Защита от облучения электромагнитным полем сверхвысокой частоты. Защита от электромагнитных излучений радиочастотного диапазона. В микроволновке находится генератор СВЧ волн огромной мощности

Группа электромагнитных волн представлена многочисленными подвидами, которые имеют природное происхождение. К этой категории причисляется и микроволновое излучение, которое еще называют сверхвысокочастотным излучением. Коротко такой термин называют аббревиатурой СВЧ. Частотный диапазон этих волн расположился между инфракрасными лучами и радиоволнами. Не может похвастаться этот вид облучения и большой протяженностью. Этот показатель варьируется от 1 мм до 30 см максимум.

Первоисточники излучения формата СВЧ

Многие ученые пытались доказать негативное воздействие микроволн на человека в своих экспериментах. Но в проведенных опытах они ориентировались на различные источники такого излучения, имеющие искусственное происхождение. А в реальной жизни людей окружают множество природных объектов, производящих подобное облучение. С их помощью человек прошел через все стадии эволюции и стал таким, каким является на сегодняшний день.

С развитием современных технологий к источникам естественного происхождения излучения, вроде Солнца и других космических объектов, присоединились искусственные. Наиболее распространенными среди них принято называть:

• установки радиолокационного спектра действия;
• радионавигационное оборудование;
• системы для спутникового телевидения;
• мобильные телефоны;
• микроволновые печки.

Принцип воздействия микроволн на организм

В ходе многочисленных экспериментов, где изучалось воздействие микроволн на человека, ученые установили, что такие лучи не обладают ионизирующим действием.

Ионизированными молекулами называют дефектные частицы веществ, которые приводят к запуску процесса мутации хромосом. Из-за этого клетки становятся дефектными. Причем предсказать, какой именно орган пострадает, достаточно проблематично.

Исследования на эту тему подтолкнуло ученых к выводу, что при попадании опасных лучей на ткани человеческого организма, они частично начинают поглощать поступившую энергию. Из-за этого происходит возбуждение высокочастотных токов. С их помощью нагревается организм, что приводит к усилению циркуляции крови.

В случае если облучение носило характер локального поражения, то тепловой отвод от разогретых участков может происходить очень быстро. Если же человек попал под общий поток облучения, то такой возможности у него нет. За счет этого опасность влияния лучей повышается в несколько раз.

Самой главной опасностью при влиянии СВЧ излучения на человека считается необратимость произошедших в организме реакций. Объясняется это тем, что циркуляция крови тут выступает главным звеном охлаждения организма. Так как все органы связаны между собой кровеносными сосудами, тепловой эффект тут выражается очень явственно. Самой незащищенной частью организма считается глазной хрусталик. Сначала он начинает постепенно мутнеть. А при длительном облучении, носящем регулярный характер, хрусталик начинает разрушаться.

Кроме хрусталика высокая вероятность серьезных поражений сохраняется у ряда других тканей, которые в своем составе содержат много жидкого компонента. К этой категории причисляют:

• кровь,
• лимфу,
• слизистую органов пищеварения от желудка до кишечника.

Даже краткосрочное, но мощное облучение приводит к тому, что человек начнет испытывать ряд отклонений вроде:

• изменений в крови;
• проблем с щитовидной железой;
• уменьшения эффективности обменных процессов в организме;
• проблем с психологическим состоянием.

В последнем случае возможны даже депрессивные состояния. У некоторых пациентов, которые испытали облучение на себе и при этом имели нестабильную психику, прослеживались даже попытки суицида.

Еще одной опасностью этих невидимых глазу лучей считается кумулятивный эффект. Если изначально больной может не испытывать никакого дискомфорта даже во время самого облучения, через время оно даст о себе знать. Из-за того, что на ранней стадии сложно проследить какие-либо характерные симптомы, больные часто списывают свое нездоровое состояние на общую усталость или накопившийся стресс. А в это время у них начинаются формироваться различные патологические состояния.

На начальной стадии пациент может испытывать стандартные головные боли, а также быстро утомляться и плохо спать. У него начинают развиваться проблемы со стабильностью артериального давления и даже болеть сердце. Но даже эти тревожные симптомы многие люди списывают на постоянное пребывание в напряжении из-за работы или сложностей в семейной жизни.

Регулярное и длительное облучение начинает разрушать организм на глубинном уровне. Из-за этого высокочастотное излучение было признано опасным для живых организмов. В ходе исследований выяснилось, что молодой организм более подвержен негативному влиянию электромагнитного поля. Объясняется это тем, что дети еще не успели сформировать надежный иммунитет хотя бы для частичной защиты от негативного внешнего влияния.

Признаки воздействия и стадии его развития

В первую очередь от подобного влияния развиваются различные неврологические расстройства. Это могут быть:

• повышенная утомляемость,
• снижение продуктивности труда,
• головная боль,
• головокружение,
• сонливость или наоборот – бессонница,
• раздражительность,
• слабость и вялость,
• обильная потливость,
• проблемы с запоминанием,
• ощущение прилива к голове.

Микроволновое излучение влияние на человека оказывает не только по физиологической части. При тяжелом течении болезни возможны даже обморочные состояния, неудержимый и беспричинный страх и галлюцинации.

Не менее сильно от облучения страдает сердечно-сосудистая система. Особенно яркий эффект просматривается в категории расстройство нейроциркуляторной дистонии:

• одышка даже без значительной физической нагрузки;
• болевые ощущения в области сердца;
• смещение ритма сердцебиения, в том числе и «замирание» сердечной мышцы.

Если в этот период человек обращается к кардиологу за консультацией, то врач может выявить у пациента гипотензию и приглушение тонов сердечной мышцы. В редких случаях у больного прослеживается даже систолический шум на верхушке.

Немного по-другому выглядит картина, если человек попадает под воздействие СВЧ на нерегулярной основе. В таком случае у него будет прослеживаться:

• легкое недомогание,
• чувство усталости без причины;
• болевые ощущения в области сердца.

Во время физической нагрузки у больного даст о себе знать одышка.

Схематически все виды хронического облучения от микроволн можно разделить на три стадии, которые отличаются степенью симптоматической выраженности.

Первая ступень предусматривает отсутствие характерных признаков астении и нейроциркуляторной дистонии. Могут прослеживаться только отдельные симптоматические жалобы. Если прекратить облучение, то через время все неприятные ощущения исчезают без дополнительного лечения.

На второй стадии прослеживаются более отчетливые признаки. Но на этом этапе процессы все еще остаются обратимыми. Это означает, что при правильном и своевременном лечении больной сможет вернуть себе здоровье.

Третья фаза встречается очень редко, но все же имеет место быть. При подобном раскладе у человека происходят галлюцинации, обмороки и даже нарушения, связанные с чувствительностью. Дополнительным признаком может стать коронарная недостаточность.

Биологический эффект от полей СВЧ

Так как каждый организм имеет собственные уникальные особенности, биологический эффект от облучения тоже может разниться от случая к случаю. В основе выявления тяжести поражения лежат несколько основополагающих принципов:

• интенсивность излучения,
• период влияния,
• длина волны,
• изначальное состояние организма.

Последний пункт включает в себя хронические или генетические заболевания отдельно взятого пострадавшего.

Главной опасностью при излучении выступает тепловое действие. Оно предусматривает повышение температуры тела. Но доктора также фиксируют в подобных случаях и нетепловое действие. В такой ситуации классического повышения температуры не происходит. А вот физиологические сдвиги все равно наблюдаются.

Тепловое воздействие под призмой клинического анализа подразумевает не только стремительный рост температуры, а и:

• учащение пульса,
• одышку,
• повышенное давление,
• усиление саливации.

Если же человек находился всего 15-20 минут под воздействие лучей маленькой интенсивности, которые не превышали предельно допустимые нормативы, то у него происходят различные изменения нервной системы на функциональном уровне. Все они имеют различную степень выражения. Если же провести несколько идентичных повторных облучений, то происходит накапливание эффекта.

Как защитить себя от СВЧ-излучения?

Перед тем как искать методы защиты от СВЧ излучения, сначала нужно разобраться с характером влияния такого электромагнитного поля. Здесь следует учитывать сразу несколько факторов:

• удаленность от предполагаемого источника угрозы;
• время облучения и интенсивность;
• импульсивного или непрерывного вида облучения;
• некоторых внешних условий.

Чтобы высчитать количественную оценку опасности, специалисты предусмотрели введение понятия плотности излучения. Во многих странах эксперты принимают за стандарт этого вопроса показатель в 10 микроватт на сантиметр. На практике это означает, что мощность потока опасной энергии в месте, где человек проводит большую часть времени, не должна переваливать за этот допустимый предел.

Каждый человек, который заботится о своем здоровье, может самостоятельно оградить себя от возможной опасности. Для этого достаточно просто сократить количество времени провождения около искусственных источников СВЧ-лучей.

По-другому необходимо подходить к решению этой проблемы тем людям, чья работа тесно связана с воздействием микроволн разного проявления. Им потребуется использовать специальные средства защиты, которые условно делятся на два типа:

• индивидуальные,
• общие.

Чтобы свести к минимуму возможные негативные последствия от влияния такого излучения, важно увеличить расстояние от работника до источника облучения. Другими действенными мерами по блокировке возможного негативного влияния лучей принято называть:

• изменение направления лучей;
• уменьшение потока излучения;
• сокращение временного промежутка воздействия;
• использование средства экранирования;
• дистанционное управление опасными объектами и механизмами.

Все существующие защитные экраны, направленные на сохранение пользовательского здоровья, разделяются на два подвида. Их классификация предусматривает разделение по свойствам самого микроволнового излучения:

• отражающее,
• поглощающее.

Первый вариант защитного оборудования создается на основе металлической сетки, либо листового металла и металлизированной ткани. Так как ассортимент подобных помощников достаточно велик, сотрудникам различных вредных производств будет из чего выбрать.

Наиболее распространенными версиями числятся листовые экраны из однородного металла. Но для некоторых ситуаций этого недостаточно. В таком случае необходимо заручиться поддержкой многослойных пакетов. Внутри у них будут располагаться слои изоляционного или поглощающего материала. Это может быть обычный шунгит или углеродистые соединения.

Отдельно внимание служба безопасности предприятий обычно всегда уделяет средствам индивидуальной защиты. Они предусматривают специальную одежду, которая создается на основе металлизированной ткани. Это могут быть:

• халаты,
• фартуки,
• перчатки,
• накидки с капюшонами.

При работе с объектом излучения или в опасной близости к нему дополнительно потребуется использовать особенные очки. Их главным секретом выступает покрытие слоем металла. С помощью такой предосторожности получится отражать лучи. В общей сложности ношение индивидуальных средств защиты может снизить уровень облучения до тысячи раз. А очки рекомендуется носить при излучении в 1 мкВт/см.

Польза от микроволнового излучения

Кроме распространенного мнения о том, насколько вредны микроволны, существует и обратное утверждение. В некоторых случаях СВЧ способно приносить даже пользу для человечества. Но эти случаи должны быть тщательно изучены, а само излучение обязано производиться дозировано под присмотром опытных специалистов.

Терапевтическая польза от микроволнового излучения основывается на его биологическом воздействии, происходящем в процессе физиотерапии. Для генерирования лучей в лечебных целях (что называется стимуляцией) используются специальные медицинские генераторы. При их активации начинает производиться излучение по четко заданным системой параметрам.

Здесь учитывается заданная экспертом глубина, чтобы прогревание тканей дало обещанный положительный эффект. Главным преимуществом подобной процедуры выступает возможность провести качественную болеутоляющую и противозудную терапию.

Медицинские генераторы используют по всему миру, чтобы помогать людям, которые страдают:

• фронтитом,
• гайморитом,
• невралгией тройничного нерва.

Если же в оборудовании используется микроволновое излучение с увеличенной проникающей способностью, то с его помощью врачи успешно вылечивают ряд заболеваний по следующим направлениям:

• эндокринные,
• дыхательные,
• гинекологические,
• почки.

Если соблюдать все предписанные комиссией по безопасности правила, то СВЧ не нанесет существенного вреда организму. Прямое тому доказательство – использование его в лечебных целях.

Но если нарушить эксплуатационные правила, отказавшись добровольно себя ограничивать от сильнодействующих источников облучения, то это может привести к непоправимым последствиям. Из-за этого всегда стоит помнить, насколько опасными бывают микроволны, использующиеся бесконтрольно.

В наше время микроволновые печи получили настолько широкое распространение, что невозможно, порой, представить нашу жизнь без данного девайса.

О вреде и пользе микроволновых печей на просторах интернета можно найти огромное количество информации. Не будем «убивать» ценное время на эту тему. Проведем реальный эксперимент с дорогой микроволновой печью известного производителя на предмет электромагнитного излучения. Заодно продемонстрируем работу экранирующей ткани VIOLE (производится в Швейцарии).

Уровень электромагнитного поля, излучаемого СВЧ печью, будем определять в 2-х диапазонах: 50 Гц (промышленная частота) и 2,4 ГГц (частота работы магнетрона).

В качестве измерительных приборов будем использовать поверенный П3-33М и детектор ЭМИ SOEKS (настроена сигнализация на превышение уровней ЭМП по СанПин).

Микроволновая печь установлена в максимальную мощность (900 Вт). После включения, нами были проведены замеры уровней электромагнитных полей вокруг СВЧ печи. Результаты измерений приведены ниже.

СВЧ диапазон: Максимальная плотность потока электромагнитной энергии 286 мкВт/см2 при непосредственной близости к стеклу микроволновки (10 см от стекла). При нахождении антенны на расстоянии 60 см от стекла СВЧ печи, максимальная плотность потока электроэнергии составляет 36-50 мкВт/см2.

Диапазон 50 Гц: превышение электрического поля от допустимого наблюдалось на расстоянии 50-70 см от микроволновой печи со стороны стекла. Превышение магнитного поля наблюдалось со стороны магнетрона.

Выжимка из СанПин 2.2.4/2.1.8.055-96 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)»

Предельно допустимые значения энергетической экспозиции

Примечание: в настоящих Санитарных нормах и правилах во всех случаях при указании диапазонов частот каждый диапазон исключает нижний и включает верхний предел частоты.

Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия

Примечание: при продолжительности воздействия менее 0,2 часа дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается.

Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ для населения, лиц, не достигших 18 лет, и женщин в состоянии беременности

Отсюда можно сделать вывод, что при работающей микроволновой печи, для обеспечения безопасности здоровья человека, необходимо находиться от нее на расстоянии более 1-1,5 метров.

В рамках данного эксперимента, мы применили экранирующую ткань, которая не требует заземления (наименование ткани - VIOLE). После очередных замеров в различных диапазонах частот (СВЧ и 50 Гц), данная ткань нас просто удивила. Электрические поля были погашены более чем в сотни раз!

Все жители земли находятся в зоне действия различных излучений. К естественным источникам (солнечное излучение, радиационный фон земли, электромагнитные волны атмосферных явлений), организм человека адаптирован, это нормальная среда обитания. А вот искусственные генераторы излучения - это проблема для организма.

Какие источники электромагнитного поля (ЭМП) имеются вокруг

• Электропроводка: создает вокруг себя электромагнитное поле, величина которого прямо пропорционально нагрузке на линию. То есть, при включении бойлера или электрической духовки, интенсивность излучения многократно возрастает.
• Любой электроприбор, имеющий в своем составе проводники (обмотки трансформаторов, нити накаливания фена или калориферного нагревателя - являются источником излучения). Даже если нет явных узлов, генерирующих излучение.
• Устройства отображения информации: экраны телевизоров, мониторов, планшетов, ноутбуков, игровых приставок.
• Акустические системы.
• Электродвигатели (стиральная машина, холодильник, пылесос, вентилятор, тот же фен).
• Электронные измерительные приборы: счетчики электроэнергии.
• Места концентрации электропроводки: электрические щитки, узлы коммутации телевизионного или интернет кабеля.
• Электроприборы, имеющие в своем составе импульсные блоки питания (начиная от зарядного устройства для смартфона, заканчивая компьютером и музыкальным центром).
• Система «теплый пол», работающая от электрического тока.
• Электрические системы центрального отопления.
• Современные экономные приборы освещения (имеют в своем составе блоки питания, работающие на высокой частоте).
• Микроволновые (СВЧ) печи, или электродуховки с высокочастотным узлом нагрева. Это бич современной цивилизации: подобное устройство имеется практически в каждом доме.

Отдельно перечислим источники прямого излучения для передачи информации

• Мобильные телефоны, смартфоны, планшеты с беспроводным подключением к сети.
• Радиотелефоны городской сети связи.
• Портативные радиостанции.
• Всевозможные беспроводные устройства: наушники, компьютерные мыши, клавиатуры.
• Радиоуправляемые игрушки.
• Wi-Fi роутеры.

И это лишь приборы, окружающие нас в помещении. То есть, расположенные в непосредственной близости. На эту опасность мы можем как-то повлиять, оптимизируя режимы использования. В данном случае – защита от электромагнитных волн находится в пределах ответственности собственника здания.

Уличные источники излучения

Мы не будем говорить о радиации: (атомные станции, корабли, подводные лодки с ядерным реактором). А также места добычи, переработки и утилизации ядерного топлива и вооружения. В этих регионах уровень радиоактивного облучения контролируется специальными службами. От нас с вами зависит лишь выбор: находиться в этом месте или нет (проживание, служба, работа).

Такие зоны имеют характер точечного размещения, в отличие от источников электромагнитных волн.

• Трансформаторные подстанции.
• Линии электропередач (воздушные и подземные). Так же, как в комнатной электропроводке - уровень электрического поля зависит от нагрузки на линии.
• Передающие антенны: телевышки, радио трансляторы, ведомственные передающие центры (военного назначения, порты, авиа-диспетчерские).
• Крупные предприятия, в которых используется масштабное электрооборудование.
• Троллейбусные линии (в отличие от ЛЭП, они расположены близко к местам проживания).
• Собственно, городской транспорт на электротяге (в тот момент, когда мы им непосредственно пользуемся).
• Уличное освещение, рекламные светодиодные экраны.

Все вышеперечисленное не означает, что каждый из нас ежесекундно подвергается смертельной опасности. Однако мы должны знать, как защититься от ЭМП. Или как минимум, минимизировать его воздействие на организм. Для этого вовсе не обязательно применять специальные средства защиты от электромагнитного излучения.

Как защититься от электромагнитного поля в быту

Почему именно в быту? На предприятиях, где персонал подвергается воздействию электромагнитного поля, работают специальные службы. В зону их ответственности входит:

• Произведение замеров уровня ЭМП в местах присутствия людей.
• Обеспечение безопасного уровня излучения источников, которые невозможно выключать на время нахождения персонала в непосредственной близости.
• Контроль за временем пребывания работников в зонах с опасным уровнем излучения.
• Разработка методических рекомендаций и требований при работе в зоне воздействия ЭМП.

Деятельность таких служб контролируют надзорные органы. А для нас вами существуют лишь нормы СЭС, и здравый смысл при использовании домашних электроприборов.

Какие способы защиты от электромагнитного излучения можно применить в домашних условиях? Существует три основных направления защиты:

Защита временем

Многие помнят, как устранялись последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Спасатели работали по строго контролируемому графику: организм относительно безопасно может перенести определенную дозу излучения. Это как загар на пляже: время принятия солнечных ванн регламентировано врачами. Иначе последствия могут быть печальными.

То же самое касается излучения от электроприборов. Общий принцип такой:

• Если электроприбор не используется - его следует выключить.
• Если прибор выключить нельзя - сократите время пребывания в зоне излучения.

Практически это выглядит так:

Защита расстоянием и направлением

Соблюдать этот метод и просто, и сложно. Если вы точно знаете, где расположен активный источник излучения, находитесь от него как можно дальше. В глобальном понимании проблемы - не следует приобретать жилье в зоне действия линий электропередач, на первой линии от городских улиц (с троллейбусными проводами), в непосредственной близости от промышленных объектов или трансформаторных подстанций.

Дополнительные средства защиты от электромагнитного излучения

Разумеется, мы не будем обсуждать металлизированные сетки для ношения мобильного телефона в кармане, или мифические нейтрализаторы излучения в виде нефритовых пирамидок. Эти «средства защиты» были популярны в эпоху дикого рынка 90-х годов. Различные активные «постановщики помех» - также не более, чем эффективное средство для извлечения денег у клиента. Кроме того, любой электроприбор, а тем более с излучателем - это еще один источник электромагнитных волн.

Важно!
С точки зрения теории и практики распространения радиоволн (а также любого другого электромагнитного излучения), единственный способ защиты - это токопроводящий экран, заземленный согласно Правилам устройства электроустановок.

Как применить метод на практике

Правда у этих средств защиты есть побочный эффект: сквозь такие стены и окна не пробивается сигнал сотовой связи. Радио и телепередачи также будут приниматься лишь на внешнюю антенну. С учетом пользы для здоровья, это не проблема.

• А бытовые приборы, расположенные внутри, необходимо подключать к шине заземления. Большинство электрооборудования имеет металлический корпус (даже пластиковые на первый взгляд телевизоры и музыкальные центры, имеют внутри токопроводящий каркас). Уровень излучение у заземленной техники приближается к нулю.

Как понять, подвергаетесь ли вы опасности излучения ЭМП

Предупрежден - значит вооружен. Постарайтесь максимально точно узнать все о ваших электроприборах в плане воздействия электромагнитного поля. Возможно, понадобится пригласить специалистов СЭС. Затраты на выявление вредоносных приборов окупятся сохранением здоровья.

Это касается вашего жилища. На территории общего пользования, а также на предприятиях (в конторах), действуют санитарные нормы. Если у вас есть подозрение, что эти нормы нарушаются (немотивированное ухудшение состояния, помехи на телевизоре, музыкальном проигрывателе) - обратитесь в подразделение СЭС. Либо вы получите утешительный ответ, что вашему здоровью ничего не угрожает, либо ответственный орган примет меры по устранению опасности.

Видео по теме

Микроволновая печь представляет собой бытовой электрический прибор, который встречается на кухне почти так же часто, как и холодильник. Однако микроволновое излучение, используемое в таких печах для приготовления пищи, представляет значительную опасность для здоровья человека. Поэтому в микроволновых печах используются особые конструктивные и схемотехнические решения для обеспечения безопасности работающего с ними человека. В этой статье рассматривается устройство запорного механизма дверцы микроволновой печи разных фирм-производителей и некоторые его неисправности.

Приготовление пищи происходит в рабочей камера микроволновой (СВЧ) печи под действием излучения частотой 2450 МГц. Рабочая камера представляет собой металлическую емкость, с одной стороны которой в нее вводится СВЧ излучение мощностью 500...1000 Вт, вырабатываемое магнетроном. Камера печи представляет собой идеальное место для образования стоячих волн (можно провести аналогию с акустическим резонатором), а значит, в ней будут ряд минимумов и максимумов электромагнитных колебаний, возникающих вследствие многократного отражения электромагнитных волн от металличе

ских стенок камеры. Причем, размещение в камере пищи приводит к образованию колебаний в области частот выше 2450 МГц. Спектр резонансных частот камеры СВЧ печи с пищей и без нее приведен на рис. 1.

Рис. 1. Резонансные частоты камеры СВЧ печи без загрузки и с загрузкой камеры

Из рисунка видно, что увеличение загрузки камеры приготавливаемым продуктом приводит к усложнению распределения электромагнитных полей в камере.

В камере появляется, кроме основных, ряд комбинированных колебаний, что способствует более равномерному распределению электромагнитной энергии в камере и, как следствие, улучшению равномерности прогрева продукта. В то же время значительное обогащение спектра электромагнитных колебаний усложняет задачу по недопущению их выхода за пределы микроволновой печи.

Воздействие СВЧ излучения на человека

Токи высокой частоты в диапазоне 900 МГц...300 ГГц (УВЧ и СВЧ) создают в воздухе излучение, имеющее ту же электромагнитную природу, что и рентгеновское и гамма-излучение. Но если более высокочастотное излучение (видимый свет) почти полностью поглощается кожей и не проникает внутрь организма, то излучение в диапазоне 900.3000 МГц (рабо

чий диапазон мобильных телефонов и СВЧ печей) проникает внутрь человеческого организма на 3.10 см. При этом возникает опасность внутренних ожогов, которые гораздо более опасны, чем внешние ожоги .

Для бытовых микроволновых печей существует два стандарта уровней безопасного излучения:

Российский стандарт, который, как и европейский, предполагает, что уровень плотности излучения от печи не должен превышать 0,01 мВт/см 2 на расстоянии 0,5 м от печи;

Американский стандарт ANSI, который предлагает считать безопасным излучение с плотностью мощности 10 мВт/см 2 ;

При этом для СВЧ печей этим стандартом устанавливается допустимой плотность мощности 5 мВт/см2 на расстоянии 5 см от печи. Расхождение между цифрами в 500 раз вызвано тем, что российский стандарт разрабатывали медики с точки зрения защиты здоровья людей, а американский - производители микроволновых печей с точки зрения удешевления своей продукции.

Клинические данные свидетельствуют, что уже при плотности мощности 60 мкВт/см 2 - наблюдаются изменения в половых железах, в составе крови. Происходит помутнение хрусталика.

При дальнейшем увеличении интенсивности облучения происходят изменения в сворачиваемости крови, условно-рефлекторной деятельности, воздействие на клетки печени, изменения в коре головного мозга.

Микроволновая печь при выходной СВЧ мощности 800.900 Вт и открытой дверце создает интенсивность излучения до 5000 мкВт/см 2 , что крайне опасно.

Именно поэтому в СВЧ печах используется многоуровневая защита которая должна обеспечить отключение генерации микроволнового излучения при открытии дверцы печи.

Утечка энергии из камеры СВЧ печи и защита от нее

В камере бытовой печи имеются отверстия, предназначенные для ее вентиляции, освещения и т.д. Все эти отверстия можно считать источниками утечки СВЧ излучения. Поскольку толщина стенок камеры невелика, то можно условно принять ее равной нулю (по сравнению с длиной волны СВЧ колебаний, составляющих около 12 см) и рассматривать любое отверстие в камере не как волновод, а как диафрагму. Диафрагма может пропускать СВЧ излучение, если ее геометрические размеры больше, чем длина волны в камере печи. В противном случае имеет место эффективная экранировка электромагнитного излучения. В диапазоне частот излучения бытовых СВЧ печей заметная утечка происходит при превышении диаметра отверстия круглой формы в стенке печи величиной 10.15 мм. Сложнее обстоит дело с узкими щелями в камере печи, ширина которых значительно меньше длины волны излучения. Щель не излучает СВЧ энергию (независимо от ее длины), когда она расположена вдоль линий протекания тока в камере. Напротив, такие щели эффективно излучают, если они расположены поперек линий тока на поверхности камеры. Причем, замена одного большого отверстия на несколько маленьких, но имеющих такую же площадь, заметно уменьшает уровень излучения за пределами камеры печи. Значительное увеличение излучения происходит, если через диафрагму, даже небольшого диаметра, проходит провод, либо любой другой металлический предмет

Основным источником утечки СВЧ энергии из камеры печи служит дверца печи. Ситуация усугубляется тем, что именно со стороны дверцы находится пользователь. Таким образом, к конструкции дверцы печи предъявляются взаимопротиворечащие требования:

1. Легкость доступа к пище, находящейся внутри печи и обеспечение при этом защиты пользова

теля от облучения, даже если дверца открылась в процессе приготовления пищи.

2. Удобство наблюдения за процессом приготовления пищи.

3. Тщательная экранировка СВЧ излучения и недопущение его утечки из камеры.

Первое требование решается особой конструкцией запорной системы дверцы печи и применением трех, а в хороших печах - четырех выключателей защиты и блокировки.

Для выполнения второго и третьего требований используется специальная многорамочная конструкция дверцы.

Рис. 2. Конструкция дверцы печи, где А01 - рамка дверцы; А02 - пластина из акрила; А03 - держатель; А04 - петля дверцы со стопором; А05 - сварная рамка; А06 - пластина из полиэстера; А07 - уплотнитель; А08 - рычаг; А09 - пружина рычага

Конструкция дверцы СВЧ печи "Daewoo KOG-37050S" приведена на рис. 2.

В дополнение на рис. 3 приведена конструкция дверцы печи "Samsung CE101KR" в разобранном виде.

Рис. 3. Конструкция дверцы печи "Samsung CE101KR", где 1 - рамка дверцы; 2 - стекло дверцы; 3 - сборка дверцы; 4 - уплотнитель; 5 - толкатель выключателей; 6 - пружина; 7 - фиксирующие штыри; 8 - двухсторонние держатели

Как видно из рис. 2 и 3, смотровое окно дверцы печи перекрывается перфорированным металлическим листом. Все отверстия в этом листе играют роль запредельных диафрагм и должны минимизировать утечку СВЧ. При этом размеры отверстий либо пазов в дверце печи не превышают 2.3 мм.

Более сложно обеспечивается отсутствие утечки СВЧ по контуру дверцы. Между шасси печи и ее дверцей всегда имеются щели,

размер которых неизбежно увеличивается в процессе ее эксплуатации. То есть здесь создаются более чем благоприятные условия для значительной утечки радиации.

Чтобы решить эту проблему, используется метод так называемого "полуволнового шунтирования". Смысл его сводится к тому, чтобы из двух четвертьволновых отрезков создать короткозамкнутую полуволновую линию, в которой поле может существовать только в виде стоячей волны (см. рис. 4).

Рис. 4. Принцип полуволнового шунтирования

Для этого в дверце печи изготавливается специальный четвертьволновый паз. Как следует из рис. 4, вдоль паза и зазора будет находиться "ноль" электромагнитной волны, что исключает излучение СВЧ энергии за пределы камеры печи. Ослаблению просачивания СВЧ энергии наружу будет дополнительно способствовать также значительная разница в геометрических размерах - четверть длины основной рабочей волны печи составляет около

30 мм, а размер зазора - обычно около 0,1...0,2 мм. Это позволяет отказаться от непосредственного электрического контакта между дверцей и камерой печи. Для того, чтобы ситуация не ухудшилась от внезапно возникшего электрического контакта между дверцей и камерой печи (и вызванного им искрения), дверцу тщательно изолируют несколькими слоями лака. Однако метод полуволнового шунтирования хорошо работает только на определенной рабочей частоте. Как уже отмечалось, в камере СВЧ печи присутствует широкий спектр электромагнитных колебаний. В связи с этим, добиться указанным методом полного отсутствия утечки СВЧ радиации из микроволновой печи невозможно.

Рис. 5. Проверка зазора дверцы печи

При проведении ремонтных работ важно после снятия-установки дверцы печи убедиться в параллельности дверцы и шасси печи (см. рис. 5). Размеры "а" должны быть одинаковы и составлять 0,1...0,2 мм. При необходимости производят регулировку дверцы. Устанавливают дверцу так, чтобы не было люфта между внутренней поверхностью дверцы и шасси печи. Люфт следует проверять также периодически в процессе эксплуатации печи.

Если дверца установлена неверно, возможна опасная для здоровья человека утечка СВЧ радиации.

Измерение уровня утечки микроволновой энергии выполняют в следующей последовательности:

Устанавливают чашу объемом 600 мл, содержащую 275±15 мл холодной воды в центр поворотного стола печи;

Настраивают измеритель утечки (типа ПО-1, либо Holay H1-1500, либо Hi-1501 либо Nadra

8100/8200) на частоту 2450 МГц и калибруют его в соответствии с инструкцией изготовителя;

Измеряя утечку, всегда держат зонд прибора на расстоянии 50 мм от измеряемой поверхности;

Включают печь в режим работы с максимальной мощностью.

При измерении микроволнового излучения следует держать зонд перпендикулярно исследуемой поверхности (см. рис. 6).

Рис. 6. Измерение утечки СВЧ излучения из камеры печи

Следует передвигать зонд вдоль заштрихованной поверхности. Скорость перемещения зонда при этом не должна превышать 25 мм/с.

Работа СВЧ печи в разных режимах

Для защиты потребителя от микроволнового излучения в СВЧ печи используется специальный запорный механизм с тремя или четырьмя выключателями:

PRIMARY SWITCH - первичный выключатель;

SECONDARY SWITCH - вторичный выключатель;

DOOR SWITCH - дверной выключатель;

MONITOR SWITCH - защитный выключатель.

При работе печи подача сетевого напряжения на высоковольтный трансформатор питания магнетрона происходит только при замыкании контактов первичного и вторичного выключателей (при закрывании дверцы).

Дверной выключатель преимущественно используется в печах с электронным управлением и служит для блокирования работы реле

регулирования мощности печи. Контакты реле размыкаются и обесточивают высоковольтный трансформатор.

Защитный выключатель при закрывании дверцы печи переключается первым. При открытой дверце печи его контакты шунтируют первичную обмотку высоковольтного трансформатора.

Если дверца печи закрыта, то защитный выключатель печи разомкнут. Этот выключатель создает короткое замыкание питающего сетевого напряжения, чтобы сжечь сетевой плавкий предохранитель номиналом 10.16 А при опасной для человека работе печи с открытой дверцей, когда продолжается генерация СВЧ излучения (например, если контакты первичного и вторичного выключателя по какой-то причине не разомкнулись и не обесточили цепь).

Во всех фирменных инструкциях по обслуживанию СВЧ печей имеется следующее предупреждение:

"Для обеспечения постоянной, надежной защиты от микроволновой радиации, производите замену частей запорного механизма в соответствии с принципиальной электрической схемой печи. Используйте только указанные производителем типы выключателей.

В первую очередь это касается первичного, дверного (или вторичного в других типах печей) и защитного выключателей. Если возникла необходимость заменить хотя бы один из этих выключателей, следует заменять их все одновременно. После чего следует произвести настройку положения переключателей".

Работа защитной системы печи с электронным управлением

Рассмотрим работу систем защиты на примере модели "LG MC-804A". В обычном режиме в печи с электронным управлением после нажатия кнопки "Старт"(время приготовления пищи и выходная мощность печи заданы, дверца печи закрыта) контакты первичного и вторичного выключателей замыкают цепь и питающее напряжение 220 В поступает на высоковольтный трансформатор питания магнетрона (см. рис. 7).

Рис. 7. Работа печи с электронным управлением в обычном режиме

В этом режиме:

Двигатель поворотного подноса печи и циркуляционный двигатель включены;

Вентилятор включен и охлаждает магнетрон потоком воздуха, который поступает через отверстия в задней стенке;

Поток воздуха также направляется внутрь печи через основную и заднюю решетки, чтобы выпустить образующиеся при работе печи пары.

Если дверца печи открылась во время приготовления пищи, то при этом размыкаются первичный и вторичный выключатели. Они прерывают подачу напряжения на высоковольтный трансформатор, что приводит к прекращению СВЧ генерации.

В случае, если дверца открыта и контакты первичного выключателя и реле 2 и/или вторичного выключателя замкнуты, произойдет срабатывание защиты. При открывании дверцы контакты защитного выключателя замкнутся. При этом сетевой предохранитель печи окажется под действием большого тока, вызванного замыканием первичной обмотки высоковольтного трансформатора защитным выключателем, фактически к нему будет приложено питающее сетевое напряжение (см. рис. 8). Предохранитель перегорает, прекращается генерация СВЧ магнетроном.

Рис. 8. Работа печи с электронным управлением при открытии дверцы печи

Работа защитной системы печи с электромеханическим управлением

Рассмотрим работу защиты на примере модели "LG МН-592А".

В обычном режиме работы печи задана выходная мощность и время приготовления пищи. Контакты таймера замыкаются, когда поворачивается его рукоятка (регулятор мощности установлен в положение "Полная мощность"). После закрывания дверцы печи контакты первичного и вторичного выключателей замыкают цепь.

Рис. 9. Работа печи с электромеханическим управлением в обычном режиме

Питающее напряжение 220 В поступает на повышающий трансформатор (как стрелками показано на рис. 9).

При открывании дверцы печи во время приготовления пищи размыкаются первичный и вторичный выключатели. Они прерывают подачу напряжения на высоковольтный трансформатор, что приводит к прекращению СВЧ генерации.

Рис. 10. Работа печи LG с электромеханическим управлением при открытии дверцы печи

Если при открытии дверцы контакты первичного и вторичного выключателя остались замкнуты, то замыкаются контакты защитного выключателя и перегорает предохранитель печи. После этого прекратится генерация микроволнового излучения магнетроном (рис. 10).

В печах фирмы SAMSUNG с электромеханическим управлением используется несколько иная схема включения защитного выключателя (рис. 11).

Рис. 11. Работа печи SAMSUNG с электромеханическим управлением при открытии дверцы печи

В печах некоторых типов используются защитные выключатели с контактами не на замыкание, а на переключение (см. рис. 11, 12). В этом случае генерация СВЧ невозможна при неполном нажатии защитного выключателя. То есть в состоянии, когда при закрытой дверце его нормально замкнутые контакты разъединились, но нормально разомкнутые не замкнулись, предохранитель печи останется цел, однако магнетронный генератор работать не будет. На рис. 12 показана работа печей МН-592А и МН-593А фирмы LG с электронным управлением при открытии дверцы печи и оставшимся при этом замкнутым первичным выключателем.

Рис. 12. Работа печи фирмы LG с электронным управлением при открытии дверцы печи

Таким образом, микроволновая печь генерирует СВЧ излучение, если после закрытия ее дверцы оказались замкнуты:

Первичный выключатель;

Вторичный выключатель;

Дверной выключатель (для печей с электронным управлением).

При этом защитный выключатель должен быть разомкнут.

Методика уменьшения зазора между уплотнителем дверцы печи и камерой

Эта регулировка крайне важна, поскольку уменьшает утечку СВЧ из камеры печи. Регулировку следует производить при обнаружении неплотностей прилегания дверцы печи и также при обнаружении повышенной утечки СВЧ из печи. Рассмотрим методику регулировки защитных выключателей для печей фирм LG, Daewoo и Samsung.

Регулировка запорного механизма печей LG

Монтаж первичного, защитного и вторичного выключателей на щеколде печи с электронным управлением типа MC-804AR показан на рис. 13.

Рис. 13. Защитные выключатели печи MC-804AR

Стрелками указано направление перемещения переключателей для установки их в правильное положение.

При установке и настройке щеколды следует:

Установить щеколду в сборе на шасси печи;

Установить щеколду в такое положение (направления указаны стрелками на рис. 13), чтобы не было никакого люфта при закрытой дверце печи;

Затянуть монтажные винты;

Проверить ход дверцы при плавном, но не полном нажатии на кнопку открывания дверцы. Люфт дверцы должен быть менее 0,5 мм.

Примечание. Не нажимать на кнопку дверцы во время регулировки положения выключателей запорной системы.

Проследите за тем, чтобы щеколда после регулировки перемещалась плавно и ее крепежные винты были затянуты. Обратите внимание на то, чтобы первичный, защитный и вторичный выключатели работали исправно: при открывании дверцы вначале должны размыкаться первичный и вторичный выключатели, а только затем замыкаться контакты защитного выключателя.

Рис. 14. Регулировочные зоны для печей DAEWOO

Регулировка запорного механизма печей DAEWOO

Рассмотрим регулировку на примере печи с электронным управлением типа KOC-995T0S. Регулировка производится отдельно для четырех условных зон печи, которые обозначены на рис. 14 буквами A, B, C, D.

Уменьшение зазора в зоне А

1. Ослабляют два винта крепления верхней петли дверцы.

2. Нажимают на верхнюю часть дверцы так, чтобы уплотнитель дверцы плотно прилегал к поверхности камеры печи.

3. Закручивают два винта верхней петли дверцы.

Уменьшение зазора в зоне В

1. Ослабляют два винта крепления нижней петли дверцы.

2. Нажимают на нижнюю часть дверцы так, чтобы уплотнитель дверцы плотно прилегал к поверхности камеры печи.

3. Закручивают два винта нижней петли дверцы.

Уменьшение зазора в зоне С

1. Ослабляют винт крепления сборки вторичного и защитного выключателей, который расположен в дне шасси печи (см. левую часть рис. 15).

Рис. 15. Регулировка зазора в зоне С

2. Задвиньте сборку из вторичного и защитного выключателя настолько глубоко внутрь печи, как только позволяет нижний крючок защелки дверцы печи.

3. Затяните винт крепления.

Уменьшение зазора в зоне D

1. Ослабляют винт крепления первичного выключателя, расположенный в верхней части шасси печи. (см. правую часть рис. 15).

2. Задвигают первичный выключатель настолько глубоко внутрь печи, как только позволяет верхний крючок защелки дверцы печи.

3. Затягивают винт крепления.

Рис. 16. Конструкция запорного механизма фирмы DAEWOO

После окончания регулировки дверцы проверяют правильность последовательности переключения первичного, вторичного и защитного выключателей при открывании и закрывании дверцы печи, как указано выше. Допустим небольшой зазор между уплотнителем дверцы и камерой печи, если уровень СВЧ утечки не превышает 4 мВт/см 2 .

В печах DAEWOO применяется также конструкция запорного механизма,показанная на рис. 16. Ее регулировка производится аналогично описанному выше. Регулировка запорного механизма печей фирмы Samsung

В печах SAMSUNG вторичный выключатель называется "дверной выключатель". В печах с механическим управлением он коммутирует цепь подачи питающего напряжения на высоковольтный трансформатор, а в печах с электронным управлением его замкнутые контакты включают реле регулировки мощности печи. Типовая принципиальная электрическая схема печи SAMSUNG с электронным управлением приведена на рис. 17.

Рис. 17. Принципиальная электрическая схема печи SAMSUNG с электронным управлением

Рис. 18. Устройство запорной системы печей SAMSUNG (вариант 1)

В печах SAMSUNG используется несколько вариантов конструкции запорного механизма, различающихся также и расположением дверных выключателей. Варианты устройства запорной системы приведены на рис. 18-21.

Рис. 19. Устройство запорной системы печей SAMSUNG (вариант 2)

Рис. 20. Устройство запорной системы печей SAMSUNG (вариант 3)

Рис. 21. Устройство запорной системы печей SAMSUNG (вариант 4)

После замены дверных выключателей печи следует настроить их положение в соответствии с изложенной ниже процедурой. После подстройки положения переключа

телей проверяют правильность их срабатывания в соответствии с таблицей.

Процедура настройки положения выключателей

1. Выключатели следует установить так, как показано на рис. 1821. При этом специальная настройка не требуется.

2. При монтаже защелки на шасси печи следует передвинуть защелку в такое положение, чтобы дверца печи плотно запиралась без люфта. Перед окончательным закреплением дверцы проверяют ее на отсутствие люфта, подергав дверцу в разные стороны. После настройки положения защелки все выключатели должны легко включаться. Теперь можно окончательно затянуть крепежные винты.

3. Отсоединяют провода от защитного выключателя и проверяют его сопротивление, а также остальных выключателей при открытой и закрытой дверце на соответствие с приведенными в таблице.

Сопротивление между контактами выключателей

4. Убеждаются в том, что зазор между кнопкой выключателя и его толкателем не превышает 0,5 мм при закрытой дверце.

Устранение неисправностей запорной системы

Сетевой предохранитель печи бессистемно перегорает при открывании или закрывании дверцы. В остальном печь работает нормально. Причем после замены предохранителя печь может нормально работать продолжительное время, при очередном открывании дверцы предохранитель снова перегорает.

Это дефект связан с нарушением последовательности переключения контактов выключателей дверцы печи при открывании/закрывании дверцы. Защитный выключатель печи должен срабатывать первым при закрывании дверцы и последним - при ее открывании. Если этого не произойдет и переключатель сработает, когда еще не разомкнулись контакты первичного и вторичного выключателя, то через уже переключившиеся контакты защитного выключателя сетевое напряжение окажется приложенным к предохранителю печи и тот перегорит.

Установить причину можно, включив последовательно с сетевым шнуром печи лампу накаливания 60 Вт/220 В. Если при закрывании/открывании дверцы печи (это надо делать многократно и с разной скоростью) лампа вспыхнет, значит защитный выключатель срабатывает неправильно и "сжигает" предохранитель печи.

Сложность локализации подобного дефекта состоит в том, что при наличии в запорном механизме печи люфта он может проявляться с различной периодичностью. Поэтому недостаточно просто закрепить "болтающийся" на своем посадочном месте выключатель. Следует проверить крепление всех выключателей дверцы печи, устранить люфт в запорном механизме, а также проверить зазоры между дверцей печи и ее корпусом.

Частой причиной подобной неисправности бывают поломки пластиковых упоров выключателей. При этом выключатель болтается на своем месте. Устранить дефект можно не только заменой щеколды, но и фиксацией выключателя в пластиковой конструкции посредством вплавления паяльником отрезков одножильного провода нужной длины.

Иногда в запорном механизме используется механический демпфер, обеспечивающий задержку переключения защитного выключателя на 0,5.1 с после открытия дверцы печи. Поломка пружин демпфера или их отсутствие также приводит к указанной неисправности.

В заключение необходимо отметить, что неправильное срабатывание переключателей может быть вызвано их загрязнением.

В печи включается лампа подсветки, работает двигатель вращающегося подноса, но генерация СВЧ отсутствует. Причем периодически печь не включается вовсе, а иногда работает совершенно нормально

Возможно несколько причин подобной неисправности:

1. Периодически не срабатывают выключатели дверцы печи. Если не замыкаются контакты вторичного (дверного) выключателя, то двигатель и лампа печи будут включаться, а на высоковольтный трансформатор напряжение поступать не будет и, соответственно, будет отсутствовать генерация СВЧ. Поэтому вначале следует проверить исправность и правильность работы дверных выключателей.

2. Неправильное функционирование блока управления печи. Самая простая причина этого - заниженная величина питающего напряжения блока управления.

Литература

1. Ф. В. Соркин. Защита пользователя от электромагнитных полей. Киев, 1998 г

2. П. С. Довгаль. Защита от электромагнитных полей. Киев, 1998 г

3. Г.С. Сапунов. Ремонт микроволновых печей. М., "Солон-Р", 2000 г.

на тему: Защита от СВЧ- излучений

Цель работы

• 1) ознакомиться с характеристиками электромагнитного излучения и нормативными требованиями к его уровням;
• 2) провести измерения интенсивности электромагнитного излучения СВЧ-диапазона на различных расстояниях от источника;
• 3) оценить эффективность защиты от СВЧ-излучения с помощью экранов из различных материалов. магнитный поле излучение защита
• 1. Теоретическая часть

Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Электрическое поле характеризуется напряженностью Е, В/м; магнитное поле характеризуется напряженностью Н, А/м, или плотностью магнитного потока В, Тл.

Таблица 1. ПДУ СВЧ - излучений

Внешний вид стенда для проведения Л.Р. №1 представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Стенд лабораторный "Защита от СВЧ-излучения БЖ 5м"

В качестве источника СВЧ излучения используется бытовая СВЧ-печь.

Стенд представляет собой стол лабораторный 1, на котором размещаются СВЧ печь 2, стойка 5 с датчиком 4 измерителя плотности потока энергии (далее - датчик), узлы 6 установки сменных защитных экранов.

Стол выполнен в виде металлического сварного каркаса со столешницей, на поверхности которой с помощью самоклеющейся бумаги Jet Laser нанесена координатная сетка 3 с изображением осей X и Y.

Стенд обеспечивает три степени свободы перемещения датчика (перемещение по осям X,Y,Z), что дает возможность исследовать излучение со стороны передней панели СВЧ печи (место наиболее интенсивного излучения) и по всей площади координатной сетки.

В качестве нагрузки в СВЧ печи используется огнеупорный шамотный кирпич, устанавливаемый на неподвижную подставку, в качестве которой используется неглубокая фаянсовая тарелка, что обеспечивает стабильность измеряемого сигнала (предварительно удаляются из печи поворачивающийся столик и роликовое кольцо).

Датчик 4 выполнен в виде полуволнового вибратора на частоту 2,45 ГГц, закрепленного на стойке 5 с возможностью перемещения по вертикали (ось Z), выполненной из диэлектрического материала.

Узлы 6 установки сменных защитных экранов обеспечивают оперативную установку и замену экрана 7. Сменные экраны имеют один типоразмер. Экраны изготовлены из следующих материалов: металлическая сетка, металлический лист, резина, полистирол ударопрочный.

В качестве измерительного прибора используется мультиметр 8, который располагается на свободной части столешницы (за пределами координатной сетки).

2. Практическая часть

Результаты измерений

Таблица 2. Результаты измерений интенсивности излучения

Таблица 3. Эффективность экранирования

Вывод

В результате лабораторной работы были изучены характеристики электромагнитного излучения и нормативные требованиями к его уровням, проведены измерения интенсивности электромагнитного излучения СВЧ-диапазона на различных расстояниях от источника, оценена эффективность защиты от СВЧ-излучения с помощью экранов из различных материалов. В результате измерений было установлено, что наиболее эффективными защитными материалами являются металлический экран, металлическая мелкая сетка и ПВХ, а наименее эффективной оказалась резина. СВЧ излучение на расстоянии от 40 см является оптимальным.

Ответы на контрольные вопросы: 1 вопрос.

Основные характеристики ЭМП. Какие параметры характеризуют ЭМП в «ближней» и «дальней» зонах? Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Электрическое поле характеризуется напряженностью Е, В/м; магнитное поле характеризуется напряженностью Н, А/м, или плотностью магнитного потока В, Тл. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле с напряженностью Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП "отрывается" от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне). Электромагнитные волны характеризуются длиной волны л, м, или частотой f , Гц. Для вакуума справедливо соотношение л = с / f , где с - скорость света в вакууме, равная 3 х 108 м/с. В области классификации частот ЭМП следует отметить строго ограниченный диапазон - от 0 Гц (статические поля) до 300 ГГц. Хотя инфракрасное, световое, ультрафиолетовое, рентгеновское излучения (и далее) также имеют электромагнитную природу, как правило, под ЭМП понимают электромагнитные поля и колебания именно в отмеченном диапазоне. На сегодняшний день находят применение три шкалы частот: - "радиотехническая", изложенная в Регламенте радиосвязи; - "медицинская", приведенная в документах ВОЗ; - "электротехническая", предложенная Международным электротехническим комитетом (МЭК), которая является наиболее распространенной. По третьей шкале классификация ЭМП выглядит следующим образом: - низкочастотные (НЧ) - от 0 до 60 Гц; - среднечастотные (СЧ) - от 60 Гц до 10 кГц; - высокочастотные (ВЧ) - от 10 кГц до 300 МГц; - сверхвысокочастотные (СВЧ) - от 300 МГц до 300 ГГц. По энергетическому спектру ЭМП разделяются на следующие группы, первоначально разделенные в теории электромагнитной совместимости: синусоидальные (монохроматические); модулированные; импульсные; флуктуационные (шумовые). Характеризуя зоны воздействия ЭМП, во всех исследованиях, как правило, рассматривают монохроматические поля. Обозначая длину волны ЭМП л, на расстоянии от источника r, выделяют три зоны воздействия 1) ближняя (зона индукции): л / r > > 1; 2) промежуточная (резонансная): л / r ? 1; 3) дальняя (волновая, или квазиоптическая): л / r < < 1. Важная особенность ЭМП - это деление его на так называемую "ближнюю" и "дальнюю" зоны. В "ближней" зоне, или зоне индукции, на расстоянии от источника r < л, ЭМП можно считать квазистатическим. Здесь оно быстро убывает с расстоянием, обратно пропорционально квадрату (кубу) расстояния от источника r2 (r3). В "ближней" зоне излучения электромагнитная волна еще не сформирована. ЭМП в зоне индукции служит для формирования бегущих составляющих поля, ответственных за излучение (электромагнитной волны). Для характеристики ЭМП в ближней зоне измерения напряженности электрического поля Е и напряженности магнитного поля Н производятся раздельно. "Дальняя" зона - это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинается с расстояния r > 3 л. В "дальней" зоне интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника r. В "дальней" зоне излучения есть связь между величинами Е и Н: Е = 377Н, где 377 - волновое сопротивление вакуума, Ом. В России на частотах свыше 300 МГц до 300 ГГц (СВЧ - диапазон) измеряется плотность потока электромагнитной энергии ППЭ, Вт/м2, или вектор Пойнтинга. ППЭ характеризует количество энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны. Чем больше частота излучения f (соответственно, короче длина волны л), тем больше энергия кванта излучения. Связь между энергией Y и частотой f электромагнитных колебаний определяется как Y = h f , где h - постоянная Планка, равная = 6,6 х 10 34 Вт/см 2. Таким образом, ЭМП в дальней (волновой) зоне характеризуется как электромагнитное излучение (ЭМИ), или СВЧ-излучение, а его интенсивность определяется как ППЭ в Вт/м2 (мВт/см2, мкВт/см2).

Ответ на 2 вопрос

Нормы воздействия СВЧ-излучений на работающих и население. Российскими нормативными документами, устанавливающими предельно допустимые уровни (ПДУ) ЭМИ, являются существующие параллельно Государственные стандарты Системы стандартов безопасности труда (ССБТ) и санитарные правила и нормы (СанПин). Гигиенические стандарты и нормы традиционно разрабатывались для двух категорий облучения - профессионального, т.е. облучения на рабочих местах, и непрофессионального - облучения населения, профессионально не связанного с использованием ЭМП. В последнее время формируется еще одна категория - профессиональное облучение особого контингента населения. К нему, прежде всего, относятся женщины в состоянии беременности и лица, не достигшие 18 лет; для этих лиц в современных российских нормах установлены достаточно жесткие ПДУ. Зарубежные стандарты разрабатываются преимущественно на экспериментально-расчетных методах, причем выводы строятся на основе острых опытов с выраженными поражениями биообъекта. Такой подход позволил выполнить непрерывное нормирование во всем диапазоне ЭМП от 0 Гц до 300 ГГц. В ряде зарубежных стандартов дополнительно установлены особые ПДУ также для людей с имплантированными кардиостимуляторами. Биофизической основой для разработки отечественных нормативных документов послужили две группы биоэффектов, помимо "кратковременного термического": - кумуляция эффекта воздействия в организме при длительном непрерывном и дробном воздействии, особенно в пределах дотепловых уровней; - обратимость эффектов и адаптация облучаемого организма при наличии больших пауз между экспозициями. Подобный подход потребовал значительного объема медико-биологических исследований и не позволил интерполировать результаты нормирования на другие частотные диапазоны. Этим, в частности, объясняется разрывный (ступенчатый) характер отечественных ПДУ, к тому же не перекрывающих весь частотный диапазон от 0 Гц до 300 ГГц. Следует отметить, что темпы развития техники существенно опережают темпы разработки отечественных стандартов и норм. ПДУ ППЭ в диапазоне частот свыше 300 МГц до 300 ГГц, согласно СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях", представлены в табл.1. Т а б л и ц а 1 ПДУ СВЧ-излучений Категория облучаемых лиц Плотность потока энергии СВЧ-излучения, мкВт/см2 Работающие с источниками излучения в течение 8-часовой смены 10 Не более 2 час. в смену 100 Не более 20 мин. в смену 1000 Лица, не связанные с источниками излучения профессионально 1 Население 1 Оценка и нормирование воздействия ЭМП диапазона частот свыше 30 кГц до 300 ГГц, включая СВЧ ЭМИ, осуществляется по величине энергетической экспозиции (ЭЭ). Энергетическая экспозиция в диапазоне частот свыше 300 МГц до 300 ГГц рассчитывается по формуле:

ЭЭппэ = ППЭ х Т, (Вт/м2) ч, (мкВт/см2) ч, (1) где ППЭ - плотность потока энергии (Вт/м2, мкВт/см2); Т - время воздействия за смену (час.). ПДУ ЭЭ в диапазоне частот свыше 300 МГц до 300 ГГц на рабочих местах за смену не должен превышать величины 200 мкВт/см2 х час.

• 3 вопрос. Организационные и лечебно-профилактические мероприятия по защите от ЭМП. Организационные мероприятия при проектировании и эксплуатации оборудования, являющегося источником ЭМП или объектов, оснащенных источниками ЭМП, включают: - выбор рациональных режимов работы оборудования; - выделение зон воздействия ЭМП (зоны с уровнями ЭМП, превышающими предельно допустимые, где по условиям эксплуатации не требуется даже кратковременное пребывание персонала, должны ограждаться и обозначаться соответствующими предупредительными знаками); - расположение рабочих мест и маршрутов передвижения обслуживающего персонала на расстояниях от источников ЭМП, обеспечивающих соблюдение ПДУ; - проведение ремонта оборудования, являющегося источником ЭМП, вне зоны влияния ЭМП от других источников (по возможности); - соблюдение правил безопасной эксплуатации источников ЭМП. Защита временем применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения в данной точке до предельно допустимого уровня. В действующих ПДУ предусмотрена зависимость между интенсивностью плотности потока энергии и временем облучения. Защита расстоянием применяется, если невозможно ослабить ЭМП другими мерами, в том числе и защитой временем. Защита расстоянием положена в основу зон нормирования излучений для определения необходимого разрыва между источниками ЭМП и жилыми домами, служебными помещениями и т.п. Для каждой установки, излучающей электромагнитную энергию, должны определяться санитарно-защитные зоны в которых интенсивность ЭМП превышает ПДУ. Границы зон определяются расчетно для каждого конкретного случая размещения излучающей установки при работе их на максимальную мощность излучения и контролируются с помощью приборов. В соответствии с ГОСТ 12.1.026-80 зоны излучения ограждаются либо устанавливаются предупреждающие знаки с надписями: «Не входить, опасно!». В целях предупреждения и раннего обнаружения изменений состояния здоровья все лица, профессионально связанные с обслуживанием и эксплуатацией источников ЭМП, должны проходить предварительный при поступлении и периодические профилактические медосмотры в соответствии с действующим законодательством. Лица, не достигшие 18-летнего возраста, и женщины в состоянии беременности допускаются к работе в условиях воздействия ЭМП только в случаях, когда интенсивность ЭМП на рабочих местах не превышает ПДУ, установленных для населения.
• 4 вопрос. Инженерно-технические методы и средства защиты от ЭМП. Инженерно-технические мероприятия должны обеспечивать снижение уровней ЭМП на рабочих местах путем внедрения новых технологий и применения средств коллективной и индивидуальной защиты (когда фактические уровни ЭМП на рабочих местах превышают ПДУ, установленные для производственных воздействий). Руководители организаций для снижения риска вредного влияния ЭМП, создаваемого средствами радиолокации, радионавигации, связи, в том числе подвижной и космической, должны обеспечивать работающих средствами индивидуальной защиты. Инженерно-технические защитные мероприятия строятся на использовании явления экранирования электромагнитных полей непосредственно в местах пребывания человека либо на мероприятиях по ограничению эмиссионных параметров источника поля. Последнее, как правило, применяется на стадии разработки изделия, служащего источником ЭМП. Радиоизлучения могут проникать в помещения, где находятся люди, через оконные и дверные проемы. Для экранирования смотровых окон, окон помещений, застекления потолочных фонарей, перегородок применяется металлизированное стекло, обладающее экранирующими свойствами. Такое свойство стеклу придает тонкая прозрачная пленка либо окислов металлов, чаще всего олова, либо металлов - медь, никель, серебро и их сочетания. Пленка обладает достаточной оптической прозрачность и химической стойкостью. Будучи нанесенной на одну сторону поверхности стекла она ослабляет интенсивность излучения в диапазоне 0,8 - 150 см на 30 дБ (в 1000 раз). При нанесении пленки на обе поверхности стекла ослабление достигает 40 дБ (в 10000 раз). Для защиты населения от воздействия электромагнитных излучений в строительных конструкциях в качестве защитных экранов могут применяться металлическая сетка, металлический лист или любое другое проводящее покрытие, в том числе и специально разработанные строительные материалы. В ряде случаев достаточно использования заземленной металлической сетки, помещаемой под облицовочный или штукатурный слой. В качестве экранов могут применяться также различные пленки и ткани с металлизированным покрытием. В последние годы в качестве радиоэкранирующих материалов получили металлизированные ткани на основе синтетических волокон. Их получают методом химической металлизации (из растворов) тканей различной структуры и плотности. Существующие методы получения позволяет регулировать количество наносимого металла в диапазоне от сотых долей до единиц мкм и изменять поверхностное удельное сопротивление тканей от десятков до долей Ом. Экранирующие текстильные материалы обладают малой толщиной, легкостью, гибкостью; они могут дублироваться другими материалами (тканями, кожей, пленками), хорошо совмещаются со смолами и латексами.
• 5 вопрос. Чем определяется эффективность применяемых защитных экранов? Эффективность средств защиты определяется по степени ослабления интенсивности ЭМП, выражающейся коэффициентом экранирования (коэффициент поглощения или отражения), и должна обеспечивать снижение уровня излучения до безопасного в течение времени, определяемого назначением изделия. Оценка безопасности и эффективности средств защиты должна производиться в испытательных центрах (лабораториях), аккредитованных в установленном порядке. Контроль эффективности коллективных средств защиты на рабочих местах должен производиться в соответствии с техническими условиями, но не реже 1 раза в 2 года; индивидуальных средств защиты - не реже 1 раза в год.