляции

ДаноТип припоя ПОС ndash 50МОтносительное количество свинца в припое p = 05Относительное количество свинца испаряющегося в воздух рабочей зоны при одной пайке r = 0005Расход припоя на одну пайку R = 01 г Количество паек в час N = 50 1часСредняя скорость всасывания воздуха через зонт V = 07 мс

ЗаданиеПо исходным данным необходимо определить1 Количество выделяющегося при пайке свинца2 Часовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца3 Размеры зонта (площадь) для оптимальной работы местной вентиляцииСделать выводы по результатам расчетов

Решение

1Количество воздуха удаляемого в течение часа через зонт определяется по формулеL = 3600VF мsup3чгде F ndash площадь открытого проема При монтаже ремонте и настройке аппаратуры связи широко используются электромонтажные паечные операции когда в качестве припоя используются легкоплавкие материалы содержащие свинец В этих случаях каждое рабочее место должно быть оборудовано системой местной вентиляции конструкция и параметры которой зависят от количества выделяющихся при пайке паров свинца

Кс = prRN = 0500050150=00125гчас

2 Объем воздуха который необходимо удалить из рабочей зоны за единицу времени определяется по формулеL = KС(KПДК - KП) = 00125(001 - 0) = 1250 мsup3час

3Площадь сечения зонта определяется по формулеF = AB = L3600V = 1250360007 = 0496 мsup2

ВыводыПо исходным данным мы рассчитали что количество выделяющихся при пайке паров свинца составляет 0017 гчасчасовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца равно 1700 мsup3час и площадь зонта равна 043 мsup2

Ответы на контрольные вопросы1Какие вредные вещества выделяются при производстве аппаратуры связиВ процессе производства аппаратуры связи используется целый комплекс технологических приемов связанных с переработкой различных по своей физической природе исходных материалов последующей обработкой и сборкой деталей для получения функционально завершенного изделия В технологиях производства аппаратуры связи используются процессы отрицательно воздействующие на окружающую среду (литье термическая гальваническая и механическая обработка резка сварка пайка и окраска)Литейное производство связано с загрязнением атмосферы пылью окисью углерода сернистым ангидридом а сточных вод механическими взвесями в виде пыли флюсов окалиныПри термической обработке в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пары масел окиси углерода аммиака цианистого водорода а также пыли Электротермическое оборудование потребляет воду для охлаждения и в сточных водах могут находиться вредные веществаГальванические работы сопряжены с использованием больших объемов воды для приготовления растворов электролитов и промывных операций поэтому сточные воды в этих случаях значительно загрязнены СДЯВ Кроме того воздух удаляемый от технологического гальванического оборудования содержит большое количество вредных веществ в различных агрегатных состояниях капельножидком (брызги) тонко-дисперсионном аэрозоле паро и газообразномПри механической обработке материалов для охлаждения оборудования и инструмента промывки деталей санитарно-гигиенической обработки помещений широко используется

вода Сточные воды в этих случаях могут быть загрязнены минеральными маслами мылами металлической и абразивной пылью Кроме того при механической обработке металлов в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пыль стружка аэрозоли масел и эмульсий а при обработке неметаллических материалов mdash вредные пары связующих смол и пыльГазовая и плазменная резка металлов технологические процессы сварки и пайки сопровождаются выделением пыли и токсичных газов а сточные воды могут загрязняться механическими примесями кислотамиЛакокрасочные работы связаны с выделением в атмосферу вредных веществ в вид паров растворителей и лакокрасочных аэрозолей в процессе нанесения покрытия и высыхании изделий При уборке такого рода помещений сточные воды могут загрязняться примесями растворителей лаков и красокПроцесс получения функционально завершенного изделия заканчивается сборочными операциями Отрицательное воздействие на окружающую среду процессов сборки менее ощутимо

2Как вредные вещества подразделяются по степени опасностиПо степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности1-й ndash вещества чрезвычайно опасные2-й ndash вещества высокоопасные3-й ndash вещества умеренно опасные4-й ndash вещества малоопасныеКласс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей указанных в таблице

Наименование показателейНорма для класса опасности

1-го 2-го 3-го 4-го

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей

зоны мгм3

Менее 01

01-10

11-100

Более 100

Средняя смертельная доза при введении в желудок мгкг

Менее 15

15-150

150-5000

Более 5000

Средняя доза при нанесении на кожу мгкг Менее 100

100-500

501-2500

Более 2500

Средняя смертельная концентрация в

воздухе мгм3 Менее

500500-5000

5001-50000

Более 50000

Коэффициент возможности ингаляторного отравления (КВИО)

Более 300

300-30

29-3 Менее 3

Зона острого действия Менее 60

60-180

181-540

Более 54

Зона хронического действия Более 100

100-50

49-25 Менее 25

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности

3Что такое ПДК Какие виды ПДК Вам известныПредельно допустимая концентрация - максимальное количество вредного вещества в единице объёма (воздуха воды или др жидкостей) или веса (например пищевых продуктов) которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства

Виды ПДК1) предельно допустимая концентрация максимально разовая ПДКмр ndash такая

концентрация вредного вещества в воздухе при вдыхании которой в течении 20 минут не должно быть рефлекторных проявлений

2) предельно допустимая концентрация среднесуточная ПДКср ndash эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченном долгом вдыхании На практике принято считать что если рефлекторное действие токсиканта начинается при более низкой концентрации то ПДКмр приравнивается к среднесуточной ПДК Если при более низкой концентрации начинает проявляться токсическое действие то ПДКмр превышает ПДКср

3) В производстве большое значение имеет ПДКрз ndash концентрация вредного вещества в пределах рабочей зоны которая за период рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья Рабочая зона ndash проятранство высотой до 7 м над площадкой временного или постоянного пребывания рабочего

Задача 11

Методы расчета величины электромагнитных полей в условиях населенных мест

ДаноДлина волны λ = 40мМощность передатчика P = 150кВтКоэффициент усиления антенны Ga = 240Относительная диэлектрическая проницаемость θ = 10Проводимость почвы вдоль которой распространяется волна σ = 0001СммРасстояние от антенны до точки измерения d1 = 300м d2 = 600 м d3 = 1200 м d4 = 1600 м d5 = 2100м

Задание

Решение1Рассчитать напряженность поля создаваемого длинноволновой радиостанцией мощностью P = 150 кВт λ = 40 м на расстоянии d Ga = 240 θ = 10 Почва покрытая лесом ndash σ = 0001 СммОпределяем x

1) d1 = 300 м 2) d2 = 600 м

x2 d2

2600 ( )

2

1812

3) d3 = 1200 м 4) d4 = 1600 м

x3 d3

2600 ( )

2

3625

x4 d4

2600 ( )

2

4833

5) d5 = 2100 м

40

10

1 103

x1 d1

2600 ( )

2

0906

x5 d5

2600 ( )

2

6344

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

Для помещения с боковым освещением установлен минимальный кео а для помещений с верхним и комбинированным освещением ndash среднее значение кео в пределах рабочей зоны Среднее значение кео в пределах рабочей зоны помещения определяется по формуле

Для оценки освещенности помещений с боковым освещением измеряют освещенность на наименее освещенных рабочих местах одновременно под открытым небом от рассеянного света небосвода Отношение освещенности помещений к наружной выраженное в процентах должно соответствовать нормативному кео те е

мин факт

gt=емин норм

В помещениях с верхним и комбинированным освещением е

ср факт

gt=еср норм

Нормы естественного освещения производственных помещений установлены с учетом регулярной очистки стекол световых проемов При незначительном выделении пыли дыма копоти стекла световых проемов очищают не реже двух раз в год а в помещениях со значительными выделениями пыли дыма копоти ndash не реже четырех раз

Покраска внутренних поверхностей должна быть преимущественно светлой и периодически возобновляться не реже одного раза в три года

4По каким параметрам определяется разряд работыВсе работы в производственных помещениях подразделяются на шесть разрядов в зависимости от степени точности и размеров объектов различения По условиям зрительной работы санитарными нормами СН 245mdash63 для шести разрядов работ установлены кео которые приведены в табл 71Таблица 71Нормированные значения кео в помещениях производственных зданий (расположенных севернее 45 и южнее 60deg северной широты)

Нормы кео

Разряд раб

Виды работ по степени точности

Размеры предметов

которые необ-ходимо

различать

при верхнем и комбинирован

-ном освещении eср

при боковом освещении

eмин

I Особо точные работы 01 и менее 10 35II Работы высокой точности от 01 до 03 7 20III Точные работы от 03 до 10 5 15IV Работы малой точности от 10 до 10 3 10V Грубые работы более 10 2 05VI Работы требующие общего

наблюдения за ходом производственного процесса без выделения отдельных деталей

- 1 025

Проезды проходы и т п в отношении норм требуемой освещенности приравниваются к производственным помещениям V разряда В производственных помещениях предназначенных для обучения подростков (учащихся средних школ технических училищ) разряды работ должны приниматься на одну ступень выше против указанных в табл 71 за

исключением помещений с первым разрядом работ Нормированные значения кео приведенные в табл 71 должны умножаться на коэффициенты 075mdashпри расположении зданий южнее 45deg северной широты и на 12 mdash при Расположении зданий севернее 60deg северной широтыВ Дополнение к шести разрядам работ установлен VII разряд для искусственного освещения к которому относятся работы с самосветящимися материалами или предметами

5Что характеризует laquoспектральная видностьraquo в чем заключается ее особенность Энергетические и фотометрические величиныСветовое излучение проходящее через некоторую поверхность можно характеризовать количеством энергии переносимой эм волной через эту поверхность за 1 с т е мощность светового потока E() Количественная оценка E() производится с помощью человеческого глаза по зрительному ощущению Однако зрительное ощущение зависит не только от мощности излучения но и от спектральной чувствительности глаза (от коэффициента видности) Другими словами человеческий глаз световые потоки одинаковой мощности но разной длины волны видит неодинаково Наиболее чувствителен человеческий глаз к зеленым лучам с =0555 мкм Поэтому самым ярким кажется источник зеленого света Для того чтобы красный свет ( =0760 мкм) казался столь же ярким как зеленый необходимо чтобы его мощность в 20000 раз превышала мощность зелёного светаОтношение мощности монохроматического излучения с длиной волны

макс

=0555 мкм

(зелёный свет) к мощности монохроматического излучения с длиной волны вызывающего ощущение такой же яркости как излучение с длиной волны

макс

называется функцией

видности V() или коэффициентом видности излучения с длиной волны

Коэффициент видности служит мерой спектральной чувствительности глаза Коэффициент чувствительности зелёного света равен 1

Простейший вид излучения ndash монохроматическое те излучение характеризуемое очень узким интервалом длин волн l1- (l1+Dl) при Dlreg0 Монохроматическое излучение можно характеризовать и частотой n причем связь последней с длиной волны определяет

соотношение (с-скорость света))

Спектральный состав излучения те распределение электромагнитной энергии по длинам волн или частотам является как качественной характеристикой так и количественной при определении облученности входного зрачка ОЭС

Определим основные энергетичекие величины оптоэлектроники

Лучистый поток Фе - средняя мощность переносимая оптическим излучением за время значительно большее периода электромагнитных колебаний

[Вт]

1 Вт = 10-7эргtimesс-1= 0234 калс-1=624times1018 эВ с-1 При расчетах ОЭС особый интерес также представляют Энергетическая светимость (поверхностная плотность излучения) Ме отношение испускаемого поверхностью по одну сторону от себя (те ndash в полусферу) полного лучистого потока к площади этой поверхности

Облученность или энергетическая освещенность (плотность мощности) Ее определяет отношение лучистого потока dФ падающего на какую-либо поверхность к площади этой поверхности dS2

Энергия излучения

Отметим также широкое применение в оптике (спектроскопии) единицы шкалы длин волн ndash

волновых чисел

Сила излучения или энергетическая сила света ndash отношение лучистого потока dФ к

телесному углу в пределах которого он распространяется

Лучистостью или энергетической яркостью излучающей поверхности в данном направлении называется отношение измеренной в этом направлении силы излучения к видимой площади излучающей поверхности

Для плоских излучающих поверхностей имеющих лучистость одинаковую во всех направлениях действует закон Ламберта

откуда

Закон Ламберта справедлив только для АЧТ а также идеально рассеивающих поверхностей Широко известно следствие из закона Ламберта

Фотометрические (световые) величиныопределяют спектр излучения в пределах чувствительности человеческого глаза

middot Световой поток

где - максимальное значение так называемого коэффициента видности

( = 683 лмtimesВт-1)

- относительный коэффициент видности спектрально совпадающий с кривой

видности человеческого глаза максимум которой расположен в зеленой области спектра (l~0555 мкм)

Задача 7

Расчет параметров системы местной вентиляции

ДаноТип припоя ПОС ndash 50МОтносительное количество свинца в припое p = 05Относительное количество свинца испаряющегося в воздух рабочей зоны при одной пайке r = 0005Расход припоя на одну пайку R = 01 г Количество паек в час N = 50 1часСредняя скорость всасывания воздуха через зонт V = 07 мс

ЗаданиеПо исходным данным необходимо определить1 Количество выделяющегося при пайке свинца2 Часовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца3 Размеры зонта (площадь) для оптимальной работы местной вентиляцииСделать выводы по результатам расчетов

Решение

1Количество воздуха удаляемого в течение часа через зонт определяется по формулеL = 3600VF мsup3чгде F ndash площадь открытого проема При монтаже ремонте и настройке аппаратуры связи широко используются электромонтажные паечные операции когда в качестве припоя используются легкоплавкие материалы содержащие свинец В этих случаях каждое рабочее место должно быть оборудовано системой местной вентиляции конструкция и параметры которой зависят от количества выделяющихся при пайке паров свинца

Кс = prRN = 0500050150=00125гчас

2 Объем воздуха который необходимо удалить из рабочей зоны за единицу времени определяется по формулеL = KС(KПДК - KП) = 00125(001 - 0) = 1250 мsup3час

3Площадь сечения зонта определяется по формулеF = AB = L3600V = 1250360007 = 0496 мsup2

ВыводыПо исходным данным мы рассчитали что количество выделяющихся при пайке паров свинца составляет 0017 гчасчасовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца равно 1700 мsup3час и площадь зонта равна 043 мsup2

Ответы на контрольные вопросы1Какие вредные вещества выделяются при производстве аппаратуры связиВ процессе производства аппаратуры связи используется целый комплекс технологических приемов связанных с переработкой различных по своей физической природе исходных материалов последующей обработкой и сборкой деталей для получения функционально завершенного изделия В технологиях производства аппаратуры связи используются процессы отрицательно воздействующие на окружающую среду (литье термическая гальваническая и механическая обработка резка сварка пайка и окраска)Литейное производство связано с загрязнением атмосферы пылью окисью углерода сернистым ангидридом а сточных вод механическими взвесями в виде пыли флюсов окалиныПри термической обработке в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пары масел окиси углерода аммиака цианистого водорода а также пыли Электротермическое оборудование потребляет воду для охлаждения и в сточных водах могут находиться вредные веществаГальванические работы сопряжены с использованием больших объемов воды для приготовления растворов электролитов и промывных операций поэтому сточные воды в этих случаях значительно загрязнены СДЯВ Кроме того воздух удаляемый от технологического гальванического оборудования содержит большое количество вредных веществ в различных агрегатных состояниях капельножидком (брызги) тонко-дисперсионном аэрозоле паро и газообразномПри механической обработке материалов для охлаждения оборудования и инструмента промывки деталей санитарно-гигиенической обработки помещений широко используется

вода Сточные воды в этих случаях могут быть загрязнены минеральными маслами мылами металлической и абразивной пылью Кроме того при механической обработке металлов в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пыль стружка аэрозоли масел и эмульсий а при обработке неметаллических материалов mdash вредные пары связующих смол и пыльГазовая и плазменная резка металлов технологические процессы сварки и пайки сопровождаются выделением пыли и токсичных газов а сточные воды могут загрязняться механическими примесями кислотамиЛакокрасочные работы связаны с выделением в атмосферу вредных веществ в вид паров растворителей и лакокрасочных аэрозолей в процессе нанесения покрытия и высыхании изделий При уборке такого рода помещений сточные воды могут загрязняться примесями растворителей лаков и красокПроцесс получения функционально завершенного изделия заканчивается сборочными операциями Отрицательное воздействие на окружающую среду процессов сборки менее ощутимо

2Как вредные вещества подразделяются по степени опасностиПо степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности1-й ndash вещества чрезвычайно опасные2-й ndash вещества высокоопасные3-й ndash вещества умеренно опасные4-й ndash вещества малоопасныеКласс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей указанных в таблице

Наименование показателейНорма для класса опасности

1-го 2-го 3-го 4-го

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей

зоны мгм3

Менее 01

01-10

11-100

Более 100

Средняя смертельная доза при введении в желудок мгкг

Менее 15

15-150

150-5000

Более 5000

Средняя доза при нанесении на кожу мгкг Менее 100

100-500

501-2500

Более 2500

Средняя смертельная концентрация в

воздухе мгм3 Менее

500500-5000

5001-50000

Более 50000

Коэффициент возможности ингаляторного отравления (КВИО)

Более 300

300-30

29-3 Менее 3

Зона острого действия Менее 60

60-180

181-540

Более 54

Зона хронического действия Более 100

100-50

49-25 Менее 25

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности

3Что такое ПДК Какие виды ПДК Вам известныПредельно допустимая концентрация - максимальное количество вредного вещества в единице объёма (воздуха воды или др жидкостей) или веса (например пищевых продуктов) которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства

Виды ПДК1) предельно допустимая концентрация максимально разовая ПДКмр ndash такая

концентрация вредного вещества в воздухе при вдыхании которой в течении 20 минут не должно быть рефлекторных проявлений

2) предельно допустимая концентрация среднесуточная ПДКср ndash эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченном долгом вдыхании На практике принято считать что если рефлекторное действие токсиканта начинается при более низкой концентрации то ПДКмр приравнивается к среднесуточной ПДК Если при более низкой концентрации начинает проявляться токсическое действие то ПДКмр превышает ПДКср

3) В производстве большое значение имеет ПДКрз ndash концентрация вредного вещества в пределах рабочей зоны которая за период рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья Рабочая зона ndash проятранство высотой до 7 м над площадкой временного или постоянного пребывания рабочего

Задача 11

Методы расчета величины электромагнитных полей в условиях населенных мест

ДаноДлина волны λ = 40мМощность передатчика P = 150кВтКоэффициент усиления антенны Ga = 240Относительная диэлектрическая проницаемость θ = 10Проводимость почвы вдоль которой распространяется волна σ = 0001СммРасстояние от антенны до точки измерения d1 = 300м d2 = 600 м d3 = 1200 м d4 = 1600 м d5 = 2100м

Задание

Решение1Рассчитать напряженность поля создаваемого длинноволновой радиостанцией мощностью P = 150 кВт λ = 40 м на расстоянии d Ga = 240 θ = 10 Почва покрытая лесом ndash σ = 0001 СммОпределяем x

1) d1 = 300 м 2) d2 = 600 м

x2 d2

2600 ( )

2

1812

3) d3 = 1200 м 4) d4 = 1600 м

x3 d3

2600 ( )

2

3625

x4 d4

2600 ( )

2

4833

5) d5 = 2100 м

40

10

1 103

x1 d1

2600 ( )

2

0906

x5 d5

2600 ( )

2

6344

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

исключением помещений с первым разрядом работ Нормированные значения кео приведенные в табл 71 должны умножаться на коэффициенты 075mdashпри расположении зданий южнее 45deg северной широты и на 12 mdash при Расположении зданий севернее 60deg северной широтыВ Дополнение к шести разрядам работ установлен VII разряд для искусственного освещения к которому относятся работы с самосветящимися материалами или предметами

5Что характеризует laquoспектральная видностьraquo в чем заключается ее особенность Энергетические и фотометрические величиныСветовое излучение проходящее через некоторую поверхность можно характеризовать количеством энергии переносимой эм волной через эту поверхность за 1 с т е мощность светового потока E() Количественная оценка E() производится с помощью человеческого глаза по зрительному ощущению Однако зрительное ощущение зависит не только от мощности излучения но и от спектральной чувствительности глаза (от коэффициента видности) Другими словами человеческий глаз световые потоки одинаковой мощности но разной длины волны видит неодинаково Наиболее чувствителен человеческий глаз к зеленым лучам с =0555 мкм Поэтому самым ярким кажется источник зеленого света Для того чтобы красный свет ( =0760 мкм) казался столь же ярким как зеленый необходимо чтобы его мощность в 20000 раз превышала мощность зелёного светаОтношение мощности монохроматического излучения с длиной волны

макс

=0555 мкм

(зелёный свет) к мощности монохроматического излучения с длиной волны вызывающего ощущение такой же яркости как излучение с длиной волны

макс

называется функцией

видности V() или коэффициентом видности излучения с длиной волны

Коэффициент видности служит мерой спектральной чувствительности глаза Коэффициент чувствительности зелёного света равен 1

Простейший вид излучения ndash монохроматическое те излучение характеризуемое очень узким интервалом длин волн l1- (l1+Dl) при Dlreg0 Монохроматическое излучение можно характеризовать и частотой n причем связь последней с длиной волны определяет

соотношение (с-скорость света))

Спектральный состав излучения те распределение электромагнитной энергии по длинам волн или частотам является как качественной характеристикой так и количественной при определении облученности входного зрачка ОЭС

Определим основные энергетичекие величины оптоэлектроники

Лучистый поток Фе - средняя мощность переносимая оптическим излучением за время значительно большее периода электромагнитных колебаний

[Вт]

1 Вт = 10-7эргtimesс-1= 0234 калс-1=624times1018 эВ с-1 При расчетах ОЭС особый интерес также представляют Энергетическая светимость (поверхностная плотность излучения) Ме отношение испускаемого поверхностью по одну сторону от себя (те ndash в полусферу) полного лучистого потока к площади этой поверхности

Облученность или энергетическая освещенность (плотность мощности) Ее определяет отношение лучистого потока dФ падающего на какую-либо поверхность к площади этой поверхности dS2

Энергия излучения

Отметим также широкое применение в оптике (спектроскопии) единицы шкалы длин волн ndash

волновых чисел

Сила излучения или энергетическая сила света ndash отношение лучистого потока dФ к

телесному углу в пределах которого он распространяется

Лучистостью или энергетической яркостью излучающей поверхности в данном направлении называется отношение измеренной в этом направлении силы излучения к видимой площади излучающей поверхности

Для плоских излучающих поверхностей имеющих лучистость одинаковую во всех направлениях действует закон Ламберта

откуда

Закон Ламберта справедлив только для АЧТ а также идеально рассеивающих поверхностей Широко известно следствие из закона Ламберта

Фотометрические (световые) величиныопределяют спектр излучения в пределах чувствительности человеческого глаза

middot Световой поток

где - максимальное значение так называемого коэффициента видности

( = 683 лмtimesВт-1)

- относительный коэффициент видности спектрально совпадающий с кривой

видности человеческого глаза максимум которой расположен в зеленой области спектра (l~0555 мкм)

Задача 7

Расчет параметров системы местной вентиляции

ДаноТип припоя ПОС ndash 50МОтносительное количество свинца в припое p = 05Относительное количество свинца испаряющегося в воздух рабочей зоны при одной пайке r = 0005Расход припоя на одну пайку R = 01 г Количество паек в час N = 50 1часСредняя скорость всасывания воздуха через зонт V = 07 мс

ЗаданиеПо исходным данным необходимо определить1 Количество выделяющегося при пайке свинца2 Часовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца3 Размеры зонта (площадь) для оптимальной работы местной вентиляцииСделать выводы по результатам расчетов

Решение

1Количество воздуха удаляемого в течение часа через зонт определяется по формулеL = 3600VF мsup3чгде F ndash площадь открытого проема При монтаже ремонте и настройке аппаратуры связи широко используются электромонтажные паечные операции когда в качестве припоя используются легкоплавкие материалы содержащие свинец В этих случаях каждое рабочее место должно быть оборудовано системой местной вентиляции конструкция и параметры которой зависят от количества выделяющихся при пайке паров свинца

Кс = prRN = 0500050150=00125гчас

2 Объем воздуха который необходимо удалить из рабочей зоны за единицу времени определяется по формулеL = KС(KПДК - KП) = 00125(001 - 0) = 1250 мsup3час

3Площадь сечения зонта определяется по формулеF = AB = L3600V = 1250360007 = 0496 мsup2

ВыводыПо исходным данным мы рассчитали что количество выделяющихся при пайке паров свинца составляет 0017 гчасчасовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца равно 1700 мsup3час и площадь зонта равна 043 мsup2

Ответы на контрольные вопросы1Какие вредные вещества выделяются при производстве аппаратуры связиВ процессе производства аппаратуры связи используется целый комплекс технологических приемов связанных с переработкой различных по своей физической природе исходных материалов последующей обработкой и сборкой деталей для получения функционально завершенного изделия В технологиях производства аппаратуры связи используются процессы отрицательно воздействующие на окружающую среду (литье термическая гальваническая и механическая обработка резка сварка пайка и окраска)Литейное производство связано с загрязнением атмосферы пылью окисью углерода сернистым ангидридом а сточных вод механическими взвесями в виде пыли флюсов окалиныПри термической обработке в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пары масел окиси углерода аммиака цианистого водорода а также пыли Электротермическое оборудование потребляет воду для охлаждения и в сточных водах могут находиться вредные веществаГальванические работы сопряжены с использованием больших объемов воды для приготовления растворов электролитов и промывных операций поэтому сточные воды в этих случаях значительно загрязнены СДЯВ Кроме того воздух удаляемый от технологического гальванического оборудования содержит большое количество вредных веществ в различных агрегатных состояниях капельножидком (брызги) тонко-дисперсионном аэрозоле паро и газообразномПри механической обработке материалов для охлаждения оборудования и инструмента промывки деталей санитарно-гигиенической обработки помещений широко используется

вода Сточные воды в этих случаях могут быть загрязнены минеральными маслами мылами металлической и абразивной пылью Кроме того при механической обработке металлов в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пыль стружка аэрозоли масел и эмульсий а при обработке неметаллических материалов mdash вредные пары связующих смол и пыльГазовая и плазменная резка металлов технологические процессы сварки и пайки сопровождаются выделением пыли и токсичных газов а сточные воды могут загрязняться механическими примесями кислотамиЛакокрасочные работы связаны с выделением в атмосферу вредных веществ в вид паров растворителей и лакокрасочных аэрозолей в процессе нанесения покрытия и высыхании изделий При уборке такого рода помещений сточные воды могут загрязняться примесями растворителей лаков и красокПроцесс получения функционально завершенного изделия заканчивается сборочными операциями Отрицательное воздействие на окружающую среду процессов сборки менее ощутимо

2Как вредные вещества подразделяются по степени опасностиПо степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности1-й ndash вещества чрезвычайно опасные2-й ndash вещества высокоопасные3-й ndash вещества умеренно опасные4-й ndash вещества малоопасныеКласс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей указанных в таблице

Наименование показателейНорма для класса опасности

1-го 2-го 3-го 4-го

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей

зоны мгм3

Менее 01

01-10

11-100

Более 100

Средняя смертельная доза при введении в желудок мгкг

Менее 15

15-150

150-5000

Более 5000

Средняя доза при нанесении на кожу мгкг Менее 100

100-500

501-2500

Более 2500

Средняя смертельная концентрация в

воздухе мгм3 Менее

500500-5000

5001-50000

Более 50000

Коэффициент возможности ингаляторного отравления (КВИО)

Более 300

300-30

29-3 Менее 3

Зона острого действия Менее 60

60-180

181-540

Более 54

Зона хронического действия Более 100

100-50

49-25 Менее 25

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности

3Что такое ПДК Какие виды ПДК Вам известныПредельно допустимая концентрация - максимальное количество вредного вещества в единице объёма (воздуха воды или др жидкостей) или веса (например пищевых продуктов) которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства

Виды ПДК1) предельно допустимая концентрация максимально разовая ПДКмр ndash такая

концентрация вредного вещества в воздухе при вдыхании которой в течении 20 минут не должно быть рефлекторных проявлений

2) предельно допустимая концентрация среднесуточная ПДКср ndash эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченном долгом вдыхании На практике принято считать что если рефлекторное действие токсиканта начинается при более низкой концентрации то ПДКмр приравнивается к среднесуточной ПДК Если при более низкой концентрации начинает проявляться токсическое действие то ПДКмр превышает ПДКср

3) В производстве большое значение имеет ПДКрз ndash концентрация вредного вещества в пределах рабочей зоны которая за период рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья Рабочая зона ndash проятранство высотой до 7 м над площадкой временного или постоянного пребывания рабочего

Задача 11

Методы расчета величины электромагнитных полей в условиях населенных мест

ДаноДлина волны λ = 40мМощность передатчика P = 150кВтКоэффициент усиления антенны Ga = 240Относительная диэлектрическая проницаемость θ = 10Проводимость почвы вдоль которой распространяется волна σ = 0001СммРасстояние от антенны до точки измерения d1 = 300м d2 = 600 м d3 = 1200 м d4 = 1600 м d5 = 2100м

Задание

Решение1Рассчитать напряженность поля создаваемого длинноволновой радиостанцией мощностью P = 150 кВт λ = 40 м на расстоянии d Ga = 240 θ = 10 Почва покрытая лесом ndash σ = 0001 СммОпределяем x

1) d1 = 300 м 2) d2 = 600 м

x2 d2

2600 ( )

2

1812

3) d3 = 1200 м 4) d4 = 1600 м

x3 d3

2600 ( )

2

3625

x4 d4

2600 ( )

2

4833

5) d5 = 2100 м

40

10

1 103

x1 d1

2600 ( )

2

0906

x5 d5

2600 ( )

2

6344

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

1 Вт = 10-7эргtimesс-1= 0234 калс-1=624times1018 эВ с-1 При расчетах ОЭС особый интерес также представляют Энергетическая светимость (поверхностная плотность излучения) Ме отношение испускаемого поверхностью по одну сторону от себя (те ndash в полусферу) полного лучистого потока к площади этой поверхности

Облученность или энергетическая освещенность (плотность мощности) Ее определяет отношение лучистого потока dФ падающего на какую-либо поверхность к площади этой поверхности dS2

Энергия излучения

Отметим также широкое применение в оптике (спектроскопии) единицы шкалы длин волн ndash

волновых чисел

Сила излучения или энергетическая сила света ndash отношение лучистого потока dФ к

телесному углу в пределах которого он распространяется

Лучистостью или энергетической яркостью излучающей поверхности в данном направлении называется отношение измеренной в этом направлении силы излучения к видимой площади излучающей поверхности

Для плоских излучающих поверхностей имеющих лучистость одинаковую во всех направлениях действует закон Ламберта

откуда

Закон Ламберта справедлив только для АЧТ а также идеально рассеивающих поверхностей Широко известно следствие из закона Ламберта

Фотометрические (световые) величиныопределяют спектр излучения в пределах чувствительности человеческого глаза

middot Световой поток

где - максимальное значение так называемого коэффициента видности

( = 683 лмtimesВт-1)

- относительный коэффициент видности спектрально совпадающий с кривой

видности человеческого глаза максимум которой расположен в зеленой области спектра (l~0555 мкм)

Задача 7

Расчет параметров системы местной вентиляции

ДаноТип припоя ПОС ndash 50МОтносительное количество свинца в припое p = 05Относительное количество свинца испаряющегося в воздух рабочей зоны при одной пайке r = 0005Расход припоя на одну пайку R = 01 г Количество паек в час N = 50 1часСредняя скорость всасывания воздуха через зонт V = 07 мс

ЗаданиеПо исходным данным необходимо определить1 Количество выделяющегося при пайке свинца2 Часовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца3 Размеры зонта (площадь) для оптимальной работы местной вентиляцииСделать выводы по результатам расчетов

Решение

1Количество воздуха удаляемого в течение часа через зонт определяется по формулеL = 3600VF мsup3чгде F ndash площадь открытого проема При монтаже ремонте и настройке аппаратуры связи широко используются электромонтажные паечные операции когда в качестве припоя используются легкоплавкие материалы содержащие свинец В этих случаях каждое рабочее место должно быть оборудовано системой местной вентиляции конструкция и параметры которой зависят от количества выделяющихся при пайке паров свинца

Кс = prRN = 0500050150=00125гчас

2 Объем воздуха который необходимо удалить из рабочей зоны за единицу времени определяется по формулеL = KС(KПДК - KП) = 00125(001 - 0) = 1250 мsup3час

3Площадь сечения зонта определяется по формулеF = AB = L3600V = 1250360007 = 0496 мsup2

ВыводыПо исходным данным мы рассчитали что количество выделяющихся при пайке паров свинца составляет 0017 гчасчасовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца равно 1700 мsup3час и площадь зонта равна 043 мsup2

Ответы на контрольные вопросы1Какие вредные вещества выделяются при производстве аппаратуры связиВ процессе производства аппаратуры связи используется целый комплекс технологических приемов связанных с переработкой различных по своей физической природе исходных материалов последующей обработкой и сборкой деталей для получения функционально завершенного изделия В технологиях производства аппаратуры связи используются процессы отрицательно воздействующие на окружающую среду (литье термическая гальваническая и механическая обработка резка сварка пайка и окраска)Литейное производство связано с загрязнением атмосферы пылью окисью углерода сернистым ангидридом а сточных вод механическими взвесями в виде пыли флюсов окалиныПри термической обработке в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пары масел окиси углерода аммиака цианистого водорода а также пыли Электротермическое оборудование потребляет воду для охлаждения и в сточных водах могут находиться вредные веществаГальванические работы сопряжены с использованием больших объемов воды для приготовления растворов электролитов и промывных операций поэтому сточные воды в этих случаях значительно загрязнены СДЯВ Кроме того воздух удаляемый от технологического гальванического оборудования содержит большое количество вредных веществ в различных агрегатных состояниях капельножидком (брызги) тонко-дисперсионном аэрозоле паро и газообразномПри механической обработке материалов для охлаждения оборудования и инструмента промывки деталей санитарно-гигиенической обработки помещений широко используется

вода Сточные воды в этих случаях могут быть загрязнены минеральными маслами мылами металлической и абразивной пылью Кроме того при механической обработке металлов в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пыль стружка аэрозоли масел и эмульсий а при обработке неметаллических материалов mdash вредные пары связующих смол и пыльГазовая и плазменная резка металлов технологические процессы сварки и пайки сопровождаются выделением пыли и токсичных газов а сточные воды могут загрязняться механическими примесями кислотамиЛакокрасочные работы связаны с выделением в атмосферу вредных веществ в вид паров растворителей и лакокрасочных аэрозолей в процессе нанесения покрытия и высыхании изделий При уборке такого рода помещений сточные воды могут загрязняться примесями растворителей лаков и красокПроцесс получения функционально завершенного изделия заканчивается сборочными операциями Отрицательное воздействие на окружающую среду процессов сборки менее ощутимо

2Как вредные вещества подразделяются по степени опасностиПо степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности1-й ndash вещества чрезвычайно опасные2-й ndash вещества высокоопасные3-й ndash вещества умеренно опасные4-й ndash вещества малоопасныеКласс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей указанных в таблице

Наименование показателейНорма для класса опасности

1-го 2-го 3-го 4-го

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей

зоны мгм3

Менее 01

01-10

11-100

Более 100

Средняя смертельная доза при введении в желудок мгкг

Менее 15

15-150

150-5000

Более 5000

Средняя доза при нанесении на кожу мгкг Менее 100

100-500

501-2500

Более 2500

Средняя смертельная концентрация в

воздухе мгм3 Менее

500500-5000

5001-50000

Более 50000

Коэффициент возможности ингаляторного отравления (КВИО)

Более 300

300-30

29-3 Менее 3

Зона острого действия Менее 60

60-180

181-540

Более 54

Зона хронического действия Более 100

100-50

49-25 Менее 25

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности

3Что такое ПДК Какие виды ПДК Вам известныПредельно допустимая концентрация - максимальное количество вредного вещества в единице объёма (воздуха воды или др жидкостей) или веса (например пищевых продуктов) которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства

Виды ПДК1) предельно допустимая концентрация максимально разовая ПДКмр ndash такая

концентрация вредного вещества в воздухе при вдыхании которой в течении 20 минут не должно быть рефлекторных проявлений

2) предельно допустимая концентрация среднесуточная ПДКср ndash эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченном долгом вдыхании На практике принято считать что если рефлекторное действие токсиканта начинается при более низкой концентрации то ПДКмр приравнивается к среднесуточной ПДК Если при более низкой концентрации начинает проявляться токсическое действие то ПДКмр превышает ПДКср

3) В производстве большое значение имеет ПДКрз ndash концентрация вредного вещества в пределах рабочей зоны которая за период рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья Рабочая зона ndash проятранство высотой до 7 м над площадкой временного или постоянного пребывания рабочего

Задача 11

Методы расчета величины электромагнитных полей в условиях населенных мест

ДаноДлина волны λ = 40мМощность передатчика P = 150кВтКоэффициент усиления антенны Ga = 240Относительная диэлектрическая проницаемость θ = 10Проводимость почвы вдоль которой распространяется волна σ = 0001СммРасстояние от антенны до точки измерения d1 = 300м d2 = 600 м d3 = 1200 м d4 = 1600 м d5 = 2100м

Задание

Решение1Рассчитать напряженность поля создаваемого длинноволновой радиостанцией мощностью P = 150 кВт λ = 40 м на расстоянии d Ga = 240 θ = 10 Почва покрытая лесом ndash σ = 0001 СммОпределяем x

1) d1 = 300 м 2) d2 = 600 м

x2 d2

2600 ( )

2

1812

3) d3 = 1200 м 4) d4 = 1600 м

x3 d3

2600 ( )

2

3625

x4 d4

2600 ( )

2

4833

5) d5 = 2100 м

40

10

1 103

x1 d1

2600 ( )

2

0906

x5 d5

2600 ( )

2

6344

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

Для плоских излучающих поверхностей имеющих лучистость одинаковую во всех направлениях действует закон Ламберта

откуда

Закон Ламберта справедлив только для АЧТ а также идеально рассеивающих поверхностей Широко известно следствие из закона Ламберта

Фотометрические (световые) величиныопределяют спектр излучения в пределах чувствительности человеческого глаза

middot Световой поток

где - максимальное значение так называемого коэффициента видности

( = 683 лмtimesВт-1)

- относительный коэффициент видности спектрально совпадающий с кривой

видности человеческого глаза максимум которой расположен в зеленой области спектра (l~0555 мкм)

Задача 7

Расчет параметров системы местной вентиляции

ДаноТип припоя ПОС ndash 50МОтносительное количество свинца в припое p = 05Относительное количество свинца испаряющегося в воздух рабочей зоны при одной пайке r = 0005Расход припоя на одну пайку R = 01 г Количество паек в час N = 50 1часСредняя скорость всасывания воздуха через зонт V = 07 мс

ЗаданиеПо исходным данным необходимо определить1 Количество выделяющегося при пайке свинца2 Часовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца3 Размеры зонта (площадь) для оптимальной работы местной вентиляцииСделать выводы по результатам расчетов

Решение

1Количество воздуха удаляемого в течение часа через зонт определяется по формулеL = 3600VF мsup3чгде F ndash площадь открытого проема При монтаже ремонте и настройке аппаратуры связи широко используются электромонтажные паечные операции когда в качестве припоя используются легкоплавкие материалы содержащие свинец В этих случаях каждое рабочее место должно быть оборудовано системой местной вентиляции конструкция и параметры которой зависят от количества выделяющихся при пайке паров свинца

Кс = prRN = 0500050150=00125гчас

2 Объем воздуха который необходимо удалить из рабочей зоны за единицу времени определяется по формулеL = KС(KПДК - KП) = 00125(001 - 0) = 1250 мsup3час

3Площадь сечения зонта определяется по формулеF = AB = L3600V = 1250360007 = 0496 мsup2

ВыводыПо исходным данным мы рассчитали что количество выделяющихся при пайке паров свинца составляет 0017 гчасчасовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца равно 1700 мsup3час и площадь зонта равна 043 мsup2

Ответы на контрольные вопросы1Какие вредные вещества выделяются при производстве аппаратуры связиВ процессе производства аппаратуры связи используется целый комплекс технологических приемов связанных с переработкой различных по своей физической природе исходных материалов последующей обработкой и сборкой деталей для получения функционально завершенного изделия В технологиях производства аппаратуры связи используются процессы отрицательно воздействующие на окружающую среду (литье термическая гальваническая и механическая обработка резка сварка пайка и окраска)Литейное производство связано с загрязнением атмосферы пылью окисью углерода сернистым ангидридом а сточных вод механическими взвесями в виде пыли флюсов окалиныПри термической обработке в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пары масел окиси углерода аммиака цианистого водорода а также пыли Электротермическое оборудование потребляет воду для охлаждения и в сточных водах могут находиться вредные веществаГальванические работы сопряжены с использованием больших объемов воды для приготовления растворов электролитов и промывных операций поэтому сточные воды в этих случаях значительно загрязнены СДЯВ Кроме того воздух удаляемый от технологического гальванического оборудования содержит большое количество вредных веществ в различных агрегатных состояниях капельножидком (брызги) тонко-дисперсионном аэрозоле паро и газообразномПри механической обработке материалов для охлаждения оборудования и инструмента промывки деталей санитарно-гигиенической обработки помещений широко используется

вода Сточные воды в этих случаях могут быть загрязнены минеральными маслами мылами металлической и абразивной пылью Кроме того при механической обработке металлов в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пыль стружка аэрозоли масел и эмульсий а при обработке неметаллических материалов mdash вредные пары связующих смол и пыльГазовая и плазменная резка металлов технологические процессы сварки и пайки сопровождаются выделением пыли и токсичных газов а сточные воды могут загрязняться механическими примесями кислотамиЛакокрасочные работы связаны с выделением в атмосферу вредных веществ в вид паров растворителей и лакокрасочных аэрозолей в процессе нанесения покрытия и высыхании изделий При уборке такого рода помещений сточные воды могут загрязняться примесями растворителей лаков и красокПроцесс получения функционально завершенного изделия заканчивается сборочными операциями Отрицательное воздействие на окружающую среду процессов сборки менее ощутимо

2Как вредные вещества подразделяются по степени опасностиПо степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности1-й ndash вещества чрезвычайно опасные2-й ndash вещества высокоопасные3-й ndash вещества умеренно опасные4-й ndash вещества малоопасныеКласс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей указанных в таблице

Наименование показателейНорма для класса опасности

1-го 2-го 3-го 4-го

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей

зоны мгм3

Менее 01

01-10

11-100

Более 100

Средняя смертельная доза при введении в желудок мгкг

Менее 15

15-150

150-5000

Более 5000

Средняя доза при нанесении на кожу мгкг Менее 100

100-500

501-2500

Более 2500

Средняя смертельная концентрация в

воздухе мгм3 Менее

500500-5000

5001-50000

Более 50000

Коэффициент возможности ингаляторного отравления (КВИО)

Более 300

300-30

29-3 Менее 3

Зона острого действия Менее 60

60-180

181-540

Более 54

Зона хронического действия Более 100

100-50

49-25 Менее 25

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности

3Что такое ПДК Какие виды ПДК Вам известныПредельно допустимая концентрация - максимальное количество вредного вещества в единице объёма (воздуха воды или др жидкостей) или веса (например пищевых продуктов) которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства

Виды ПДК1) предельно допустимая концентрация максимально разовая ПДКмр ndash такая

концентрация вредного вещества в воздухе при вдыхании которой в течении 20 минут не должно быть рефлекторных проявлений

2) предельно допустимая концентрация среднесуточная ПДКср ndash эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченном долгом вдыхании На практике принято считать что если рефлекторное действие токсиканта начинается при более низкой концентрации то ПДКмр приравнивается к среднесуточной ПДК Если при более низкой концентрации начинает проявляться токсическое действие то ПДКмр превышает ПДКср

3) В производстве большое значение имеет ПДКрз ndash концентрация вредного вещества в пределах рабочей зоны которая за период рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья Рабочая зона ndash проятранство высотой до 7 м над площадкой временного или постоянного пребывания рабочего

Задача 11

Методы расчета величины электромагнитных полей в условиях населенных мест

ДаноДлина волны λ = 40мМощность передатчика P = 150кВтКоэффициент усиления антенны Ga = 240Относительная диэлектрическая проницаемость θ = 10Проводимость почвы вдоль которой распространяется волна σ = 0001СммРасстояние от антенны до точки измерения d1 = 300м d2 = 600 м d3 = 1200 м d4 = 1600 м d5 = 2100м

Задание

Решение1Рассчитать напряженность поля создаваемого длинноволновой радиостанцией мощностью P = 150 кВт λ = 40 м на расстоянии d Ga = 240 θ = 10 Почва покрытая лесом ndash σ = 0001 СммОпределяем x

1) d1 = 300 м 2) d2 = 600 м

x2 d2

2600 ( )

2

1812

3) d3 = 1200 м 4) d4 = 1600 м

x3 d3

2600 ( )

2

3625

x4 d4

2600 ( )

2

4833

5) d5 = 2100 м

40

10

1 103

x1 d1

2600 ( )

2

0906

x5 d5

2600 ( )

2

6344

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

Задача 7

Расчет параметров системы местной вентиляции

ДаноТип припоя ПОС ndash 50МОтносительное количество свинца в припое p = 05Относительное количество свинца испаряющегося в воздух рабочей зоны при одной пайке r = 0005Расход припоя на одну пайку R = 01 г Количество паек в час N = 50 1часСредняя скорость всасывания воздуха через зонт V = 07 мс

ЗаданиеПо исходным данным необходимо определить1 Количество выделяющегося при пайке свинца2 Часовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца3 Размеры зонта (площадь) для оптимальной работы местной вентиляцииСделать выводы по результатам расчетов

Решение

1Количество воздуха удаляемого в течение часа через зонт определяется по формулеL = 3600VF мsup3чгде F ndash площадь открытого проема При монтаже ремонте и настройке аппаратуры связи широко используются электромонтажные паечные операции когда в качестве припоя используются легкоплавкие материалы содержащие свинец В этих случаях каждое рабочее место должно быть оборудовано системой местной вентиляции конструкция и параметры которой зависят от количества выделяющихся при пайке паров свинца

Кс = prRN = 0500050150=00125гчас

2 Объем воздуха который необходимо удалить из рабочей зоны за единицу времени определяется по формулеL = KС(KПДК - KП) = 00125(001 - 0) = 1250 мsup3час

3Площадь сечения зонта определяется по формулеF = AB = L3600V = 1250360007 = 0496 мsup2

ВыводыПо исходным данным мы рассчитали что количество выделяющихся при пайке паров свинца составляет 0017 гчасчасовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца равно 1700 мsup3час и площадь зонта равна 043 мsup2

Ответы на контрольные вопросы1Какие вредные вещества выделяются при производстве аппаратуры связиВ процессе производства аппаратуры связи используется целый комплекс технологических приемов связанных с переработкой различных по своей физической природе исходных материалов последующей обработкой и сборкой деталей для получения функционально завершенного изделия В технологиях производства аппаратуры связи используются процессы отрицательно воздействующие на окружающую среду (литье термическая гальваническая и механическая обработка резка сварка пайка и окраска)Литейное производство связано с загрязнением атмосферы пылью окисью углерода сернистым ангидридом а сточных вод механическими взвесями в виде пыли флюсов окалиныПри термической обработке в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пары масел окиси углерода аммиака цианистого водорода а также пыли Электротермическое оборудование потребляет воду для охлаждения и в сточных водах могут находиться вредные веществаГальванические работы сопряжены с использованием больших объемов воды для приготовления растворов электролитов и промывных операций поэтому сточные воды в этих случаях значительно загрязнены СДЯВ Кроме того воздух удаляемый от технологического гальванического оборудования содержит большое количество вредных веществ в различных агрегатных состояниях капельножидком (брызги) тонко-дисперсионном аэрозоле паро и газообразномПри механической обработке материалов для охлаждения оборудования и инструмента промывки деталей санитарно-гигиенической обработки помещений широко используется

вода Сточные воды в этих случаях могут быть загрязнены минеральными маслами мылами металлической и абразивной пылью Кроме того при механической обработке металлов в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пыль стружка аэрозоли масел и эмульсий а при обработке неметаллических материалов mdash вредные пары связующих смол и пыльГазовая и плазменная резка металлов технологические процессы сварки и пайки сопровождаются выделением пыли и токсичных газов а сточные воды могут загрязняться механическими примесями кислотамиЛакокрасочные работы связаны с выделением в атмосферу вредных веществ в вид паров растворителей и лакокрасочных аэрозолей в процессе нанесения покрытия и высыхании изделий При уборке такого рода помещений сточные воды могут загрязняться примесями растворителей лаков и красокПроцесс получения функционально завершенного изделия заканчивается сборочными операциями Отрицательное воздействие на окружающую среду процессов сборки менее ощутимо

2Как вредные вещества подразделяются по степени опасностиПо степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности1-й ndash вещества чрезвычайно опасные2-й ndash вещества высокоопасные3-й ndash вещества умеренно опасные4-й ndash вещества малоопасныеКласс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей указанных в таблице

Наименование показателейНорма для класса опасности

1-го 2-го 3-го 4-го

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей

зоны мгм3

Менее 01

01-10

11-100

Более 100

Средняя смертельная доза при введении в желудок мгкг

Менее 15

15-150

150-5000

Более 5000

Средняя доза при нанесении на кожу мгкг Менее 100

100-500

501-2500

Более 2500

Средняя смертельная концентрация в

воздухе мгм3 Менее

500500-5000

5001-50000

Более 50000

Коэффициент возможности ингаляторного отравления (КВИО)

Более 300

300-30

29-3 Менее 3

Зона острого действия Менее 60

60-180

181-540

Более 54

Зона хронического действия Более 100

100-50

49-25 Менее 25

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности

3Что такое ПДК Какие виды ПДК Вам известныПредельно допустимая концентрация - максимальное количество вредного вещества в единице объёма (воздуха воды или др жидкостей) или веса (например пищевых продуктов) которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства

Виды ПДК1) предельно допустимая концентрация максимально разовая ПДКмр ndash такая

концентрация вредного вещества в воздухе при вдыхании которой в течении 20 минут не должно быть рефлекторных проявлений

2) предельно допустимая концентрация среднесуточная ПДКср ndash эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченном долгом вдыхании На практике принято считать что если рефлекторное действие токсиканта начинается при более низкой концентрации то ПДКмр приравнивается к среднесуточной ПДК Если при более низкой концентрации начинает проявляться токсическое действие то ПДКмр превышает ПДКср

3) В производстве большое значение имеет ПДКрз ndash концентрация вредного вещества в пределах рабочей зоны которая за период рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья Рабочая зона ndash проятранство высотой до 7 м над площадкой временного или постоянного пребывания рабочего

Задача 11

Методы расчета величины электромагнитных полей в условиях населенных мест

ДаноДлина волны λ = 40мМощность передатчика P = 150кВтКоэффициент усиления антенны Ga = 240Относительная диэлектрическая проницаемость θ = 10Проводимость почвы вдоль которой распространяется волна σ = 0001СммРасстояние от антенны до точки измерения d1 = 300м d2 = 600 м d3 = 1200 м d4 = 1600 м d5 = 2100м

Задание

Решение1Рассчитать напряженность поля создаваемого длинноволновой радиостанцией мощностью P = 150 кВт λ = 40 м на расстоянии d Ga = 240 θ = 10 Почва покрытая лесом ndash σ = 0001 СммОпределяем x

1) d1 = 300 м 2) d2 = 600 м

x2 d2

2600 ( )

2

1812

3) d3 = 1200 м 4) d4 = 1600 м

x3 d3

2600 ( )

2

3625

x4 d4

2600 ( )

2

4833

5) d5 = 2100 м

40

10

1 103

x1 d1

2600 ( )

2

0906

x5 d5

2600 ( )

2

6344

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

Решение

1Количество воздуха удаляемого в течение часа через зонт определяется по формулеL = 3600VF мsup3чгде F ndash площадь открытого проема При монтаже ремонте и настройке аппаратуры связи широко используются электромонтажные паечные операции когда в качестве припоя используются легкоплавкие материалы содержащие свинец В этих случаях каждое рабочее место должно быть оборудовано системой местной вентиляции конструкция и параметры которой зависят от количества выделяющихся при пайке паров свинца

Кс = prRN = 0500050150=00125гчас

2 Объем воздуха который необходимо удалить из рабочей зоны за единицу времени определяется по формулеL = KС(KПДК - KП) = 00125(001 - 0) = 1250 мsup3час

3Площадь сечения зонта определяется по формулеF = AB = L3600V = 1250360007 = 0496 мsup2

ВыводыПо исходным данным мы рассчитали что количество выделяющихся при пайке паров свинца составляет 0017 гчасчасовое количество воздуха необходимого для удаления паров свинца равно 1700 мsup3час и площадь зонта равна 043 мsup2

Ответы на контрольные вопросы1Какие вредные вещества выделяются при производстве аппаратуры связиВ процессе производства аппаратуры связи используется целый комплекс технологических приемов связанных с переработкой различных по своей физической природе исходных материалов последующей обработкой и сборкой деталей для получения функционально завершенного изделия В технологиях производства аппаратуры связи используются процессы отрицательно воздействующие на окружающую среду (литье термическая гальваническая и механическая обработка резка сварка пайка и окраска)Литейное производство связано с загрязнением атмосферы пылью окисью углерода сернистым ангидридом а сточных вод механическими взвесями в виде пыли флюсов окалиныПри термической обработке в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пары масел окиси углерода аммиака цианистого водорода а также пыли Электротермическое оборудование потребляет воду для охлаждения и в сточных водах могут находиться вредные веществаГальванические работы сопряжены с использованием больших объемов воды для приготовления растворов электролитов и промывных операций поэтому сточные воды в этих случаях значительно загрязнены СДЯВ Кроме того воздух удаляемый от технологического гальванического оборудования содержит большое количество вредных веществ в различных агрегатных состояниях капельножидком (брызги) тонко-дисперсионном аэрозоле паро и газообразномПри механической обработке материалов для охлаждения оборудования и инструмента промывки деталей санитарно-гигиенической обработки помещений широко используется

вода Сточные воды в этих случаях могут быть загрязнены минеральными маслами мылами металлической и абразивной пылью Кроме того при механической обработке металлов в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пыль стружка аэрозоли масел и эмульсий а при обработке неметаллических материалов mdash вредные пары связующих смол и пыльГазовая и плазменная резка металлов технологические процессы сварки и пайки сопровождаются выделением пыли и токсичных газов а сточные воды могут загрязняться механическими примесями кислотамиЛакокрасочные работы связаны с выделением в атмосферу вредных веществ в вид паров растворителей и лакокрасочных аэрозолей в процессе нанесения покрытия и высыхании изделий При уборке такого рода помещений сточные воды могут загрязняться примесями растворителей лаков и красокПроцесс получения функционально завершенного изделия заканчивается сборочными операциями Отрицательное воздействие на окружающую среду процессов сборки менее ощутимо

2Как вредные вещества подразделяются по степени опасностиПо степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности1-й ndash вещества чрезвычайно опасные2-й ndash вещества высокоопасные3-й ndash вещества умеренно опасные4-й ndash вещества малоопасныеКласс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей указанных в таблице

Наименование показателейНорма для класса опасности

1-го 2-го 3-го 4-го

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей

зоны мгм3

Менее 01

01-10

11-100

Более 100

Средняя смертельная доза при введении в желудок мгкг

Менее 15

15-150

150-5000

Более 5000

Средняя доза при нанесении на кожу мгкг Менее 100

100-500

501-2500

Более 2500

Средняя смертельная концентрация в

воздухе мгм3 Менее

500500-5000

5001-50000

Более 50000

Коэффициент возможности ингаляторного отравления (КВИО)

Более 300

300-30

29-3 Менее 3

Зона острого действия Менее 60

60-180

181-540

Более 54

Зона хронического действия Более 100

100-50

49-25 Менее 25

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности

3Что такое ПДК Какие виды ПДК Вам известныПредельно допустимая концентрация - максимальное количество вредного вещества в единице объёма (воздуха воды или др жидкостей) или веса (например пищевых продуктов) которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства

Виды ПДК1) предельно допустимая концентрация максимально разовая ПДКмр ndash такая

концентрация вредного вещества в воздухе при вдыхании которой в течении 20 минут не должно быть рефлекторных проявлений

2) предельно допустимая концентрация среднесуточная ПДКср ndash эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченном долгом вдыхании На практике принято считать что если рефлекторное действие токсиканта начинается при более низкой концентрации то ПДКмр приравнивается к среднесуточной ПДК Если при более низкой концентрации начинает проявляться токсическое действие то ПДКмр превышает ПДКср

3) В производстве большое значение имеет ПДКрз ndash концентрация вредного вещества в пределах рабочей зоны которая за период рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья Рабочая зона ndash проятранство высотой до 7 м над площадкой временного или постоянного пребывания рабочего

Задача 11

Методы расчета величины электромагнитных полей в условиях населенных мест

ДаноДлина волны λ = 40мМощность передатчика P = 150кВтКоэффициент усиления антенны Ga = 240Относительная диэлектрическая проницаемость θ = 10Проводимость почвы вдоль которой распространяется волна σ = 0001СммРасстояние от антенны до точки измерения d1 = 300м d2 = 600 м d3 = 1200 м d4 = 1600 м d5 = 2100м

Задание

Решение1Рассчитать напряженность поля создаваемого длинноволновой радиостанцией мощностью P = 150 кВт λ = 40 м на расстоянии d Ga = 240 θ = 10 Почва покрытая лесом ndash σ = 0001 СммОпределяем x

1) d1 = 300 м 2) d2 = 600 м

x2 d2

2600 ( )

2

1812

3) d3 = 1200 м 4) d4 = 1600 м

x3 d3

2600 ( )

2

3625

x4 d4

2600 ( )

2

4833

5) d5 = 2100 м

40

10

1 103

x1 d1

2600 ( )

2

0906

x5 d5

2600 ( )

2

6344

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

вода Сточные воды в этих случаях могут быть загрязнены минеральными маслами мылами металлической и абразивной пылью Кроме того при механической обработке металлов в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пыль стружка аэрозоли масел и эмульсий а при обработке неметаллических материалов mdash вредные пары связующих смол и пыльГазовая и плазменная резка металлов технологические процессы сварки и пайки сопровождаются выделением пыли и токсичных газов а сточные воды могут загрязняться механическими примесями кислотамиЛакокрасочные работы связаны с выделением в атмосферу вредных веществ в вид паров растворителей и лакокрасочных аэрозолей в процессе нанесения покрытия и высыхании изделий При уборке такого рода помещений сточные воды могут загрязняться примесями растворителей лаков и красокПроцесс получения функционально завершенного изделия заканчивается сборочными операциями Отрицательное воздействие на окружающую среду процессов сборки менее ощутимо

2Как вредные вещества подразделяются по степени опасностиПо степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности1-й ndash вещества чрезвычайно опасные2-й ndash вещества высокоопасные3-й ndash вещества умеренно опасные4-й ndash вещества малоопасныеКласс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей указанных в таблице

Наименование показателейНорма для класса опасности

1-го 2-го 3-го 4-го

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей

зоны мгм3

Менее 01

01-10

11-100

Более 100

Средняя смертельная доза при введении в желудок мгкг

Менее 15

15-150

150-5000

Более 5000

Средняя доза при нанесении на кожу мгкг Менее 100

100-500

501-2500

Более 2500

Средняя смертельная концентрация в

воздухе мгм3 Менее

500500-5000

5001-50000

Более 50000

Коэффициент возможности ингаляторного отравления (КВИО)

Более 300

300-30

29-3 Менее 3

Зона острого действия Менее 60

60-180

181-540

Более 54

Зона хронического действия Более 100

100-50

49-25 Менее 25

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности

3Что такое ПДК Какие виды ПДК Вам известныПредельно допустимая концентрация - максимальное количество вредного вещества в единице объёма (воздуха воды или др жидкостей) или веса (например пищевых продуктов) которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства

Виды ПДК1) предельно допустимая концентрация максимально разовая ПДКмр ndash такая

концентрация вредного вещества в воздухе при вдыхании которой в течении 20 минут не должно быть рефлекторных проявлений

2) предельно допустимая концентрация среднесуточная ПДКср ndash эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченном долгом вдыхании На практике принято считать что если рефлекторное действие токсиканта начинается при более низкой концентрации то ПДКмр приравнивается к среднесуточной ПДК Если при более низкой концентрации начинает проявляться токсическое действие то ПДКмр превышает ПДКср

3) В производстве большое значение имеет ПДКрз ndash концентрация вредного вещества в пределах рабочей зоны которая за период рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья Рабочая зона ndash проятранство высотой до 7 м над площадкой временного или постоянного пребывания рабочего

Задача 11

Методы расчета величины электромагнитных полей в условиях населенных мест

ДаноДлина волны λ = 40мМощность передатчика P = 150кВтКоэффициент усиления антенны Ga = 240Относительная диэлектрическая проницаемость θ = 10Проводимость почвы вдоль которой распространяется волна σ = 0001СммРасстояние от антенны до точки измерения d1 = 300м d2 = 600 м d3 = 1200 м d4 = 1600 м d5 = 2100м

Задание

Решение1Рассчитать напряженность поля создаваемого длинноволновой радиостанцией мощностью P = 150 кВт λ = 40 м на расстоянии d Ga = 240 θ = 10 Почва покрытая лесом ndash σ = 0001 СммОпределяем x

1) d1 = 300 м 2) d2 = 600 м

x2 d2

2600 ( )

2

1812

3) d3 = 1200 м 4) d4 = 1600 м

x3 d3

2600 ( )

2

3625

x4 d4

2600 ( )

2

4833

5) d5 = 2100 м

40

10

1 103

x1 d1

2600 ( )

2

0906

x5 d5

2600 ( )

2

6344

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

3Что такое ПДК Какие виды ПДК Вам известныПредельно допустимая концентрация - максимальное количество вредного вещества в единице объёма (воздуха воды или др жидкостей) или веса (например пищевых продуктов) которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства

Виды ПДК1) предельно допустимая концентрация максимально разовая ПДКмр ndash такая

концентрация вредного вещества в воздухе при вдыхании которой в течении 20 минут не должно быть рефлекторных проявлений

2) предельно допустимая концентрация среднесуточная ПДКср ndash эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченном долгом вдыхании На практике принято считать что если рефлекторное действие токсиканта начинается при более низкой концентрации то ПДКмр приравнивается к среднесуточной ПДК Если при более низкой концентрации начинает проявляться токсическое действие то ПДКмр превышает ПДКср

3) В производстве большое значение имеет ПДКрз ndash концентрация вредного вещества в пределах рабочей зоны которая за период рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья Рабочая зона ndash проятранство высотой до 7 м над площадкой временного или постоянного пребывания рабочего

Задача 11

Методы расчета величины электромагнитных полей в условиях населенных мест

ДаноДлина волны λ = 40мМощность передатчика P = 150кВтКоэффициент усиления антенны Ga = 240Относительная диэлектрическая проницаемость θ = 10Проводимость почвы вдоль которой распространяется волна σ = 0001СммРасстояние от антенны до точки измерения d1 = 300м d2 = 600 м d3 = 1200 м d4 = 1600 м d5 = 2100м

Задание

Решение1Рассчитать напряженность поля создаваемого длинноволновой радиостанцией мощностью P = 150 кВт λ = 40 м на расстоянии d Ga = 240 θ = 10 Почва покрытая лесом ndash σ = 0001 СммОпределяем x

1) d1 = 300 м 2) d2 = 600 м

x2 d2

2600 ( )

2

1812

3) d3 = 1200 м 4) d4 = 1600 м

x3 d3

2600 ( )

2

3625

x4 d4

2600 ( )

2

4833

5) d5 = 2100 м

40

10

1 103

x1 d1

2600 ( )

2

0906

x5 d5

2600 ( )

2

6344

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

Решение1Рассчитать напряженность поля создаваемого длинноволновой радиостанцией мощностью P = 150 кВт λ = 40 м на расстоянии d Ga = 240 θ = 10 Почва покрытая лесом ndash σ = 0001 СммОпределяем x

1) d1 = 300 м 2) d2 = 600 м

x2 d2

2600 ( )

2

1812

3) d3 = 1200 м 4) d4 = 1600 м

x3 d3

2600 ( )

2

3625

x4 d4

2600 ( )

2

4833

5) d5 = 2100 м

40

10

1 103

x1 d1

2600 ( )

2

0906

x5 d5

2600 ( )

2

6344

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

Рассчитываем множитель ослабления

Окончательный расчет проводим по формуле

F1141 2 03 x1( )

2 x1 06 x12 0942

F5141 2 03 x5( )

2 x5 06 x52 0169

E1 7750 P Ga( )05 F1

d14619

E2 7750 P Ga( )05 F2

d2152

E3 7750 P Ga( )05 F3

d30395

E4 7750 P Ga( )05 F4

d40214

E5 7750 P Ga( )05 F5

d50119

F2141 2 03 x2( )

2 x2 06 x22 062

F3141 2 03 x3( )

2 x3 06 x32 0322

F4141 2 03 x4( )

2 x4 06 x42 0233

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

Строим график зависимости E = f(d)

E d( ) 7750 P Ga( )05 F

d

Вывод Сравнивая полученные значения со стандартным приходим к выводу что вблизи КВ радиостанции на расстояние d1=300 м находиться нельзя поскольку расчетные данные указывают на значительное превышениеПДУ = 10 Вм а на расстояниях d2=600 м d3=1200 м d4=1600 м d5=2100 м мы не подвергаемся негативным воздействиям поля

0 500 1 103 15 10

3 2 103 25 10

30

1

2

3

4

5

E d( )

d

d

300

600

1200

1600

2100

F

0942

062

0322

0233

0169

E

4619

152

0395

0214

0119

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

Ответы на контрольные вопросы1Волны какой длины относятся к ВЧ-диапазонуЭлектромагнитные волны диапазонов вч увч свч в последние годы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники Высокочастотное электромагнитное поле образуется врабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты К ВЧ- диапазону относятся средние волны 01 ndash 1 км и длинные волны 1 ndash 3 км

2По каким параметрам определяется степень воздействия ЭМП на биологические объектыСтепень вредности электромагнитных полей на организм человека определяется напряженностью электромагнитного поля длиной волны и продолжительностью его пребывания в зоне воздействия электромагнитного поля Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метрЕ = Ul вмгде Umdashнапряжение в l-расстояние м Напряженность магнитного поля H измеряется в амперах на метрH = I2πr aмгде I ndash ток а r ndash радиус окружности силовой линии вокруг проводникапо которому течет ток м

3Объясните понятие laquoэлектромагнитное загрязнение окружающей средыraquo Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями (ЭМП) в России приняло угрожающий характер Источниками таких излучений являются линии электропередач электротранспорт радиолокационные и радиопередающие системы персональные компьютеры бытовая техника системы сотовой связи промышленные установки СВЧ энергетики и др Наряду с вышеприведенными крупными ЭМП-загрязнителями значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей к которым прежде всего относятся радиотелефонные системы и компьютеры На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли являясь первичным периодическим экологическим фактором постоянно воздействовало на состояние экосистем В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик Этот явление получившее название магнитных бурь неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем включая и организм человека В этот период отмечается ухудшение состояние больных страдающих сердечно-сосудистыми нервно-соматическими и другими заболеваниями Влияет магнитное поле и на животных в особенности на птиц и насекомыхНа нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия Основные источники этого воздействия ndash электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля создаваемого ЛЭП проявляется уже при напряженности поля равной 1000 Вм У человека нарушаются эндокринная система обменные процессы функции головного и спинного мозга и др

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии Японскими учеными обнаружено что в районах расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты то есть с уменьшением длины волнНеионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных Вредное воздействие на человеческий организм невидимого но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами чем прогресс в электронике

4Какие нарушения в состоянии здоровья возможны при воздействии ЭМП ВЧ-диапазонаОбслуживающий персонал находясь возле источников излучения электромагнитных волн непрерывно подвергается воздействию электромагнитного поля При небольшой напряженности эти поля не оказывают вредного воздействия на организм человекаПри воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение энергии этих полей тканями тела человекаВ результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость сонливость или нарушение сна появляются головные боли наступает расстройство нервной системы наблюдаются и другие заболевания Присистематическом облучении сантиметровыми волнами кроме указанных заболеваний наблюдаются изменения кровяного давления(гипертония) замедления пульсатяжелые заболеваиия органов зрения (катаракты)а у отдельных лиц ndash нервно-психические заболевания и трофические явления(выпадение волос ломкость ногтей)

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

Задача 14

Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком

ДаноЧисло витков W = 6Сила тока в катушке I = 250 AЧастота f = 400 МГцВремя облучения T = 2 чДиаметр ручки управления D = 002 мРасстояние от катушки до рабочего места R = 3 мРадиус катушки r = 025 мОтносительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 57107 Смм

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 8Материал экрана - медь Материал стержня - текстолит

ЗаданиеОпределить минимальную толщину экрана и длину трубки при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры обеспечивающих допустимую мощность облучения

РешениеНапряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана

где βm ndash коэффициент определяемый соотношением Rr (βm = 1)

H = 0086 (Ам)

Если R удовлетворяет условиямR gtgt λ2π и R gtgt rsup2λа это так3 gtgt 075628 3 gtgt 00625 075то имеет место волновая зона оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излученияσ = 377Hsup2 2 = 139 Втмsup2

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле

N = 2 Втч мsup2

HW I r

2 m

4 R3

I

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

σДОП = N T = 2 2 = 1 Втмsup2Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формулеL = σ σДОП = 139

Зная характеристики металла можно рассчитать толщину экрана δ обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L

где ω = 2πf ndash угловая частота радс μа ndash абсолютная магнитная проницаемость Гнм μа = μ0μ μ0 ndash магнитная постоянная Гнм μ ndash относительная магнитная проницаемость среды

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле

Требуемую длину трубки можно определить по формуле

l 2528 103 м

ВыводыПо исходным данным мы определили что минимальная толщина экрана равна 246410 а длина трубки составляет 0015 м

565685 дБм

l10 log 139( )

ln 139( )

2 2 f 4 107

2

5488 104

32

D

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты

Ответы на контрольные вопросы1По каким параметрам оценивается степень облучения персонала обслуживающего СВЧ-генераторыСтепень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности способа использования генерируемой энергии и передачи ее в пространство от типа ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств высоты их подъема над уровнем земли наличия утечек в отдельных свч блоках

2Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазонеКоличественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения выраженной величиной плотности

потока энергии (ППЭ Втм2

)Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения

персонала связанного профессионально с воздействием ЭМП устанавливают исходя из

предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W Джм2

) и времени пребывания в зоне излучения (Т ч) Однако во всех случаях ППЭ не должна

превышать 10Втм2

а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры

воздуха в рабочих помещениях (выше 280

С) - 1 Втм2

Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=WТГде W ndash нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц при

скважности не менее 50 W=20Втчм2

Во всех остальных случаях W=2Втчм2

Для лиц не связанных профессионально с облучением и для населения

интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 001 Втм2

3Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений1 Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности

2 Экранирование рабочего места3 Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)4 Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования излучающего

электромагнитную энергию5 Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего

персонала6 Применение предупреждающей сигнализации (световая звуковая и тд) и

предупреждающих знаков7 Применение средств индивидуальной защиты