環(huán)保工程師專業(yè)知識四電磁污染防治基本方法(2)

　　(2)選頻式輻射測量儀

　　這類儀器用于環(huán)境中低電平電場強(qiáng)度、電磁兼容、電磁干擾測量。除場強(qiáng)儀(或稱干擾場強(qiáng)儀)外，可用接收天線和頻譜儀或測試接收機(jī)組成的測量系統(tǒng)經(jīng)校準(zhǔn)后，用于環(huán)境電磁輻射測量。

　?、賵鰪?qiáng)儀(干擾場強(qiáng)儀)：待測場的場強(qiáng)值：

　　式中：K―天線校正系數(shù)，為頻率的函數(shù)，可由場強(qiáng)儀的使用說明文件查得。

　　當(dāng)被測場是脈沖信號時，不同帶寬對應(yīng)的 值不同。此時需要?dú)w一化于 MHz帶寬的場強(qiáng)值，即： 式中：BW―選用帶寬，MHz;K、L值查表可得; ―場強(qiáng)儀讀數(shù)。

　　測量寬帶信號環(huán)境輻射峰值場強(qiáng)時，要選用盡量寬的帶寬。相應(yīng)平均功率密度為：

　　式中： ――脈沖信號占空比， 和 可以方便地計(jì)算出來。

　?、陬l譜儀測量系統(tǒng)：測量系統(tǒng)工作原理和場強(qiáng)儀一致，只是用頻譜儀作接收機(jī)，此外頻譜儀的dBm讀數(shù)須換算成 。對50 系統(tǒng)，場強(qiáng)值為：

　?、畚⒉y試接收機(jī)：用微波接收機(jī)、接收天線也可以組成環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)?？鄢娎|損耗，功率密度可按下式計(jì)算： 式中： ―天線增益(倍數(shù)); ―工作波長，cm; ―數(shù)字幅度計(jì)讀數(shù)，dBm; ――0dB輸入功率，dBm。

　　用于環(huán)境電磁輻射測量的儀器各類較多，凡是用于EMC(電磁兼容)、EMI(電磁干擾)目的的測試接收機(jī)都可用于環(huán)境電磁輻射監(jiān)測。專用的環(huán)境電磁輻射監(jiān)測儀器，也可用上面介紹的方法組成測量裝置實(shí)施環(huán)境監(jiān)測。

　　2、電磁污染源監(jiān)測方法

　　環(huán)境條件：應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和儀器標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的使用條件。測量記錄表應(yīng)注明環(huán)境溫度、相對濕度。

　　測量儀器：可使用各向同性響應(yīng)或有方向性電場探頭或磁場探頭的寬帶輻射測量儀。采用有方向性探頭時，應(yīng)在測量點(diǎn)調(diào)整探頭方向以測出測量點(diǎn)最大輻射電平。

　　測量時間：在電磁污染源正常工作時間內(nèi)進(jìn)行測量，每個測點(diǎn)連續(xù)測5次，每次測量時間不應(yīng)小于15s，并讀取穩(wěn)定狀態(tài)的最大值。若測量讀數(shù)起伏較大時，應(yīng)適當(dāng)延長測量時間。

　　測量位置：取作業(yè)人員操作位置，距地面0.5m、1.0m、1.7m三個部位;輻射體各輔助設(shè)施(計(jì)算機(jī)房、供電室等)作業(yè)人員經(jīng)常操作的位置，測量部位距地面0.5m、1.0m、1.7m;輻射體附近的固定哨位、值班位置等。

　　數(shù)據(jù)處理：求出每個測量部位平均場強(qiáng)值(若有幾次讀數(shù))。

　　根據(jù)各操作位置的E值按國家標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》作出分析評價。

　　二、工頻電場測量

　　1、測試設(shè)備

　　工頻電場測量的主要設(shè)備是場強(qiáng)儀。場強(qiáng)儀的類型主要有獨(dú)立式、參照式、和光電式三種。由感器(探頭)和檢測器(包括信號處理回路及表頭)兩部分組成。

　　探頭的幾何尺寸應(yīng)比較小，不能因其引入而使被測電場中各電極表面的電荷分布有明顯的改變。

　　場強(qiáng)儀所測量的是場強(qiáng)脈動矢量或旋轉(zhuǎn)矢量在探頭主軸上的投影。場強(qiáng)儀的讀數(shù)由校驗(yàn)標(biāo)定，當(dāng)電場為正弦量時，讀數(shù)表示的是場強(qiáng)的有效值。

　　(1)獨(dú)立式場強(qiáng)儀

　　獨(dú)立式場強(qiáng)儀的探頭常由兩個互相對稱的電極組成，這兩個電極互相絕緣，又互相靠得很近，可以視為一對偶極子。

　　在均勻電場中偶極子所感生的電荷或者電流與場強(qiáng)有如下關(guān)系：

　　式中： ―比例系數(shù)，與偶極子的幾何形狀、尺寸有關(guān)，通常由校驗(yàn)確定; ―感應(yīng)電荷的有效值; ―電場強(qiáng)度; ―感應(yīng)電流; ―角頻率。

　　只要測出偶極子探頭上的感生電荷或者感生電流，就可以得到相應(yīng)的場強(qiáng)。

　　(2)參照式場強(qiáng)儀

　　參照式場強(qiáng)儀探頭由置于薄絕緣板上的平板電極和接地保護(hù)電極組成。保護(hù)電極的寬度至少應(yīng)為平板電極邊長的6%，探頭的厚度不超過其邊長的3.5%。探頭與檢測器常常是分離的，兩者之間用同軸屏蔽電纜連接。

　　參照式場強(qiáng)儀常以“地”為參考電位。其工作原理與獨(dú)立式場強(qiáng)儀相仿。可用來測量地平面處的場強(qiáng)。在非均勻電場中測量的是探頭表面的場強(qiáng)。

　　(3)光電式場強(qiáng)儀

　　光電式場強(qiáng)儀一般應(yīng)用介質(zhì)晶體探頭在電場中的普克爾(Pockels)效應(yīng)來確定電場強(qiáng)度。其探頭尺寸通常很小(2cm左右)，探頭和檢測器之間無電氣連接，僅用光纖相連，故探頭的引入對被測電場的影響極小。

　　當(dāng)介質(zhì)晶體按一定方向放入電場時，由于電場的作用，晶體對偏振光的折射率發(fā)生變化，這種變化的大小與電場強(qiáng)度成正比，即透射光 和入射光 之比為： 式中： ; ―光的波長; ―晶體的折射率; ―晶體內(nèi)的電場強(qiáng)度; ―晶體的厚度; ―光電系數(shù)。

　　光調(diào)制的大小反映了晶體內(nèi)部場強(qiáng)的數(shù)值，從而也間接測量了外部電場的場強(qiáng)。

　　獨(dú)立式場強(qiáng)儀和光電式場強(qiáng)儀不需要參考電位，可用來測量離地不同高度處的空間場強(qiáng)。

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