电磁辐射强度检测-课件

电磁辐射强度检测——王鹏飞、张有生、陈朴辉、李纪霖电磁辐射强度检测——王鹏飞、张有生、陈朴辉、李纪霖1电磁辐射的危害1、是造成儿童患白血病的原因之一2、能诱发癌症并加速人体癌细胞增殖3、影响人们的生殖系统4、影响人们的心血管系统5、可导致儿童智力残缺6、对人们的视觉系统有不良影响7、影响人体原有的生物电流和生物磁场电磁辐射的危害1、是造成儿童患白血病的原因之一2电磁辐射标准一切设施或设备，适用频率范围为100KHz-300GHz，不包括为病人安排的医疗或诊断照射。职业照射在每天8h工作期间内，任意连续6min按全身平均的比吸收率应小于0.1w/kg。公众照射在一天24h内，任意连续6min按全身的比吸收率应小于0.02w/kg。电磁辐射标准一切设施或设备，适用频率范围为100KHz-303电磁辐射标准一级标准为安全环境，在这种环境下长期居住、工作和生活的一切人群的健康不受任何影响；二级标准为中间环境，长期居住生活在这种地区的人群，可能会产生潜在性不良反应，要加以限制；超过二级标准以上的环境，会给人体带来有害影响，周边环境只可以用做绿地和种植农作物,但禁止建造居民住宅及人群经常活动的一切公共设施。

电磁辐射标准一级标准为安全环境，在这种环境下长期居住、工作和4电磁辐射标准

电磁辐射标准

5检测分类按电磁辐射的测量按测量场所分：

作业环境测量

特定公众暴露环境测量

一般公众暴露环境测量按测量参数分：

电场强度测量

磁场强度测量

电磁场功率通量密度测量检测分类按电磁辐射的测量按测量场所分：6检测分类按电磁环境的表征量分：

工频电场和磁场

无线电干扰

高频电磁场检测分类按电磁环境的表征量分：7检测仪器分类非选频式宽带辐射测量仪偶极子和检波二极管组成探头热电偶型探头磁场探头-天线、二极管选频式辐射测量仪场强仪(干扰场强仪)频谱仪测量系统微波测试接收机检测仪器分类非选频式宽带辐射测量仪8非选频式宽带辐射测量仪偶极子和检波二极管组成探头

组成：三个正交的2~10cm长的偶极子天线，端接肖特基检波二极管RC滤波器特点：由于偶极子相互正交，将不依赖场的极化方向。

探头尺寸很小，对场的扰动也小，能分辨场的

细微变化。非选频式宽带辐射测量仪偶极子和检波二极管组成探头9非选频式宽带辐射测量仪偶极子等效电容CA、电感LA根据双锥天线理论求得：

式中：a——天线半径；S——偶极子截面积；L——偶极子实际长度。

非选频式宽带辐射测量仪10非选频式宽带辐射测量仪由于偶极子天线阻抗呈容性，输出电压是频率的函数：

式中：ω——角频率，ω=2·π·f，f频率；CL——天线缝隙电容和负载电容；L——负载电阻。Notes：提高RL就可使频响大为改善，使输出电压不受场源频率影响，因此必须采用高阻传输线。非选频式宽带辐射测量仪由于偶极子天线阻抗呈容性，输出电压是频11非选频式宽带辐射测量仪

非选频式宽带辐射测量仪

12非选频式宽带辐射测量仪热电偶型探头

采取三条相互垂直的热电偶结点阵作电场测量探头，提供了和热电偶元件切线方向场强平方成正比的直流输出。

待测场强

探头有极宽的频带非选频式宽带辐射测量仪热电偶型探头13非选频式宽带辐射测量仪磁场天线

由三个相互正交环天线和二极管、RC滤波元件、高阻线组成，以保证全向性和频率响应

环天线感应电势：

N—环匝数;b—环半径;H—待测场的磁场强度非选频式宽带辐射测量仪磁场天线14非选频式宽带辐射测量仪对非选频式宽带辐射测量仪电性能的基本要求：

各向同性误差≤±1dB系统频率响应不均匀度≤±3dB

灵敏度0.5V/m校准精度±0.5dBA(dB)=20*lg(A非选频式宽带辐射测量仪对非选频式宽带辐射测量仪电性能的基本要15选频式辐射测量仪

用于环境中低电平电场强度、电磁兼容、电磁干扰测量除场强仪（或称干扰场强仪）外，可用接收天线和频谱仪或测试接收机组成的测量系统经校准后，用于环境电磁辐射测量选频式辐射测量仪

用于环境中低电平电场强度、电磁兼容、电磁干16选频式辐射测量仪场强仪（干扰场强仪）

待测场的场强值：

K-天线校正系数Vr-场强仪的读数L电缆损耗 当被测场是脉冲信号时，不同带宽Vr值不同。此时需要归一

化于1MHz带宽的场强值，即:选频式辐射测量仪场强仪（干扰场强仪）17选频式辐射测量仪频谱仪测量系统测量系统工作原理和场强仪一致，只是用频谱仪作接收机，此外频谱仪的dBm读数须换算成dBμV。对50Ω系统，场强值为：频谱仪的类型不受限制,频谱仪天线系统必须校准选频式辐射测量仪频谱仪测量系统18选频式辐射测量仪微波测试接收机

用微波接收机、接收天线也可以组成环境监测系统。扣除电缆损耗，功率密度可按下式计算：G—天线增益(倍数);A—数字幅度计读数(dBm)；

B—0dB输入功率(dBm)；λ-工作波长选频式辐射测量仪微波测试接收机19电磁污染源监测方法

环境条件:应符合行业标准和仪器标准中的规定。测量记录表应注明环境温度、相对湿度测量仪器：可使用各向同性响应或有方向性电场探头或磁场探头的宽带辐射测量仪测量仪器工作频带应满足待测场要求，仪器应经计量标准定期鉴定采用有方向性探头时，应在测量点调整探头方向以测出测量点最大辐射电平测量时间：在电磁污染源正常工作时间内进行测量，每个测点连续测5次，每次测量时间不应小于15s，并读取稳定状态的最大值电磁污染源监测方法

环境条件:应符合行业标准和仪器标准中的20电磁污染源监测方法

若测量读数起伏较大时，应适当延长测量时间测量位置：取作业人员操作位置，距地面0.5、1.0、1.7m三个部位。辐射体附近的固定哨位、值班位置等数据处理：求出每个测量部位平均场强值（若有几次读数）按国家标准《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)或其它部委制定的“安全限值”作出分析评价电磁污染源监测方法

若测量读数起伏较大时，应适当延长测量时间21工频电场测量主要设备是场强仪 类型主要有独立式、参照式和光电式传感器（探头）和检测器(包括信号处理回路及表头)两部分探头的几何尺寸应比较小场强仪所测量的是场强脉动矢量或旋转矢量在探头主轴上的投影场强仪的读数由校验标定，当电场为正弦量时，读数表示的是场强的有效值在均匀电场中校验过的场强仪也可以用于非均匀电场测量工频电场测量主要设备是场强仪 22工频电场测量独立式场强仪工频电场测量独立式场强仪23工频电场测量独立式场强仪在均匀电场中偶极子所感生的电荷或者电流与场强有如下关系：

K—比例系数Q—感应电荷的有效值E—电场强度I—感应电流工频电场测量独立式场强仪24工频电场测量参照式场强仪工频电场测量参照式场强仪25工频电场测量光电式场强仪普克尔氏（Pockels）效应探头尺寸通常很小（2cm左右）探头和检测器之间用光纤相连工频电场测量光电式场强仪26工频电场测量

工频电场测量

27工频电场强度的测量三相输电线路下电场的测量特征

离地面0~2m高的范围内，电场的水平分量不大，可以认为三相输电线下离地0~2m高处的电场为垂直于地面的均场。因而在地面附近测量输电线路电场时，探头的主轴方向应取垂直方向工频电场强度的测量三相输电线路下电场的测量28工频电场强度的测量三相输电线路下电场的测量方法及注意事项用独立式或者光电式场强仪测量高于地面的空间场强时，场强仪探头中心对地高度应该大于它的最大对角线的2倍，并应注明测试点离地的高度测量地点应比较平坦，且无多余物体。不能移开的物体，应记录其尺寸及与线路的相对位置，并补充测量离物体不同距离处的场强。探头与永久性物体之间的距离应大于它的最大对角线的2倍测试人员的存在会使被测电场发生畸变，称之为邻近效应，与探头的离地高度、测量人员的身高及与探头间的距离等有关邻近效应要求小于3％。当邻近效应超过3％，应该加以说明工频电场强度的测量29工频电场强度的测量变电站电场的测量与输电线路下的不同，地面附近已不再是均匀电场。在邻近接地体附近，场强水平分量不容忽视故在变电站内不但应测量离地一定高度处的空间场强，而且要测量地平面处的场强。为全面反映人体在电场中的感应，一般还需要测量人体的感应电流用独立式场强仪测量邻近构架等接地物体附近的空间场强时，应使探头中心与构架等表面最小距离大于探头最大对角线的4倍工频电场强度的测量变电站电场的测量30工频电场强度的测量

影响电场测量准确性的因素绝缘支撑物的泄漏:存在污秽或潮湿时，绝缘支撑物对地泄漏会造成误差，可通过线路下转动探头来确定湿度:比较大的湿度会在场强仪的传感器电极之间造成明显的泄漏电流，从而造成误差温度:当温度从0度增到40度，采用指针式仪表头的场强仪的误差会高达8％左右读数误差:用独立式场强仪进行测量时，为避免邻近效应，应在远离探头处读数，若用指针式表头，其读数误差会较大工频电场强度的测量影响电场测量准确性的因素31工频磁场测量

工频磁场测量

32工频磁场测量工频磁场测量方法工频磁场通常在地面上1m高处进行测量在其它高度上测量应说明测试点的高度测量时探测线圈平面与磁场垂直。可在水平面内绕垂直轴线转动线圈，寻找电压表指示最大时线圈的位置；然后在水平面内绕自身的轴线转动线圈，再寻找电压表指示最大时线圈的位置工频磁场测量工频磁场测量方法33工频磁场测量影响磁场测量准确度的因素近距离的影响感应电流的影响温度的影响工频磁场测量影响磁场测量准确度的因素34无线电干扰测量

无线电干扰测量

35无线电干扰测量测试注意事项垂直高度的测定水平距离的测定环境空间场强的测量最短距离的测定无线电干扰测量测试注意事项36高频信号场强测量

高频信号场强测量

37高频信号场强测量高频磁场强度的测定

高频磁场的测定原理是采用一个小型的环形天线作为接受部分，以高频电压表作指示部分。所测磁场强度可用下式表示：

H=∆—天线上高频感应电流；S—环形天线圈面积；k—天线的相关系数.

高频信号场强测量高频磁场强度的测定

38高频信号场强测量在强电磁场中，使用场强仪必须注意以下事项:天线应最大限度地远离人体部位工作人员不应触动天线测量时不应接触外壳，以防产生静电仪表指针零点漂移现象往往较明显，使用时应注意调整高频信号场强测量在强电磁场中，使用场强仪必须注意以下事项39电磁环境监测对污染源电磁辐射环境监测的主要任务进行监督性监测对环境中电磁辐射水平进行监测对环境保护设施竣工验收的各环境保护设施进行监测为编制电磁辐射环境影响报告书(表)和编写环境质量报告书提供有关监测资料为征收排污费或处理电磁辐射污染环境案件提供监测数据，进行其他有关电磁辐射环境保护的监测电磁环境监测对污染源电磁辐射环境监测的主要任务40家用电器电磁辐射家庭常用电器电磁辐射检测数据参考(mG：毫高斯)电器电磁辐射量咖啡炉1mG传真机2mG电熨斗3mG录像机6mGVCD10mG音响20m