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環(huán)保工程師專業(yè)知識(shí)四電磁污染防治基本方法(1)

更新時(shí)間:2009-10-19 23:27:29 來源:|0 瀏覽0收藏0

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  21世紀(jì),繼水質(zhì)污染、大氣污染、噪聲污染之后,電磁污染已被世界公認(rèn)為第四大污染。

  電磁污染源產(chǎn)生的場(chǎng)可分為近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng),衡量場(chǎng)的大小用“電場(chǎng)強(qiáng)度”和“磁場(chǎng)強(qiáng)度”。近場(chǎng)指與源的距離小于波長(zhǎng)的約1/6。在近場(chǎng)區(qū),電場(chǎng)與磁場(chǎng)強(qiáng)度間無固定關(guān)系,每一點(diǎn)的波阻抗都是變化的,必須分別加以考慮。當(dāng)與源的距離大于波長(zhǎng)的約1/6就進(jìn)入遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū),電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度之間存在固定的關(guān)系,電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的比值為定值,該定值為波阻抗,對(duì)于空氣,波阻抗為377 。因此在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū),知道了電場(chǎng)或磁場(chǎng),就可以方便地得到“磁場(chǎng)”或“電場(chǎng)”。

  復(fù)習(xí)要求:

  一、了解工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)、無線電干擾和高頻信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量和計(jì)算方法。

  二、熟悉電磁環(huán)境管理法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。

  三、熟悉電磁環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

  四、了解電磁污染防治的基本方法。

  4.1 場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量方法

  了解電磁環(huán)境最為有效的方法就是采用測(cè)量方法。電磁環(huán)境的表征量可分為工頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)、高頻電磁場(chǎng)、無線電干擾等。

  一、電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器和基本方法

  1、電磁環(huán)境測(cè)量?jī)x器

  電磁環(huán)境的測(cè)量按測(cè)量場(chǎng)所分為:作業(yè)環(huán)境、特定公眾暴露環(huán)境、一般公眾暴露環(huán)境的測(cè)量。按測(cè)量參數(shù)分為:電場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、電磁場(chǎng)功率通量密度、無線電干擾等的測(cè)量。測(cè)量?jī)x器根據(jù)測(cè)量目的分為:非選頻式寬帶輻射測(cè)量?jī)x和選頻式輻射測(cè)量?jī)x。

  (1)非選頻式寬帶輻射測(cè)量?jī)x

 ?、倥紭O子和檢波二極管組成探頭:這類儀器由三個(gè)長(zhǎng)為2~10cm的正交偶極子天線,端接肖特基檢波二極管、RC濾波器組成。檢波后的直流電流經(jīng)高阻傳輸線或光纜送入數(shù)據(jù)處理和顯示電路;當(dāng) 時(shí)(D-偶極子直徑, ―偶極子長(zhǎng)度),偶極子互耦可忽略不計(jì);由于偶極子相互正交,將不依賴場(chǎng)的極化方向;探頭尺寸很小,對(duì)場(chǎng)的振動(dòng)擾動(dòng)也小,能分辨場(chǎng)的細(xì)微變化。根據(jù)雙錐天線理論,求得偶極子等效電容 、電感 ;

  式中: ―天線半徑; ―偶極子截面積; ―偶極子實(shí)際長(zhǎng)度。

  由于偶極子天線阻抗呈容性,輸出電壓是頻率的函數(shù):

  式中: ―角頻率, ; ―頻率; ―天線縫隙電容和負(fù)載電容; ―負(fù)載電阻。

  當(dāng)三副正交偶極子組成探頭時(shí),它可以分別接收 三個(gè)方向場(chǎng)分量,經(jīng)理論分析得出:

  式中: ―檢波器引入的常數(shù); ―偶極子與高頻感應(yīng)電壓間比例系數(shù); ―分別對(duì)應(yīng)于 三個(gè)方向的電場(chǎng)分量; ―待測(cè)場(chǎng)的電場(chǎng)矢量。

  為待測(cè)場(chǎng)的厄米特(Hermitian)幅度??梢姡枚私悠椒铰商匦远O管的三維正交偶極子天線,總的直流輸出正比于待測(cè)場(chǎng)地平方,而功率密度亦正比于待測(cè)場(chǎng)的平方,因此經(jīng)過校準(zhǔn)后, 的值就等于待測(cè)電場(chǎng)的功率密度。如果電路中引入開平方電路,那么 值就等于待測(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度值。偶極子的長(zhǎng)度應(yīng)小于被測(cè)頻率的半波長(zhǎng)。

 ?、跓犭娕夹吞筋^:采取三條相互垂直的熱電偶結(jié)點(diǎn)陣作電場(chǎng)測(cè)量探頭,提供了和熱電偶元件切線方向場(chǎng)強(qiáng)平方成正比的直流輸出。待測(cè)場(chǎng)強(qiáng)為 ,與極化無關(guān)。沿 三個(gè)方向分布的熱電偶元件最大尺寸應(yīng)小于最高工作頻率波長(zhǎng)的1/4。避免諧振。

  ③磁場(chǎng)探頭:由三個(gè)相互正交環(huán)天線和二極管、RC濾波元件、高阻線組成,從而保證其全向性和頻率響應(yīng)。環(huán)天線感應(yīng)電勢(shì)為: 式中:N―環(huán)匝數(shù);b―環(huán)半徑;H―待測(cè)場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

  為了確保環(huán)境監(jiān)測(cè)的質(zhì)量,應(yīng)對(duì)這類儀器電性能提出基本要求:各向同性誤差 dB;系統(tǒng)頻率響應(yīng)不均勻度 dB;靈敏度0.5V/m;校準(zhǔn)精度 dB。

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