kursova rabota ifra red

Катедра „Екология и опазване на околната среда”

Тема: Приложение на инфрачервените лъчи (ИЧЛ) в промишлеността

РАЗРАБОТИЛ: /инж. Юли Величков/ ПРОВЕРИЛ: /доц. д-р Маргарита Филипова/

Май 2011

ТУ „Ангел Кънчев” гр. Русе Курсова работа на тема: Приложение на инфрачервените лъчи в промишлеността

Стр. 2 от 22

СЪДЪРЖАНИЕ: 1. Електромагнитни вълни – физични свойства и класификация 1.1 Физични свойства 1.2 Класификация 2. Електромагнитни полета 2.1 Определение 2.2 Класификация 3. Инфрачервени лъчи (инфрачервено излъчване) 3.1 Определение и свойства 3.2 Източници на ИЧЛ 4. Получаване на инфрачервено лъчение (ИЧЛ) 5. Употреба (приложение) на ИЧЛ 5.1 Пренасяне на данни 5.2 Фотография 5.3 Астрономия 5.4 Медицина 5.5 Специални дейности (военно дело) 5.6 Сауна (топлинна кабина) 5.7 Инфрачервено отопление в промишлени и административни сгради 5.8 В бита 6. Влияние на електромагнитните полета върху биологични системи 6.1 Електрически характеристики на биологичната тъкан 6.2 Електрически явления и физиологични процеси в биологична тъкан под действие на ЕМП 6.3 Биологични ефекти от електромагнитните въздействия на ИЧЛ 7. Мерки за защита 7.1. Допустим продължително протичащ ток през човек 7.2. Допустима продължителност на престой в електрическо поле с честота 50 Hz 8. Нормативни изисквания 8.1 Основни нормативни документи действащи в Р. България 8.2 Стандарти за безопасност 8.3 Европейската практика 9. Литература


Стр. 3 от 22

1. Електромагнитни вълни – физични свойства и класификация 1.1 Физични свойства

Природни и много изкуствени източници генерират електромагнитна енергия под формата на електромагнитни вълни. Тези вълни се състоят от осцилиращи (трептящи) електрически и магнитни полета, които взаимодействат по различен начин с биологичните системи, такива като клетки, растения, животни или хора. За да се разберат по-добре тези взаимодействия, необходимо е да се познават физичните свойства на вълните, които съставят електромагнитния спектър. Електромагнитните вълни могат да се охарактеризират с дължината на вълната, честотата

или енергията. Трите параметъра са взаимно свързани. Всеки от тях повлиява върху въздействието, което полето може да окаже върху биологичната система.

Честотата на електромагнитната вълна е просто броят на трептенията, които преминават през определена точка в единица време. Измерва се с броя колебания в секунда, или херци. Едно колебание за секунда се равнява на един херц. Големите

единици, обикновено използвани за измерване на радиочестотни полета (РЧ), са килохерц (kHz) - 1000 колебания в секунда; мегахерц (MHz), един милион колебания в секунда; и гигахерц (GHz), един милиард колебания в секунда.

Дължина на вълната - колкото по-къса е дължината на вълната, толкова по-висока е

честотата. Средата на АМ (Амплитудна модулация – термин, използван при разпространението на радиовълните) радиовълните, например, е с честоти от един милион херца (1 MHz) и дължина на вълната от около 300 метра. Микровълновите печки използват честота 2.45 милиарда херца (2.45 GHz) и дължина на вълната 12 сантиметра.

Енергия - електромагнитната вълна се състои от много малки ―порции‖ енергия,

наречени фотони. Енергията във всяка ―порция‖ или фотон е право пропорционална на честотата на вълната. Колкото е по-висока честотата, толкова е по-голямо количеството енергия във всеки фотон.

1.2 Класификация

Електромагнитен спектър се нарича диапазонът (обхватът) на всички възможни електромагнитни излъчвания. Също така под електромагнитен спектър (обикновено - само спектър) на даден обект се разбира обхватът на електромагнитното излъчване, който той излъчва (емисионен спектър), отразява, пропуска или поглъща (абсорбционен спектър). Той обхваща всички възможни честоти - от радиочестоти от няколко херца (дълговълновата граница на спектъра) до честотите на гама-лъчите (късовълновата граница на спектъра), покривайки дължини на вълната с размер от хиляди километри до такива, съизмерими с размера на атомите и по-малки.

Радиочестоти (радиовълни) - Радиовълните са с дължини на вълната от стотици метри до около 1 милиметър и се излъчват и приемат чрез радио антени с подходящи размери (според принципа на резонанса). Те служат за предаване на данни, чрез модулация. Телевизията, мобилните телефони, безжичните мрежи, радиолюбителските комуникации се основават на принципа на предаването и приемането на радиовълни.

Микровълни - Свръхвисоките честоти (СВЧ) и ултрависоките честоти на микровълните са след

радиовълните в честотната скала.

Терахерцово излъчване - Това е областта от спектъра на светлината между микровълните и

далечното инфрачервено излъчване. Този вълнов обхват е рядко изследван и съществуват


Стр. 4 от 22

едва няколко източника на микровълнова енергия на високочестотния край на честотната лента (подмилиметрови вълни или така наречените терахерцови вълни). Практически приложения на тези вълни се появяват едва напоследък - в комуникациите и снемането на образи. Предложен е

стандарт за безжични мрежи в обхвата.

Инфрачервено излъчване - Инфрачервената част на електромагнитния спектър покрива обхвата от приблизително 300 GHz (1 mm) до 400 THz (750 nm). Може да се раздели на три

части:

Далечна инфрачервена област, от 300 GHz (1 mm) до 30 THz (10 μm). Долната граница

на този обхват може да се класифицира и като микровълни. Средна инфрачервена област, от 30 до 120 THz (от 10 до 2,5 μm). Горещите тела

(черно тяло) излъчват силно в този обхват. Близка инфрачервена област от 120 до 400 THz (от 2500 до 750 nm). Физическите

процеси, характерни за този обхват, са подобни на тези при видимата светлина.

Видимо лъчение (светлина) - След инфрачервените лъчи по честота следва видимата светлина. Това е диапазонът, в който Слънцето и звездите излъчват по-голямата част от своето лъчение. Човешкото око е чувствително именно към дължините на вълните, които Слънцето

излъчва най-интензивно.

Ултравиолетова светлина - Следващото лъчение след видимата светлина по честота е ултравиолетовото (UV). Това е излъчване, чиято дължина на вълната е по-къса от дължината на

вълната на виолетовия край на видимия спектър.

Рентгенови лъчи - След UV идват рентгеновите лъчи. Твърдите рентгенови лъчи са с по-къси

дължини на вълните от меките. Рентгеновите лъчи се използват за избирателно гледане през

дадени обекти (тъкани), както и във високоенергийната физика и астрономия.

Гама лъчи - След твърдите рентгенови лъчи идват гама лъчите. Това са високоенергийни

фотони, които се генерират при радиоактивен разпад или други реакции с елементарни частици.

Между видовете електромагнитно излъчване няма точно определени граници. Някои дължини на вълните принадлежат едновременно на две области на спектъра. Например червената светлина наподобява инфрачервеното излъчване, при това тя може да въздействува върху някои химически връзки.


Стр. 5 от 22

2. Електромагнитни полета 2.1 Определение

Електромагнитно поле е съвкупността от електрическото и магнитното полета, които могат да

преминават едно в друго. Или това е област от пространството, в която се наблюдават електромагнитни взаимодействия. Електромагнитното поле (също EMF или ЕМ поле) е физическо поле, произведено от електрически заредените обекти. Това се отразява на поведението на заредени обекти в района на областта. Електромагнитното поле се разширява безкрайно в открития Космос и описва електромагнитно взаимодействие. Процесът на еволюция на смущенията, възникнали в електромагнитните полета носи името електромагнитни вълни. Примери за електромагнитни вълни са светлината (включително инфрачервената и ултравиолетовата), радиовълните, рентгеновите лъчи. Електромагнитното взаимодействие е един от основните видове фундаментални взаимодействия в природата.

2.2 Класификация

Критерии за класификацията на ЕМП са: честотата f и дължината на вълната, като връзката

между тях е = c/f, (с е скорост на светлината, 3.108 m/s).

2.2.1 EМП с индустриална честота – 50 Hz до 30 кHz (6.106 m до 104 m)

2.2.2 Радиочестотни ЕМП – 60 kHz до 300 GHz, разделени на поддиапазонни:

60 kHz – 3 MHz (5.103 m до 102 m) – километрови и хектаметрови вълни; 3 MHz – 30 MHz (102 m до 101 m) – декаметрови вълни; 30 MHz – 300 MHz (101 m до 100 m) – метрови вълни.

2.2.3 Микровълнови ЕМП – 300 MHz до 300 GHz, разделени на поддиапазонни:

а) 300 MHz – 3 GHz (100 m до 10-1 m) – дециметрови вълни; б) 3 GHz – 30 GHz (10-1 m до 10-2 m) – сантиметрови вълни; в) 30 GHz – 300 GHz (10-2 m до 10-3 m) – милиметрови вълни. Числените характеристики за оценка на енергийното въздействие на ЕМП са: - интензитет на електрическа съставяща на полето - Е, V,m; - интензитет на магнитна съставяща на полето – Н, А/m; - енергия на електрическото поле WE = E2.T, [V/m]2.h; - енергия на магнитното поле WH = H2.T, [A/m]2.h, където Т е времето за въздействие на

полето върху тяло; - плътност на енергиен поток (ПЕП), S, W/m2; - зона на въздействие на ЕМП около източника. Тя свързва дължината на вълната на ЕМП,

източника на излъчване и тялото, намиращо се в зоната на въздействие. Въведени са три зони: Близка зона (зона на индукция) ; в тази зона няма сформирана електромагнитна вълна и

оценката на въздействие се извършва по Е и Н; Междинна зона (зона на интерференция) – зона на формиране на електромагнитни вълни Lм3; Далечна зона (вълнова зона) – в тази зона изцяло са формирани електромагнитни вълни.

3. Инфрачервени лъчи (инфрачервено излъчване) 3.1 Определение и свойства

Инфрачервената светлина е невидима за човешкото око. Инфрачервените лъчи са подчинени напълно на законите на оптиката и спадат към т.нар. оптически спектър. Те се отразяват и пречупват подобно на видимата светлина, но показват някои особености, свързани с по голямата дължина на вълната. Отразяват се много добре от среброто, медта, златото и

http://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BD%D0%BE_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%B5

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=bg&langpair=en%7Cbg&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Field_(physics)&rurl=translate.google.bg&usg=ALkJrhgE-8S7_PIMLGyFTlF4JyzvQ3Er1Q

http://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%B2%D1%8A%D0%BB%D0%BD%D0%B8


Стр. 6 от 22

алуминия, средно от желязото и много слабо (почти изцяло се поглъщат) от водата и въглерода (графит, сажди). Често инфрачервените лъчи носят наименованието топлинни лъчи, поради силно изразения топлинен ефект. Фотоните на инфрачервените лъчи са с по-ниска енергия от тези на видимата светлина. Лъчите на видимия спектър и инфрачервените лъчи от слънчев произход не предизвикват вредни ефекти върху живите организми. Инфрачервените лъчи в голямо количество предизвикват сериози увреждания. Различните вещества имат специфична отражателна способност и могат да се идентифицират чрез спектрограмите на инфрачервения отражателен спектър, което прави инфрачервената фотография широко приложима. С редки изключения коефициентът на отражение нараства пропорционално на дължината на вълната, защото инфрачервените лъчи се отразяват по-добре от видимите лъчи. Всички вещества имат в спектрограмите на инфрачервения отражателен спектър определени зони на максимално отражение. Интересен е еднотипният характер на спектрограмата на солите на дадена киселина. Прозрачността на телата за инфрачервените лъчи е също твърде различна от прозрачността им за видимата светлина. Някои минерали особено добре пропускат инфрачервените лъчи. Така например до 1500 nm инфрачервените лъчи се пропускат от кварца, флуорита, силвина, каменната сол, калиевия бромид и др. Тези материали се използуват за изработване на специални оптически системи за инфрачервени уреди. Напълно прозрачни за инфрачервените лъчи са ебонитът, хитиновите обвивки на насекомите, асфалтовият лак, индигото, някои смоли, кожата и др.Обикновеното стъкло пропуска късовълновата зона до 2500 nm, а кварцовото - до около 4000 nm. Течностите обикновено поглъщат инфрачервените лъчи, Разсейването на инфрачервените лъчи в атмосферата е свързано с наличието на твърди частици, които са съизмерими с дължината на вълната. Прозрачността на органичните съединения е в пряка зависимост от структурата на молекулата, което позволява чрез инфрачервения спектър да се определят изомерните съединения. Фотохимичното действие на инфрачервените лъчи е твърде слабо и намалява с увеличаване на дължината на вълната.

3.2 Източници на ИЧЛ

Често инфрачервените лъчи носят наименованието топлинни лъчи поради силно изразения топлинен ефект - погълнатите от веществата инфрачервени кванти силно повишават температурата им. Всички тела излъчват инфрачервени лъчи. Инфрачервеното лъчение възниква при движението на молекулите на веществата, така че по принцип всички тела, чиято температура е по-висока от абсолютната нула, излъчват инфрачервени лъчи. Това е топлинно излъчване, което е некохерентно и е с широк спектър. Преминаването на атомите и молекулите от едно енергетично състояние в друго също се съпровожда с излъчване, което в по-голямата си част е в зоната на инфрачервения спектър. По този начин се доказва, че всяко тяло с температура над абсолютната нула - 273,16°С, излъчва инфрачервени лъчи. Дължината на вълната на излъчваното лъчение е пряко свързана с температурата на нагряването. От всички достъпни температурни светлинни източници най-мощен е Слънцето. Около половината от слънчевата енергия се излъчва в инфрачервената област на спектъра, 40% - във видимата област и 10% - в ултравиолетовата и рентгеновата област на спектъра. Въпреки че относителното разпределение на енергията на спектъра на Слънцето има максимум в жълтозелената част, по своя абсолютен интензитет инфрачервеното лъчение, което се съдържа в слънчевото, е напълно достатъчно за една нормална снимка в границите на лъчите с


Стр. 7 от 22

дължина на вълната от 760 до 1300 nm. Трябва да се отбележи, че цялата инфрачервена радиация на Слънцето не достига до повърхността на Земята, защото при преминаване през атмосферата част от потока лъчиста енергия се поглъща и разсейва. Голямо неудобство при използване на слънчевото инфрачервено излъчване са непостоянният характер на излъчването, влиянието на земната атмосфера (наличието на водни пари, СО2 и др.). както и промяната на положението на Слънцето спрямо хоризонта. От изкуствените източници на инфрачервени лъчи се използват предимно температурните излъчватели на лъчиста енергия: електрическите лампи с нажежаваща се волфрамова жичка, обикновената електрическа дъга и електрическата дъга с висок интензитет.

4. Получаване на инфрачервено лъчение (ИЧЛ) Всички тела, чиято температура е по висока от абсолютната нула, излъчват електромагнитни вълни, в това число и инфрачервени лъчи. От природните източници в близост до нас най-мощен е Слънцето. Около половината от слънчевата енергия се излъчва в инфрачервената област на спектъра, 40% във видимата област (от 0,4 до 0,7 μm) и 10% в UV и рентгеновата област на спектъра. От изкуствените източници на инфрачервени лъчи се използват предимно температурните излъчватели на лъчиста енергия: - електричните лампи с нажежаема волфрамова жичка; - обикновената електрическа дъга - електрическата дъга с висок интензитет. Електрическите лампи с нажежаема жичка се използват широко като светлинни източници и могат да служат като източници на лъчение от най-близката инфрачервена област на спектъра. За източник на лъчиста енергия в тях се използва волфрамов проводник, нажежен до температура 2400-3000 K и поставен в стъклен балон с изтеглен въздух. Основен недостатък на лампите с нажежаема жичка като източници на инфрачервено лъчение е, че стъкленият балон на лампата не пропуска дълговълновото инфрачервено лъчение.

5. Употреба (приложение) на ИЧЛ 5.1 Пренасяне на данни

Инфрачервените лъчи се използват за пренасяне на данни между близки компютърни устройства и преносими апарати като мобилни телефони, органайзъри и др.

Подобни устройства, както и дистанционните управления на телевизори, музикални уредби, климатици използват диоди, излъчващи инфрачервена светлина, която се превръща в насочен лъч от специална леща. Този лъч се включва и изключва, за да закодира информацията. Приемникът използва силициев фотодиод, който превръща инфрачервените вълни в електрически сигнали. Той отговаря само на бързо трептящия сигнал, създаден от предавателя, и не реагира на бавнопроменящото се инфрачервено излъчване от околната среда.


Стр. 8 от 22

Безжична преносна среда Това е съвременна технология, предлагаща голям набор от предимства пред традиционната жична технология. Тези предимства се простират от увеличено удобство за клиентите и намаляване на разходите за изграждане, до улесняване на инсталацията на мрежата. Едно внедряване на безжична мрежа може да спести значително количество средства, тъй като няма нужда от допълнителни кабели, куплунги или мрежови комутатори. Добавянето на нови потребители се свежда до инсталирането на безжична карта и включването на компютъра. Безжичните мрежи се използват и за предоставяне на мрежов достъп на места, където няма традиционна мрежова инфраструктура. Пример за такава технология са преносимите компютри, повечето от които вече се доставят с интегриран 802.11b или g интерфейс. Безжичните LAN мрежи са базирани на различни методи на предаване:

- Радиовълни - освен радиопредавания, те могат да предават и сигнали, носещи данни. Биват две категории: теснолентови радиовълни (предавателят изпраща сигнал с определена чистота, а приемникът, настроен на същата честота, приема сигнала) и радиовълни с разширен спектър (предавателят прескача от една честота на друга, а приемникът трябва ад знае честотите, реда за смяна и времената за смяна)

- Лазер - лазерните мрежи работят чрез използване на импулси лазерна светлина , с които

се представя сигналът. Лазерната технология има недостатъка, че изисква пряка видимост т.е. между предаващите и приемащите устройства не трябва да има никакви прегради.

- Инфрачервени лъчи - сигналът се пренася с помощта на лъчи в инфрачервения спектър. За целта се използват много високи честоти, намиращи се в диапазона точно под видимият спектър на светлината. Тези мрежи изискват наличие на приемопредавател в двете комуникиращи устройства, който всъщност би изисквал и софтуер за синхронизация. Използват се предимно при мултимедийните приложения.

Недостатъци на мрежите с инфрачервени лъчи са: o Ограничение на обхвата-принципно позволяват връзки на разстояние около 1500 м., но най често се срещат около 30 м. o Уязвимост-околната светлина може да предизвика смущения.

5.2 Фотография В инфрачервената фотография се използват инфрачервени филтри, за да се улови само инфрачервеният спектър. Контрастът на отделните обекти при инфрачервената фотография (фиг. а) е различен от контраста при фотографиране с видима светлина (фиг. б).


Стр. 9 от 22

5.3 Астрономия

В астрономията, поради наличието на прахови облаци и мъглявини, прякото оптично наблюдение на някои звезди, галактики и други космически обекти не е възможно, докато инфрачервената светлина е с по-голяма дължина на вълната и преминава по-лесно през тези прегради. Фотоните на инфрачервените лъчи са с по-ниска енергия от тези на видимата светлина. Космическите обекти, които не са достатъчно горещи, за да светят, излъчват в инфрачервения диапазон на вълните и могат да се наблюдават само с инструменти, улавящи инфрачервеното излъчване. Галактиката в Андромеда, видяна в инфрачервени лъчи от Spitzer Space Telescope

5.4 Медицина Инфрачервените лъчи осигуряват топлината, без която животът би бил немислим. Благодарение на слънцето се осъществяват и хиляди други процеси в живата природа. Растенията, които са в основата на хранителната верига на живите организми на Земята, набавят хранителните си вещества и осигуряват растежа си благодарение на процеса фотосинтеза, при който основна и незаменима роля играе именно слънчевата светлина. Органичната материя, продуцирана от растенията чрез фотосинтеза, след това се използва за хранителни вещества от всички живи организми нагоре по стълбицата на хранителна верига. Също от огромно значение е и отделяният от растенията при фотосинтеза кислород. Слънчевата светлина играе голяма роля и в множество процеси в човешкия организъм - синтезата на витамин Д (незаменим за усвояването на калция и образуването на костно вещество), процеси, свързани с т.нар циркадна (денонощна) ритмичност на отделянето и фината регулация на редица хормони и биологично активни вещества. Лъчите на видимия спектър и инфрачервените лъчи от слънчев произход не предизвикват вредни ефекти върху живите организми. 5.4.1 Термовизуалната диагностика - Всяко живо тяло отделя топлинна енергия в инфрачервения спектър, която е невидима за човешкото око. Това излъчване се улавя от камера, която го визуализира върху екрана като цветен образ. Различните цветове указват температурните изменения в организма, като всяко отклонение от нормалния изофон на тялото трябва да намери своето обяснение като патология. Предимство е, че за кратко време може да се види един разгърнат здравен статус на тялото. Методът за електроакупунктурна диагностика и терапия се основава на ИЧЛ и е разработен от немския лекар Рейнхолд Фол. Предложената от Р. Фол методологията е позволила експериментално и клинически да се докаже пряката връзка между известните биологично - активните точки с конкретните органи и тъкани. Използването на специализирана електронна апаратура позволява да се дешифрират сигналите, получавани от биологично - активните точки, и да се преведат на понятен за лекаря език.


Стр. 10 от 22

Възможностите на метода: - Бърза оценка на функционалното състояние на всеки орган или тъканна система; - Определяне на патофизиологическите и патоморфологически изменения на органите и

тъканните системи; - Откриване и диагностика на летентни инфекциозни или други патогенни огнища и

определяне на тяхното въздействие както на отделни органи и системи, така и на цялостното състояние на организма,посредством топическа,етиологическа,нозологическа и деференциална диагностика;

- Превантивна диагностика на доклинични състояния (ново направление в профилактичната медицина);

- Формулиране на пълна диагноза и разшифроване на диагностически сложни случаи,в това число и с неясна клинична картина;

- Възможност за назначаване на най-подходящата терапия; - Възможност за бърз и точен контрол на ефективността от фармакологично или друго

лечение. Връзка между свойствата на инфрачервените лъчи и влиянието им върху здравето: o помагат за намаляване на реакциите в биохимичната среда o отстраняват излишните мазнини o излъчват топлина o пестят енергията на тялото, запазват хранителните и полезни вещества в организма o подпомагат изпотяването и премахват мазнините o активират жизнените процеси o стимулират отделянето на ензими и хормони, подпомагат изхвърлянето на токсините и

тежките метали o усилват метаболизма o оказват успокояващ ефект върху нервната система и мускулите o предотвратяват разпространението на раковите клетки, предотвратявайки появата на

вредни протеини

5.4.2 Светлинна терапия с инфрачервени лъчи Инфрачервената светлинна терапия също се нарича светлинна терапия, фототерапия, а отскоро и фотодинамична или интензивна пулсова светлинна терапия. Резултатите от нея са в следствие прякото въздействие на светлината, получено от специфични дължини на нейните вълни. Популярността и употребата й нарастват след 1995 година. Светлоизлъчващите диоди (LED) са НАСА технология. В началото са били използвани предимно за лечение и грижа за кожата, облекчаване на болки и лечение на рани по хора и животни. Инфрачервените светодиоди позволяват ефективно дълбоко проникване в меките тъкани. С това стартират фотобиологичните лечебни ефекти, които те извършват. Дълбоко проникващата светлина подмладява кожата, облекчава болките и почиства от токсини. Лъчите също загряват кожата, разширявайки кръвоносните съдове и така стимулират кръвообращението. Нагревки с инфрачервена лампа и лечение на болести. Инфрачервената светлинна терапия е доказана за облекчаване на болката, намаляване на симптомите и понижаване риска от редица неблагоприятни условия, като лоша циркулация на кръвта, скованост, хронични рани и други мускулно-скелетни наранявания, възстановяване след контузии, изгаряне, хирургични интервенции, травми и др. Светлинната терапия с инфрачервени лъчи може да се използва за лечение на ставни болки, болки във врата, фибромиалгия, болки в гръбначния стълб, остеоартрит, синузит, мускулни болки, наранявания, възпаления, намаляване на сраствания на съединителната тъкан, синдром на карпалния тунел, язва и др. Терапията с инфрачервена светлина се прилага след мезотерапия за допълващо лечение при различни проблеми:

- случайно настъпила или хронична мускулна болка, схващане на мускул и става;


Стр. 11 от 22

- лумбаго; - навяхвания, разтягания на връзки и натъртване на меки тъкани.

След карбокситерапия се прилага терапия с инфрачервените лъчи за по-бързо подхранване на тъканите и отстраняване на отпадъчните вещества. Прилагането на терапии с инфрачервени лъчи допълва резултатите при лечение на болка чрез мезотерапия, при отстраняване на целулит и мастни депа.

5.5 Специални дейности (военно дело) Инфрачервени термовизионни камери със специално приложение, за наблюдателни и охранителни дейности при пълна тъмнина, без необходимост от допълнителна подсветка, при задимяване, мъгла, тежки метеорологични условия, при пожари, производствени аварии, спасителни и издирвателни дейности и др. Напоследък някои от най-напредналите разработки на военната промишленост станаха достъпни както на полицейските звена, така и на частните охранителни организации. Например системата за наблюдение с инфрачервени лъчи. Използвана доскоро само при модерните изтребители, днес шпионската апаратура е част от инструментариума на полицейските сили за проучването на къщи и обекти. Благодарение на свръхчувствителните към топлината инфрачервени лъчи мобилните телекамери отчитат температурни разлики от 0,6 оС спрямо околната среда и могат да открият присъствието на човек дори зад дебели стени. Фактически те правят прозрачни стените на всяка сграда. През следващите десетилетия войниците ще бъдат обличани с предпазни облекла от специални тъкани с отразителни свойства, правещи невъзможни за откриване телесната топлина и др.п. излъчвания. Проектират се индивидуални шлемове с вградени миниатюрни видеокамери за фиксиране на далечни изображения и за изпращането им чрез сателити до военните командвания. Разработват се устройства, действащи с инфрачервени лъчи, чрез които ще се вижда през нощта и ще се откриват цели в тъмнината. Термокамера, наблюдателна, монокулярнa

Термокамера, наблюдателна, бинокулярна


Стр. 12 от 22

Термокамера, за нощно шофиране

Термокамера, противопожарна, с телепредавател

5.6 Сауна (топлинна кабина) Традиционната гореща сауна и ползата от нея е популярна от векове. Днес с инфрачервената сауна тази терапия се превръща от холистичен подход за поддържане на здравето в реален лечебен метод срещу някои от най-сериозните заболявания на човечеството. Инфрачервените лъчи проникват дълбоко в човешкото тяло, като достигат надолу в мускулите, органите и на клетъчно ниво. Това дълбоко проникване на топлината предизвиква сърцето да работи по-усилено, повишава кръвният поток и води до феномена, наречен хипертермия. Когато човек е в състояние на хипертермия, тялото реагира сякаш се бори с висока температура и активира имунната система, която на свой ред засилва производството на бели кръвни телца (които се борят с вирусите), антителата и интерферона (протеин, който спомага за унищожението на раковите клетки). Инфрачервените сауни се използват за сваляне на тегло и почивка. Когато тялото в топлинната кабина привидно отпочива, всъщност то работи много усилено. Кръвообращението се активизира и, за да се охладим, ние се потим. Поради това интензивно губим влага и изгаряме калории. В топлинната кабина мускулните травми преминават по-бързо. В тялото активно циркулира обогатена с кислород кръв, което благоприятно се отразява на имунната система. Поради подобреното кръвообращение и интензивното изпотяване се ускорява също изхвърлянето на токсини. Обогатената с кислород кръв подпомага възстановяването на естествения баланс в организма, което подобрява състоянието на кожата. Редовното използване на инфрачервената топлинна кабина влияе положително и при ревматичен артрит и кожни заболявания, като псориазис, екзема, акне. Резултатът се дължи на обилното потене, което изхвърля токсините от най-дълбоките слоеве на кожата. Редовното ежедневно прилагане при сравнително ниски температури (40-60°С) балансира изпотяването наред с всички други благоприятни въздействия на инфрачервената топлинна кабина.

5.7 Инфрачервено отопление в промишлени и административни сгради При анализ на нова отоплителна система или модификацията на съществуващата, цената и ефективността на избраното решение са от първостепенно значение. Освен инвестицията,


Стр. 13 от 22

необходима за закупуване, инсталиране и пускане на отоплителната система в действие, трябва да се обърне внимание и на влиянието, което оказва некомфортната среда върху работоспособността на персонала. Общоизвестен е фактът, че лъчистото отопление може да се разглежда като ценово ефективно решение за широко разнообразие от отоплителни проблеми. Подобно на слънцето, инфрачервените лъчи директно затоплят хората и обектите в дадено помещение. За разлика от топлината, предавана чрез естествена или принудителна конвенция на въздушните маси, която се разпределя незабавно в даденото помещение , инфрачервената топлина може да осигури постоянно затопляне на определена зона от сградата. Отоплителните уреди с принудителната циркулация загряват въздухът в помещението чрез конвекция. Загретия въздух се издига бързо и може да бъде спрян единствено от изолацията на сградата. Инфрачервените нагреватели директно затоплят хората и обектите в дадено помещение, след което излъчват топлината във въздуха чрез конвекция. Лъчистите отоплителни системи са високо ефективни, лесни за управление и поддръжка и икономически изгодни. Когато нагрят въздух от отоплителен уред с принудителна циркулация на въздуха измине разстояние по голямо от 3 до 5 метра, околният въздух го разрежда и температурата му пада под телесната. Известно е, че движещ се въздух, който е с температура по ниска от тази на телесната, се усеща като течение. Този тъй наречен ―ефект на течението‖ обяснява защо хората усещат студ при околни температури със стойности, при които в други биха се чувствали комфортно. Сред спецификите на инфрачервените лъчи е способността им да топлят без да предизвикват движение на въздуха. Хората в отопляваното помещение получават лъчиста топлина директно от инфрачервения нагревател и от вторичното излъчване, което имат подът, стените и заобикалящите ги обекти. Това вторично излъчване е постоянно като интензивност и не се влияе от движението на въздушните маси. Топлината, която се излъчва вторично от подовете, е много важна за осигуряване на комфорт на работното място. При проектирането на една отоплителна система трябва да се отчита влиянието, което има ―ефекта на течението― върху осигуряване на комфортни условия на работа. Наличието на често отваряни врати в отопляваното помещение или сграда с големи отворени пространства, навлизането на студен въздух и излизането на топлия е обективно предопределено. Трябва да се отчете фактът, че дори въздушните течения с много малки скорости, могат сериозно да повлияят на усещането за комфорт. Например вятър със скорост 0,5 m/s е причина 210С да се усещат като 160С или при наличието на вятър със скорост 1m/s, 120С да се усещат като приблизително - 50С. Вследствие на изброените причини, една отоплителна система с принудителна циркулация на въздуха трябва да работи с увеличена изходна мощност, за да подържа желаната температура в зони с наличието на въздушни течения. Инфрачервените отоплителни уреди поддържат желаната температура в зони с наличието на въздушни течения. Инфрачервените отоплителни уреди поддържат зададената температура с по малък разход на енергия, тъй като са по -малко чувствителни по отношение на движение на въздушните маси. В сгради с лоша изолация или високи стени, поддържането на определена температура, която да осигурява чувството за комфорт само с отоплителен уред с принудителна циркулация, е трудно. Монтирането на вентилатори на тавана може да се използва за решение за продухване на топлите въздушни маси към обитаваната част на помещението, но от друга страна, трябва да се отчете обстоятелството, че създаваното от вентилаторите движение на въздуха допринася за усилване на „ефекта на течение―. При отоплението на големи складови и индустриални помещения е целесъобразно да се използва способността на инфрачервеното отопление да запазва температурата на подовото пространство висока, без да създава ―ефект на течение‖. Колкото по-високи са стените, толкова по целесъобразно е използването на лъчиста отоплителна система. Сгради, отопляеми с инфрачервени отоплителни, могат да подържат по-голям комфорт при по-ниска температура на околната среда. Например усещането на комфорт при температура на околната среда 100С, подържана с лъчисто отопление, може да бъде сравнено с това при 210С в място с течение. Възможността за реализиране на локално или частично отопление на едно индустриално хале или сграда е сред основните предимства на инфрачервените отоплителни системи. На практика


Стр. 14 от 22

това означава, че определени части от една сграда могат да бъдат отоплени до постигането на по-висока степен на комфорт в сравнение с температурата на околната среда в сградата. Отоплителните уреди с принудителна циркулация не могат да се използват за изграждане на локални или допълнителни отоплителни системи, защото предаваната чрез конвекцията на въздуха топлина незабавно се разсейва в пространството. Способността на инфрачервените лъчи да подържат определена температура в дадената зона от помещението е сред пътищата за постигане на по-висока енергийна ефективност. Примерно решение за енергоспестяване е поддържането на сравнително ниска температура на околната среда в цялата сграда и използване на инфрачервени нагреватели за осигуряване на комфортно отопление в най-често използвани зони. Способността на инфрачервените нагреватели да отопляват определени зони от едно помещение може да се използва за решаване на широк кръг от проблеми, свързани с отоплението. Например минималната необходимост от затопляне на един голям склад може да се реализира чрез използване на инфрачервени нагреватели . Един инфрачервен нагревател с ниска плътност на мощността е с наполовина по-малък интензитет в сравнение с използваните традиционни електросъпротивителни метални отоплителни уреди. Това дава възможност за монтиране на нагревателите на по-малки височини и прецизиране на топлотворността им в зависимост от спецификите на конкретното приложение. Инфрачервените нагреватели с ниска плътност на мощността могат също така да се монтират като флуоресцентни лампи между отделните редове на складовите помещения. По този начин се избягва проблема, който отоплителните уреди с принудителна циркулация създават, когато техните идеални въздушни потоци са блокирани от високи плътни стелажи и рафтове. Инфрачервените нагреватели са предпочитаното решение за приложения, при които съществуват предпоставки за възпрепятстване на конвекцията. Известно е, че цялостната изолация на големи индустриални сгради в редица случаи е прекалено скъпа или непрактична. Сгради със сериозни проблеми по отношение на изолацията са много високите сгради, и сгради, имащи значителен брой ниши, т.е. голям въздухообмен, например леярни и др. Инфрачервените нагреватели могат да се използват за локално отопление на определени части от сградите, където монтирането на конвенционални отоплителни уреди с принудителна циркулация на въздуха би било нецелесъобразно. Тъй като изискват по-малка поддръжка в сравнение с отоплителните уреди с принудителна циркулация на въздуха, инфрачервените нагреватели се използват за отопление на влажни или замърсени, но не взривоопасни среди. Инфрачервените нагреватели с метален кожух са водоустойчиви и могат да се почистват лесно чрез демонтиране и измиване с водна струя. Нерядко електрическите инфрачервени нагреватели се използват за изсушаване на влажни сгради и защита на оборудването от кондензация. Съществуват и портативни инфрачервени нагреватели, които могат лесно да се пренасят до мястото, където използването им е най- наложително. Независимо от това дали са външни или вътрешни, портативните инфрачервени нагреватели могат да се монтират отвесно, странично, надолу или под ъгъл. Съществуват два основни вида инфрачервени нагреватели - кварцови лампи и с метални кожуси.

- Кварцовите лампи могат пренасят топлинна енергия на голямо разстояние, включително през зони, подложени на течение. Те са особено подходящи за използване във високи сгради и за външни приложения. Не рядко се използват за топене на лед и сняг на паркинги, пешеходни пътеки и входове на сгради.

- Инфрачервените нагреватели с метални кожуси са по подходящи за вътрешно локално отопление на сгради. Отличават се с висока здравина и удароустойчивост. Този тип инфрачервени отоплителни уреди, снабдени със защитни екрани, са във висока степен издръжливи и подходящи за употреба в зони, където е възможно появата на внезапни динамични въздействия. В предприятия с големи полуоткрити площи, инфрачервените нагреватели с метални кожуси могат да се използват за нагряване на замръзнали съоръжения, например бункери, като по този начин се сведат до минимум проблемите със съхранението на материалите, причинени от ниските температури. Работата на инфрачервените нагреватели с метални кожуси може да се редува последователно с цел


Стр. 15 от 22

поддържане на предварително зададената температура. Това създава по-голям комфорт и спестява по-голямо количество енергия.

Изборът между газови и електрически инфрачервени нагревателни уреди се определя от конструктивните особености на сградата, спецификите на електро- и топло инсталациите и желаната поддръжка. Трябва да се има предвид, че газовите лъчисти нагреватели не трябва да бъдат ползвани в не изолирани или лошо изолирани сгради, тъй като те генерират водна пара, която може да кондензира върху повърхности с температури под точката на оросяване. Когато се използват газови отоплителни уреди, отпадъчните продукти от горивния процес по принцип се вентилира навън. Тази специфика на газовите лъчисти нагреватели дава възможност в помещението да навлезе външен въздух, което допринася за повишаване на топлинния товар. Не вентилираните газови инфрачервени нагреватели не трябва да се използват с тавани вентилатори, тъй като последните продухват димните газове към работното ниво на помещението. Работата на електрическите инфрачервени нагреватели не е свързана с генериране на вторични продукти от горенето. Този вид отоплителни уреди са решение за намаляване на кондензацията в сградите. Както електрическите, така и газовите инфрачервени нагреватели не оползотворяват напълно вложената енергия. Електрическите инфрачервени уреди преобразуват от порядъка на 70 - 80 % от входната енергия в лъчистата топлина, докато газовите преобразуват само 40 - 60%. Оставащата входна енергия се преобразува в конвенционална топлина, която се издига към тавана и трябва да бъде рециклирана чрез вентилатори. Броят на взаимното разположение на инфрачервените нагреватели в една отоплителна система зависи от спецификите на конкретното приложение. Разбирането за някои базови положения на инсталацията на инфрачервената отоплителна система, може да допринесе за разработване на оптимална отоплителна система. Електрическите инфрачервени нагреватели могат да се монтират върху тавана, по дължина на стените или в долните ъгли на помещението. При тавани с височина от 3 до 7,6 метра е препоръчително използването на двата вида инфрачервени нагреватели - кварцови и с метални кожуси. Над тази височина трябва да се използват само нагревателни уреди с кварцови лампи. Електрическите инфрачервени нагреватели могат да се монтират на разстояние от порядъка на 0,076 до 0,61 метра от незапалими тавани. Към повечето невентилирани газови инфрачервени нагреватели съществуват изисквания за монтирането им на разстояние най малко 1,2 - 1,5 метра от тавана. Когато конкретното приложение позволява, се препоръчва монтирането на инфрачервените нагреватели върху две от срещуположните стени на помещението. Типична грешка при инсталиране на такива отоплителни уреди е монтирането им директно върху тавана. Качествено, осигуряващо висок комфорт инфрачервено отопление, може да се реализира чрез ъглово монтиране на нагревателите с метални кожуси, отоплителни уреди с кварцови лампи, имащи асиметрични рефлектори, или системи, изградени от няколко отоплителни уреда. На пазара се предлага широко разнообразие от специализирани контролери за инфрачервени нагреватели. Чрез използването на таймер може да се избере режим на работа от една отоплителна система, изградена от инфрачервени нагреватели с метални кожуси, при които последователността на включване и изключване на всеки уред е строго определена.

5.8 В бита Инфрачервени радиатори - до 60% по-малко ток. Уредите, с които се отопляват совалките, вече са приложими и в нашите жилища: те са енергоспестяващи, щадящи околната среда, икономични и лесни за монтиране. Освен това инфрачервеното лъчение изсушава ефикасно влажните стени. Инфрачервените лъчи са идентични със слънчевите. Когато слънчевите лъчи достигнат до нас, усещаме приятна топлина, която прониква в тялото ни - това е топлината, която произвеждат инфрачервените лъчи, които съставляват част от слънчевите. Дори огънят и топлината от кахлените печки отделят инфрачервени лъчи, които ни топлят, тъй като те проникват в предмети в твърдо и течно състояние. Обикновените отоплителни уреди първо загряват въздуха и едва след това топлината достига до нас. Обратно на това топлината от инфрачервените лъчи прониква дълбоко в човешкото тяло.


Стр. 16 от 22

Тази система използва нов вид отопление, което е адаптирано от отоплението на космическите совалки: керамични плочи излъчват инфрачервени лъчи, които образуват топлинна завеса, която се образува чрез отражението на топлината от стените, мебелите и останалите предмети в стаята. Предимствата на инфрачервеното отопление: - не е скъпо - не произвежда и не използва вредни вещества Керамичните плочи превръщат електрическата енергия в топлина. Тези плочи се монтират на тавана и се снабдяват с минимално количество ток. По този начин инфрачервените лъчи се разпространяват в цялата стая, отразяват се от стените и предметите в стаята и произвеждат естествена топлина без циркулация на въздуха, а и на праха в стаята. В основата на качественото отопление чрез инфрачервените лъчи се съдържат три основно принципа: - максимално топлоотдаване - равномерно разпределение на топлината в цялото отоплявано помещение - управление на ефикасността При керамичните плочи може да се поддържа с 4º С по-ниска стайна температура, отколкото с традиционните отоплителни системи, при което времето за затопляне става значително по-малко. Дигиталното автоматично регулиране, което се състои от седмична програма и няколко превключващи схеми, управлява цялата система, което спестява висока сума от разходи за отопление: около 60% в преходните сезони и около 30% в отоплителния период. Керамичните плочи превръщат електрическата енергия в инфрачервени лъчи. Монтират се на тавана и се захранват с минимално количество електроенергия. Благодарение на инфрачервените лъчи топлината, излъчвана от керамичните плочи, създава по-голям комфорт при по-ниска температура, отколкото традиционните отоплителни системи. Това позволява спестяването на до 60% отоплителна енергия.

6. Влияние на електромагнитните полета върху биологични системи 6.1 Електрически характеристики на биологичната тъкан Биологичните тъкани се състоят от множество клетки с вътрешна и външна течна среда. Вътрешноклетъчната и междуклетъчната среда имат специфично обемно електрическо

съпротивление v (0,5 – 5) m и относителна диелектрична проницаемост 80. Обвивката на

клетката има специфично повърхностно съпротивление до 107 m, а специфичният

повърхностен капацитет е 0,1 до 3 F/ cm2 . Диелектричните загуби се оценяват по tg 0,1. 6.2 Електрически явления и физиологични процеси в биологична тъкан под действие на ЕМП. Под действие на електромагнитното поле в биологичната тъкан се развиват следните електрофизични процеси: Проводимост - свързана с неограничено и необратимо преместване на свободни електрически

заряди в постоянно и променливо поле. В течната среда на тъканите винаги има йони и заредени колоидни частици. Вследствие електролитната дисоциация и под въздействието на електрическото поле йоните и частиците се преместват по посока на силовите линии; Поляризация - свързана с ограничено и частично необратимо (специално за биологичната

тъкан) преместване на свързани електрични заряди - диполи и полярни молекули; Диелектрични загуби - свързани с отделянето на топлина и загряване на тъканта в резултат на

проводимост и поляризационни процеси или непосредствено поглъщане на електромагнитната енергия на полето.

Начинът, по който електромагнитните вълни влияят върху биологичните системи, се определя отчасти от интензитета на полето и отчасти от количеството енергия във всеки фотон.


Стр. 17 от 22

Електромагнитните вълни с ниски честоти се наричат ―електромагнитни полета‖, а тези с много високи честоти - ―електромагнитни лъчения‖. Според честотата и енергията си, електромагнитните вълни могат да се класифицират като ―йонизиращи лъчения‖ и ―нейонизиращи лъчения‖ (НЙЛ). o Йонизиращите лъчения са супервисокочестотни електромагнитни вълни (рентгенови и гама лъчи), които имат достатъчна енергия на фотона, за да предизвикат йонизиране (създаване на положително и отрицателно заредени атоми или части от молекули) чрез разкъсване на атомните връзки, които свързват молекулите заедно в клетките. o "Нейонизиращи лъчения‖ е общ термин за тази част от електромагнитния спектър, чиито енергии на фотона са много малки, за да разкъсат атомните връзки. Тези лъчения включват ултравиолетовите лъчения (УВ), видимата светлина, инфрачервените лъчения, радиочестотните и микровълнови полета, свръхнискочестотните полета (СНЧ), както и статичните електрически и магнитни полета. o Дори високинтензивни НЙЛ не могат да причинят йонизиране в биологична система. Те, обаче, предизвикват други биологични ефекти, например, чрез загряване, изменяне на химични реакции или индуциране на електрически ток в тъкани и клетки. Електромагнитните вълни могат да предизвикат биологични ефекти, които, понякога, но не винаги, могат да доведат до неблагоприятни здравни ефекти. Важно е да се разбере разликата между двете: o Биологичен ефект настъпва, когато облъчването с електромагнитни вълни причинява значими или едва забележими физиологични промени в биологичната система. o Неблагоприятен здравен ефект настъпва, когато биологичният ефект е извън нормалните граници, които организмът може да компенсира, и това води до някакво неблагоприятно здравно състояние. o Някои биологични ефекти могат да бъдат безвредни, например реакцията на организма с увеличаване на кръвния поток в кожата, в отговор на по-силно затопляне от слънцето. Някои ефекти могат да бъдат благоприятни, такива като чувството за топлина от директното слънчево греене в студен ден и дори могат да доведат до положително здравно въздействие, например ролята на слънцето при подпомагане на организма да произвежда витамин D. Някои биологични ефекти, обаче, водят до неблагоприятни последици за здравето, например болката от слънчево изгаряне или рак на кожата. В техниката се използват различни електромагнитни излъчвания. Всеки вид излъчване притежава определени особености на физическите характеристики и биологичното действие. Живата тъкан, поставена под въздействие на електромагнитно поле, се изменя с нарастване на честотата, все повече губи своите диелектрични свойства и се доближава до проводниците. Това изменение е неравномерно. До честота около 104 Hz, плавно намалява εr и нараства специфичната проводимост:

Голяма част от погълнатата при електромагнитното лъчение енергия се превръща в топлина. Преобразуването на електромагнитната енергия в топлина е чрез диелектричните загуби. Топлинната енергия, приета от тъканите на тялото на човека, увеличава общото топлоотделяне на тялото. Ако механизмът на терморегулацията е в състояние да разсейва излишната енергия, температурата на тялото остава в нормалните граници. В противен случай е възможно повишаване, на температурата.

Освен топлинното действие от електромагнитното поле настъпват изменения, несвързани с топлинния ефект: Суспензиране на частиците в тъканите, например еритроцити и левкоцити, се нареждат във верига успоредно на електрическите силови линии, вследствие на което функциите на тъканите се изменят. Поляризация на макромолекулите в тъканта и


Стр. 18 от 22

ориентацията им по посока на електрическите силови линии, което може да доведе до разрушаване на вътрешните междумолекулярни връзки, коагулацията на молекулите и изменение на техните свойства. Положителните и отрицателните йони в електролита се преместват перпендикулярно на силовите линии, в резултат на което се нарушават химическият състав и електрическото равновесие в тъканите. Защитата на човека от опасното въздействие на електромагнитното облъчване се осъществява с намаляване на излъчването непосредствено от самия източник; екраниране на източника на лъчение; екраниране на работното място; поглъщане на електромагнитната енергия; използване на индивидуални средства за защита.

Действието на електромагнитно поле с промишлена честота, влияе на здравословното състояние на персонала. Интензивно ЕМП с промишлена честота предизвиква нарушаване на функционалното състояние на централната нервна система, сърдечносъдовата система и периферната кръвоносна система.

За настъпващите смущения решаващо влияние от количествена страна има индуктивния ток в тялото на човека. Влиянието на магнитната съставка е значително по-слабо. Ефектът от въздействие на ЕМП се оценява по количеството електромагнитна енергия, поглъщана от човека при неговия престой в зоната на полето. ЕМП може да се разглежда като съставено от две квазистационарни полета:

електрическо и магнитно. Електрическото поле се определя преди всичко от напрежението на тоководещите части, а магнитното - от тока, протичащ по тях. При промишлена честота (50—62 Hz) тези две полета може да се разглеждат като самостоятелни. Защитата от електромагнитни полета с промишлена честота трябва да се изпълнява както в етапа на проектиране, така и в етапа на експлоатация. Известните средства за защита от това въздействие може да се разгледат в следните направления: екраниращи устройства, екраниращи костюми и др. Екраниращи устройства - по принципа на своето изпълнение могат да бъдат за индивидуална или колективна защита, както с временен характер, така и с постоянно предназначение. Устроени са на принципа за отслабване интензитета на полето или неговото изкривяване в близост до заземени метални предмети. Ако в електрическото поле се внесе заземен метален предмет, полето около него се изкривява. От страната на източника интензитетът нараства, а от страната на земята - силно намалява. При съответни размери, форма и разположение на екрана спрямо източника защитните качества ще се изменят, но при правилно изпълнение интензитетът на полето силно намалява. Заземяването на екраниращото устройство е важно условие за осигуряване на защитена зона. Всеки екран трябва да се заземява най-малко в две точки от заземителния контур или конструкция, които трябва да имат съпротивление до 10 Ω. Екраниращите устройства могат да бъдат изпълнени като козирки, навеси и прегради.

6.3 Биологични ефекти от електромагнитните въздействия на ИЧЛ Биологичните ефекти на електромагнитното облъчване зависят от честотата, продължителността и интензивността на въздействието, площта на облъчваната повърхност, общото състояние и здравето на човек. За развитието на патологични реакции в организма влияят и следните фактори:

- режимите на генерация на ЕМП; - фактори на външната среда (температура, влажност, повишено ниво на шума, рентгеново излъчване и др.); - някои други параметри (възраст, здравословно състояние и др.) Термичен ефект - повишаване на телесната температура; При дължина на вълната,

съизмерима с размерите на тялото на човек или отделни органи, се образуват стоящи вълни.


Стр. 19 от 22

Това води до концентрация на топлинна енергия дори и при малък интензитет на полето. Топлинното действие се характеризира с общо повишаване на температурата и появата на усещане или за локално нагряване или за приливи на топли вълни, преминаващи през цялото тяло. Загряването е особено опасно за органи със слаба терморегулация или ограничено преминаване на кръвен поток (мозък, очи, стомах, черен дроб, полови органи).

Степента на повишаване на температурата се определя от вида и формата на тъканите и органите. В различна степен то се забавя поради дишане, изпотяване, топлообмен и излъчване.

Критичната температура е 42 0С. Както е известно, с повишаване на честотата, електромагнитното лъчение навлиза по-слабо във веществото - следователно и в човешките тъкани. От друга страна, рецепторите за болка на кожата проявяват забележима реакция при скорост на затопляне > 0.001 °C/s. Усещането за топлина зависи от честотата и плътността на мощността на лъчението.

Например усещане за топлина има при облъчване в течение на 1 s с честота 3 GHz и плътност на мощността 58 mW/cm2,

10 GHz - при плътност на мощността 21 mW/cm2.

Усещане за болка - Оказва се, че дори малко, но по-продължително затопляне с повече от 1°C, при определени обстоятелства може да доведат до изменения в поведението, обмяната на веществата или до увреждания на ембриона при бременни. Определената специфична мощност, която води до повишаване на температурата с повече от 1°C / kg за цялото тяло е 4 W/kg. Но както беше подчертано, отделните органи имат различни характеристики. Например по-дълговременно държане на антената на апарата близо до очите може да доведе до помътняване на очната леща.

7. Мерки за защита Нормирането на въздействията на ЕМПНЧ се осъществява по два параметъра: 7.1. Допустим продължително протичащ ток през човек. Той се обуславя от потенциалната разлика между земя и точка от полето на нивото на главата на човек. При добър контакт човек- земя Ih се определя по израза:

Ih 12. Еh , A Еh e най- големия интензитет на полето в точка, на нивото на главата на човек, kV/m. Този интензитет може да бъде определен по изчислителен или измервателен път. За безопасен се

счита ток Ihдоп ≤ 100 A. ЕМПНЧ индуктират високи потенциали на изолирани от земя метални предмети и хора. Допирът на човек, изолиран от земя, до метална заземена част или допир на човек до изолирана метална част предизвиква искров разряд и протичане на импулсен ток (например при потенциална разлика 15 kV през човек за време 0,5.10-6 s протича ток от порядък 10 до 50 A). Този ток е безопасен и не се нормира, но създава стресова ситуация и трябва да се има предвид, особено при работа на височина. 7.2. Допустима продължителност на престой в електрическо поле с честота 50 Hz. Нормира се от гледна точка на възможността за необратимо преместване на свързани или бавно подвижни йони от клетъчна и междуклетъчна среда, кръв и лимфа и предизвиканите от това функционални изменения в биологичните системи на организма. Е е интензитет на полето, kV/m в зоната, в която се намира човек при зададена височина. Когато Е > 25 kV/m в зоната на работното място или се налага престоят на човек да бъде по- голям, се използват следните защитни средства:

hE

TE ,250


Стр. 20 от 22

- Защитно екраниращо облекло (екраниращ костюм) - изработен от електропроводима материя,

отговарящ на всички санитарно- хигиенни изисквания и коефициент на екраниране на полето - 20 до 40 dB. В комплекта на костюма влизат: каска или шапка, комбинезон, ръкавици и обувки. Всички елементи на костюма трябва да имат помежду си сигурна електрическа връзка. Заземяването на защитните облекла се осъществява посредством обувки с токопроводими подметки. Защитното свойство на костюма се основава на електростатичното екраниране. Ако проводящо тяло бъде внесено в електрично поле, настъпва прегрупиране на електричните заряди. Полето, създадено от зарядите вътре в проводящото тяло, е равно и противоположно на външното, при което резултантния интензитет вътре в тялото е равен на нула. Екраниращите костюми са от метализиран памучен плат или с втъкани в него метални нишки, метална или метализирана каска, обувки от проводящ каучук. - Стационарни екраниращи устройства - коридори, прегради, навеси и др., изработени от метална мрежа с отвори до 25/ 25 mm. Пешеходните пътеки в електрически уредби се екранират с проводници, монтирани на височина до 2,8 m , на разстояние 0,5 m един от друг, свързани с общата заземителна инсталация на обекта. Устроени са на принципа на намаляване интензитета на полето или неговото деформиране в близост до заземени метални предмети. От страната на източника интензитетът нараства, а от страната на земята - силно намалява. За защита от ЕМП над максимално допустимите норми се използват следните методи и средства:

1. Намаляване на интензитета на плътността на енергийния поток посредством съгласуване на товара или поглъщатели на мощност. 2. Екраниране на работното място (на принципа на индуктиране на вихрови токове и създаване на противоположно насочено поле (опасност тогава представлява възможността от изгаряне при допир до екрана). 3. Отдалечаване на работното място от източника на ЕМП. 4. Рационално изграждане на оборудването в работното помещение и намаляване на отражателна способност на стени и съоръжения посредством покритие с поглъщаща материя (каучук, графит) или дълбокопрофилна конфигурация за многократно отразяване. 5. Установяване на рационални режими на работа на оборудването и обслужващия персонал. 6. Лични предпазни средства, обхващащи цялото тяло - специално внимание се обръща за защита на очите.

8. Нормативни изисквания 8.1 Основни нормативни документи действащи в Р. България и третиращи въпросите за пределно допустими нива и контрола на електромагнитни полета за различните честотни диапазони с:

• Закон за устройство на териториите (ЗУТ); • Закон за здравето; • НАРЕДБА №9 от 14.03.1991г. за пределно допустими нива на електромагнитни полета в

населени територии и определяне на хигиенно-защитни зони около излъчващи обекти • НАРЕДБА №7 за хигиенните изисквания за здравна защита на селищната среда • НАРЕДБА №1 от 13.06.1991 г. за екологичните изисквания към териториално-

устройственото планиране и инвестиционните проекти • БДС 14525-90. Охрана на труда. Полета електромагнитни радиочестотни. Допустими

стойности и изисквания за контрол • БДС 17137-90. Охрана на труда. Полета електромагнитни микровълнови. Допустими

стойности и изисквания за контрол • БДС 12.1.002/78. Норми и правила по охрана на труда при работа в електромагнитни

полета с промишлена честота.


Стр. 21 от 22

Пределно допустимите нива на ЕМП

Честотен обхват Пределно допустимо ниво

oт 30 до 300КHz 25 V/m

oт 0.3 до 3МHz 15 V/m

oт 3 до 30МHz 10 V/m

oт 30 до 300МHz 3 V/m

oт 0.3 до 30GHz 10 mW/кв.см

Според Наредба №9 при проектиране на обекти с източници на ЕМП се изчислява хигиенно-защитна зона (ХЗЗ) около източника, извън която стойностите на съответните параметри на полето не надвишават праговите такива, зададени в наредбата. Допълнително за да се следят напрегнатостта и потока на ЕМП за различните честотни диапазони могат да бъдат правени годишни измервания в специално избрани точки на територията на дадено населено място. Това не може да даде пълна представа за параметрите на ЕМП по цялата територия на дадено населено място тъй като те могат да варират значително за неголеми разстояния, но добавяйки тези измервания към изискванията за ХЗЗ можем да имаме по-ясна картина за състоянието на

околната среда по отношение на нейонизиращите лъчения.

8.2 Стандарти за безопасност За да се гарантира, че РЧ уреди, излъчващи РЧ са безопасни и тяхната употреба не интерферира с други уреди, са разработени международни стандарти. Границите на експозиция са разработени от Международната комисия за защита от нейонизиращи лъчения (ICNIRP) - неправителствена организация, официално призната от СЗО. Нейните насоки са разработени след преглед на научната литература, включително за топлинни и нетоплинни ефекти. Границите на РЧ полета надвишават съществено нивата, намиращи се в околната среда на обитаване. Стандартите са основани на оценки на биологичните ефекти, за които е установено, че имат здравни последици. Целта на Международния проект ―Електромагнитни полета‖ е да определи дали установените биологични ефекти, дължащи се на експозиция на ниски нива на РЧ полета биологични ефекти имат неблагоприятни последици за здравето. Ако се открият такива последици, това може да доведе до преоценка на границите за нивата на експозиция върху човека. 8.3 Европейската практика Препоръка 1999/519/ЕО за ограничаване на експозицията на населението на електромагнитни полета (ЕМП). Препоръката се основава на нормите, създадени и въведени от Международната комисия по защита от нейонизиращи лъчения (ICNIRP). С посоченият акт са въведени набор от основни ограничения и референтни нива, за да се осигурят насоки за държавите-членки и да се създаде основа за законодателството на Eвропейския съюз (ЕС) по отношение безопасността на населението. Резолюцията на Европейския парламент от 2 април 2009 г. относно опасенията във връзка с въздействието на ЕМП върху здравето 2008/221 Директива 2004/108/EC за електромагнитна съвместимост. Директивата за електромагнитна съвместимост се отнася за проектиране или произвеждане на електрически или електронни уреди, както и оборудване, което съдържа електрически и/или електронни компоненти, продаващи се на европейския пазар. Директивата включва апаратура, която би могла да окаже електромагнитно въздействие на други уреди или самата тя би могла да бъде повлияна от други такива. Директива 2004/40/ЕО на Европейския парламент и на Съвета на Европа от 29 април 2004 г. относно минималните изисквания за здраве и безопасност, свързани с експозицията на


Стр. 22 от 22

работниците на рискове, дължащи се на физически агенти (електромагнитни полета), Директива 1999/5/ЕО на Европейския парламент и на Съвета от 9 март 1999 г. относно радионавигационното оборудване и далекосъобщителното крайно оборудване и взаимното признаване на тяхното съответствие, както и съответните хармонизирани стандарти за безопасност на мобилните телефони и базовите станции, Директива 2006/95/ЕО на Европейския парламент и на Съвета от 12 декември 2006 г. за сближаване на законодателствата на държавите-членки относно електрически съоръжения, предназначени за използване при някои ограничения на напрежението, Резолюция на Европейския парламент от 4 септември 2008 г. относно средносрочния преглед на Европейския план за действие в областта на околната среда и здравето 2004–2010 г., Резолюция на Европейския парламент от 10 март 1999 г. относно предложението за препоръка на Съвета относно ограничаването на експозицията на обществеността на електромагнитните полета 0Hz – 300GHz. 9. ЛИТЕРАТУРА Лесов, А.,Пехливанова, В.,Кирчев, В.,Ангелов, А. Изследване на електромагнитни излъчвания с промишлена честота на въздушни електропроводни линии Публикации на Фондация Фарадей Установяване на диалог за риска от електромагнитни полета‖, Световна здравна организация, 2002 г. Шинев Х., Е. Алтимирски, „Разпространение на електромагнитните вълни‖, Техника, София Атанасова, Г., Г. Ангелова, Н. Атанасов, ―Резултати от измерване плътността на мощност за диапазон 800 – 3000 MHz в градска среда‖, национална конференция с международно участие ТЕЛЕКОМ’08, Св. Константин, Варна, стр. 149-154, октомври 09-10, 2008.

kursova rabota ifra red

Documents