Методика измерения напряженности электромагнитного поля. Методы измерения параметров электромагнитных полей

электростатических полей

В настоящее время рынок приборов и вспомогательного оборудования для измерений параметров неионизирующих электромагнитных и электростатических полей перенасыщен. Только в базе данных составителя учебного пособия имеются подробные характеристики более 100 наименований самых различных приборов. Данное обстоятельство обусловило небывалую по масштабам конкуренцию среди фирм-производителей продукции, как отечественных, так и зарубежных. Развитие конкуренции в свою очередь «подвигает» разработчиков и производителей на повышение конкурентоспособности своей продукции, а значит на создание приборов и оборудования, в которых реализуются самые современные достижения науки и техники, в частности, широко используются цифровые технологии.

Основные направления создания новых приборов сегодня характеризуются стремлением разработчиков к конструированию:

Многофункциональных приборов (приборов с совмещенными функциями);

Приборов для измерений в широких диапазонах;

Прямопоказывающих приборов;

Приборов с интерфейсом, обеспечивающим возможность передачи результатов на ПЭВМ;

Приборов с возможностью графического отображения результатов и их автоматического анализа;

Приборов с наивысшей точностью и чувствительностью;

Приборов с высокой скоростью измерений;

Приборов с малыми габаритами и массой (переносных);

Приборов, предусматривающих сигнализацию при превышении измеряемого показателя заданного уровня;

Приборов, обеспечивающих безопасность измерений.

Несмотря на изобилие присутствующих на рынке приборов для измерения параметров неионизирующих электромагнитных и электростатических полей, принципы их работы остаются незыблемыми. То есть, в каждом приборе имеется воспринимающее устройство в виде антенны, улавливающей ЭМП различного диапазона частот и волн. Далее, энергия этих волн с помощью различных технологий переводится в электрический потенциал, фиксируемый на мониторе.

При проведении измерений и гигиенической оценке неионизирующих электромагнитных и электростатических полей необходимо руководствоваться методологией исследований, которая включает в себя в качестве компонентов используемые методы и методики (определение понятий в приложении 1).

На рисунке 6 представлена схема взаимоотношений указанных выше понятий в приложении к инструментальным гигиеническим исследованиям.

Методология

(метод +

методика +

условия их

корректной

реализации,

в т.ч. правовые )

Метод

[принцип

работы

приборов +

методика

(прибор)]

Методика

(прибор, функция )

Рис. 6. Схематическое взаимоотношение методологии, метода, методики в

приложении к инструментальным гигиеническим исследованиям

В приложении 4 приводятся фото приборов для измерения параметров неионизирующих электромагнитных и электростатических полей, в наибольшей степени востребованных в системах контроля, в том числе и производственного. По каждому из приборов приведены их основные возможности. Причем порядок работы не включен в пояснения, так как опыт свидетельствует о том, что осваивать порядок работы с приборами или знакомиться с ним необходимо при непосредственных манипуляциях с приборами. То есть, задача знакомства с приборами решается более эффективно при демонстрации порядка работы преподавателем.

Следует отметить, что данные приборы по своим характеристикам относятся к самым современным модификациям и отвечают большинству из приведенных выше характеристик, обусловливающих основные направления создания новых приборов.

Следует отметить, что освоение методики измерения какого-либо фактора среды обитания человека с помощью соответствующего прибора и при использовании необходимого оборудования, как правило, при соответствующей мотивации не представляет сложности. Достаточно указать, что с данной задачей легко могут справиться школьники младших классов. То есть, основной задачей при получении навыков инструментальных гигиенических исследований является освоение именно методологии. Анализ ошибок при проведении указанных исследований свидетельствует о том, что они обусловлены, в основном, нарушением требований методологии. Например, можно вполне корректно и достаточно профессионально проводить какое-либо измерение с помощью прибора, полностью выполняя требования порядка работы с ним. Однако, если неправильно выбрана точка измерения, время измерения и т.д. (составляющие методологии), то конечный результат не будет достоверно отражать состояние измеряемого фактора. Или если при измерении какого-либо фактора не учитывался диапазон его гигиенических регламентов (нормативов), что также входит в понятие методологии, то в данном случае использование инструментальных гигиенических исследований представляется бессмысленным.

Правовые аспекты измерения и оценки техногенных неионизирующих и электростатических полей.

При измерении уровней и характеристик любых факторов среды обитания человека, в том числе ЭМП и электростатических полей, важным аспектом методологии является обеспечение правовой состоятельности результатов исследований (расшифровка понятия – в приложении 1).

Обязательные условия реализации инструментальных гигиенических исследований, обеспечивающие их правовую состоятельность:

1) Наличие государственной регистрации и внесения в Государственный реестр средств измерения с соответствующим номером.

2) При использовании прибора в практике государственного санитарно-эпидемиологического надзора необходимо утверждение целевого назначения прибора Роспотребнадзором.

3) Соответствие области применения прибора указанной в выходных данных (паспорте).

4) Соответствие назначения прибора паспортным данным.

5) Наличие своевременной государственной метрологической поверки в системе Госстандарта согласно требованиям соответствующих ГОСТов.

6) Неукоснительное и максимально точное следование инструкциям, определяющим порядок и условия работы с прибором.

7) Скрупулезное заполнение протоколов инструментальных исследований по соответствующим утвержденным формам.

8. Мнение руководителей ИЛЦ о результатах измерений каких-либо факторов должно базироваться исключительно на нормативных правовых актах системы Государственного санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации.

9. Обязательное наличие аккредитации ИЛЦ в системе Роспотребнадзора (наличие и номер аттестата аккредитации, регистрация в реестре системы, регистрация в едином реестре).

10. Внимательное изучение содержание аккредитации с целью выяснения вопроса о правомерности исследования того или иного показателя.

Требования к оформлению протокола измерения факторов и условий среды обитания (пример рекомендуемой формы протокола – в приложении 5):

1. Форма протокола должна быть утверждена приказом Главного врача ФБУЗ «Центр гигиена и эпидемиологии».

2. Оформление протокола должно производиться на специальном бланке, выполненным типографским способом или способом электронного копирования.

3. Обязательное указание характера измерений (по договору, плану управления Роспотребнадзора, составление санитарно-гигиенической характеристики и т.д.).

4. Обязательное указание нормативных и методических документов, на основании которых проводились измерения и формировалось мнение по результатам измерения (если на бланке изначально приводятся различные документы, то необходимо выбрать из них те, которые реально использовались при измерениях, и подчеркнуть их наименования).

5. Мнение по результатам измерений формируется только на основании сопоставления их с соответствующими нормативами; какие-либо дополнительные рассуждения о результатах измерений не допускаются.

Основной правовой базис реализации инструментальных гигиенических исследований:

1) Нормативные и методические документы системы Государственного санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации.

2) Нормативные документы Госстандарта Российской Федерации.

3) Государственный реестр средств измерений.

Некоторые проблемы и типичные ошибки при реализации инструментальных гигиенических исследований, обусловливающих правовую несостоятельность результатов измерений:

1) Использование приборов без учета нормируемых параметров.

2) Неверный выбор нормативных и методических документов.

3) Неправильный выбор точек измерения.

4) Выбор приборов с низкой чувствительностью и точностью измерений.

5) Игнорирование деталей порядка работы с приборами.

6) Игнорирование фоновых значений измеряемых факторов.

7) Ошибочные решения при централизованных закупках приборов и устройств (сознательные или как результат низкого профессионального уровня).

Основные методические аспекты измерения и оценки параметров неионизирующих электромагнитных и электростатических полей.

Предваряя материал данного пункта, следует отметить, что указанные методические аспекты освещаются, главным образом, в приложении к производственным условиям. Данное обстоятельство обусловлено наибольшей актуальностью воздействия неионизирующих полей именно в указанных условиях.

К данному пункту относится и положение о том, что сущность гигиенической оценки параметров неионизирующих электромагнитных и электростатических полей заключается в сравнительном анализе результатов измерений параметров указанных факторов и нормативных характеристик.

Важно указать, что все изложенные ниже регламенты измерения и оценки неионизирующих электромагнитных и электростатических полей подчерпнуты из действующих нормативных и методических документов систем Роспотребнадзора и Госстандарта.

При измерениях параметров ЭМП необходимо учитывать зону, в которой производятся измерения: или в зоне индукции (ближней зоне), или в зоне промежуточной (зоне интерференции), или в зоне волновой (зоне излучения). Сущность указанных зон вокруг источников ЭМП приведена в приложении 1.

В зависимости от зоны при контроле параметров ЭМП измеряются те или иные их характеристики.

Измерение и оценка ЭМП диапазона радиочастот (ЭМП РЧ).

Методом контроля является инструментальное измерение уровней ЭМП приборами, приведенными в приложении 4.

Основной используемый нормативный документ: СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» (извлечения представлены в приложении 6).

В диапазонах НЧ, СЧ, ВЧ и ОВЧ (5-8 диапазоны) рабочее место оператора, как правило, находится в зоне индукции, поэтому отдельно измеряют напряженность электрической и магнитной составляющих.

При обслуживании установок с диапазоном генерируемых частот УВЧ, СВЧ, КВЧ (9-11 диапазоны) рабочее место находится в волновой зоне. В связи с этим ЭМП оценивают с помощью измерения величины плотности потока энергии (ППЭ).

Перед проведением инструментального контроля ЭМП, прежде всего, необходимо правильно определить точки замеров. При этом следует учитывать, что измерения необходимо проводить на постоянных рабочих местах (или в рабочих зонах при отсутствии постоянных рабочих мест) персонала, непосредственно занятого обслуживанием источников ЭМП, а также в местах непостоянного (возможного) пребывания персонала и лиц, не связанных с обслуживанием установок, генерирующих ЭМП.

При проведении измерений ЭМП в окружающей среде при выборе точек замеров учитывают особенности местной ситуации и диаграммы направленности антенны (главные, боковые и задние лепестки).

В каждой точке, выбранной для контроля ЭМП, измерения проводят по 3 раза на различных высотах: в производственных и других помещениях на высоте 0,5; 1,0 и 1,7 м (для позы «стоя») и 0,5; 0,8 и 1,4 м (при рабочей позе «сидя») от опорной поверхности. Полученные при этом значения ЭМП не должны отличаться друг от друга более чем на 15-20%.

Во время измерений установки ЭМП должны быть включены на рабочие режимы. Для предупреждения искажения картины поля в зоне проведения измерений не должны находиться лица, не занятые их выполнением, а расстояние от антенны (датчика измерительных приборов) до металлических предметов должно быть не меньше, чем указано в технических паспортах этих приборов.

Из трех значений ЭМП, полученных на каждой высоте, вычисляют среднюю арифметическую величину, которую вносят в протокол измерений.

В практике встречаются ситуации, когда в обследуемое помещение или окружающую среду одновременно поступают излучения различных частотных диапазонов, для которых установлены разные гигиенические нормативы. В этом случае измерения проводят отдельно для каждого источника при выключенных остальных. При этом суммарная интенсивность поля от всех источников в исследуемой точке должна удовлетворять следующему условию:

Е 1,2…, n – напряженность поля каждого источника ЭМП;

ПДУ 1,2…, n – предельно допустимый уровень напряженности ЭМП с учетом его частоты (диапазона).

В том случае, когда в обследуемое пространство поступают ЭМП не от одного, а от нескольких источников, для диапазона получаемых частот которых установлен один и тот же норматив, результирующую величину напряженности определяют по формуле:

Е сумм. – суммарная оцениваемая напряженность поля;

Е 1,2…, n – напряженность поля, создаваемого каждым источником.

Аналогичные условия необходимо соблюдать при определении магнитной напряженности и плотности потока энергии.

При проведении измерения ЭМП диапазонов УВЧ, КВЧ, СВЧ необходимо пользоваться защитными очками и одеждой.

Повторные измерения ЭМП необходимо проводить строго в тех же точках, что и при первичном обследовании. Периодичность контроля уровней ЭМП определяется электромагнитной ситуацией объекта, но не реже раза в 3 года.

Оценку воздействия ЭМИ РЧ осуществляют по энергетической экспозиции, которая определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия на человека. В диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц интенсивность ЭМИ РЧ определяется напряжением электрического (Е, В/м) и магнитного (Н, А/м) полей – зона индукции. В диапазоне 300 МГц – 300 ГГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается плотностью потока энергии (ППЭ, Вт/м 2 , мкВт/см 2) – волновая зона.

Энергетическая экспозиция (ЭЭ) ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц, создаваемая электрическим полем, определяется по формуле:

(3)

ЭЭ Е – энергетическая экспозиция ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц, создаваемая электрическим полем, В/м 2 ;

Энергетическая экспозиция ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 кГц – 300, создаваемая магнитным полем, определяется по формуле:

(4)

ЭЭ Н – энергетическая экспозиция ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц, создаваемая магнитным полем, (А/м 2)ч;

Т – время воздействия ЭМИ РЧ диапазона частот 30 кГц – 300 МГц на человека, ч.

В случае импульсно-модулированных колебаний оценку проводят по средней (за период следования импульса) мощности источника ЭМИ РЧ и соответственно средней интенсивности ЭМИ РЧ.

Для случаев локального облучения кистей рук при работе с микрополосковыми устройствами предельно допустимые уровни воздействия определяют по формуле:

, где (5)

ППЭ ПДУ – предельно допустимый уровень плотности потока энергии ЭМИ РЧ, мкВт/см 2 ;

К 1 – коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 12,5 (10,00 с перемещающейся диаграммой излучения);

Т – время воздействия, ч.

При этом ППЭ на кистях не должна превышать 5000 мкВт/см 2 .

Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ нужно определять исходя из предположения, что воздействие происходит в течение всего рабочего дня (смены).

Измерение и оценка электростатических электрических полей (ЭСП).

Основные нормативные документы для оценки ЭСП в производственных условиях: ГОСТ ССБТ 12.1.045-84 «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» и СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях». Извлечения из СанПиН 2.2.4.1191-03 по нормированию ЭСП приведены в приложении 6.

ПДУ ЭСП в условиях воздействия на рабочих местах установлены для персонала:

Обслуживающего оборудование для электростатической сепарации руд и материалов, электрогазоочистки, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов и др.;

Обеспечивающего производство, обработку и транспортировку диэлектрических материалов в текстильной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, химической промышленности и в других отраслях;

Эксплуатирующего энергосистемы постоянного тока высокого напряжения;

В некоторых специфических случаях (например, при воздействии электростатического поля, создаваемого ПЭВМ).

ЭСП характеризуется напряженностью (Е), которая является векторной величиной, определяемой отношением силы, действующей в поле на точечный электрический заряд, к величине этого заряда. Единица измерения напряженности ЭСП – В/м.

При гигиенической оценке уровня напряженности ЭСП измерения проводят на уровне головы и груди работающих не менее 3 раз. Определяющим является наибольшее значение напряженности поля.

Контроль напряженности ЭСП проводится на постоянных рабочих местах персонала или, в случае отсутствия постоянного рабочего места, в нескольких точках рабочей зоны, расположенных на разных расстояниях от источника, в отсутствие работающего.

Измерения проводят по высоте 0,5; 1,0 и 1,7 м (рабочая поза «стоя») и 0,5; 0,8 и 1,4 м (рабочая поза «сидя») от опорной поверхности.

Измерение и оценка постоянных магнитных полей (ПМП).

Силовыми характеристиками ПМП являются магнитная индукция и напряженность. Магнитная индукция (В) измеряется в Тл (производные величины – мТл, мкТл), напряженность (Н) – в А/м.

В производственных помещениях параметры ПМП определяют на постоянных рабочих местах персонала, а также в местах его непостоянного пребывания и возможного нахождения лиц, работа которых не связана с воздействием ПМП.

Оценка результатов измерения ПМП – по СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» (извлечение – в приложении 6).

Измерение и оценка электрических полей (ЭП) промышленной частоты (50 Гц).

Интенсивность ЭП промышленной частоты оценивают по напряженности электрической и магнитной составляющих.

Напряженность электрических полей (ЭП), создаваемая ЛЭП, зависит от напряжения на линии, высоты подвеса токонесущих проводов и удаления от них. Степень воздействия ЭП на организм человека зависит как от напряженности поля, так и от времени пребывания в нем.

Измерения напряженности электрического и магнитного полей с частотой 50 Гц должны проводиться на высоте 0,5; 1,5 и 1,8 м от поверхности земли, пола или площадки обслуживания оборудования и на расстоянии 0,5 м от оборудования и конструкций, стен зданий и сооружений.

На рабочих местах, расположенных на уровне земли и вне зоны экранирующих устройств, напряженность ЭП с частотой 50 Гц допускается измерять лишь на высоте 1,8 м.

Основные нормативные документы: ГОСТ ССБТ 12.1.045-84 «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» и СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях». Извлечения из СанПиН 2.2.4.1191-03 приведены в приложении 6.

Измерение и оценка магнитных полей (МП) промышленной частоты (50 Гц).

МП образуются в электроустановках, работающих на токе любого напряжения. Его интенсивность выше вблизи выводов генераторов, токопроводов, силовых трансформаторов, электросварочного оборудования и т.д.

Интенсивность воздействия МП определяется напряженностью (Н) или магнитной индукцией (В). Напряженность МП выражается в А/м (кратная величина кА/м), магнитная индукция – в Тл (дольные единицы мТл, мкТл, нТл). Индукция и напряженность МП связаны следующим соотношением:

В =  о  Н, где (6)

В – магнитная индукция, Тл (мТл, мкТл, нТл);

 о = 4  10 -7 Гн/м – магнитная постоянная;

Н – напряженность МП, А/м (кА/м).

Если В измеряется в мкТл, то 1 А/м соответствует примерно  1,25 мкТл.

При оценке МП промышленной частоты используют СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» (извлечение в приложении 6). По этому нормативному документу ПДУ МП устанавливаются в зависимости от длительности пребывания персонала в условиях общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия.

При необходимости пребывания персонала в зонах с различной напряженностью МП общее время выполнения работ в этих зонах не должно превышать ПДУ для зоны с максимальной напряженностью.

Напряженность (индукцию) МП на рабочих местах измеряют при приемке в эксплуатацию новых электроустановок, расширении действующих установок, оборудовании помещения для временного или постоянного пребывания персонала, находящегося вблизи электроустановки (лаборатории, кабинеты, мастерские, узлы связи и т.п.), аттестации рабочих мест.

Напряженность (индукцию) МП измеряют на всех рабочих местах эксплуатационного персонала, в местах прохода, а также в расположенных на расстоянии менее 20 м от токоведущих частей электроустановок (в том числе отделенных от них стеной) производственных помещениях, в которых постоянно находятся работники.

Продолжительность пребывания персонала определяют по технологическим картам (регламентам) или по результатам хронометража. Измерения проводят на рабочих местах на высоте 0,5; 1,5 и 1,8 м от поверхности земли (пола), а при нахождении источника МП под рабочим местом – на уровне пола, земли, кабельного канала или лотка. Результаты измерений вносятся в протокол с приложением эскиза помещения и указанием на нем точек измерения.

Измерение и оценка лазерного излучения (ЛИ).

Основной нормативно-методический базис для измерения и оценки ЛИ составляют:

Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров: СанПиН 5804-91;

Лазерная безопасность. Общие положения: ГОСТ 12.1040-83;

Методы дозиметрического контроля лазерного излучения: ГОСТ 12.1.031-81;

Методические указания для органов и учреждений санитарно-эпидемиологических служб по проведению дозиметрического контроля и гигиенической оценки лазерного излучения: № 5309-90.

Дозиметрический контроль может осуществляться за лазерами, как с известными, так и неизвестными техническими параметрами ЛИ.

В первом случае определяют следующие параметры:

Плотность мощности (энергетическая освещенность) непрерывного излучения;

Плотность энергии (энергетическая экспозиция) при работе лазера в импульсном (длительность излучения не более 0,1 с, интервалы между импульсами более 1 с) и импульсно-модулированном (длительность импульса не более 0,1 с, интервалы между импульсами более 1 с) режимах.

Во втором случае дозиметрическому контролю подлежат следующие параметры ЛИ:

Плотность мощности непрерывного излучения;

Плотность энергии импульсного и импульсно-модулированного излучений;

Частота повторения импульсов;

Длительность воздействия непрерывного и импульсно-модулированного излучений;

Угловой размер источника (для рассеянного излучения в диапазоне длин волн 0,4-1,4 мкм).

Следует различать две формы дозиметрического контроля:

Предупредительный (оперативный) дозиметрический контроль;

Индивидуальный дозиметрический контроль.

Дозиметрический контроль заключается в определении максимальных уровней энергетических параметров ЛИ в точках, находящихся на границе рабочей зоны (как правило, не реже раза в год).

Индивидуальный дозиметрический контроль состоит в определении уровней энергетических параметров излучения, воздействующего на глаза, кожу конкретного работающего в течение смены. Указанный контроль проводят при работе на открытых лазерных установках (экспериментальные стенды), а также в тех случаях, когда не исключено случайное воздействие ЛИ на глаза и кожу.

Для осуществления дозиметрического контроля разработаны различные модификации лазерных дозиметров. Каждый из лазерных дозиметров имеет свои диапазоны частот измерений и предназначен для измерения параметров различных видов ЛИ (прямого, рассеянного, импульсного, импульсно-модулированного и др.). В связи с этим, лабораторное звено ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в регионах» должно быть оснащено полным набором лазерных дозиметров, без чего невозможно осуществлять контроль ЛИ.

Существуют общие требования, соблюдение которых при дозиметрии ЛИ обязательно. В частности, после установки дозиметра в заданной точке контроля и направлении отверстия входной диафрагмы его приемного устройства на возможный источник излучения регистрируется максимальное показание прибора.

При дозиметрии лазерная установка должна работать в режиме наибольшей отдачи мощности (энергии), определенной условиями эксплуатации.

В случае контроля непрерывного ЛИ показания дозиметра снимают в режиме измерения мощности (или плотности мощности) в течение 10 мин с интервалом 1 мин.

При измерении параметров импульсно-модулированного ЛИ показания дозиметра снимают в режиме измерения энергии (или плотности энергии) в течение 10 мин с интервалом 1 мин. При контроле импульсного изучения фиксируют показания прибора для 10 импульсов излучения (общее время измерений не должно превышать 15 мин). Если в течение 15 мин на дозиметр поступает менее 10 импульсов, то максимальное значение показаний выбирают из общего числа проведенных измерений.

При проведении дозиметрического контроля за лазерами (установками) необходимо соблюдать требования безопасности. Штатив с приемным устройством дозиметра должен иметь непрозрачный экран для защиты оператора во время дозиметрии. Запрещается смотреть в сторону предполагаемого излучения без защитных очков. К проведению дозиметрического контроля допускаются лица, получившие специальные удостоверения, выданные квалификационной комиссией и дающие право работать на электроустановках с напряжением свыше 1000 В.

ПДУ ЛИ устанавливаются для двух условий облучения – однократного и хронического в трех диапазонах длин волн:

I диапазон: 180<380 нм;

II диапазон: 380<1400 нм;

III диапазон: 1400<105 нм.

Нормируемыми параметрами ЛИ являются:

Энергетическая экспозиция (Н), Дж/м -2 ;

Облученность (Е), Втм -2 .

Измерение и оценка ЭМП в условиях медицинских организаций.

Измерение и оценка параметров ЭМП в условиях медицинских организаций проводятся в точном соответствии с регламентами, изложенными в предыдущих пунктах.

Следует отметить, что в приложении 8 к СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность» приводится удачно построенная таблица, в которой отражены основные нормируемые показатели ЭМП в медицинских организациях. Извлечение из указанного нормативного документа – в приложении 12 к настоящему учебному пособию, в котором приводятся значения и других нормируемых показателей.

Измерение и оценка ЭМП, обусловленных ПЭВМ.

Исходя из высокой актуальности данного пункта, в приложениях 7 и 8 приводятся методика инструментального контроля и гигиенической оценки уровней электромагнитных полей на рабочих местах из СанПиН 2.2.2/

2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинами организации работы», а также нормируемые уровни параметров ЭМП.

Общая характеристика приборов для измерения параметров ЭМП, создаваемых ПЭВМ, приведены в приложении 4 настоящего учебного пособия.

Особенности измерения и гигиенической оценки ЭМП, связанных с использованием сотовой связи.

Измерение и оценка ЭМП данного генеза проводится по регламентам, зависящим от диапазонов частот и волн ЭМП РЧ, используемых конкретными операторами связи, представленных в предыдущих разделах и пунктах. Основная особенность – выбор соответствующей контрольной точки, соответствующей зоне воздействия ЭМП.

Для отработки студентами навыков оценки ЭМП, в частности, для решения ситуационных задач, в качестве приложений в учебное пособие включены извлечения из некоторых нормативных документов.

СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях» (приложение 9).

СанПиН 2.5.2/2.2.4.1989-06 «Электромагнитные поля на плавательных средствах и морских сооружениях. Гигиенические требования безопасности:

(приложение 10).

СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность» (приложение 11).

Задания для самоконтроля

Контрольные вопросы

1) Объясните сущность понятий электрического, магнитного и электромагнитного полей (ЭМП) как природных и техногенных факторов среды обитания человека.

2) Объясните сущность различия понятий электромагнитного поля (ЭМП) и электромагнитного излучения (ЭМИ).

3) Поясните сущность понятия электростатических полей (ЭСП), назовите их основные источники и дайте их общую гигиеническую характеристику.

4) Объясните сущность геомагнитных полей как одного из важнейших и вездесущих геофизических факторов среды обитания человека.

5) Назовите основные возможности профилактики вредного воздействия геомагнитного поля на здоровье населения.

6) Назовите основные техногенные источники электрического, магнитного полей, ЭМП и дайте краткую их характеристику.

7) Назовите единицы измерения параметров неионизирующих электромагнитных и электростатических полей и объясните их сущность.

8) Приведите сущность современной классификации техногенных ЭМП по физическим характеристикам.

9) Назовите основные особенности воздействия на организм неионизирующих электромагнитных и электростатических полей различного частотного диапазона и интенсивности.

10) Назовите и охарактеризуйте источники и основные критерии оценки опасности лазерного излучения (ЛИ).

11) Дайте общую характеристику системы гигиенического нормирования неионизирующих электромагнитных и электростатических полей.

12) Дайте общую характеристику инструментальной базы для измерения параметров неионизирующих электромагнитных и электростатических полей.

13) Отметьте принципиальные основы методологии измерения и гигиенической оценки неионизирующих электромагнитных и электростатических полей.

14) Назовите основные условия обеспечения правовой состоятельности результатов измерения и гигиенической оценки параметров ЭМП различной природы.

15) Назовите основные гигиенические проблемы, ассоциируемые с использованием сотовой связи.

16) Назовите и дайте анализ неблагоприятных последствий воздействия ЭМП от различных источников на здоровье человека.

17) Назовите и охарактеризуйте основные направления и способы профилактики вредного воздействия неионизирующих электромагнитных и электростатических полей различного частотного диапазона и от различных источников.

Тестовые задания

При работе с тестовыми заданиями при контроле самоподготовки рекомендуется:

1. Необходимо, прежде всего, ознакомиться с содержанием тестовых заданий, понять их сущность, определить необходимые фрагменты учебного пособия для работы с ними.

2. Лучшим вариантом работы с тестами является предварительное глубокое изучение учебного материала по каждому разделу с последующим решением соответствующих тестовых заданий.

3. Перед определением правильного или правильных решений необходимо внимательно прочитать и проанализировать каждый без исключения вариант ответа.

4. После решения тестовых заданий необходимо провести самооценку своей работы с тестовыми заданиями, сопоставляя результаты с эталонами ответов.

5. Далее рекомендуется провести анализ ошибок, которые в полной мере могут отражать пробелы подготовки по тем или иным вопросам освоения материалов учебного пособия; на основании указанного анализа необходимо провести дополнительное углубленное изучение тех вопросов, по которым были допущены ошибки.

6. С целью осознания уверенности в освоении соответствующего учебного материала после работы над ошибками можно рекомендовать повторное решение тестовых заданий с последующей их самооценкой.

7. Наиболее распространена ошибка при работе с тестовыми заданиями, когда студент, встретив среди вариантов ответов первый из имеющихся, по его мнению, правильный ответ, не ознакомившись с другими вариантами ответов, фиксирует номер ответа. Между тем, отмеченный вариант ответа в качестве правильного, может содержать неточности, которые устранены в другом или других вариантах ответов.

Выберите один или несколько правильных ответов.

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ (ЭМП)

1) электрическое поле, обусловливающее придание среде магнитных свойств

2) совокупность как переменного электрического, так и неразрывно с ним связанного магнитного поля

3) магнитное поле, обусловливающее придание среде электрических свойств

4) электрическая энергия, обусловленная геомагнитным полем

2. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ (ЭСП) – ЭТО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

1) с постоянными параметрами напряжения

2) с параметрами, постоянными во времени

3) неподвижных электрических зарядов

4) со свойствами отрицательных зарядов

3. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ (МП)

1) одна из форм электромагнитного поля, создается движущимися электрическими зарядами и спиновыми магнитными моментами атомных носителей магнетизма (электронов, протонов и др.)

2) электромагнитное поле с преимущественной магнитной составляющей

3) электромагнитное поле, обладающее свойствами магнита

4) электромагнитное поле, возникающее под действием магнита

4. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ (ЭП)

1) электромагнитное поле с преимущественной электрической составляющей

2) электромагнитное поле, образующееся в нейтральной среде под действием электрических зарядов

3) электромагнитное поле со свойствами диэлектрика

4) частная форма проявления электромагнитного поля; создается электрическими зарядами или переменным магнитным полем и характеризуется напряженностью

1) определяемая отношением силы, действующей в данной точке поля на электрический заряд, к величине этого заряда

2) определяемая уровнем магнитной индукции

3) определяемая напряжением электрического тока в сети

4) определяющая плотность потока энергии электрического (магнитного) поля

6. РАДИОВОЛНЫ

1) один из диапазонов электромагнитных волн, характеризующийся длиной волны от 1 до 0,1 км 1 мм (частота от 0,3 до 3 МГц)

2) электромагнитные волны длиной от 1 мм до 30 км (частота от 30 МГц до 10 кГц)

3) 8-й диапазон электромагнитных волн, характеризующийся длиной волны от 10 до 1 м и частотой 30-300 МГц

4) электромагнитные волны, включающие все диапазоны по длине волны и частоте

7. ЭЛЕКТРИЗУЕМОСТЬ – ЭТО СПОСОБНОСТЬ МАТЕРИАЛА

1) передавать электрический ток

2) к образованию магнитной индукции

3) накапливать электростатический заряд

4) к сохранению напряженности электрического поля

8. КОЛЛИМИНАЦИЯ

1) свойство среды накапливать аэроионы

2) процесс концентрирования энергии любого вида излучения

3) процесс образования волновой зоны вокруг источника ЭМП

4) процесс образования зоны индукции вокруг источника ЭМП

9. ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (ЛИ)

1) ЭМИ с высокоэнергетическими свойствами

3) ЭМИ, передающееся в пространстве без проводов

4) ЭМИ оптического диапазона, основанного на использовании вынужденного (стимулированного) излучения

10. МЕСТНОЕ (ЛОКАЛЬНОЕ) ОБЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ, МАГНИТНЫМИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ – ЭТО ОБЛУЧЕНИЕ

1) обусловленное воздействием электрических, магнитных и электромагнитных полей на конкретного человека

2) обусловленное генерированием локальным источником электрических, магнитных и электромагнитных полей

3) при котором воздействию электрических, магнитных и электромагнитных полей подвергается отдельные части тела

4) электрическими, магнитными и электромагнитными полями, генерируемыми точечным источником

11. ПЛОТНОСТЬ ПОТОКА ЭНЕРГИИ (ППЭ) ИЗМЕРЯЕТСЯ В

2) Вт/м 2 (мкВт/см 2)

4) (мкВт/см 2)ч

12. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭКСПОЗИЦИЯ (ЭЭ ППЭ) ИЗМЕРЯЕТСЯ В

2) Вт/м 2 (мкВт/см 2)

4)(мкВт/см 2)ч

14. МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ (В) ИЗМЕРЯЕТСЯ В

17.С ПОМОЩЬЮ ПРИБОРА ВЕ-МЕТР-АТ-002 ПРЕДСТАВЛЯЕТСЯ ВОЗМОЖНОСТЬ ИЗМЕРИТЬ

1) магнитную индукцию

4) энергетическую экспозицию

18.С ПОМОЩЬЮ ПРИБОРА СТ-01 ПРЕДСТАВЛЯЕТСЯ ВОЗМОЖНОСТЬ ИЗМЕРИТЬ

1) магнитную индукцию

2) параметры электрического и магнитного полей

4) энергетическую экспозицию

19. С ПОМОЩЬЮ ПРИБОРУ NFM-1 ПРЕДСТАВЛЯЕТСЯ ВОЗМОЖНОСТЬ ИЗМЕРИТЬ

1) магнитную индукцию

2) параметры электрического и магнитного полей

4) энергетическую экспозицию

20. ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЕЙ ПЕРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ, СТАТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ, ОБОРУДОВАННОМ ПЭВМ, ПРОИЗВОДИТСЯ НА РАССТОЯНИИ ОТ ЭКРАНА (см)

21. ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЕЙ ПЕРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ, СТАТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ, ОБОРУДОВАННОМ ПЭВМ, ПРОИЗВОДИТСЯ НА УРОВНЯХ ПО ВЫСОТЕ (м)

1) 0,5; 1,0 и 1,5

3) 0,4; 1,2 и 1,7

22. ПЕРВЫЙ ДИАПАЗОН НОРМИРУЕМЫХ ПДУ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПО ДЛИНЕ ВОЛНЫ СОСТАВЛЯЕТ (нм)

1) 1400<105

2) 380<1400

3) 400<1000

4) 180<380

23. ОБЛУЧЕННОСТЬ (Е) ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ИЗМЕРЯЕТСЯ В

24. ОРГАНАМИ-МИШЕНЯМИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ОРГАНИЗМ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЯВЛЯЮТСЯ

2) глаза и кожа

3) кисти рук

4) головной мозг

25. ИЗМЕРЕНИЕ И ОЦЕНКУ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ (МП) ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ (50 ГЦ) НА РАБОЧИХ МЕСТАХ ПРОВОДЯТ НА ВЫСОТЕ (м) ОТ ПОЛА

1) 0,5; 1,5 и 1,8

2) 0,5; 1,0 и 1,5

4) 0,4; 1,2 и 1,7

26. СИЛОВЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ (ПМП) ЯВЛЯЮТСЯ

1) энергетическая экспозиция

2) плотность потока энергии

3) сила тока

4) магнитная индукция и напряженность

27. ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ УСТАНОВОК С ДИАПАЗОНОМ ГЕНЕРИРУЕМЫХ РАДИОЧАСТОТ УВЧ, СВЧ, КВЧ (9-11 ДИАПАЗОНЫ) ЭМП ОЦЕНИВАЮТ С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРЕНИЯ

1) плотности потока энергии (ППЭ)

2) магнитной индукции

28. В ДИАПАЗОНЕ 300 МГЦ – 300 ГГЦ ИНТЕНСИВНОСТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ РАДИОЧАСТОТ (ЭМИ РЧ) ОЦЕНИВАЕТСЯ

3) плотностью потока энергии

4) магнитной индукцией

29. В МЕДИЦИНСКИХ ОРГАНИЗАЦИЯХ ПДУ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В СРАВНЕНИИ С ПДУ, УСТАНОВЛЕННЫМИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

2) не отличаются

4) отличаются по отдельным параметрам

30. В КАЖДОЙ ТОЧКЕ, ВЫБРАННОЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭМП РАДИОЧАСТОТ (ЭМП РЧ), КРАТНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ СОСТАВЛЯЕТ

31. ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ, СОЗДАВАЕМОГО ВИДЕОДИСПЛЕЙНЫМ ТЕРМИНАЛОМ (МОНИТОРОМ) ПЭВМ ПРОВОДЯТ НЕ РАНЕЕ ПОСЛЕ ВКЛЮЧЕНИЯ, ЧЕМ

1) 2 минуты

3) 10 минут

4) 20 минут

32. ФОНОВЫЙ УРОВЕНЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ (ЭМП), СОЗДАВАЕМОГО ПЭВМ, ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ В СЛУЧАЕ

1) недостаточной чувствительности прибора

2) высокой погрешности измерений

3) превышения нормируемых параметров ЭМП

4) неизвестного диапазона частот ЭМП

33. ЛАБОРАТОРНОЕ ЗВЕНО ФБУЗ «ЦЕНТР ГИГИЕНЫ И ЭПИДЕМИОЛОГИИ В РЕГИОНАХ» ДОЛЖНО БЫТЬ ОСНАЩЕНО ПОЛНЫМ НАБОРОМ ЛАЗЕРНЫХ ДОЗИМЕТРОВ В СВЯЗИ

1) с необходимостью контроля результатов измерения каждым дозиметром

2) с необходимостью выбора прибора с наименьшей погрешностью результатов измерений

3) с различными диапазонами параметров лазерного излучения, измеряемыми отдельными лазерными дозиметрами

4) с необходимостью подстраховки в случае поломки дозиметра

1) 10-15 минут

2) 4-5 минут

3) 20-30 минут

4) 40-60 минут

35. БИОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНАЯ ЗОНА БАЗОВЫХ СТАНЦИЙ ИЛИ ПОДСТАНЦИЙ СОТОВОЙ СВЯЗИ – ЭТО ЗОНА

1) соответствующая размерам зоны индукции (ближней зоны) вокруг источника ЭМП

2) соответствующая размерам зоны волновой (зоны излучения) вокруг источника ЭМП

3) соответствующая размерам зоны промежуточной (зоны интерференции) вокруг источника ЭМП

4) с повышенными уровнями параметров ЭМП

36. ТЕПЛОВОЙ ПОРОГ ДЕЙСТВИЯ ЭМП

1) действие ЭМП, ограниченное только тепловым эффектом

2) минимальная энергия ЭМП, приводящая к тепловому эффекту в биологических средах

3) энергия ЭМП, приводящая к ожогам

4) энергия ЭМП, приводящая к повышению температуры окружающей среды

37. ЭКРАНЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЭМП ДОЛЖНЫ СОДЕРЖАТЬ

1) элементы увиолевого стекла

2) металлические включения

3) включения из ионообменных смол

4) световые фильтры

38. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ОТ ЭМИ РЧ ВКЛЮЧАЮТ

1) экранирование

2) рациональное размещение оборудования

3) выбор рациональных режимов работы установок – источников ЭМП

4) поглощение мощности ЭМП

39. К САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИМ МЕТОДАМ ЗАЩИТЫ ОТ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОТНОСЯТСЯ

1) ограничение времени воздействия излучения

2) рациональное размещение лазерных технологических установок

3) использование минимального уровня для достижения поставленной цели

4) организация рабочего места

40. ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С НАПРЯЖЕНИЕМ 750-1150 кВ ДОЛЖНЫ СТРОИТЬСЯ НА РАССТОЯНИИ ОТ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ НЕ МЕНЕЕ (м)

41. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ УРОВНЕЙ ЭМП ОТ ПЭВМ ДОЛЖЕН ОСУЩЕСТВЛЯТЬСЯ ПРИБОРАМИ С ДОПУСТИМОЙ ОСНОВНОЙ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТЬЮ ИЗМЕРЕНИЙ (%)

42. ПРИ ИНТЕНСИВНОСТИ ЭМИ 10 мВт/см2 НАБЛЮДАЮТСЯ ИЗМЕНЕНИЯ

1) угнетение окислительно-восстановительных процессов в ткани

2) астенизация после 15 минут облучения, изменение биоэлектрической активности головного мозга

3) ощущение тепла, расширение сосудов

4) стимуляция окислительно-восстановительных процессов в ткани

43. ПРИ РАБОТЕ С ПЭВМ РАССТОЯНИЕ ГЛАЗ ОТ МОНИТОРА ДОЛЖНО СОСТАВЛЯТЬ НЕ МЕНЕЕ (см)

Ситуационные задачи

Задача № 1

При проведении инструментального контроля уровней ЭМП, создаваемых ПЭВМ на рабочих местах, было установлено, что напряженность электростатического поля составляла 25 кВ/м.

Задача № 2

Измерение уровней ЭМИ РЧ в жилом помещении показало, что на частоте 3-30 МГц уровень составил 3,0 В/м.

1) Определите нормативный документ и его фрагмент, по которому должна быть проведена оценка полученного результата измерений.

2) Дайте гигиеническую оценку полученного результата.

Задача № 3

Определение энергетической экспозиции (ЭЭ) ЭМП в диапазоне частот 40 МГц в производственном помещении показало, что ЭЭ по электрической составляющей (ЭЭ Е) она составила 1000 (В/м) 2 ч.

2) Дайте гигиеническую оценку полученного результата.

Задача № 4

При контроле соблюдения допустимого времени пребывания работающих в условиях локального воздействия периодического магнитного поля (МП) частотой 50 Гц было установлено, что значения напряженности МП составили 3400 А/м, а значения магнитной индукции 4400 мкТл. В течение смены работники находились в указанных условиях в среднем 4 часа.

1) Определите нормативный документ и его фрагмент, по которому должна быть проведена оценка соблюдения допустимого времени пребывания работающих в условиях локального воздействия периодического МП.

Задача № 5

При измерении параметров ЭМП на одном из морских судов было установлено, что на частоте 40 МГц напряженность электрического поля составила 9,8 В/м, магнитного поля – 0,33 А/м.

Задача № 6

При измерении параметров ЭМП в диапазоне частот 10-30 кГц на рабочем месте физиотерапевта было установлено, что напряженность электрического поля составила 650 В/м в течение рабочего дня, напряженность магнитного поля – 62 А/м в течение рабочего дня.

1) Определите нормативный документ и его фрагмент, по которому должна быть проведена оценка полученных результатов измерений.

2) Дайте гигиеническую оценку полученных результатов.

Задача № 7

При контроле медицинского аппарата на предприятии-изготовителе было установлено, что измеренные уровни ЭМП частотой 50 Гц, создаваемые этим аппаратом, составили: напряженность электрического поля – 0,7 кВ/м, напряженность (индукция) магнитного поля 6 А/м (8 мкТл).

2) Дайте гигиеническую оценку полученных результатов.

Задача № 8

При измерении напряженности импульсного магнитного поля (МП) частотой 50 Гц от источника, работающего в режиме I генерации, было установлено, напряженность МП составила 5000 А/м. Время пребывания работающих в указанных условиях составляло 2,5 часа за смену.

2) Дайте гигиеническую оценку времени пребывания работающих в указанных условиях.

Задача № 9

Были измерены уровни напряженности электростатического поля при работе изделия медицинской техники с использованием электризуемых материалов. Результаты измерений: напряженность электростатического поля (ЭСП) – 20 кВ/м, электростатический потенциал – 570 В, электризуемость материалов (по показателю напряженности электростатического поля) – 9 кВ/м.

2) Дайте гигиеническую оценку полученных результатов.

Задача № 10

При измерении уровней постоянного магнитного поля (ПМП) при общем и локальном использовании аппарата медицинской техники были получены следующие результаты: магнитная индукция при общем воздействии составила 2,0 мТл, при локальном воздействии – 3,0 мТл.

2) Дайте гигиеническую оценку полученных результатов.

Задача № 11

Измерение уровней ЭМИ РЧ в жилом помещении показало, что в диапазоне частот 30-300 кГц уровень составил 35 В/м.

2) Дайте гигиеническую оценку полученного результата.

Задача № 12

Проведено измерение уровня параметров ЭМП, создаваемых ПЭВМ. Результаты измерений: электростатический потенциал экрана видеомонитора – 600 В, напряженность электрического поля в диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц – 30 В/м, плотность магнитного потока на этой же частоте 300 нТл.

2) Дайте гигиеническую оценку полученных результатов.

Задача № 13

Проведено измерение уровня параметров ЭМП, создаваемых ПЭВМ на рабочих местах. Результаты измерений: напряженность электростатического поля – 25 кВ/м, напряженность электрического поля в диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц – 35 В/м, плотность магнитного потока на этой же частоте 350 нТл.

2) Дайте гигиеническую оценку полученных результатов.

Задача № 14

При измерении напряженности импульсного магнитного поля (МП) частотой 50 Гц от источника, работающего в режиме III генерации, было установлено, напряженность МП составила 7200 А/м. Время пребывания работающих в указанных условиях составляло 3,0 часа за смену.

1) Определите нормативный документ и его фрагмент, по которому должна быть проведена оценка соблюдения допустимого времени пребывания работающих в условиях воздействия импульсных магнитных полей частотой 50 Гц.

2) Дайте гигиеническую оценку времени пребывания работающих в указанных условиях.

Задача № 15

На рабочем месте были проведены измерения параметров постоянного магнитного поля (ПМП) при общем воздействии. Время воздействия за рабочий день 30 минут. Результаты измерений: напряженность ПМП – 20 кА/м, магнитная индукция – 25 мТл.

2) Дайте гигиеническую оценку полученных результатов.

Задача № 16

В физиотерапевтическом отделении медицинской организации был произведен замер индукции импульсного магнитного поля с частотой следования импульсов 40 Гц. Результат измерения – 0,315 мТл.

2) Дайте гигиеническую оценку полученного результата.

Задача № 17

На рабочем месте оператора ПЭВМ были проведены замеры параметров ЭМП в диапазоне частот 2-400 кГц. Результаты замеров: напряженность электрического поля – 3,5 В/м, плотность магнитного потока – 35 нТл, напряженность электростатического поля – 25 кВ/м.

2) Дайте гигиеническую оценку полученных результатов.

Задача № 18

На промышленном предприятии была измерена энергетическая экспозиция плотности потока энергии диапазоне частот 300,0-300000,0 МГц. Результат измерения: 300 (мкВт/см 2)ч.

2) Дайте гигиеническую оценку полученного результата.

Задача № 19

В одном из цехов промышленного предприятия были произведены замеры напряженности плотности потока энергии в диапазонах частот  30,0-50,0 МГц. Результаты: напряженность электрического поля (Е) – 90 В/м, напряженность магнитного поля (Н) – 4,0 А/м, плотность потока энергии – не измерялась.

2) Почему не измерялась плотность потока энергии?

3) Дайте гигиеническую оценку полученных результатов.

Задача № 20

Измерение уровней ЭМИ РЧ в жилом помещении показало, что на частоте 0,3-3 МГц уровень составил 20,0 В/м.

2) Дайте гигиеническую оценку полученного результата.

Ответы к тестовым заданиям

1 – 2; 2 – 3; 3 – 1; 4 – 4; 5 – 1; 6 – 2; 7 – 3; 8 – 2; 9 – 4; 10 – 3; 11 – 2; 12 – 4;

13 – 2; 14 – 1; 15 – 3; 16 – 4; 17 – 2; 18 – 3; 19 – 2; 20 – 4; 21 – 1; 22 – 4;

23 – 3; 24 – 2; 25 – 1; 26 – 4; 27 – 1; 28 – 3; 29 – 2; 30 – 3; 31 – 2; 32 – 3;

33 – 3; 34 – 1; 35 – 4; 36 – 2; 37 – 2; 38 – 3; 39 – 1; 40 – 4; 41 – 3; 42 – 2;

Ответы к ситуационным задачам

Задача № 1

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы», таблицу «Временные допустимые уровни ЭМП, создаваемых ПЭВМ на рабочих местах» (приложение 7 учебного пособия).

2) Напряженность электростатического поля по указанной таблице составляет 15 кВ/м, в условии задачи – 25 кВ/м. То есть, напряженность электростатического поля, создаваемая ПЭВМ, значительно превышает допустимый уровень и может оказывать на операторов вредное специфическое действие.

Задача № 2

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях», таблицу «Допустимые уровни электромагнитного излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) в жилых помещениях (включая балконы и лоджии)» (приложение 9 учебного пособия).

2) Допустимый уровень ЭМИ РЧ по указанной таблице при частоте 3-30 МГц составляет 10 В/м, в условии задачи – 3,0 В/м. Гигиенический норматив не превышен, вредное действие ЭМИ РЧ на проживающих исключено.

Задача № 3

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях», таблицу «ПДУ энергетических экспозиций ЭМП диапазона частот 30 кГц-300 ГГц» (приложение 6 учебного пособия).

2) По указанной таблице при заданной в задаче частоте ЭМП 40 МГц ПДУ ЭЭ Е составляет 800 (В/м) 2 ч, в нашем случае - 1000 (В/м) 2 ч. То есть, гигиенический норматив превышен в 1,25 раза, что может обусловить возможность вредного действия ЭМП на работников.

Задача № 4

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях», таблицу «ПДУ воздействия периодического магнитного поля частотой 50 Гц» (приложение 6 учебного пособия).

2) По указанной таблице при 4-часовом воздействии допустимое значение напряженности МП при локальном воздействии составляет 1600 А/м, а значение магнитной индукции – 2000 мкТл, в нашем случае значения этих характеристик МП соответственно 3400 А/м и 4400 мкТл. То есть, гигиенический норматив превышен более чем в 2 раза, что может обусловить возможность вредного действия МП на работников.

Задача № 5

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.5.2/2.2.4.1989-06 «Электромагнитные поля на плавательных средствах и морских сооружениях. Гигиенические требования безопасности», таблицу «ПДУ напряженности электрического и магнитного полей», таблицу «ПДУ напряженности электрического и магнитного полей» (приложение 10 учебного пособия).

2) При частоте 40 МГц ПДУ напряженности электрического поля составляет 8,5 В/м, напряженности магнитного поля – 0,25 А/м, в нашем случае значения этих характеристик ЭМП соответственно 9,8 В/м и 0,33 А/м мкТл. То есть, гигиенические требования не выполняются, что может обусловить возможность вредного действия ЭМП на членов экипажа морского судна.

Задача № 6

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность», таблицу «Предельно допустимые уровни (ПДУ) электромагнитных излучений на рабочих местах медицинского персонала» (приложение 11 учебного пособия).

2) В диапазоне частот 10-30 кГц (пункт 5 таблицы) напряженность электрического поля при воздействии в течение рабочего дня не должна превышать 500 В/м, а напряженность магнитного поля – 50 А/м, в нашем случае указанные параметры ЭМИ составляют соответственно 650 В/м и 62 А/м. То есть, ПДУ ЭМИ по обоим составляющим превышен, что может обусловить вредное воздействие ЭМИ на физиотерапевта и пациентов.

Задача № 7

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность», таблицу «Допустимые уровни электрического и магнитного поля промышленной частоты (50 Гц), создаваемые изделиями медицинской техники» (приложение 11 учебного пособия).

2) По указанной таблице допустимый уровень напряженности электрического поля составляет 0,55 кВ/м, а индукция магнитного поля – 4 А/м (5мкТл), в нашем случае значения указанных параметров ЭМП составляют соответственно 0,7 кВ/м и 6 А/м (8 мкТл). То есть, ПДУ ЭМП по обоим составляющим превышен, что является основанием для браковки аппарата, недопущения его к реализации.

Задача № 8

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях», таблицу «ПДУ воздействия импульсных магнитных полей частотой 50 Гц в зависимости от режима генерации» (приложение 6учебного пособия).

2) При работе в режиме I генерации импульсных МП допустимое время работы при напряженности МП 5000 А/м. составляет 2 часа, в нашем случае – 2,5 часа. То есть, необходимо или уменьшить время работы с источником МП на 0,5 часа, если отсутствует возможность снижения уровня МП от источника.

Задача № 9

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность», таблицу «Допустимые уровни напряженности электростатического поля при работе изделий медицинской техники и электризуемости используемых материалов» (приложение 11 учебного пособия).

2) По указанной таблице ПДУ напряженности электростатического поля составляет 15 кВ/м, электростатический потенциал 500 В, электризуемость материалов – 7 кВ/м, в нашем случае ПДУ по всем параметрам превышены (соответственно 20 кВ/м, 570 В и 9 кВ/м), что может обусловливать вредное воздействие изделия медицинской техники на персонал и пациентов.

Задача № 10

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность», таблицу «Временные допустимые уровни постоянного магнитного поля» (приложение 11учебного пособия).

2) По указанной таблице допустимый уровень магнитной индукции при общем воздействии составляет 1 мТл, при локальном воздействии – 1,5 мТл, в нашем случае уровень магнитной индукции составил соответственно 2,0 мТл и 3,0 мТл. То есть, имеет место превышение гигиенического норматива в 2 раза, что может обусловить вредное воздействие постоянного магнитного поля на персонал и пациентов.

Задача № 11

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях», таблицу «Допустимые уровни электромагнитного излучения радиочастотного диапазона в жилых помещениях (включая балконы и лоджии)» (приложение 9 учебного пособия).

2) По указанной таблице предельно допустимый уровень ЭМИ радиочастотного диапазона 30-300 кГц составляет 25,0 В/м, в нашем случае – 35 В/м. То есть, имеет место существенное превышение гигиенического норматива, что может обусловить вредное воздействие ЭМИ РЧ на проживающих в жилом помещении.

Задача № 12

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы», таблицу «Временные допустимые уровни ЭМП, создаваемых ПЭВМ» (приложение 7 учебного пособия).

2) В диапазоне частот 5 Гц-2 кГц допустимый уровень напряженности электрического поля составляет согласно данным таблицы 25 В/м, плотность магнитного потока – 250 нТл. Электростатический потенциал экрана видеомонитора не должен превышать 500 В. В нашем случае указанные параметры составляют соответственно 30 В/м, 300 нТл и 600 В. То есть, имеет место превышение допустимых уровней ЭМП, что может обусловить вредное действие данного фактора на работников, пребывающих в помещении с ПЭВМ.

Задача № 13

2) В диапазоне частот 5 Гц-2 кГц допустимый уровень напряженности электрического поля составляет согласно данным таблицы 25 В/м, плотности магнитного потока – 250 нТл, напряженности электростатического поля – 15 кВ/м. В нашем случае указанные параметры составляют соответственно 35 В/м, 350 нТл и 25 кВ/м. То есть имеет место превышение допустимых уровней ЭМП, что может обусловить вредное действие данного фактора на операторов ПЭВМ.

Задача № 14

2) При работе в режиме III генерации импульсных МП допустимое время работы при напряженности МП 7200 А/м составляет 4 часа, в нашем случае – 3 часа. То есть, гигиенические требования по критерию времени работы с данным источником МП полностью соблюдены, какое-либо вредное действие импульсных МП исключено.

Задача № 15

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях», таблицу «ПДУ постоянного магнитного поля» (приложение 6 учебного пособия).

2) При общем 30-минутном воздействии за рабочий день согласно данным таблицы ПДУ напряженности постоянного магнитного поля (ПМП) составляет 16 кА/м, а магнитной индукции – 20 мТл. В нашем случае указанные параметры ПМП составляют соответственно 20 кА/м и 25 мТл. То есть, имеет место превышение гигиенического норматива, что может обусловить вредное воздействие ПМП на работников.

Задача № 16

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность», таблицу «Временный допустимый уровень индукции импульсного магнитного поля с частотой следования импульсов свыше 0 Гц до 100 Гц» (приложение 11 учебного пособия).

2) По указанной выше таблице допустимый уровень индукции импульсного магнитного поля при заданной задачей частоте составляет 0,175 мТл. В нашем случае этот параметр составил 0,315 мТл. То есть, имеет место превышение нормируемого уровня индукции импульсного магнитного поля, что может обусловить вредное воздействие данного фактора на специалистов и пациентов.

Задача № 17

2) По указанной выше таблице допустимый уровень указанных в задаче параметров в диапазоне частот 2-400 кГц составляет: напряженность электрического поля 2,5 В/м, плотность магнитного потока – 25 нТл, напряженность электростатического поля – 15 кВ/м. В нашем случае указанные характеристики составляют соответственно 3,5 В/м, 35 нТл и 25 кВ/м. То есть, имеют место повышенные в сравнении с допустимыми уровни ЭМП, создаваемые ПЭВМ на рабочих местах, что может обусловить вредное действие ЭМП на операторов.

Задача № 18

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях», таблицу «ПДУ энергетических экспозиций ЭМП диапазона частот  30 кГц-300 ГГц» (приложение 6 учебного пособия).

2) По указанной выше таблице допустимый уровень энергетической экспозиции плотности потока энергии (ЭЭппэ) в диапазоне частот  300,0-300000,0 МГц составляет 200 (мкВт/см 2)ч. В нашем случае данный уровень составил 300 (мкВт/см 2)ч. То есть, имеет место превышение ПДУ ЭЭппэ в 1,5 раза, что может обусловить вредное действие ЭМП на работников промышленного предприятия.

Задача № 19

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях», таблицу «Максимальные ПДУ напряженности и плотности потока энергии ЭМП диапазона частот  30 кГц-300 ГГц» (приложение 6 учебного пособия).

2) Плотность потока энергии не измерялась в связи с тем, что этот показатель нормируется только для условий локального облучения кистей рук.

3) По указанной выше таблице характеристики ЭМП в диапазоне частот 30,0-50,0 МГц должны составлять не более: напряженность электрического поля (Е) – 80 В/м, напряженность магнитного поля (Н) – 3,0 А/м. В нашем случае, указанные характеристики составляют соответственно 90 В/м и 4,0 А/м. То есть, имеет место некоторое превышение ПДУ по данным показателям, что может обусловить вредное действие ЭМП на работников.

Задача № 20

1) Для решения задачи используем СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях», таблицу «Допустимые уровни электромагнитного излучения радиочастотного диапазона в жилых помещениях (включая балконы и лоджии)» (приложение 9 учебного пособия).

2) Из указанной выше таблицы следует, что в диапазоне частот ЭМИ 0,3-3 МГц допустимые уровень ЭМП составляет 15 В/м. В нашем случае этот показатель составил 20,0 В/м. То есть, имеет место превышение гигиенического норматива в жилом помещении, что может обусловить вредное действие ЭМИ на проживающих в данной квартире.

а) Основная

1) Гигиена с основами экологии человека: учебник / П.И. Мельниченко [и др.] / Под ред. П.И. Мельниченко. – М.: ГЭОТАР-медиа, 2012. – 752 с.

2) Архангельский В.И. Гигиена. Compendium: учебное пособие / В.И. Архангельский, П.И. Мельниченко. – М.: ГЭОТАР-медиа, 2012. – 392 с.

б) Дополнительная

1) Пивоваров Ю.П. Гигиена и основы экологии человека: учебник / Ю.П. Пивоваров, В.В. Королик, Л.С. Зиневич. – 2-е издание, стереотипное. – М.: Academia, 2006. – 528 с.

2) Пивоваров Ю.П. Руководство к лабораторным занятиям по гигиене и основам экологии человека: учебное пособие / Ю.П. Пивоваров, В.В. Королик. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Academia, 2006. - 512 с.

в) Распорядительные и нормативные правовые акты

1) Электромагнитные поля в производственных условиях: СанПиН 2.2.4.1191-03.

2) Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы: СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.

3) Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ. Изменения № 2 к СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03: СанПиН 2.2.2/2.4.2620-10.

4) Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях: СанПиН 2.1.2.2645-10.

5) Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров: СанПиН 5804-91.

6) Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность: СанПиН 2.1.3.2630-10.

7) Электромагнитные поля на плавательных средствах и морских сооружениях. Гигиенические требования безопасности: СанПиН 2.5.2/2.2.4.1989-06.

8) Гигиеническая оценка физических факторов производственной и окружающей среды: Р 2.2.4/2.1.8.000-95.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Словарь понятий и терминов в области гигиенической оценки

неионизирующих полей и излучений

Апертура – отверстие в защитном корпусе лазера, через которое испускается лазерное излучение.

Апертура ограничивающая – круглая диафрагма, ограничивающая поверхность, по которой производится усреднение облученности или энергетической экспозиции.

Блокировка и сигнализация – системы, информирующие о работе лазерного изделия, режиме его работы и препятствующие доступу персонала в лазерно-опасную зону к электрическим цепям высокого напряжения.

Воздействие электрических, магнитных и электромагнитных полей изолированное – воздействие электрических, магнитных и электромагнитных полей от одного источника.

Воздействие электрических, магнитных и электромагнитных полей комбинированное – воздействие электрических, магнитных и электромагнитных полей при одновременном воздействии других неблагоприятных факторов.

Воздействие электрических, магнитных и электромагнитных полей непрофессиональное – воздействие электрических, магнитных и электромагнитных полей, не связанное с профессиональной деятельностью человека.

Воздействие электрических, магнитных и электромагнитных полей профессиональное – воздействие электрических, магнитных и электромагнитных полей, связанное с профессиональной деятельностью человека.

Воздействие электрических, магнитных и электромагнитных полей смешанное – воздействие электрических, магнитных и электромагнитных полей от двух и более источников различных частотных диапазонов.

Воздействие электрических, магнитных и электромагнитных полей сочетанное – воздействие электрических, магнитных и электромагнитных полей от двух и более источников одного частотного диапазона.

Воздушная линия электропередачи (ВЛ) – устройство для передачи электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам и стойкам.

Геомагнитное поле (ГМП) – постоянное естественное магнитное поле Земли.

Гипогеомагнитное поле (ГГМП) – магнитное поле внутри экранированного объекта, являющееся суперпозицией магнитных полей, создаваемых:

Геомагнитным полем, ослабленным экраном объекта;

Полем остаточной намагниченности ферромагнитных частей конструкции объекта;

Полем постоянного тока, протекающего по шинам и частям конструкции объекта (рабочего места).

Диаметр пучка лазерного излучения – диаметр поперечного сечения пучка лазерного излучения, внутри которого проходит заданная доля энергии или мощности.

Дисплей (видеомодуль, видеомонитор, видеодисплейный терминал) – выходное электронное устройство, предназначенное для визуального отображения информации, используемой человеком при индивидуальном взаимодействии с техническими средствами системы.

Диффузно-отраженное лазерное излучение – излучение, отраженное от поверхности, по всевозможным направлениям в пределах полусферы.

Длительность воздействия облучения – длительность импульса, серии импульсов или непрерывного излучения, попадающего на тело человека.

Дозиметрия лазерного излучения – комплекс методов и средств определения значений параметров лазерного излучения в заданной точке пространства с целью выявления степени опасности и вредности для организма человека.

Загрязнение окружающей среды электромагнитное – изменение электромагнитных свойств среды (от линий электропередачи, радио и телевидения, работы некоторых промышленных установок и др.); приводит к глобальным и местным географическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах.

Закрытые лазерные установки – установки, при работе которых заключено воздействие на человека лазерного излучения любых уровней.

Защитный корпус (кожух) – часть лазерного изделия, предназначенная для предотвращения доступа человека к лазерному излучению и высокому электрическому напряжению.

Зеркально отраженное лазерное излучение – излучение, отраженное под углом, равным углу падения.

Зона волновая (зона излучения) вокруг источника электромагнитных полей – зона, в которой электромагнитная волна полностью сформирована, напряженности электрической (Е) и магнитной (Н) составляющих совпадают по фазе и находятся в определенной зависимости.

Зона индукции (ближняя зона) вокруг источника электромагнитных полей – зона, в которой электромагнитная волна еще не сформирована, нет определенной зависимости между ее электрической (Е) и магнитной (Н) составляющими.

Зона промежуточная (зона интерференции) вокруг источника электромагнитных полей – зона, в которой идет процесс формирования электромагнитной волны.

Импульсное лазерное излучение – излучение, существующее в ограниченном интервале времени, меньшем времени наблюдения.

Коллиминация – процесс концентрирования энергии любого вида излучения.

Коллимированное лазерное излучение – лазерное излучение, заключенное в ограниченном телесном угле.

Контрольная точка при измерении параметров ЭМП – пространство или место с заданными координатами, в которых производится измерение параметров ЭМП.

Коэффициент ослабления геомагнитного поля (K r ) – отношение напряженности модуля вектора геомагнитного поля (ГМП) открытого пространства к напряженности модуля вектора гипогеомагнитного поля (ГГМП), измеренной внутри экранированного объекта или на рабочем месте.

Коэффициент пропускания – отношение потока излучения, прошедшего сквозь тело, к потоку излучения, упавшего на него.

Лазер, лазерное излучение (оптический квантовый генератор) – аббревиатура слов английской фразы: «Light Amplificationby Stimulated Emission of Radiation» (LAZER), что означает «усиление света в результате вынужденного излучения», источник оптического когерентного излучения, характеризующегося высокой направленностью и большой плотностью энергии.

Лазерная безопасность – совокупность технических, санитарно-гигиенических, лечебно-профилактических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасные и безвредные условия труда персонала при использовании лазерных изделий.

Лазерная опасная зона (ЛОЗ) – часть пространства, в пределах которой уровень лазерного излучения превышает предельно допустимый.

Лазерное изделие – лазер и установка, включающая лазер и другие технические компоненты, обеспечивающие ее целевое назначение.

Лазерное безопасное расстояние для глаз – наименьшее расстояние, на котором энергетическая экспозиция (энергия) не превышает ПДУ для глаза.

Лазерное излучение (ЛИ) – электромагнитное излучение оптического диапазона, основанного на использовании вынужденного (стимулированного) излучения.

Линейная передача энергии (ЛПЭ) – отношение энергии dE, переданной среде движущейся заряженной частицей вследствие столкновений при перемещении её на расстояние d1, к этому расстоянию: L=dE/d1.

Магнитное поле (МП) – одна из форм электромагнитного поля; создается движущимися электрическими зарядами и спиновыми магнитными моментами атомных носителей магнетизма (электронов, протонов и др.).

Местное (локальное) облучение электрическими, магнитными и электромагнитными полями – облучение, при котором воздействию электрических, магнитных и электромагнитных полей подвергается отдельные части тела.

Метод [гр. m é thodos – путь исследования, теория, учение] – способ достижения какой-либо цели, решения конкретной задачи; совокупность приемов или операций практического или теоретического освоения (познания) действительности.

Методика – способ измерения, определения, оценки какого-либо конкретного фактора, явления, условия.

Методология – учение о структуре, логической организации, методах и принципах построения, формах и способах научного познания и практической деятельности.

Напряженность электрического (магнитного) поля – физическая величина, определяющаяся отношением силы, действующей в данной точке поля на электрический заряд, к величине этого заряда.

Непрерывное лазерное излучение – излучение, существующее в любой момент времени наблюдения.

Облученность – отношение потока излучения, падающего на малый участок поверхности, содержащий рассматриваемую точку, к площади этого участка.

Общее облучение электрическими, магнитными и электромагнитными полями – облечение, при котором воздействию электрических, магнитных и электромагнитных полей подвергается все тело.

Однократное воздействие лазерного излучения – случайное воздействие излучения с длительностью, не превышающей 310 4 с.

Оптическая плотность лазерного излучения – десятичный логарифм величины, обратной коэффициенту пропускания.

Открытые лазерные установки – установки, конструкция которых допускает выход излучения в рабочую зону.

Персонал (работающие) – лица, профессионально связанные с обслуживанием или работой в условиях воздействия электромагнитных полей.

Постоянное магнитное поле (ПМП) – поле, генерируемое постоянным током (постоянные магниты, электромагниты, сильноточные системы постоянного тока, реакторы термоядерного синтеза, магнитогидродинамические генераторы, сверхпроводящие магнитные системы и генераторы, производство алюминия, магнитов и магнитных материалов, установки ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса, физиотерапевтические аппараты).

Правовая состоятельность результатов измерения уровней и характеристик факторов среды обитания человека – обеспечение возможности рассмотрения результатов с правовых (юридических) позиций.

Предельно допустимые уровни лазерного излучения при многократном воздействии – уровни излучения, при воздействии которых при работе установленной продолжительности в течение всего трудового стажа не приводит к травме (повреждению), заболеванию или отклонению в состоянии здоровья работающего в процессе работы или отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений; то же – для предельной суточной дозы излучения в диапазоне I.

Предельно допустимые уровни лазерного излучения при однократном воздействии – уровни излучения, при воздействии которых существует незначительная вероятность возникновения обратимых отклонений в организме работающего; то же для предельной однократной суточной дозы излучения в диапазоне от 180 до 380 нм (I).

Предельно допустимые уровни электромагнитных полей (ПДУ ЭМП) – уровни ЭМП, воздействие которых при работе установленной продолжительности в течение трудового дня не вызывает у работающих заболеваний или отклонений в состоянии здоровья в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколения.

Предельно допустимый диапазон значений параметра (в приложении к гигиене работы с дисплеем) – диапазон значений визуального эргономического параметра, в пределах которого обеспечивается безошибочное считывание информации при времени реакции человека – оператора, превышающем глобальный минимум латентного периода не более чем в 1,5 раза, установленный экспериментально для данного типа дисплея.

Предельный угол – угол, соответствующий угловому размеру источника, при котором последний может рассматриваться как точечный.

Протяженный источник лазерного излучения – источник лазерного излучения, угловой размер которого больше предельного угла.

Рабочая зона – пространство, ограниченное по высоте 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или непостоянного (временного) пребывания работающих.

Рабочее место – место постоянного или временного пребывания работающего в процессе трудовой деятельности.

Радиоволны – электромагнитные волны длиной от 1 мм до 30 км (частота от 30 МГц до 10 кГц). В зависимости от длины (частоты) Р. подразделяются на длинные, средние, короткие и ультракороткие (метровые, дециметровые, сантиметровые и миллиметровые).

Рассеянное лазерное излучение – излучение, рассеянное от вещества, находящегося в составе среды, сквозь которую проходит излучение.

Расходимость лазерного излучения – плоский или телесный угол, характеризирующий ширину диаграммы направленности лазерного излучения в дальней зоне по заданному уровню углового распределения энергии или мощности лазерного излучения, определяемому по отношению к его максимальному значению.

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) воздушных линий электропередачи (ВЛ) – территория вдоль трассы высоковольтной линии, в которой напряженность электрического поля превышает 1 кВ/м.

Тепловой порог действия электромагнитных полей – минимальная энергия электромагнитных полей, приводящая к тепловому эффекту в биологических средах.

Характеристики излучения дисплея – характеристики рентгеновского излучения, электростатического и электромагнитного полей, создаваемых дисплеем.

Хроническое воздействие лазерного излучения – систематически повторяющееся воздействие, которому подвергаются люди, профессионально связанные с лазерным излучением.

Частота следования импульсов лазерного излучения – отношение числа импульсов лазерного излучения к единому интервалу времени наблюдения.

Экранированное помещение (объект) – производственное помещение, конструкция которого приводит к изоляции внутренней электромагнитной среды от внешней (в т. ч. помещение, выполненное по специальному проекту и подземные сооружения).

Экранирующие свойства комплектов для защиты от электромагнитных полей – способность экранирующих комплектов к обеспечению пассивной защиты человека путем изоляции внутренней электромагнитной среды от внешней, с помощью применения специальных материалов (поглощающих и экранирующих).

Электризуемость – способность материала накапливать электростатический заряд.

Электрическая сеть – совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их линий электропередачи: предназначена для передачи и распределения электрической энергии.

Электрическое поле (ЭП) – частная форма проявления электромагнитного поля; создается электрическими зарядами или переменным магнитным полем и характеризуется напряженностью.

Электричество атмосферное – совокупность электрических явлений в атмосфере: электрическое поле, электрические токи в воздухе, электрические заряды облаков и осадков, грозовые разряды, полярные сияния и др.

Электромагнитное поле промышленной частоты (ЭМП ПЧ ) (50 Гц) – ЭМП, источниками которых являются: электроустановки переменного тока (линии электропередачи, распределительные устройства, их составные части), электросварочное оборудование, физиотерапевтические аппараты, высоковольтное электрооборудование промышленного, научного и медицинского назначения.

Электромагнитное поле радиочастотного диапазона 10 кГц-300 ГГц (ЭМП РЧ) – ЭМП, источниками которого являются: неэкранированные блоки генерирующих установок, антенно-фидерные системы радиолокационных станций, радио- и телерадиостанций, в т.ч. систем подвижной радиосвязи, физиотерапевтические аппараты и пр.

Электромагнитное поле (ЭМП) – совокупность как переменного электрического, так и неразрывно с ним связанного магнитного поля. Особая форма материи. Посредством ЭМП осуществляется взаимодействие между заряженными частицами.

Электростатическое поле (ЭСП) – электрическое поле неподвижных электрических зарядов (электрогазоочистка, электростатическая сепарация руд и материалов, электроворсование, энергетические установки постоянного тока, изготовление и эксплуатация полупроводниковых приборов и микросхем, обработка полимерных материалов, изготовление изделий из них, эксплуатация вычислительной и множительной техники и др.).

Электроустановка – совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенная для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

Энергетическая экспозиция – физическая величина, определяемая интегралом облученности по времени.

Юстировка лазера – совокупность операций по регулировке оптических элементов лазерного излучения для получения требуемых пространственно-энергетических характеристик лазерного излучения.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Указатель таблиц учебного пособия

Таблица 1. Международная классификация неионизирующих полей по диапазонам частот и волн…………………………………………………….
Таблица 2. Нормируемые и контролируемые факторы, параметры неионизирующих электромагнитных и электростатических полей и единицы их измерения………………………………………………………..
Таблица 3. Применение неионизирующих полей с различными частотно-волновыми характеристиками……………………………………..
Таблица 4. Изменения в организме в зависимости от интенсивности ЭМП…………………………………………………………………………....

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Указатель рисунков учебного пособия

Рисунок 1. Некоторые техногенные источники электромагнитных и электростатических полей……………………………………………………
Рисунок 2. «Лепесток», характеризующий размер биологически опасной зоны базовой станции сотовой связи……………………………….
Рисунок 3. Примеры нерационального и опасного размещения базовых станций и подстанций сотовой связи………………………………
Рисунок 4. Примеры использования источников ЭМП детьми…………….
Рисунок 5. Ложные средства защиты от ЭМП………………………………
Рисунок 6. Схематическое взаимоотношение методологии, метода, методики в приложении к инструментальным гигиеническим исследованиям…………………………………………………………………

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Некоторые приборы для измерения параметров

неионизирующих электромагнитных и электростатических полей

Универсальный измеритель напряженности

и потенциала электростатического поля СТ-01.

Предназначен для измерений напряженности электростатического поля при обеспечении контроля за биологически опасными уровнями электростатических полей в соответствии с требованиями СанПиН 2.2.2.542-96.

Диапазон измерения напряженности электростатического поля от 0.3 до 180 кВ/м.

Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения напряженности электростатического поля ±15 %.

Время установления рабочего режима не более одной минуты.

Длительность непрерывной работы измерителя без подзарядки аккумуляторной батареи не менее 6 ч.

Измеритель мощности лазерного излучения Sanwa LP1.

Предназначен для облегчения оценки уровня мощности лазерного излучения при проверке и обслуживании оборудования, использующего это излучение.

Прибор калиброван для излучения гелий-неонового лазера 633 нм и позволяет непосредственно считывать показание мощности оптического излучения в визуальном пятне, например, оптической системы проигрывателей DVD и т.п.

Позволяет также производить измерение для излучения с другой длиной волны пересчетом показания, используя таблицы поправочных коэффициентов спектральной чувствительности.

Средство измерений пространственно-энергетических характеристик импульсного лазерного излучения СИПХ-1.

Распределение интенсивности лазерного излучения, сформированное на специальном экране, фиксируется черно-белой телекамерой и, с помощью регистратора сигналов РИЦ822, преобразуется в цифровую форму и вводится в компьютер. Компьютер (ноутбук, входящий в состав СИПХ-1) обеспечивает, согласно штатному программному обеспечению, обработку и отображение информации в различных вариантах, выбираемых оператором. Для импульсов длительностью 100 мс и более все параметры могут измеряться с частотой до 50 Гц.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Протокол измерений электромагнитного поля промышленной частоты (форма)

Ц. 0-39-02-2010

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО НАДЗОРУ В СФЕРЕ ЗАЩИТЫ

ПРАВ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ И БЛАГОПОЛУЧИЯ ЧЕЛОВЕКА

Федеральное бюджетное учреждение здравоохранения

«Центр гигиены и эпидемиологии в Приморском крае»

АККРЕДИТОВАННЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ ЦЕНТР

Внесение изменений, полная или частичная перепечатка и

тиражирование протокола без разрешения ФБУЗ

«Центр гигиены и эпидемиологии в Приморском крае» запрещены.

ПРОТОКОЛ

измерений электромагнитного поля промышленной частоты

(по договору, плану Управления Роспотребнадзора, составление СГХ)

№___от «___»____________2013 г.

Заявитель:

Наименование объекта:

Юридический адрес объекта:
Фактический адрес объекта:
Представитель объекта, в присутствии которого проводились измерения:

Основание для проведения измерений:
Средство(а) измерений:
Наименование, тип, заводской номер
Сведения о государственной поверке:
НД, в соответствии с которой проводились измерения и формировалось мнение:


Условия проведения замеров:
Дополнительные сведения (вписать, если необходимо):

Результаты измерений:

Место измерения	Высота измерений над уровнем пола/земли, м	Напряженность электрического поля, кВ/м	Индукция магнитного поля, мкТл
Место измерения	Высота измерений над уровнем пола/земли, м

* 0,01 кВ/м; 0,1 мкТл - нижний порог чувствительности средства измерения

Ответственный за проведение измерений и оформление протокола:
							ФИО, должность






Заведующий лабораторией

Руководитель ИЛЦ

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Электромагнитные поля в производственных условиях:

СанПиН 2.2.4.1191-03

(извлечение)

ПДУ постоянного магнитного поля

воздействия за рабочий день,	Условия воздействия
				локальное
	напряженности,	магнитной индукции,	напряженности,		магнитной индукции,

ПДУ воздействия периодического магнитного поля частотой 50 Гц

ПДУ энергетических экспозиций ЭМП диапазона частот  30 кГц-300 ГГц

Параметр	ЭЭ пду в диапазонах частот (МГц)
Параметр		 300,0-300000,0
ЭЭ Е, (В/м) 2 ч
ЭЭн, (А/м) 2 ч
ЭЭппэ, (мкВт/см 2)ч

Максимальные ПДУ напряженности и плотности потока энергии

ЭМП диапазона частот  30 кГц-300 ГГц

Параметр	Максимально допустимые уровни в диапазонах частот (МГц)
Параметр		 300,0-300000,0



* для условий локального облучения кистей рук.

Скачать документ

Государственная система санитарно-эпидемиологического
нормирования Российской Федерации

4.3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЕЙ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
НА РАБОЧИХ МЕСТАХ ПЕРСОНАЛА

СРЕДСТВА КОТОРЫХ РАБОТАЮТ
В НЧ, СЧ И ВЧ ДИАПАЗОНАХ

Методические указания
МУК 4.3.677-97

2. Представлены Госкомсвязи России письмом от 27.05.97 № НТУОТ-1/058. Одобрены Комиссией по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Минздраве России.

3. Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации от 6 ноября 1997 г.

4. Введены впервые.

1. Область применения. 2

2. Сущность метода. 2

3. Основные положения методики расчетного прогнозирования. 3

3.1. Излучение источников электромагнитного поля. 3

3.1.1. Излучение экранов бикоаксиальных фидеров передатчиков с симметричным выходом.. 3

3.1.2. Излучение экранов коаксиальных фидеров передатчиков с несимметричным выходом.. 8

3.1.3. Излучение щелей шкафов передатчиков. 9

3.1.4. Излучение антенн радиоцентра. 10

3.2. Расчет токов, наведенных на металлические элементы.. 10

3.2.1. Метод интегрального уравнения в тонкопроволочном приближении. 10

3.2.2. Метод сшивания в точках при кусочно-синусоидальном базисе. 11

3.3. Расчет уровней электромагнитного поля. 13

4. Методика измерения уровней электромагнитного поля. 14

4.1. Операции измерений. 14

4.2. Средства измерения. 14

4.3. Условия измерений. 15

4.4. Проведение измерений. 15

УТВЕРЖДАЮ

Главный государственный

санитарный врач Российской Федерации,

Г. Г. Онищенко

МУК 4.3.677-97

Дата введения: с момента утверждения.

4.3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЕЙ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
НА РАБОЧИХ МЕСТАХ ПЕРСОНАЛА
РАДИОПРЕДПРИЯТИЙ, ТЕХНИЧЕСКИЕ
СРЕДСТВА КОТОРЫХ РАБОТАЮТ
В НЧ, СЧ И ВЧ ДИАПАЗОНАХ

Методические указания

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Методические указания составлены в помощь инженерам органов и учреждений санитарно-эпидемиологической службы, инженерно-техническим работникам, проектным организациям средств связи с целью обеспечения предупредительного санитарного надзора за источниками излучения кило- (НЧ), гекто- (СЧ) и декаметрового (ВЧ) диапазонов на предприятиях радиовещания и радиосвязи, а также для прогнозирования уровней напряженности электромагнитного поля при организации рабочих мест обслуживающего персонала.

2. СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Методы контроля уровней электромагнитных полей на рабочих местах персонала радиопредприятий НЧ, СЧ и ВЧ диапазонов содержат метод расчетного прогнозирования напряженности электромагнитного поля излучающих технических средств радиосвязи и радиовещания в кило-, гекто- и декаметровом диапазонах волн, а также методику измерений уровней электромагнитного поля. Расчетные и экспериментальные исследования, производимые в соответствии с данной методикой, являются необходимыми и достаточными при проведении электромагнитной экспертизы излучающих объектов.

Метод расчетного прогнозирования электромагнитных полей на рабочих местах персонала, обслуживающего технические средства НЧ, СЧ и ВЧ диапазонов базируется на строгих решениях соответствующих электродинамических задач тонкопроволочных структур, при известных функциях распределения токов по излучателям, которые определяются на основе приближенных решений.

Методические указания распространяются на радиотехнические объекты, которые могут быть укомплектованы как техническими средствами одного частотного диапазона, так и техническими средствами различных частотных диапазонов. Электромагнитные поля технических средств могут отличаться интенсивностью, поляризацией, частотами, зависимостью от параметров почвы и т.д. Методические указания учитывают индивидуальность реальных объектов, проявляющуюся (с точки зрения электромагнитной обстановки) в различии размещения и ориентации отдельных источников излучения, в несовпадении расписаний смены волн, в неодинаковом наборе технических средств.

К основным источникам электромагнитного поля внутри технических зданий на рабочих местах обслуживающего персонала относятся:

Особенностью электромагнитного прогнозирования в НЧ, СЧ и ВЧ диапазонах является то, что поле необходимо определять в ближней зоне излучения. При этом напряженность поля определяется как суперпозиция полей источников излучения и вторичных полей, создаваемых токами, наведенными этими источниками (т.е. первичным полем) на металлические поверхности помещений (каркасы и обшивка шкафов передатчиков, трубы водяного охлаждения, внешние поверхности экранов коаксиальных и бикоаксиальных внутренних фидеров и т.п.).

Учесть эти факторы возможно только решением соответствующей электродинамической задачи, в рамках которой находятся наведенные токи.

3.1. ИЗЛУЧЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Первичное поле источников излучения рассчитывается поэтапно. В качестве сторонних источников рассматриваются поля, создаваемые токами на внешних поверхностях экранов фидеров, излучением из щелей шкафов передатчиков, а в случае неэкранированного здания - излучением антенн радиоцентра. Расчет токов экранов фидеров выполняется на основе теории длинных линий; волновые сопротивления эквивалентных линий, образованных экранами и шинами заземления, находятся путем решения двумерной электростатической задачи; в качестве возбуждающих источников рассматриваются вертикальные участки шин заземления в сечении перехода на наружний фидер, обладающие конечным индуктивным сопротивлением и возбуждающиеся за счет асимметрии тока передатчиков с симметричным выходом или за счет недостаточного экранирующего действия проволочного экрана наружного концетрического фидера передатчика с несимметричным выходом. Излучение щелей шкафов рассматривается как действие эквивалентных магнитных токов, текущих вдоль щелей. Поля, создаваемые излучением антенн рассчитываются методом, учитывающим реальные электрофизические параметры подстилающей поверхности.

3.1.1. ИЗЛУЧЕНИЕ ЭКРАНОВ БИКОАКСИАЛЬНЫХ ФИДЕРОВ ПЕРЕДАТЧИКОВ С СИММЕТРИЧНЫМ ВЫХОДОМ

Расчет поля, создаваемого излучением бикоаксиальных фидеров, выполняется за 5 этапов:

1) расчет геометрических параметров эквивалентой линии (ЭЛ), одним проводом которой является экран фидера, другим - шина заземления;

2) расчет параметров ЭЛ - волновых сопротивлений однородных участков и импедансов в сечениях стыков этих участков определенных в сторону передатчика;

3) расчет параметров выходной цепи ЭЛ (вертикальный участок шины заземления, антенный фидер) и напряжения на выходе ЭЛ, т.е. в сечении перехода на наружний концетрический фидер;

4) расчет тока ЭЛ на каждом однородном участке;

5) расчет поля, создаваемого этим током ЭЛ.

На первом этапе вводится декартова система координат таким образом, чтобы плоскость (XOY) совпадала с плоскостью земли. Азимутальная ориентация осей (ОХ) и (OY) может быть произвольной. Данная основная система является общей для всех фидеров и других элементов здания и используется впоследствии при всех расчетах. Фидер представляется каскадным соединением однородных отрезков ЭЛ. Из соображений унификации каждый однородный отрезок должен быть прямолинейным, т.е. его длина не должна превышать длину участка фидера между соседними поворотами. В тех случаях, когда в пределах прямолинейного участка имеется резкое изменение однородности ЭЛ (скачкообразное изменение расстояния между фидером и шиной), можно разделить этот участок на два или более однородных отрезка. Каждый однородный отрезок характеризуется декартовыми координатами его крайних точек. Для определенности точки берутся на экране фидера (а не на шине). Координаты должны образовывать упорядоченную пару векторов, очередность записи которых определяет положительное направление тока на данном отрезке (1-й вектор - начало отрезка, 2-й - конец). Определение пространственного положения отрезков ЭЛ необходимо для расчета создаваемого ее током поля.

На втором этапе выполняется расчет волновых сопротивлений ЭЛ путем решения двумерной электростатической задачи методом интегрального уравнения, которое в свою очередь решается методом моментов.

Волновое сопротивление линии передачи полностью определяются ее погонной емкостью С с, Ф/м, которая характеризует электростатическую связь между проводами линии, т.е. определяет величину погонного заряда провода при некоторой разности потенциалов проводов в соответствии с соотношениями:

Q 1 = С л (j 1 - j 2), Q 2 = С л (j 2 - j 1), (3.1)

где Q 1 и Q 2 - соответственно погонные заряды провода 1 и провода 2, Кл/м, причем Q 2 = -Q 1 (для определенности считается, что провод 1 - экран фидера, провод 2 - шина заземления);

j 1 и j 2 - соответственно потенциалы провода 1 и провода 2, В.

Для определения погонной емкости С л достаточно решить следующую электростатическую задачу: потенциал провода 1j 1 задать равным, например, 1 В, потенциал провода 2 положить равным нулю, т.е. j 2 = 0 и найти погонные заряды проводов. Тогда из (3.1) находится емкость по формуле:

где Q л - погонный заряд одного из проводников (безразлично какого), Кл/м;

Абсолютное значение разности потенциалов, В.

При решении электростатической задачи о нахождении погонных зарядов проводов линии целесообразно использовать интегральное уравнение (являющееся решением известного дифференциального уравнения Пуассона):

, (3.3)

где r - плотность заряда, Кл/м 3 ;

e 0 - электрическая постоянная;

где v и v` - радиусы-векторы точек пространства (v - точка наблюдения; v` - переменная интегрирования);

r - расстояние между точками v и v`.

Поскольку заряд существует только на поверхности проводников, объемный интеграл можно заменить соответствующим поверхностным (при этом плотность заряда р является поверхностной, Кл/м 2 , в поперечном сечении относительно оси линии она будет функцией криволинейной координаты, отсчитываемой вдоль контура поперечного сечения проводника; вдоль линии - константой). Далее, поскольку потенциалы точек, лежащих на поверхности проводников известны, левую часть (3.3) можно рассматривать как заданную функцию. При таком подходе выражение (3.3) является уравнением Фредгольма 1-го рода.

Линия полагается бесконечно протяженной (в обе стороны от исследуемого сечения). Сплошные поверхности проводников заменяются равномерно заряженными полосками нулевой толщины, протяженность которых (в продольном направлении) много больше поперечных размеров линии (что соответствует ее бесконечной протяженности). Дискретное распределение заряда по полоскам является приближенным аналогом непрерывного распределения плотности заряда по сплошным поверхностям. Особенность в интегральном уравнении, имеющая место при v ® v`, исключается тем, что в случае распределения заряда по поверхности величина заряда в точке v` (т.е. на бесконечно малой площадке, содержащей точку v, в которой вычисляется потенциал) стремится к нулю.

Выражения для потенциалов полосок образуют систему уравнений, которая в матричной записи имеет вид:

[Р] [q] = [j], (3.4)

где [Р] - комплексная матрица потенциальных коэффициентов размерностью М? М, каждый элемент которой Р^ представляет собой коэффициент при заряде j-й полоски q^ - интеграл в (3.3), взятый по поверхности j-й полоски, подынтегральная функция которого определяется i-й и j-й полосками с учетом того, что за знак интеграла вынесена искомая функция (т.е. в подынтегральной функции q (v") = 1 Кл); [q] - вектор-столбец погонных зарядов полосок, Кл/м; [j] - вектор-столбец потенциалов полосок, В. Решением системы (3.4) находятся погонные заряды полосок.

Полные погонные заряды проводников находятся как соответствующие суммы зарядов образующих их полосок.

Учет влияния полупроводящей земли в методе моментов может быть осуществлен введением зеркальных изображений полосок. Эквивалентные погонные заряды зеркальных изображений полностью определяются погонными зарядами соответствующих полосок, поэтому размер матрицы /Р/ в (3.4) остается при этом неизменным (к каждому элементу р ij добавляется составляющая потенциала, создаваемая на i-й полоске зеркальным изображением j-й полоски).

Волновые сопротивления однородных участков находятся по формуле

где С 0 - скорость света в воздухе.

После нахождения волновых сопротивлений однородных участков полностью восстанавливается схема ЭЛ, которая показана на рис. 1. Линия состоит из N каскадно включенных участков. Каждый i-й участок характеризуется волновым сопротивлением W i и координатой своего конца, которая представляет собой электрическое расстояние от передатчика Q i (электрическая длина i-гo отрезка - есть разность Q i - Q i -1). На схеме использованы обозначения: Z i , Z 2 , ... Z N - входные импедансы отрезков; Z ш - импеданс вертикального участка шины заземления; Z c - входной импеданс наружного фидера по однотактной волне; Е синф - напряжение синфазной волны на выходе внутреннего фидера.

Входные импедансы отрезков находятся по рекуррентной формуле:

, , (3.6)

На третьем этапе рассчитываются импеданс вертикального участка шины заземления Z ш, входной импеданс наружного фидера по однотактной волне Z c и напряжение на выходе ЭЛ u n (см. рис. 1).

Импеданс вертикального участка шины заземления Z ш рассчитывается по формуле:

Z ш = j?L ш, (3.7)

где w - круговая частота, рад/с;

L ш - индуктивность шины, Гн.

Индуктивность шины L ш следует рассчитывать по формуле

где - магнитная проницаемость воздуха;

l - длина шины;

g - величина, значение которой находится по формуле

где с - ширина шины;

К и Е - полные эллиптические интегралы первого и второго рода с модулем k, определяемые из уравнения

где К`, Е` - полные эллиптические интегралы с дополнительным модулем

b - толщина шины.

Схема эквивалентной линии, образованной экраном внутреннего фидера и шиной заземления

Для расчета волнового сопротивления наружного фидера по однотактной волне (т.е. величины Z c) используется тот же метод, что и для нахождения волновых сопротивлений однородных участков.

Для оценки величины Е синф используется нормируемый показатель - максимально допустимая асимметрия токов на выходе двухтактного каскада, т.е. предполагается, передатчик исправен. Амплитудное значение е синф принимается равным 2 ... 3 % от амплитудного значения противофазной составляющей напряжения при 100 % модуляции.

Цепь на выходе ЭЛ (см. рис. 1) представляет собой делитель напряжения, одним плечом которого является импеданс Z c , другое образовано параллельным соединением Z ш и Z N . Следовательно, напряжение в сечении ЭЛQ = Q N определяется соотношением:

. (3.8)

Далее, на четвертом этапе, находится ток ЭЛ. Для этого в пределах каждого i-гoоднородного отрезка вводятся амплитуды падающей U i и отраженной V i волн напряжения, отнесенные ко входному сечению данного отрезка (так что имеет место равенство U i + V i = u i-1). Величины U i и V i находятся из условия выполнения закона Ома во входном сечении и непрерывности напряжения в ЭЛ как функции 0. Опуская громоздкие промежуточные выкладки запишем рекуррентные соотношения для U i , V i и напряжений u i в сеченияхQ 1 , Q 2 , ... Q i , ... Q N -1 , (напряжение u n уже найдено):

, u i-1 = U i + V i , i = N - 1, N - 2, … 1.

Ток i-гo отрезка при этом определяется выражением:

Таким образом, на первых четырех этапах находится распределение тока по каждому однородному отрезку ЭЛ.

Пятый этап. Выражения для составляющих поля Е z , Е r , Н j , создаваемых прямолинейным кусочно-синусоидальным током в некоторой точке наблюдения с координатами r, z в цилиндрической системе координат, ось аппликат которой совпадает с линией тока и направлена в соответствии с его положительным направлением:

где, z 1 и z 2 - аппликаты начала и конца данного прямолинейного однородного отрезка ЭЛ, соответственно;

r 1 и r 2 - расстояние до точки наблюдения от начала и конца отрезка, соответственно;

I(х) - токовая функция;

х - криволинейная координата - расстояние до передатчика по фидеру;

х, и х 2 - координаты х начала и конца отрезка, соответственно.

Аналогичным образом находится поле, создаваемое током шины (равным по модулю и противоположным по фазе току экрана фидера).

3.1.2. ИЗЛУЧЕНИЕ ЭКРАНОВ КОАКСИАЛЬНЫХ ФИДЕРОВ ПЕРЕДАТЧИКОВ С НЕСИММЕТРИЧНЫМ ВЫХОДОМ

Поле, создаваемое током коаксиального фидера передатчика с несимметричным выходом рассчитывается как и в случае бикоаксиального фидера за пять этапов. Процедура расчета отличается только третьим этапом, т.е. иначе рассчитываются параметры выходной цепи ЭЛ и ее выходное напряжение.

Рассмотрим третий этап для коаксиального фидера. В данном случае обратный ток частично течет по проволочному экрану концентрического фидера, частично - по земле. Мерой удельного веса тока земли в общем обратном токе является коэффициент прозрачности проволочного экрана k п. Суммарный обратный ток перетекает на внутреннюю поверхность экрана коаксиального фидера передатчика с проволочного экрана, шины заземления и внешней своей поверхности. Последняя составляющая и есть ток ЭЛ. В эквивалентной схеме ток земли течет по параллельному соединению импедансов Z ш (вертикальный участок шины) и Z N (входной импеданс последнего N-го однородного отрезка ЭЛ, - см. рис. 1).

При расчете тока земли сначала находится коэффициент прозрачности проволочного экрана k формуле:

K п = 1 - С 12 /С 11 , (3.14)

где, С 12 - взаимная погонная емкость между центральным проводом и проволочным экраном концентрического фидера;

С 11 - собственная емкость центрального провода.

Емкости С 11 и С 12 находятся решением электростатической задачи (методом, описанным в предыдущем пункте) при потенциале центрального провода фидера 1В и при нулевых потенциалах проволочного экрана и земли: величины С 11 и С 12 при этом совпадают с абсолютными значениями погонных зарядов центрального проводника и экрана, соответственно. Затем вычисляется ток земли I з по формуле:

I з = k п I 0 , (3.15)

где, I 0 - ток центрального провода, который находится как выходной ток передатчика в предположении высокого уровня согласования антенны.

Напряжение на выходе ЭЛ u n рассчитывается как падение напряжения на параллельном соединении Z ш и Z N при протекании тока I з:

u n = I з /(1/Z ш + 1/Z N). (3.16)

В остальном, как уже отмечалось выше, расчет аналогичен случаю бикоаксиального фидера передатчика с симметричным выходом.

3.1.3. ИЗЛУЧЕНИЕ ЩЕЛЕЙ ШКАФОВ ПЕРЕДАТЧИКОВ

Щели шкафов передатчиков рассматриваются как короткие магнитные вибраторы, возбужденные кусочно-синусоидальным эквивалентным магнитным током щели с амплитудой в пучности I м. На основе принципа перестановочной двойственности уравнений Максвелла получены замкнутые выражения для?-составляющей электрического, r- и z-составляющих магнитного полей в цилиндрической системе координат, ось аппликат которой совпадает с осью вибратора, начало координат - с его центром:

, (3.19)

где, r 1 , r 0 , r 2 - расстояния до точки наблюдения от разных точек вибратора, определяемых подстрочными индексами:

Индекс «2» - начало (нижняя крайняя точка в данной системе координат);

Индекс «0» - центр (средняя точка);

Индекс «1» - конец (верхняя крайняя точка).

Для определения величины I м используется формула (3.19), при этом считается, что величина е? задана. Возможны два случая:

В ТУ на передатчики данного типа установлено требование для максимально допустимой напряженности с указанием расстояния от стенки передатчика, на котором это требование проверяется;

В ТУ на передатчики данного типа упомянутое требование установлено либо без указания расстояния, на котором оно проверяется, либо в виде ссылки на ПДУ.

В первом случае имеются все необходимые исходные данные для вычисления эквивалентного магнитного тока щели. Во втором случае предлагается, руководствуясь величинами напряженности поля, взятыми из ТУ или (при отсутствии в ТУ) из гигиенического норматива, считать, что эти значения определены на расстоянии 0,3 ... 0,7 м от стенки передатчика. Тем или иным способом определенная напряженность Еj подставляется в (3.19), в результате из этого выражения находится амплитуда эквивалентного магнитного тока в пучности I м.

3.1.4. ИЗЛУЧЕНИЕ АНТЕНН РАДИОЦЕНТРА

Расчет поля, создаваемого излучающими антеннами радиоцентров, подробно приведен в «Методических указаниях МУК 4.3.044-96. Определение уровней электромагнитного поля, границ санитарно-защитной зоны и зон ограничения застройки в местах размещения передающих средств радиовещания и радиосвязи кило-, гекто- и декаметрового диапазонов».

3.2. РАСЧЕТ ТОКОВ, НАВЕДЕННЫХ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Расчет токов, наведенных на металлические элементы, проводится следующим образом.

Задача решается как дифракционная методом интегрального уравнения в тонкопроволочном приближении (задача о рассеянии стороннего поля). Объект представляется как система «тонких» проводов - проволочная модель. Большинство металлических элементов внутри здания реально являются линейными проводниками (экраны фидеров, трубы водяного охлаждения, шины заземления и т.д.), экранированные стены и железобетонные перекрытия моделируются как сплошные металлические поверхности проволочными сетками. Для решения интегрального уравнения использован известный метод сшивания в дискретных точках при кусочно-синусоидальном базисе разложения токовой функции. В разделе подробно описаны основные вычислительные процедуры, выполняемые в рамках метода.

3.2.1. МЕТОД ИНТЕГРАЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ В ТОНКОПРОВОЛОЧНОМ ПРИБЛИЖЕНИИ

Поля, создаваемые источниками, рассмотренными выше, имели бы место при отсутствии других металлических предметов. В данном случае электромагнитное поле будет подвержено влиянию проводящих (экранированных) стен здания, фидеров, шин заземления, труб водяного охлаждения, шкафов передатчиков и т.д. В результате действия источников на этих предметах наведутся токи, которые в свою очередь вызовут появление поля рассеяния. Результирующее поле будет суперпозицией первичного поля рассмотренных выше источников и вторичного - поля рассеяния на металлических телах, расположенных в здании. Первичное поле следует рассматривать как стороннее, при этом необходимо находить вторичный ток на экранах фидеров, который в сумме с первичным (найденным при моделировании этих источников) представляет реальную картину распределения тока с учетом взаимодействия фидеров между собой и с другими проводниками.

В качестве исходного интегрального уравнения используется уравнение Харрингтона. Его решение выполняется методом сшивания в точках при кусочно-синусоидальном базисе разложения токовой функции. В предыдущем подразделе подробно рассмотрены связанные с этим теоретические вопросы. Ниже дается описание конкретных вычислительных процедур.

3.2.2. МЕТОД СШИВАНИЯ В ТОЧКАХ ПРИ КУСОЧНО-СИНУСОИДАЛЬНОМ БАЗИСЕ

Решение задачи о рассеянии поля сторонних источников в здании (т.е. о наведенных токах) выполняется за 4 этапа:

1) построение тонкопроволочной модели;

2) построение на проводах сегментов с кусочно-синусоидальными базисными функциями;

3) расчет коэффициентов и свободных членов системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) - аналога исходного интегрального уравнения;

4) решение СЛАУ, в результате чего находятся амплитуды токов сегментов в пучностях - коэффициенты при базисных функциях, которые совместно с последними полностью восстанавливают функцию, аппроксимирующую истинное распределение тока.

Проволочная модель представляет собой систему прямолинейных проводников. Она должна включать:

Все линейные проводники (фидеры, трубы водяного охлаждения и т.д.);

Шкафы передатчиков (в диапазонах НЧ и СЧ шкафы с превалирующим размером моделируются одним проводом большого радиуса, в диапазоне ВЧ - проволочной сеткой);

Экранированные стены и перекрытия здания (в том числе железобетонные).

Модель строится в основной декартовой системе, использованной при моделировании источников. Каждый прямолинейный проводник задается упорядоченной парой радиус-векторов крайних точек (порядок записи векторов определяет положительное направление тока). Линейные размеры ячеек сеток, моделирующих сплошные поверхности, не должны превышать 3,5 % длины волны, и быть, по крайней мере, вдвое меньше расстояния до ближайшего линейного проводника (например, фидера). С целью снижения объема вычислений следует варьировать густоту сетки в зависимости от расстояния до линейных проводников, шкафов передатчиков и др. В случае сложной конфигурации здания можно разделить объект на отдельные части, соединенные электрически малыми дверными проемами, и для каждой такой части отдельно решать задачу.

Система проводников модели представляет собой криволинейный контур L`. Для определения базисных функций на нем выделяются N коротких отрезков - сегментов. Каждый k-й сегмент определяется тремя точками: l` 1, k - начало, l` 0, k - средняя точка, l` 2, k - конец. Соответствующая ему k-я базисная функция задается выражениями:

b k (l`) = sinb(l` - l` 1, k)/sinbL 1 , l` 1, k ? l` ? l` 0, k , (3.20)

b k (l`) = sinb(l` 2,k - l`)/sinbL 2 , l` 0,k ? l` ? l` 2,k ,

где, L 1 = l` 0, k - l` 1, k ;

L 2 = l` 2, k - l` 0, k .

В сущности, сегмент представляет собой короткий вибратор с кусочно-синусоидальным током, причем в общем случае его плечи - отрезки и - могут не лежать на одной прямой и иметь разную длину. Соседние сегменты частично перекрываются: средняя точка k-гo сегмента l` 0, k совпадает с концом (k - 1)-гo и началом (k + 1)-гo сегментов.

Электрические контакты между проводниками (например, в узлах сетки) описываются введением специальных сегментов, плечи каждого из которых лежат на разных проводниках. При этом автоматически выполняется закон Кирхгоффа для узла цепи.

На поверхности провода на расстоянии его радиуса у средней точки каждого сегмента вводится соответствующая точка сшивания. Кривые, соединяющие точки сшивания и проходящие по поверхности проводников образуют контур L.

Токовая функция представляется в виде разложения по системе базисных функций:

, (3.22)

где, I k - неизвестные (искомые) коэффициенты - амплитуды токов сегментов в пучностях.

Величины I k находятся решением СЛАУ:

I = 1, 2, … N, (3.23)

где каждый коэффициент Z ik выражает связь между k-м и i-м сегментами и имеет смысл тангенциальной составляющей поля в точке сшивания i-гo сегмента при I k = 1 А, свободные члены Е i обусловлены действием сторонних источников. Коэффициенты Z ik вычисляются следующим образом. Поскольку плечи сегмента в общем случае могут не лежать на одной прямой, удобно вычислять поле каждого плеча отдельно, суммируя затем соответствующие тангенциальные составляющие. Поле, создаваемое одним плечом, целесообразно вычислять в виде разложения по единичным векторам 1 z и 1r цилиндрической системы координат, ось аппликат которой (OZ) совмещена с плечом, средняя точка сегмента находится в начале координат, начало (для 1-го плеча) или конец (для 2-го плеча) сегмента находится в области положительных z.

Формулы для z-й и r-й компонент поля, создаваемого в точке сшивания одним из плеч сегмента (в соответствующей цилиндрической системе) имеют вид:

(3.24)

где, r 1 - расстояние до точки наблюдения от начала (конца) сегмента, м;

r 0 - расстояние до точки наблюдения от средней точки сегмента, м;

b = 2p/l - волновое число;

l - длина волны, м;

l - длина рассматриваемого плеча, м;

z и r - цилиндрические координаты точки наблюдения (соответственно аппликата и проекция радиус-вектора точки на плоскость z = 0, м).

Знак «+» в (3.24, 3.25) соответствует 1-му плечу сегмента, знак «-» -2-му.

Пусть z- и r-компоненты поля по формулам (3.24, 3.25) рассчитаны для обоих плеч k-гoсегмента, т.е. получены 4 числа. Обозначим их E m, k , m = 1, 2, 3, 4. Каждой m-й компоненте в исходной основной системе координат соответствует единичный вектор 1` m, k . С учетом этих обозначений формула для Z ik может быть записана в виде:

, (3.26)

где, 1 i - единичный вектор, тангенциальный к L в i-й точке сшивания.

Формула для свободных членов Е i имеет вид:

Е i = j(1 i , E ст (v i)), (3.27)

где, E ст (v i) - стороннее поле, создаваемое всеми источниками рассмотренными выше;

v i - радиус-вектор i-й точки сшивания в исходной основной системе координат.

После вычисления коэффициентов и свободных членов составляется и решается СЛАУ (3.23).

Решение СЛАУ наиболее целесообразно выполнять методом оптимального исключения, требующим сохранения в памяти ЭВМ только верхней треугольной матрицы коэффициентов СЛАУ (включая главную диагональ) и столбца свободных членов.

3.3. РАСЧЕТ УРОВНЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

После решения СЛАУ (3.23) имеем систему токов:

Сторонние на экранах фидеров и эквивалентные магнитные токи щелей шкафов передатчиков;

Наведенные на металлические тела, в том числе на экраны фидеров, обтекаемые сторонними токами (полный ток экранов фидеров будет суммой сторонних и наведенных токов).

Кроме того (в случае неэкранированного здания) имеются сторонние поля создаваемые антеннам радиоцентра.

Полное поле в некоторой точке наблюдения будет суперпозицией стороннего поля антенн, поля сторонних токов (экраны фидеров, щели шкафов) и поля наведенных токов.

Электрическое поле излучения антенн находится методом, описанным выше. Для вычисления магнитного поля можно, учитывая удаленность антенн, использовать приближенный подход, основанный на предположении о волновом характере поля. При этом для антенны вертикальной поляризации в цилиндрической системе (ось аппликат вертикальна и совпадает с антенной) магнитное поле имеет только j-составляющую:

Н j = E z /(120p), (3.28)

для антенны горизонтальной поляризации в такой же цилиндрической системе надо найти Е j , тогда магнитное поле будет иметь только z-составляющую:

H z = Ej/(120p). (3.29)

Поле, создаваемое сторонними токами экранов фидеров, вычисляется по формулам (3.11 - 3.13), как это было описано выше; поле излучения из щелей шкафов передатчиков - по формулам (3.17 - 3.19).

Поле, создаваемое наведенными токами является суперпозицией полей отдельных сегментов. Для вычисления электрического поля необходимо методом, описанным выше, рассчитать коэффициенты СЛАУ для точки наблюдения, рассматривая ее как точку сшивания, причем контур L поочередно ориентировать вдоль базисных векторов основной декартовой системы. Тогда поле одного сегмента (пусть это будет i-й сегмент) будет произведением тока в пучности I i на этот коэффициент.

Магнитное поле сегментов вычисляется как суперпозиция полей отдельных их плеч следующим образом. Для каждого плеча каждого сегмента строится цилиндрическая система координат так, что ось аппликат (OZ) совпадает с плечом, центральная точка сегмента находится в начале координат, его крайняя точка - в области положительных z. В такой системе магнитное поле будет иметь только j-составляющую, которая вычисляется по формуле:

где, I 0 - ток в пучности, т.е. коэффициент I i для i-гoсегмента, найденный в результате решения СЛАУ;

r 1 и r 0 - расстояния до точки наблюдения от крайней и средней точки сегмента, соответственно;

l - длина плеча;

z и r - цилиндрические координаты точки наблюдения. После вычисления Н j для некоторого плеча, находятся проекции вектора магнитного поля на оси основной декартовой системы. Данная процедура выполняется для всех плеч, полное магнитное поле наведенных токов находится как сумма соответствующих проекций.

4. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Инструментальный контроль уровней ЭМП проводится с целью определения фактического состояния электромагнитной обстановки на рабочих местах обслуживающего персонала и служит средством оценки достоверности результатов расчета. Измерения проводятся:

На этапе предупредительного санитарного надзора - при приемке радиотехнического объекта (РТО) в эксплуатацию;

На этапе текущего санитарного надзора - при изменении технических характеристик или режимов работы (мощности излучения, антенно-фидерного тракта, направлений излучения и т.п.);

При изменении ситуационных условий размещения технических средств станций (изменение расположения антенн, фидеров, высот их установки, азимута или угла места максимального излучения антенн, изменения расположения передатчиков);

После проведения защитных мероприятий, направленных на снижение уровней ЭМП;

В порядке плановых контрольных измерений (не реже одного раза в год).

При подготовке к проведению измерений проводятся следующие работы:

Согласование с заинтересованными предприятиями и организациями цели, времени и условий проведения измерений;

Определение необходимости использования средств индивидуальной защиты;

Подготовка необходимой измерительной аппаратуры. Настоящая методика распространяется на все рабочие места персонала радиопредприятий, излучающих энергию НЧ, СЧ и ВЧ диапазонов.

4.1. ОПЕРАЦИИ ИЗМЕРЕНИЙ

При проведении измерений должны выполняться следующие операции:

Измерение напряженности электрической составляющей электромагнитного поля,

Измерение напряженности магнитной составляющей электромагнитного поля,

Пересчет измеренных уровней электрической и магнитной составляющих в значения энергетической нагрузки.

4.2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

При проведении измерений должны применяться следующие образцовые и вспомогательные средства:

Селективный микровольтметр SMV-11 (SMV-6);

Специальная антенна для измерения электрической составляющей ЭМП на частотах 0,06 - 30 МГц («ОРТ»);

Специальная антенна для измерения магнитной составляющей ЭМП на частотах 0,06 - 30 МГц.

Разрешается, кроме указанных выше, применять другие измерительные селективные (WMS-4, ESH2, ESH 3, ESHS 10) и широкополосные приборы (NFM-1, ПЗ-15 - ПЗ-22) с погрешностями не хуже, чем у приборов, перечисленных выше.

4.3. УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

При проведении измерений должны соблюдаться следующие условия:

Температура окружающей среды 293 ± 5 К° (20 ± 5 С°);

Атмосферное давление 100 ± 4 кПа (750 ± 30 мм. рт. ст.);

Относительная влажность воздуха 65 ± 15 %;

Напряжение питания сети частотой 50 Гц ± 1 % и содержание гармоник до 5 % должно быть 220 В ± 2 %.

Измерения на рабочих местах проводят на расстояниях от источников ЭМП, соответствующих нахождению тела работающих, на нескольких уровнях от поверхности пола или земли с определением максимального значения напряженности ЭМП для каждого рабочего места.

Минимальное расстояние между измерительной антенной и металлическими поверхностями не должно быть менее четырех максимальных размеров антенны, при размерах антенны не более 0,25 м.

4.4. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

4.4.1. Измерение уровня напряженности электрической составляющей ЭМН в диапазоне частот 0,06 - 30 МГц.

4.4.1.1. Уровень напряженности поля определяют на каждой рабочей частоте радиопередающего устройства.

4.4.1.2. Включают селективный микровольтметр и прогревают его в течении времени, указанном в инструкции по эксплуатации.

4.4.1.3. Специальную антенну для измерения электрической составляющей ЭМП располагают в выбранной плоскости XOY по оси X в соответствующей точке измерения.

4.4.1.4. Включают (если оно не работает) радиопередающее устройство в режим непрерывного излучения.

4.4.1.5. Устанавливают и калибруют частоту прибора SMV-11.

4.4.1.6. Настраивают прибор на измеряемый сигнал.

4.4.1.7. Проводят калибровку усиления.

4.4.1.8. Отсчитывают измеренное значение напряжения по сумме ослабления на делителях и по показанию индикаторного прибора в дБ.

4.4.1.9. Определяют напряженность поля по сумме измеренного значения напряжения и калибровочного коэффициента специальной измерительной антенны на данной частоте в дБ.

4.4.1.10. Производят пересчет значения напряженности поля Е, выраженной в дБ относительно 1 мкВ, в В/м по формуле

E x (В/м) = 10 0,05Е (дБ) *10 -6 .

4.4.1.11. Ориентируют измерительную антенну по оси Y, повторяют действия по пп. 4.4.1.7 - 4.4.1.10, определяя Е у .

4.4.1.12. Устанавливают измерительную антенну ортогонально к плоскости XOY, повторяют действия по пп. 4.4.1.7 - 4.4.1.10, определяя E z .

4.4.1.13. Повторяют измерения составляющих Е х, Е у, E z еще два раза. Выбирают наибольшие из измеренных значений.

4.4.1.14. Повторяют действия по пп. 4.4.1.7 - 4.4.1.13, поместив антенну в другую точку пространства на рабочем месте обслуживающего персонала (на другую высоту). Выбирают наибольшие из измеренных значений.

4.4.1.15. Повторяют действие по п. 4.4.1.14 так, чтобы на одном рабочем месте были проведены измерения не менее, чем в трех точках. Выбирают наибольшие из измеренных значений.

4.4.1.16. Производят пересчет измеренных значений в значение суммарной составляющей по формуле

4.4.2. Измерение уровня напряженности магнитной составляющей ЭМП в диапазоне частот 0,06 - 30 МГц.

4.4.2.1. Измерения проводят согласно п. 4.4.1, заменив антенну для измерения электрической составляющей на специальную антенну для измерения магнитной составляющей.

4.4.2.2. Производят пересчет измеренных значений в значение суммарной составляющей по формуле

4.4.3. Проводят измерения электрической и магнитной составляющих ЭМП, создаваемого другими радиопередающими устройствами на их рабочих частотах согласно пп. 4.4.1 - 4.4.2.

Результаты измерений оформляются протоколом.

Контроль уровней электромагнитных полей должен осуществляться:

При проектировании, приемке в эксплуатацию, изменении конструкции источников ЭМП и технологического оборудования;

При организации новых рабочих мест;

При аттестации рабочих мест;

В порядке текущего надзора за действующими источниками ЭМП.

Контроль может осуществляться путем использования расчетных методов (преимущественно при проектировании новых или реконструкции действующих объектов, являющихся источниками ЭМП) и/или проведения инструментальных измерений на рабочих местах (преимущественно для действующих объектов ЭМП), позволяющих с достаточной степенью точности оценивать напряженность ЭП и МП или ППЭ.

Результаты измерений оформляются в виде протокола и (или) карты распределения уровней электрических, магнитных или электромагнитных полей, в соответствии с планом размещения оборудования или с планом помещения, где производились измерения. Периодичность контроля – 1 раз в 3 года.

Контроль уровней напряженности постоянного магнитного поля (ПМП) должен осуществляться на рабочих местах персонала, а в случае отсутствия постоянного рабочего места в нескольких точках рабочей зоны, расположенных на разных расстояниях от источника ПМП при всех режимах работы источника или только при максимальном режиме. Этот контроль должен производиться при обслуживании линии передачи постоянного тока, электролитных ванн, при производстве и эксплуатации постоянных магнитов и электромагнитов, магнитогидродинамических генераторов, установок ядерного магнитного резонанса, магнитных сепараторов, при использовании магнитных материалов в приборостроении и физиотерапии и пр.

Контроль уровней ПМП должен производиться путем измерения значений магнитной индукции или напряженности магнитной составляющей ЭМПна постоянных рабочих местах персонала или, в случае отсутствия постоянного рабочего места, в нескольких точках рабочей зоны, расположенных на разных расстояниях от источника ПМП при всех режимах работы источника или только при максимальном режиме. При гигиенической оценке уровней ПМП на рабочем месте определяющим является наибольшее из всех зарегистрированных значений. Измерения проводят на высоте 0,5; 1,0 и 1,7м (рабочая поза «стоя») и 0,5; 0,8 и 1,4 м (рабочая поза «сидя») от опорной поверхности.

Контроль уровней напряженности ПМП для условий локального воздействия должен производиться на уровне конечных фаланг пальцев кистей, середины предплечья, середины плеча. Определяющим является наибольшее значение измеренной напряженности.

В случае непосредственного контакта рук человека с магнитом измерения напряженности или магнитной индукции ПМП производятся путем непосредственного контакта датчика средства измерения с поверхностью магнита.

Контроль уровней напряженности электромагнитного поля частотой 50 Гц должен осуществляться раздельно для электрического поля (ЭП) и магнитного поля (МП) на рабочих местах персонала, обслуживающего электроустановки переменного тока (линии электропередачи, распределительные устройства и др.), электросварочное оборудование, высоковольтное электрооборудование промышленного, научного и медицинского назначения и др. Контроль должен осуществляться во всех зонах возможного нахождения человека при выполнении им работ, связанных с эксплуатацией и ремонтом электроустановок. Измерения должны проводиться на высоте 0,5; 1,5 и 1,8 м от поверхности земли, пола помещения или площадки обслуживания оборудования и на расстоянии 0,5 м от оборудования и конструкций, стен зданий и сооружений.

На рабочих местах, расположенных на уровне земли и вне зоны действия экранирующих устройств, в соответствии со стандартом на экранирующие устройства для защиты от электрических полей промышленной частоты, напряженность ЭП частотой 50 Гц допускается измерять лишь на высоте 1,8 м.

Измерения и расчет напряженности (индукции) МП частотой 50 Гц должны производиться при максимальном рабочем токе электроустановки, а также при отсутствии его искажения находящимися вблизи рабочего места железосодержащими предметами. Измеренные значения должны пересчитываться на максимальный рабочий ток (I max) путем умножения измеренных значений на отношение I max / I, где I – ток электроустановки при измерениях.

Контроль уровней напряженности электромагнитного поля диапазона радиочастот³ 10 кГц-300 ГГц должен осуществляться на рабочих местах персонала при обслуживании производственных установок, генерирующего, передающего и излучающего оборудования, радио- и телевизионных центров, радиолокационных станций, физиотерапевтических аппаратов и пр.

Измерения уровней напряженности ЭМП должны проводиться для всех рабочих режимов установок при максимальной используемой мощности. В случае измерений при неполной излучаемой мощности делается перерасчет до уровней максимального значения путем умножения измеренных значений на соотношение W max / W , где W max – максимальное значение мощности, W – мощность при проведении измерений.

Измерения проводят на высоте 0,5; 1,0 и 1,7 м (рабочая поза «стоя») и 0,5; 0,8 и 1,4 м (рабочая поза «сидя») от опорной поверхности с определением максимальных значений напряженности электрического поля Е и напряженности магнитного поля Н или плотности потока энергии ППЭ для каждого рабочего места.

Контроль степени воздействия ЭМП в случае локального облучения рук персонала следует дополнительно проводить на уровне кистей, середины предплечья.

Контроль степени воздействия ЭМП, создаваемых вращающимися или сканирующими антеннами, осуществляется на рабочих местах и местах временного пребывания персонала при всех рабочих значениях угла наклона антенн.

В высокочастотном диапазоне ЭМП степень вредного воздействия оценивается величиной энергетической экспозиции (ЭЭ). В диапазонах частот ³ 30 кГц-3 МГц и ³ 30 МГц-50 МГц учитываются ЭЭ, создаваемая как электрическим (ЭЭ Е), так и магнитным полями (ЭЭ Н):

При облучении работающего от нескольких источников ЭМП радиочастотного диапазона, для которых установлены единые ПДУ, энергетическая экспозиция за рабочий день определяется путем суммирования ЭЭ, создаваемых каждым источником.

Государственная система санитарно-эпидемиологического
нормирования Российской Федерации

Методические указания

МУК 4.3.045-96

Госкомсанэпиднадзор России

Москва

1996

1. Разработаны сотрудниками Самарского отраслевого научно-исследовательского института радио Министерства связи Российской Федерации (Бузовым А. Л., Романовым В. А., Казанским Л. С., Кольчугиным Ю. И., Юдиным В. В.).

2. Утверждены и введены в действие Председателем Госкомсанэпиднадзора России - Главным Государственным санитарным врачом Российской Федерации 2 февраля 1996 г.

3. Представлены Министерством связи России (№ 5591 от 24.10.95).

4. Введены взамен «Методических указаний по определению уровней электромагнитного поля и границ санитарно-защитной зоны и зон ограничения застройки в местах размещения средств телевидения и ЧМ-радиовещания», утв. Минздравом СССР № 3860-85.

4.3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Определение уровней электромагнитного поля
в местах размещения средств телевидения и ЧМ-радиовещания

Методические указания

1. Область применения

Методические указания составлены в помощь инженерам органов и учреждений санитарно-эпидемиологической службы, инженерно-техническим работникам, проектным организациям средств связи с целью обеспечения предупредительного санитарного надзора за источниками излучения ОВЧ и УВЧ-диапазонов технических средств телевидения и ЧМ радиовещания, определения границ санитарно-защитных зон и зон ограничения застройки, а также для прогнозирования уровней электромагнитного поля (ЭМП) при выборе мест размещения этих средств.

2. Сущность метода

Методические указания содержат методику расчетного прогнозирования напряженности электрической составляющей (Е) электромагнитного поля излучающих технических средств ОВЧ и УВЧ диапазоном, методику определения границ санитарных зон и методику их измерений. Методика прогнозирования основана на использовании метода, предложенного Б. А. Введенским.

Исходными данными для расчета служат параметры технических средств, включенные в санитарный паспорт действующего или проектируемого радиотехнического объекта. Результаты прогноза и контрольных измерений наносятся на ситуационный план с указанием границ санитарно-защитной зоны и зон ограничения застройки для различных высот планируемого строительства.

Методические указания учитывают индивидуальность объектов, проявляющуюся (с точки зрения электромагнитной обстановки) в различии набора технических средств, размещения и ориентации антенн, излучаемой мощности, частоты и т.п.

В качестве передающих антенн ОВЧ и УВЧ диапазонов указания предполагают использование направленных и ненаправленных (в горизонтальной плоскости) антенн, размещаемых на опорах различного поперечного сечения.

3. Основные положения методики расчетного прогнозирования уровней электромагнитного поля и границ санитарных зон

3.1. Основой метода расчета напряженности электрической составляющей поля станций телевизионного вещания (независимо от целей прогноза) является интерференционная формула Б.А. Введенского:

(3.1)

где Р - мощность на входе антенно-фидерного тракта, Вт;

G - коэффициент усиления антенны относительно изотропного излучателя, определяемый в направлении максимального излучения;

Пафт = По * Пт - коэффициент потерь в антенно-фидерном тракте;

По - потери на отражение, обусловленные недостаточным уровнем согласования антенны с магистральным фидером (обычно По > 0,9);

Пт - КПД фидера, определяемый тепловыми потерями (характеристики фидеров на поставляемую длину, приводятся в справочниках, выпущенных ГСПИ РТВ);

R - расстояние от геометрического центра антенны до точки наблюдения (наклонная дальность), м;

F в(a ) - нормированная диаграмма направленности (ДН) в вертикальной плоскости;

a - угол, образованный направлением на точку наблюдения и плоскостью горизонта, град.:

F г(j ) - нормированная ДН в горизонтальной плоскости;

j -азимут,град.;

Кф = 1,15 ... 1,3 - множитель ослабления.

где М - общее число излучателей в решетке;

ДН излучателя:

А i - комплексная амплитуда возбуждения i -го излучателя (может быть нормированной, т.е. безразмерной величиной);

Волновое число; - длина волны, м;

Скалярное произведение единичного вектора направленияизлучения на радиус-вектор i -го излучателя (разность хода относительно начала координат введенных цилиндрической и сферической систем).

Скалярное произведение вычисляется в декартовой системе (начало координат совпадает с началом координат цилиндрической и сферической систем, ось 0 Z - с полярной осью):

(3.3)

где Е t - тангенциальная составляющая стороннего электрического поля. В/м;

L ¢ - контур (необязательно гладкий и непрерывный) совпадающий с осями проводников;

L - аналогичный контур на поверхностях проводников;

1, 1 ¢ - единичные векторы в точках I и I ¢ , тангенциальные к контурам L и L ¢ направленные в соответствии с положительными направлениями криволинейных систем L и L ¢ , соответственно;

I (I ") - искомая токовая функция;

1 r - единичный вектор в точке наблюдения (точка I ), сонаправленный с потенциальной составляющей электрического поля, созданной элементарным зарядом в точке I ";

r - вспомогательная координата, м, отсчитываемая вдоль прямой, проходящей через точки I и I ";

положительное направление соответствует направлению вектора 1 r (поскольку r используется только для дифференцирования, начало данной системы координат определять не требуется).

Токовая функция находится из условия равенства нулю тангенциальной составляющей полного (с учетом стороннего поля) электрического поля на поверхностях проводников (граничные условия для металла). В соответствии с данным методом граничные условия должны выполняться в отдельных точках (точках сшивания).

Искомая функция тока I (I ") при кусочно-синусоидальном базисе разложения определяется как сумма ку c очно-линейных функций - мод:

(3.5)

где N - число мод тока;

k - номер моды;

I k - весовой коэффициент при базисной функции k -й моды, А;

В k (I ¢ ) - кусочно-линейная базисная функция k -й моды. Поскольку ток и его производная являются суммами, интеграл в () заменяется суммой интегралов (число интегралов равно числу мод тока, т.е. N ), причем каждый интеграл вычисляется по длине соответствующего сегмента, а каждый весовой коэффициент (как независящий от переменной интегрирования I ¢ ) выносится за знак соответствующего интеграла. Подинтегральные функции больше не содержат неизвестных величин, поэтому интегралы могут быть вычислены. Уравнения вида, записанные для N точек сшивания образуют систему линейных уравнений относительно I 1 , I 2 , ¼ I N , которая в матричной записи имеет вид:

[ Z ] [ I ] = [ E ] (3.6)

где [ Z ] - квадратная матрица комплексных коэффициентов системы;

[ I ] - вектор-столбец искомых весовых коэффициентов;

[Е] - вектор-столбец,

ДН излучателя целесообразно находить в режиме передачи.

При этом необходимо положить равными нулю все элементы [ E ] , кроме элемента (элементов), соответствующего сегменту, расположенному в зазоре вибратора, к которому подведено возбуждающее напряжение.

При расчетах уровней ЭМП по допускается использовать известные значения ДН, приводимые в "Сборниках справочных материалов по антеннам и фидерам передающих телевизионных и УКВ ЧМ вещательных радиостанций", которые выпускает ГСПИ РТВ, и в паспортных данных соответствующих антенн на рабочей частоте.

3.3. Коэффициент усиления антенны относительно изотропного излучателя G определяется в направлении максимального излучения как плотность потока мощности в данном направлении, отнесенная к усредненной по всем направлениям величине плотности потока мощности. Последняя находится путем численного интегрирования. Расчетная формула для G имеет вид:

(3.8)

где ненормированная ДН, найденная по ,

Ее максимальное значение;

М и N - соответственно число значений и , взятых при численном интегрировании.

3.4. Мощность передатчика на входе антенно-фидерного тракта определяется:

Для ОВЧ ЧМ вещания - Р - номинальная мощность;

Для телевизионного вешания - Р = Рном - на частоте звукового вещания, Р = 0,327 P ном - на частоте канала изображения.

3.5. Распределение напряженности электромагнитного поля (ЭМП) рассчитывается в зависимости от горизонтальной дальности r - для нескольких значений высоты возвышения расчетной точки над уровнем земли, одно из которых должно быть 2 м.

3.6. Множитель Кф - 1.15 - 1.3 учитывает влияние отражающих поверхностей в условиях городской застройки.

3.7. Расчеты распределений уровней напряженности поля (плотности потока мощности (ППМ)) от каждого технического средства и суммарной интенсивности воздействия (СИВ) электромагнитного поля с целью выявления экологически критичных расстояний проводятся для различных высот точек наблюдения и используются в дальнейшем для определения границ санитарно-защитной зоны и зон ограничения застройки. При этом в начале каждого расчета определяются СИВ для гипотетически наихудшего случая: когда значения диаграмм направленности в горизонтальной плоскости равны единице и совпадают в одном из радиальных направлений. Данное допущение позволяет определить наиболее критичные с экологической точки зрения расстояния от башни РТПЦ, в пределах которыхдолжны быть проведены тщательные расчеты с учетом несовпадения максимумов реальных горизонтальных диаграмм антенн.

3.8. Расчет границ санитарных зон проводится по СИВ

(3.9)

где: Е 1 , Е 2 , ¼ Е n - расчетные значения напряженности поля на рабочих частотах технических средств для высот точек наблюдения 2 м (C 33) и более 2 м (303);

Е ПДУ - предельно допустимые уровни напряженности поля для соответствующих частот;

ППЭ - расчетные значения плотности потока мощности;

ППЭ ПДУ - предельно допустимый уровень облучения населения ЭМП УВЧ диапазона.

4. Методика измерения уровней электромагнитного поля

Инструментальный контроль уровней ЭМП проводится с целью определения фактического состояния электромагнитной обстановки в районах размещения излучающих средств и служит средством оценки достоверности результатов расчета.

Измерения проводятся:

На этапе текущего санитарного надзора - при изменении технических характеристик или режимов работы (мощности излучения антенно-фидерного тракта, направлений излучения и т.п.);

При изменении ситуационных условий размещения станций (изменение расположения антенн, высот их установки, азимута или угла места максимального излучения, застройки прилегающих территорий);

После проведения защитных мероприятий, направленных на снижение уровней ЭМП;

В порядке плановых контрольных измерений (не реже одного раза в год).

4.1. Подготовка к проведению измерений

При подготовке к проведению измерений проводятся следующие работы:

Рекогносцировка района проведения измерений;

Выбор трасс (маршрутов) и площадок измерений, при этом, число трасс определяется рельефом местности, прилегающей к объекту, и целью измерений;

Организация связи для обеспечения взаимодействия между персоналом станции и группой измерений;

Обеспечение измерений дальности до точки измерений;

Определение необходимости использования средств инди видуальной защиты;

Подготовка необходимой измерительной аппаратуры.

4. 2. Выбор трасс (маршрутов) измерений

Число трасс определяется рельефом прилегающей местности и целью измерений. При установлении границ С33 выбирается несколько трасс, определяемых по конфигурации теоретических границ С33 и прилегающей селитебной зоны. При текущем санитарном надзоре, когда характеристики станции и условия ее эксплуатации остаются неизменными, измерения могут проводиться по одной характерной трассе или по границе С33.

При выборе трасс учитывается характер прилегающей местности (рельеф, растительный покров, застройка и пр.) в соответствии с которым, район, прилегающий к станции, разбивается на секторы. В каждом секторе выбирается радиальная, относительно станции, трасса. К трассе предъявляются требования:

Трасса должна быть открытой, а площадки, на которых намечается поведение измерений, должны иметь прямую видимость на антенну излучающего средства;

Вдоль трассы, в пределах главного лепестка ДН, не должно быть переизлучателей (металлических конструкций и сооружений, линий электропередачи и т.п.) и других затеняющих местных предметов;

Наклон трассы должен быть минимальным по сравнению с наклоном всех возможных трасс в данном секторе;

Трасса должна быть доступной для пешего передвижения или для автотранспорта;

Протяженность трассы определяется на основе расчетного удаления границ С33 и глубины зоны ограничения застройки (в 1,5 - 2 раза больше);

Точки (площадки) для проведения измерений следует выбирать с интервалом не более 25 м - при удалении до 200-300 м от излучающей антенны; 50- 100 м - при удалении от 200-300 м до 500-1000 м; 100 м и более - при удалении более 1000 м.

При выборе площадок для проведения измерений следует учесть, чтобы в радиусе до 10 м отсутствовали местные предметы и из любой ее точки обеспечивалась прямая видимость на излучающую антенну.

4.3. Проведение измерений

Аппаратура, используемая для измерений уровней ЭМП, должна быть исправной и иметь действующее свидетельство о государственной поверке.

Подготовка аппаратуры к измерениям и сам процесс измерения производится в соответствии с инструкцией по эксплуатации применяемого прибора.

На этапе текущего санитарного надзора, когда технические характеристики РТО, условия и режим его эксплуатации остаются неизменными, измерения могут проводиться по одной характерной трассе или по границе санитарно-защитной зоны.

Измерительная антенна прибора ориентируется в пространстве в соответствии с поляризацией измеряемого сигнала.

Измерения производятся в центре площадки на высоте от 0.5 до 2 м. В этих пределах отыскивается высота, при которой отклонение показаний прибора наибольшее, на этой высоте плавно поворачивая измерительную антенну в горизонтальной, а при необходимости и в вертикальной плоскости, вновь последовательно добиваются максимального показания прибора. Максимальное значение измеряемой величины принимается за отсчет.

На каждой площадке необходимо проводить не менее трех независимых измерений. Результатом является среднее арифметическое значение этих измерений.

Измерения напряженности ноля каждого технического средства проводятся с помощью комплекта FS М-8, включенного в режим измерения эффективных значений на несущих частотах видео- и звукового каналов.

Результирующее значение этих измерений находится согласно .

Измерения могут производиться и другими приборами с аналогичными параметрами.

Для измерения дальности от основания опоры до точки измерения могут использоваться теодолит, мерная лента, план (карта) местности и другие доступные способы, обеспечивающие достаточную точность.

По результатам измерений составляется протокол. Резуль таты измерений должны вноситься в санитарный паспорт РТО и доводиться до сведения его администрации.

МУК 4.3.1677-03

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

4.3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Определение уровней электромагнитного поля, создаваемого излучающими
техническими средствами телевидения, ЧМ радиовещания и базовых станций
сухопутной подвижной радиосвязи

Дата введения: с момента утверждения

1. РАЗРАБОТАНЫ сотрудниками Самарского отраслевого научно-исследовательского института радио Министерства Российской Федерации по связи и информатизации (А.Л.Бузовым, С.Н.Елисеевым, Л.С.Казанским, Ю.И.Кольчугиным, В.А.Романовым, М.Ю.Сподобаевым, Д.В.Филипповым, В.В.Юдиным).

2. Представлены Минсвязи России (письмо N ДРТС-2/988 от 2.12.02). Одобрены комиссией по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Минздраве России.

3. УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации от 29.06.03.

4. ВВЕДЕНЫ взамен МУК 4.3.045-96 и МУК 4.3.046-96 (в части базовых станций).

Назначение и область применения

Методические указания предназначены для применения специалистами центров государственного санитарно-эпидемиологического надзора, инженерно-техническими работниками, проектными организациями, операторами связи в целях обеспечения санитарно-эпидемиологического надзора за источниками излучения.

Методические указания устанавливают методики определения (расчета и измерений) уровней электромагнитного поля (ЭМП), излучаемого техническими средствами телевидения, ЧМ радиовещания и базовых станций сухопутной подвижной радиосвязи в диапазоне 27-2400 МГц в местах их размещения.

Документ введен взамен МУК 4.3.04-96* и МУК 4.3.046-96 (в части базовых станций). Отличается от прежних документов тем, что содержит методику расчета уровней ЭМП для произвольных расстояний от антенн, включая ближнюю зону, с учетом подстилающей поверхности и влияния различных металлоконструкций.
_____________
* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать МУК 4.3.045-96 . - Примечание "КОДЕКС".

Методические указания не распространяются на средства связи, содержащие апертурные антенны.

1. Общие положения

Определение уровней ЭМП проводится с целью прогнозирования и определения состояния электромагнитной обстановки в местах размещения излучающих объектов телевидения, ЧМ вещания и базовых станций сухопутной подвижной радиосвязи.

Расчетное прогнозирование проводится:

- при проектировании передающего радиотехнического объекта (ПРТО);

- при изменении условий размещения, характеристик или режимов работы технических средств действующего ПРТО (изменение расположения антенн, высот их установки, направлений излучения, мощности излучения, схемы антенно-фидерного тракта, застройки прилегающих территорий и т.п.);

- в случае отсутствия материалов расчетного прогнозирования электромагнитной обстановки ПРТО;

- при сдаче ПРТО в эксплуатацию (при внесении изменений в проект относительно его первоначального варианта, для которого осуществлялось расчетное прогнозирование).

Измерения проводятся:

- при сдаче ПРТО в эксплуатацию;

- в порядке плановых контрольных измерений не реже одного раза в три года (в зависимости от результатов динамического наблюдения периодичность проведения измерений уровней ЭМП может быть сокращена по решению соответствующего центра госсанэпиднадзора, но не чаще, чем один раз в год);

- при изменении условий размещения, характеристик или режимов работы технических средств действующего ПРТО;

- после проведения защитных мероприятий, направленных на снижение уровней ЭМП.

В методике расчетного прогнозирования определены следующие способы расчета уровней ЭМП:

- непосредственно по току в проводниках антенны (предварительно рассчитанному);

- по диаграмме направленности (ДН) антенны, которая определяется по распределению тока в проводниках антенны;

- по паспортным ДН антенны.

Для тех случаев, когда антенна представляет собой антенную решетку, в качестве элементов которой используются излучатели неизвестной конструкции с известными ДН, предусмотрена возможность расчета ДН такой решетки.

Расчет уровней ЭМП непосредственно по току выполняется для относительно малых расстояний от антенны (в ближней и промежуточной зонах), расчет по ДН - для относительно больших расстояний (в дальней зоне). Паспортные ДН используются при отсутствии сведений о конструкции антенны.

Распределение тока по проводникам антенны находится решением электродинамической задачи методом интегрального уравнения. При этом антенна представляется в виде системы определенным образом расположенных и ориентированных в пространстве проводников.

В методике расчета уровней ЭМП предусмотрены:

- возможность учета подстилающей поверхности на основе двухлучевой модели распространения радиоволн в предположении, что подстилающая поверхность не влияет на распределение тока в проводниках антенны;

- возможность учета влияния металлоконструкций на основе определения тока, наведенного на них полем антенны.

Исходными данными для расчета уровней ЭМП служат геометрические параметры антенны в виде набора координат концов проводников, геометрические и электрофизические параметры подстилающей поверхности, технические характеристики радиопередающих средств.

В прилож.3 приведена информация о рекомендуемом программном обеспечении, включающем в себя расчет уровней ЭМП по изложенным в методических указаниях методикам для указанных технических средств.

Методика измерений основана на принципах, заложенных в расчетный прогноз, и ориентирована на использование существующих измерительных приборов, обеспечивающих достаточную точность контроля уровней ЭМП.

2. Основные положения методики расчетного прогнозирования уровней электромагнитного поля

2.1. Сущность метода

Расчет уровней ЭМП непосредственно по току антенны выполняется в два этапа: сначала рассчитывается распределение тока в проводниках антенны, затем - уровни ЭМП. Расчет распределения тока выполняется на основе решения соответствующей электродинамической задачи методом интегрального уравнения в тонкопроволочном приближении. При этом реальная конструкция антенны представляется в виде системы электрически тонких цилиндрических проводников. Решение интегрального уравнения выполняется методом коллокации при кусочно-синусоидальном базисе. Расчет уровней ЭМП выполняется непосредственно по найденному распределению тока с учетом наличия апертурных искажений и реактивных полей.

Расчет уровней ЭМП по рассчитанной ДН выполняется в три этапа: сначала рассчитывается распределение тока в проводниках антенны, затем - ДН и коэффициент направленного действия (КНД), на завершающем этапе по найденным ДН и КНД рассчитываются уровни ЭМП. Распределение тока в проводниках определяется так же, как и при расчете уровней ЭМП непосредственно по току антенны.

Расчет уровней ЭМП по паспортным ДН выполняется в один этап. При этом считается, что излучение (с заданной направленностью, определяемой паспортными ДН) происходит из точки, принимаемой за фазовый центр антенны.

При дальнейшем изложении, если нет специальных оговорок, единицы измерения всех величин даны в системе СИ.

2.2. Расчет распределения тока в проводниках антенны

Расчет распределения тока в проводниках антенны выполняется в следующей последовательности:

- построение электродинамической модели антенны;

- расчет элементов матрицы системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) - алгебраического аналога исходного интегрального уравнения;

- решение СЛАУ и определение коэффициентов разложения искомой функции распределения тока (токовая функция) по заданному базису.

Построение электродинамической модели

Реальная конструкция представляется в виде системы электрически тонких прямолинейных цилиндрических проводников. Радиус проводников при этом не должен превышать (здесь и далее - длина волны). Проводники большего радиуса представляются в виде проволочных цилиндров. Сплошные металлические поверхности представляются в виде проволочных сеток. Проводники, оси которых являются гладкими кривыми, представляются в виде ломаных.

Вводится пространственный контур , образованный совокупностью осей проводников. Определяется положительное направление обхода контура (оно же положительное направление для тока), и вводится криволинейная координата , отсчитываемая вдоль него.

Для определения кусочно-синусоидальных базисных функций каждый прямолинейный проводник разбивается на электрически короткие частично пересекающиеся отрезки - сегменты. Каждый -сегмент определяется тремя точками: начальной , средней , и конечной (в соответствии с выбранным положительным направлением). При этом начальная точка -го сегмента (если он не первый на данном проводнике) совпадает со средней точкой -го, конечная (если он не последний на данном проводнике) - со средней точкой -го: , . Если -й сегмент является первым (последним) на данном проводнике, то его начальная (конечная) точка совпадает с началом (концом) проводника.

Точкам, определяющим некоторый -й сегмент, сопоставляются 3 радиус-вектора , , (начальная, средняя и конечная точка, соответственно), а также радиус-вектор точки коллокации - точки на поверхности проводника, ближайшей к точке .

Прямолинейные проводники разбиваются на сегменты равномерно. При этом длину сегмента следует выбирать из условия:

Радиус проводника.

При увеличении длины сегмента относительно указанных пределов возрастает погрешность аппроксимации, при уменьшении - ухудшается обусловленность СЛАУ, в результате чего вычислительный алгоритм может оказаться неустойчивым.

Для описания разветвлений проводников вводятся дополнительные сегменты. При этом средняя точка дополнительного сегмента совпадает с крайними точками соединяющихся проводников, а начальная и конечная - со средними точками крайних (ближайших) сегментов на данных проводниках. При этом во избежание появления линейно зависимых уравнений СЛАУ необходимо соблюдение следующих правил:

- число компланарных проводников, соединяющихся в одной точке, должно быть не более 3 (вводятся 2 дополнительных сегмента);

- число некомпланарных проводников, соединяющихся в одной точке, должно быть не более 4 (вводятся 3 дополнительных сегмента).

При необходимости описания электрического соединения большего числа проводников, следует точки электрических контактов разнести в пространстве на электрически малое расстояние, что несущественно для электрических характеристик антенны.

При моделировании сплошной поверхности проволочной сеткой дополнительные сегменты в узлах сетки не вводятся.

Зазоры активных вибраторов (к которым подводятся питающие напряжения) также описываются сегментами. При этом средняя точка сегмента совпадает со средней точкой зазора, а начальная и конечная - со средними точками крайних (ближайших) сегментов на примыкающих к зазору проводниках (плечах вибратора).

Расчет матрицы СЛАУ

Матрица СЛАУ (расширенная) содержит квадратную матрицу ( - общее число сегментов в модели) с элементами () и - мерный столбец свободных членов (). Здесь - номер строки матрицы (номер уравнения СЛАУ, номер точки коллокации), - номер столбца матрицы (номер сегмента).

Элемент квадратной матрицы численно равен взятой с обратным знаком тангенциальной составляющей электрического поля, создаваемого -м сегментом с единичным током в средней точке -го сегмента. Величина определяется как сумма двух составляющих:

Составляющая, соответствующая излучению отрезка [, ];

- составляющая, соответствующая излучению отрезка [, ].

Составляющие и рассчитываются по формуле:

Орт в цилиндрической системе, связанной с -м сегментом;

- -орт в цилиндрической системе, связанной с отрезком [, ] (знак "-") или отрезком [, ] (знак "+") -го сегмента;

- аппликата -й точки коллокации в цилиндрической системе, связанной с отрезком [, ] (знак "-") или отрезком [, ] (знак "+") -го сегмента;

, - значения функции Грина для различных пар точек;

- расстояния между -й точкой коллокации и крайними (начальной и конечной) точками -го сегмента;

- расстояние между -й точкой коллокации и средней точкой -го сегмента;

- волновое число.

Свободные члены СЛАУ определяются следующим образом.

Если -я точка коллокации соответствует сегменту, расположенному на проводнике, то . Если -я точка коллокации соответствует сегменту, расположенному в зазоре активного вибратора, то в качестве берется нормированная величина входного напряжения. При этом, если антенна содержит один вибратор, то нормированное входное напряжение полагается равным единице. Если же антенна содержит два или более вибраторов (антенная решетка), для одного из вибраторов нормированное входное напряжение полагается равным единице, а остальные входные напряжения нормируются к фактической величине входного напряжения данного вибратора.

Решение СЛАУ рекомендуется выполнять методом оптимального исключения.

СЛАУ записывается следующим образом:

В результате решения СЛАУ определяются коэффициенты разложения искомой токовой функции , , ... . Численно данные коэффициенты равны токам в средних точках соответствующих сегментов при выбранной нормировке входных напряжений (токов).

2.3. Расчет уровней электромагнитного поля

2.3.1. Общие положения

Для выбора способа расчета уровней ЭМП вводятся дополнительные критерии.

При уровень ЭМП необходимо рассчитывать непосредственно по току антенны, а при - по ДН, рассчитанной по току антенны или паспортным ДН, где:

Расстояние от геометрического центра антенны до точки наблюдения (в которой определяется уровень ЭМП);

- максимальный размер антенны.

Если сведения об устройстве (конструкции) антенны отсутствуют (т.е. не представляется возможным построить электродинамическую модель и рассчитать ток антенны), но известны ее паспортные ДН, расчет уровней ЭМП выполняется по паспортным ДН. При этом, если полученные значения напряженности поля (электрического и магнитного) необходимо умножить на поправочный коэффициент , график которого в зависимости от параметра приведен на рис.1.

Критерием необходимости учета влияния металлоконструкций служит выполнение неравенства:

Расстояние от точки наблюдения до ближайшей к ней точки на металлоконструкции.

- максимальный размер металлоконструкции, измеренный по вертикали при вертикальной поляризации и по горизонтали при горизонтальной поляризации;

- максимальный размер металлоконструкции, измеренный по горизонтали при вертикальной поляризации и по вертикали при горизонтальной поляризации;

, - коэффициенты, значения которых определяются по графикам на рис.2.

Влияние подстилающей поверхности не учитывается в следующих случаях:

- точка наблюдения расположена ниже уровня подстилающей поверхности (здесь имеются в виду поверхности ограниченных размеров, например, крыши зданий);

- высота центра антенны и высота точки наблюдения относительно подстилающей поверхности в 10 и более раз превышает расстояние между центром антенны и точкой наблюдения.

Излучаемая мощность определяется следующим образом.

Для антенно-фидерных устройств ЧМ вещания и базовых станций сухопутной подвижной радиосвязи величина определяется по формуле.