电磁辐射计算方法十篇

发布时间:2024-04-25 17:23:32

电磁辐射计算方法篇1

【关键词】动中通天线电磁辐射功率密度

一、电磁辐射说明

电磁辐射计算的目的主要是估算电磁辐射对环境的影响。根据国家标准GB8702-88《电磁辐射防护》、HJ/t10.3-1996《电磁辐射环境影响评价方法与标准》和GB9175-88《环境电磁波卫生标准》的要求,电磁辐射强度在10μw/cm2以下,对所有人群是安全的估算。

二、卫星通信天线电磁辐射计算

(1)分析及说明:通信天线辐射场区根据离开天线距离的不同,分为感应场区、辐射近场区及辐射远场区。根据计算,动中通卫星通信天线的感应场区为3.34mm,瑞利距离为137m,因此对于动中通卫星通信天线的电磁辐射按照辐射近场区计算。

图1中,抛物面天线辐射近场区中轴辐射方向上距离天线中心为l的点的电磁辐射功率密度为S0,则其值由抛物面天线轴向瑞利距离处的点的功率密度乘以一个函数因子得到。

(2)抛物面天线轴向功率密度计算:

抛物面天线轴向功率密度的S0的计算公式为:

S0=p(x)・Sl(1)

其中:Sl:天线轴向瑞利距离处的功率密度,p(X):功率密度因子。

(3)动中通操作舱定点功率密度计算:在动中通车辆的布局设计中,已经将操作舱等有操作人员的区域避开了天线的轴线方向。此外,利用电器限位开关和机械限位等手段避免动中通卫星通信天线在意外情况下将轴线方向指向操作舱,如图2。因此,对动中通卫星通信天线的电磁辐射计算分析主要是对抛物面天线近场区发射方向外,临近天线的空间点(测试参考点)的电磁辐射计算。

抛物面天线近场区临近天线的空间点功率密度S计算公式为:

S=S0・10(2)

(4)计算结果分析。经计算动中通卫星通信天线处于工作最低角度20°时,电磁辐射对被测点的功率密度为33.82μw/cm2,处于工作最低角度5°时,电磁辐射对被测点的功率密度为546.35μw/cm2;因此,动中通车载站将采取电磁辐射防护措施,包括天线舱厢体屏蔽以及天线舱和操作舱之间加装金属隔离墙等,使得动中通卫星天线舱和操作舱之间的电磁衰减效果达到40dB。经40dB的衰减后动中通卫星通信天线处于工作最低角度20°时,电磁辐射对被测点的功率密度为0.003382μw/cm2,处于工作最低角度5°时,电磁辐射对被测点的功率密度为0.054635μw/cm2,符合安全要求。

三、功放到天线之间的电磁泄露计算

动中通卫星通信系统中,由于功率放大器和天线不能实现完全的匹配,在这两个微波器件间存在电磁能量的损失,损失的能量主要转化为两部分:一部分作为热能耗散在连接器上,另一部分作为电磁波向空间辐射。

由于功率放大器到天线之间由波导管可靠连接,通过连接处(法兰)泄露的电磁能量很少,因此电磁波泄露的能量在功放与天线之间的总的损耗能量中所占的比例是很少的。根据经验和实测值,功率放大器到天线之间产生的电磁能量损耗取定为0.5dB,按照最恶劣情况下,取定电磁能量泄露为0.1dB,据此计算电磁泄漏产生的电磁辐射。据计算,功放至天线之间的电磁泄露在操作舱操作员位置处的功率密度为1.16μw/cm2;小于10μw/cm2,达到安全标准。动中通车载站将采取电磁辐射防护措施,包括天线舱厢体屏蔽以及天线舱和操作舱之间加装金属隔离墙等,使得动中通卫星天线舱和操作舱之间的电磁衰减效果达到40dB。因此动中通车载站功放至天线之间的电磁泄露在操作舱操作员位置处的功率密度为0.000116μw/cm2。

四、电磁辐射计算统计表

电磁辐射计算方法篇2

关键词:计算机电磁辐射电磁场

       1 概述

       任何带电物体的周围都存在电场,而周期变化的电场将会产生周期变化的磁场,也就存在电磁波,产生电磁辐射,如果这种辐射的量超过限定条件,那么就会对环境形成电磁污染。和无处可躲的大气污染、水污染、噪声污染一样,电磁辐射同样无处不在,这使它成为公认的“第四污染源”。

       只要存在电场变化的地方就会有电磁辐射。目前,能造成大面积电磁污染的主要有高压输配电系统、发射设备、微波设备、家用电器、计算机等等。其中高压输电系统的电磁辐射强度最大,对人体的危害最明显。为了保障从业者的健康,在辐射环境下的工作时间有着严格的限定。相比之下,诸如彩电、手机、微波炉、空调机、电冰箱、计算机等等家庭必需的电气设备所影响的人群更广泛。在上述常见的电气设备中,与人们工作、生活息息相关的计算机更值得关注。许多上班族和沉迷于网络世界的网虫每天面对计算机的时间往往超过8小时。而计算机本身就是一个不可小觑的电磁辐射源:微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、usb接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量。计算机所产生的电磁辐射,对那些长期接触计算机的人的身心健康有巨大的危害。

       2 计算机电磁辐射对人体的危害

       计算机已进入现代社会的各行各业和千家万户,它给人们的工作、学习、生活带来了极大的方便。但“计算机病”也与日俱增,严重的影响了人们的身心健康。“计算机病”的症状表现为神经衰弱综合癌(头晕、头痛、疲劳、失眠或噩梦、记忆力减退、情绪低落等)、肩颈腕综合症(骨骼不适、手指麻等、感觉异常、震颤、有压痛),以及腰背酸痛、抗病能力降低、易感冒等,发病率最高的是那些每天在计算机旁敲击键盘的专业人员。这些专业人员精神压力大,大脑处于高度集中和紧张状态,这是产生神经衰弱综合症的根源。流产、面部褐斑、类似红斑或湿疹等的出现,亦与精神因素密切相关。专业人员连续注视计算机屏幕,长时间近距离盯着闪烁的荧光屏,易使眼睛充血、干燥、怕光,严重者还会使眼球视网膜的感光功能失调,晶体受损,暗适应能力降低,造成视力减退,甚至可导致微波自内障、夜盲症等。如人体受辐射还可导致人体循环系统异常,男性生殖能力下降,人体激素分泌异常等。孕妇、儿童、心脏起搏器佩戴者和老人是电磁辐射的易感人群,而心脏、眼睛和生殖系统等是电磁辐射敏感器官。近年来的畸形儿出生率和儿童的自血病增多,心脏起搏器佩戴者的死亡率增加,电磁辐射难逃其咎。

       3 计算机辐射的主要来源

       虽然微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、usb接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量,但幸运的是,除显示器之外,这些配件都是被装在具有电磁屏蔽能力的机箱里面,阻挡了大部分电磁辐射。所以,我们通常受到的辐射一方面来自显示器,而另一方面则来自主机。倘若显示器在电磁屏蔽技术方面不够严谨,那么用户可能一周5天、每天8小时都会受到电磁辐射,对健康的危害显而易见。而机箱同样如此,设计不良的产品往往台发生电磁辐射泄漏,如果机箱与用户之间的距离太近,外泄的电磁辐射同样会影响到用户健康。

       上述表明,计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机。其中显示器又分为crt显示器(阴极射线管显示器)和lcd显示器(液晶显示器)。crt显示器是计算机中最严重的辐射源。crt显示器通过电子枪发射电子束实现画面显示,对外发射电子本身就会产生严重的电磁辐射,尽管厚厚的含铅玻璃屏幕可在一定程度上阻隔辐射,但仍然有不少电子穿透阻隔层而直接照射到使用者。所以,如何削弱这部分辐射至关重要。

       按照物理学的定义,来自crt显示器的辐射伤害主要可分为光辐射、低能x射线、无线电场、静电场和低频电磁场。其中光辐射为电子枪打在屏幕背后荧光层而发出的可见光和少量紫外线,只有少量的紫外线会对人体造成危害。x射线由电子束碰撞阴极射线管的内部前屏所产生,但因为能量极低,其辐射程度也可忽略不计。无线电场主要从crt的控制电路部分发出,强度非常弱,经过短距离后基本上就衰减到零。静电场则是从crt电子枪内部的加速电场所产生,最直接的体现就是会让屏幕吸附灰尘。而被认为对人体健康损害最严重的应该是低频电磁场,它主要由显示器的电源部分(高压包)和垂直/水平扫描电场所产生,电磁场频率在5hz~400khz之间。

       lcd电磁辐射相对低很多。从原理上说,lcd显示器以液晶材料作为光线通过的开关来控制光线照射屏幕,进而获得画面输出。而这个过程并没有涉及紫外线、静电场、高压电源等容易产生辐射的部件,因此从这个方面考虑可以说lcd正面几乎是零辐射。另外,lcd和crt显示器一样,机内同样需要一个高压电源,只是电源驱动的并不是电子枪,而是lcd背光模组中的冷阴极荧光管。此种荧光灯管其实和我们常见的日光灯一样,都需要较高的电压才能驱动,只是点亮之后电压会迅速回落到较低的水平。因此,lcd的电源只需要维持一定时间的高压状态(可达到l000v),然后转为常压甚至低压状态,而不必像crt显示器的高压包一样始终得保持高电压状态。因此相对而言,lcd显示器电源部分对外辐射的低频电磁波会比crt要弱很多,加上lcd的摆放位置往往贴近墙面.所以不会背对着人体,这种辐射对人的影响可减弱到零。

       显示器之外,第二辐射源就是主机。众所周知,金属机箱对电磁辐射可起着屏蔽的作用,但不同材料,不同设计、不同工艺的机箱的防辐射能力并不相同,如果设计不良,主机外泄的电磁辐射仍可能超标。

       首先,机箱的材料至关重要,目前大多数机箱都是使用镀锌铜板,它可起到良好的屏蔽效果。不少高档机箱采用更轻的铝合金材料,同样具有良好的防辐射能力。材料仅是防辐射要求的基本方面,更关键的地方在于机箱制造工艺,只有模具精细,制造工艺好的机箱才会具有良好的电磁屏蔽效果。这方面主要体现在机箱面板、前置接口,后侧挡板及其他所有存在任何接缝的地方,劣质机箱与优质机箱在这方面差异甚大,前者的接缝处通常很不严密,设计、制造过程中都没通过辐射实验室进行严格检测、电磁辐射外泄情况严重。尤其是在前置接口方面,电磁辐射很容易就直接影响到用户。而优质机箱在这些细节都比较严谨,基本不存在接缝不够密合的问题,样品制造出来后都必项在电磁实验室中测量辐射是否达标,选标之后方可进行大批量制造。此外,不少机箱为了制造方便都采用双面喷漆,但内部表面如果被喷漆的话,机箱板就无法直接吸收电磁坡,电磁波会出现四处散射的情况。倘若在机箱接缝处不够严密就很容易因电磁波散射而造成泄漏现象。相较之下,外表面喷漆、内部镀锌的做法更值得提倡。钢板内表面所镀的锌(防氧化需要)同样也是金属,电磁波射到表面后可以被有效屏蔽而不会出现散射现象,这对机箱整体的电磁辐射屏蔽是很有利的——从健康角度考虑,我们认为多花点预算购买品质优良的机箱还是值得提倡的。

       因此,对于广大计算机用户来说,选择lcd显示器,购买选材合理、设计优秀、屏蔽良好的机箱是非常重要的。这样可以最大限度的保证计算机用户免于受到过度的电磁辐射危害。

       除了在购买时选择符合电磁辐射标准的计算机外,还可以根据情况采取下列措施。①平时饮食应选择富含维生素类的食品,以降低辐射的危害②有必要选用防护产品,如防护屏、护目镜、防磁帖防护服等③长时间使用计算机,应注意间隔与调剂,孕妇操作计算机一天不宜超过2h。④人体与计算机,应保持一定的安全距离。室内办公和家用电器的设置不宜过密,不要把家用电器摆放得过于集中,以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中。

       4结语

       随着计算机走进人们的日常生活,它给现代人的工作、学习带来了极大的便利,成为人们生产生活所必不可少的一件工具。在给人们带来便利的同时,应该注意到,计算机所产生的电磁辐射也给人们的健康带来了危害。如何有效地防止和降低计算机对人身健康的威胁,是人们生产生活中所应该关心和关注的一个问题。计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机,选择lcd显示器和具有良好防辐射效果的机箱是防止用户免于过度电磁辐射的关键。另外加强维生素的摄入,选择防护用具,避免长时间近距离接触计算机也是重要的防护措施。

参考文献:

[1]胡焱弟,白志鹏等.大学生受电脑电磁辐射的研究.安全与环境学报.2005.5(3).37~41.

[2]刘英杰.电磁辐射与劳动保护.水利电力劳动保护.2002.(1).17~18.26.

[3]吴忠智.关于电源污染及电磁辐射的探讨.电工技术杂志.2001.(11).30~31.

[4]张剑.关注健康——从设计的角度看待电磁辐射.微型计算机.2003.(23).112~118.

电磁辐射计算方法篇3

关键词:计算机电磁辐射电磁场

1 概述

任何带电物体的周围都存在电场,而周期变化的电场将会产生周期变化的磁场,也就存在电磁波,产生电磁辐射,如果这种辐射的量超过限定条件,那么就会对环境形成电磁污染。和无处可躲的大气污染、水污染、噪声污染一样,电磁辐射同样无处不在,这使它成为公认的“第四污染源”。

只要存在电场变化的地方就会有电磁辐射。目前,能造成大面积电磁污染的主要有高压输配电系统、发射设备、微波设备、家用电器、计算机等等。其中高压输电系统的电磁辐射强度最大,对人体的危害最明显。为了保障从业者的健康,在辐射环境下的工作时间有着严格的限定。相比之下,诸如彩电、手机、微波炉、空调机、电冰箱、计算机等等家庭必需的电气设备所影响的人群更广泛。在上述常见的电气设备中,与人们工作、生活息息相关的计算机更值得关注。许多上班族和沉迷于网络世界的网虫每天面对计算机的时间往往超过8小时。而计算机本身就是一个不可小觑的电磁辐射源:微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量。计算机所产生的电磁辐射,对那些长期接触计算机的人的身心健康有巨大的危害。

2 计算机电磁辐射对人体的危害

计算机已进入现代社会的各行各业和千家万户,它给人们的工作、学习、生活带来了极大的方便。但“计算机病”也与日俱增,严重的影响了人们的身心健康。“计算机病”的症状表现为神经衰弱综合癌(头晕、头痛、疲劳、失眠或噩梦、记忆力减退、情绪低落等)、肩颈腕综合症(骨骼不适、手指麻等、感觉异常、震颤、有压痛),以及腰背酸痛、抗病能力降低、易感冒等,发病率最高的是那些每天在计算机旁敲击键盘的专业人员。这些专业人员精神压力大,大脑处于高度集中和紧张状态,这是产生神经衰弱综合症的根源。流产、面部褐斑、类似红斑或湿疹等的出现,亦与精神因素密切相关。专业人员连续注视计算机屏幕,长时间近距离盯着闪烁的荧光屏,易使眼睛充血、干燥、怕光,严重者还会使眼球视网膜的感光功能失调,晶体受损,暗适应能力降低,造成视力减退,甚至可导致微波自内障、夜盲症等。如人体受辐射还可导致人体循环系统异常,男性生殖能力下降,人体激素分泌异常等。孕妇、儿童、心脏起搏器佩戴者和老人是电磁辐射的易感人群,而心脏、眼睛和生殖系统等是电磁辐射敏感器官。近年来的畸形儿出生率和儿童的自血病增多,心脏起搏器佩戴者的死亡率增加,电磁辐射难逃其咎。

3 计算机辐射的主要来源

虽然微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量,但幸运的是,除显示器之外,这些配件都是被装在具有电磁屏蔽能力的机箱里面,阻挡了大部分电磁辐射。所以,我们通常受到的辐射一方面来自显示器,而另一方面则来自主机。倘若显示器在电磁屏蔽技术方面不够严谨,那么用户可能一周5天、每天8小时都会受到电磁辐射,对健康的危害显而易见。而机箱同样如此,设计不良的产品往往台发生电磁辐射泄漏,如果机箱与用户之间的距离太近,外泄的电磁辐射同样会影响到用户健康。

上述表明,计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机。其中显示器又分为CRt显示器(阴极射线管显示器)和LCD显示器(液晶显示器)。CRt显示器是计算机中最严重的辐射源。CRt显示器通过电子枪发射电子束实现画面显示,对外发射电子本身就会产生严重的电磁辐射,尽管厚厚的含铅玻璃屏幕可在一定程度上阻隔辐射,但仍然有不少电子穿透阻隔层而直接照射到使用者。所以,如何削弱这部分辐射至关重要。

按照物理学的定义,来自CRt显示器的辐射伤害主要可分为光辐射、低能x射线、无线电场、静电场和低频电磁场。其中光辐射为电子枪打在屏幕背后荧光层而发出的可见光和少量紫外线,只有少量的紫外线会对人体造成危害。X射线由电子束碰撞阴极射线管的内部前屏所产生,但因为能量极低,其辐射程度也可忽略不计。无线电场主要从CRt的控制电路部分发出,强度非常弱,经过短距离后基本上就衰减到零。静电场则是从CRt电子枪内部的加速电场所产生,最直接的体现就是会让屏幕吸附灰尘。而被认为对人体健康损害最严重的应该是低频电磁场,它主要由显示器的电源部分(高压包)和垂直/水平扫描电场所产生,电磁场频率在5Hz~400kHz之间。

LCD电磁辐射相对低很多。从原理上说,LCD显示器以液晶材料作为光线通过的开关来控制光线照射屏幕,进而获得画面输出。而这个过程并没有涉及紫外线、静电场、高压电源等容易产生辐射的部件,因此从这个方面考虑可以说LCD正面几乎是零辐射。另外,LCD和CRt显示器一样,机内同样需要一个高压电源,只是电源驱动的并不是电子枪,而是LCD背光模组中的冷阴极荧光管。此种荧光灯管其实和我们常见的日光灯一样,都需要较高的电压才能驱动,只是点亮之后电压会迅速回落到较低的水平。因此,LCD的电源只需要维持一定时间的高压状态(可达到l000V),然后转为常压甚至低压状态,而不必像CRt显示器的高压包一样始终得保持高电压状态。因此相对而言,LCD显示器电源部分对外辐射的低频电磁波会比CRt要弱很多,加上LCD的摆放位置往往贴近墙面.所以不会背对着人体,这种辐射对人的影响可减弱到零。

显示器之外,第二辐射源就是主机。众所周知,金属机箱对电磁辐射可起着屏蔽的作用,但不同材料,不同设计、不同工艺的机箱的防辐射能力并不相同,如果设计不良,主机外泄的电磁辐射仍可能超标。

首先,机箱的材料至关重要,目前大多数机箱都是使用镀锌铜板,它可起到良好的屏蔽效果。不少高档机箱采用更轻的铝合金材料,同样具有良好的防辐射能力。材料仅是防辐射要求的基本方面,更关键的地方在于机箱制造工艺,只有模具精细,制造工艺好的机箱才会具有良好的电磁屏蔽效果。这方面主要体现在机箱面板、前置接口,后侧挡板及其他所有存在任何接缝的地方,劣质机箱与优质机箱在这方面差异甚大,前者的接缝处通常很不严密,设计、制造过程中都没通过辐射实验室进行严格检测、电磁辐射外泄情况严重。尤其是在前置接口方面,电磁辐射很容易就直接影响到用户。而优质机箱在这些细节都比较严谨,基本不存在接缝不够密合的问题,样品制造出来后都必项在电磁实验室中测量辐射是否达标,选标之后方可进行大批量制造。此外,不少机箱为了制造方便都采用双面喷漆,但内部表面如果被喷漆的话,机箱板就无法直接吸收电磁坡,电磁波会出现四处散射的情况。倘若在机箱接缝处不够严密就很容易因电磁波散射而造成泄漏现象。相较之下,外表面喷漆、内部镀锌的做法更值得提倡。钢板内表面所镀的锌(防氧化需要)同样也是金属,电磁波射到表面后可以被有效屏蔽而不会出现散射现象,这对机箱整体的电磁辐射屏蔽是很有利的——从健康角度考虑,我们认为多花点预算购买品质优良的机箱还是值得提倡的。

因此,对于广大计算机用户来说,选择LCD显示器,购买选材合理、设计优秀、屏蔽良好的机箱是非常重要的。这样可以最大限度的保证计算机用户免于受到过度的电磁辐射危害。

除了在购买时选择符合电磁辐射标准的计算机外,还可以根据情况采取下列措施。①平时饮食应选择富含维生素类的食品,以降低辐射的危害②有必要选用防护产品,如防护屏、护目镜、防磁帖防护服等③长时间使用计算机,应注意间隔与调剂,孕妇操作计算机一天不宜超过2h。④人体与计算机,应保持一定的安全距离。室内办公和家用电器的设置不宜过密,不要把家用电器摆放得过于集中,以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中。

4结语

随着计算机走进人们的日常生活,它给现代人的工作、学习带来了极大的便利,成为人们生产生活所必不可少的一件工具。在给人们带来便利的同时,应该注意到,计算机所产生的电磁辐射也给人们的健康带来了危害。如何有效地防止和降低计算机对人身健康的威胁,是人们生产生活中所应该关心和关注的一个问题。计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机,选择LCD显示器和具有良好防辐射效果的机箱是防止用户免于过度电磁辐射的关键。另外加强维生素的摄入,选择防护用具,避免长时间近距离接触计算机也是重要的防护措施。

参考文献

[1]胡焱弟,白志鹏等.大学生受电脑电磁辐射的研究.安全与环境学报.2005.5(3).37~41.

[2]刘英杰.电磁辐射与劳动保护.水利电力劳动保护.2002.(1).17~18.26.

[3]吴忠智.关于电源污染及电磁辐射的探讨.电工技术杂志.2001.(11).30~31.

[4]张剑.关注健康——从设计的角度看待电磁辐射.微型计算机.2003.(23).112~118.

电磁辐射计算方法篇4

关键词:手机,电磁辐射,时域有限差分(FDtD)法,比吸收率

 

随着经济的快速发展和科技的不断进步,手机等电磁产品的应用在给人类提供极大方便的同时,电磁辐射污染已经成为继大气污染、水污染和噪音污染后的第四污染,同时人们开始关注电磁产品的电磁辐射问题。本文通过建立近似的手机辐射电磁模型,利用matLaB软件编制FDtD计算程序;通过改变手机天线与人头之间的距离,研究了暴露于GSm900mHz手机天线近区场中的人体头部在辐射系统峰值功率下发射时的场强和SaR分布,并将计算结果同现有的国际、国内卫生安全标准进行了比较。

1手机电磁辐射的危害

手机通信是依靠对无线电波的接收和发送实现的,而任何一种形式的无线电波都或多或少的被人体组织吸收。自从1993年美国佛罗里达州发生全世界首例因使用手机危害健康引起的索赔案以来,关于手机辐射损害人体健康的诉讼案多有报道,更加引起了人们对手机辐射对人体作用的重视。2001年5月,国内也报道了投诉手机电磁辐射损害健康的案例;随后,在北京解放军304医院确诊了一例罕见的与长期高频率使用手机有关的恶性脑瘤-胶质瘤:患者肿瘤发生于颞、顶、枕交界区,正好是手机天线的辐射区[1]。

2FDtD法与SaR值

时域有限差分(FDtD)法是在1966年由K.S.Yee[2]第一次提出的求解电磁场问题的一种数值计算方法。采用有限差分法要对问题的变量空间离散化就要建立合适的网格剖分体系,K.S.Yee提出了一个合理的网格体系,成功的创立了时域有限差分法。该网格体系的特点是,电场和磁场各分量在空间的取值点被交叉地放置,使得在每个坐标平面上每个电场分量的四周由磁场分量环绕,同时每个磁场分量的四周由电场分量环绕,这样的电磁场空间配置符合电磁场的基本规律:法拉第电磁感应定律和安培环路定律,因而也符合电磁波在空间传播的规律。

FDtD方法中,计算电磁波对人体的作用,是把人体作为一个散射体,通过迭代足够的时间步,使人体模型内每一网格中的场都达到稳定,计算所获得的是人体模型内每一网格三个电场分量和三个磁场分量的稳定值。

目前国际上通常用比吸收率SaR(SpecificabsorptionRate)作为手机电磁辐射的量度,来衡量电磁辐射对人体的影响,并以此来确定人体能够接受的限制值。SaR定义为单位质量所吸收或消耗的能量对时间的导数:

(1)

如果入射场为时谐场,上式可表示为:

(2)

式中为生物体组织的等效电导率;是生物体组织的质量密度;为生物组织中的最大电场强度。

由于人体电学性质的高度非均匀性,电磁场在人体内的分布很不均匀,每种组织所吸收的电磁能量不仅与其中的电场有关,也取决于自身的电导率。为了表明整个人体吸收电磁能量的水平,有时也采用平均SaR这一参量。

3手机和人体头部的电磁模型

3.1单极天线手机模型

在本文的计算仿真中,主要考虑的是手机距离人体头部位置不同时的辐射情况,因此手机作为辐射源的状况不是考虑的重点。本文采用在手机电磁辐射研究中广泛采用的单极天线手机模型[3],即手机天线长度为手机发射频率对应波长的1/4。对于GSm制式手机,信号激励频率为900mHz,输入功率设置参照ieeeC95标准,900mHz时为0.3w。

单极天线手机模型将手机简化为天线和机身两部分,机身为表面覆盖绝缘介质薄层的长方体金属矩形盒,表面的绝缘塑料介质,厚度通常为1㎜,其相对介电常数一般取。手机机壳内部通过一薄金属片与天线馈电端相连,该金属片用来固定手机天线并给天线馈电,大小为1.0㎝×1.0㎝,一般将其作为理想导体,其电导率取铜的电导率,固定在手机机壳上表面一角的天线长度为1/12m,近似取为8.0㎝,天线半径0.33㎝,馈电点在机壳上表面中心;长方体机身的长(a)、宽(b)、高(c)分别为2.0㎝×5.0㎝×8.0㎝,人右手持机,取z轴方向向上并与天线平行,人头水平指向手机方向为x轴,人头鼻尖至后脑勺方向为y轴。论文参考。

3.2人体头部电磁模型的建立

本文的仿真计算中所建立的人头模型为分层球形人头模型,将人头划分为四层,包含皮肤、骨骼、肌肉、大脑四种组织,由于人的眼睛在人体各组织中具有较高的电导率,该组织处的SaR值突变明显,因此人头模型中加上眼睛一共五种组织。该模型所代表的实际人头几何尺寸为:左耳至右耳13.5㎝,鼻尖至后脑勺17.5㎝,下颚至头顶20㎝,各种人体头部组织在900mHz频率下的电参数如表1所示[4]:

表1人体头部组织电磁属性参数(900mHz)

电磁辐射计算方法篇5

关键词:电磁技术;电磁污染;防护

中图分类号:F42文献标识码:a

一、人类生存环境的新威胁―电磁辐射

当今日益增多的电磁辐射成为危害人体健康的环境因素之一,辐射作为环境污染和职业危害的一种新形式,受到政府和社会各界的普遍关注。任何带电物体的周围都存在电场,而周期变化的电场将会产生周期变化的磁场,也就存在电磁波,产生电磁辐射,如果这种辐射的量超过限定条件,那么就会对环境形成电磁污染。和无处可躲的大气污染、水污染、噪声污染一样,电磁辐射同样无处不在,这使它成为公认的危害人类健康的“致病源”之一。目前,生活中常见的较强的电磁辐射的电器主要有:手机、计算机、微波炉、电冰箱、电视等电器,与人们工作、生活息息相关的计算机和手机对人们造成的危害更值得关注。许多上班族和沉迷于网络世界的网民每天面对计算机的时间往往超过8小时,手机又是现代社会人类不可缺少的电子通讯产品。计算机、手机本身就是一个不可小觑的电磁辐射源:微处理器、主板、显卡、声卡、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量,加之人们长期近距离的接触,这些电子产物所发生的电磁辐射对人体健康已构成了新的威胁。

二、电磁辐射对人体的危害

电磁辐射是一种复合的电磁波,以相互垂直的电场和磁场随时间的变化传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动,这些生物电对环境的电磁波非常敏感,因此,电磁辐射可以对人体造成影响和损害。

电子产品已进入现代社会的各行各业和千家万户,它给人们的工作、学习、生活带来了极大的方便。但使用电子产品所致的毛病也与日俱增,“计算机病”尤为严重,已严重影响了人们的身心健康。主要表现为神经衰弱综合症(头晕、头痛、疲劳、失眠或噩梦、记忆力减退、情绪低落等)、肩颈腕综合症(骨骼不适、手指麻等、有压痛),以及腰背酸痛、抗病能力降低等,发病率最高的是那些每天在计算机旁敲击键盘的专业人员。这些专业人员精神压力大,大脑处于高度集中和紧张状态,这是产生神经衰弱综合症的根源。面部褐斑、类似红斑或湿疹等的出现,亦与精神因素密切相关。专业人员连续注视计算机屏幕,长时间近距离盯着闪烁的荧光屏,易使眼睛充血、干燥、怕光,严重者还会使眼球视网膜的感光功能失调,晶体受损,暗适应能力降低,造成视力减退。孕妇、儿童和老人是电磁辐射的易感人群,而心脏、眼睛和生殖系统等是电磁辐射敏感器官。近年来的畸形儿出生率和儿童的白血病增多,电磁辐射难逃其咎。

根据国家环保总局专家分析,目前我国的电磁辐射环境是比较好的,相当于五六十年代时我国面临的水污染、大气污染的情况,有苗头出现,还未到严重的地步。但从现在就要从严管理,未雨绸缪。因为社会经济发展离不开对电磁辐射的应用。若电磁污染到了环境无法忍受的地步,再想进一步发展经济就举步维艰了。

三、生活中电磁辐射的防护

随着文明的发展,人类进入信息社会,电磁辐射时时刻刻都伴随着我们。电子产品带来的电磁辐射污染的污染源无处不在,我们又不能因为存在电磁辐射而放弃使用这些高科技产物,使生活质量倒退。因此,面对生活中与我们息息相关的各类电子产品,做一些基本的了解和防护措施,有效预防电磁辐射,减少对身体的危害至关重要。

家用电器辐射类型及辐射特点:

微波炉:门缝处辐射最大,启动时辐射最大,所以烹饪时不要过于靠近,辐射范围可达7米。

电热毯:电热毯通电后会产生电磁场,产生电磁辐射。孕妇如果使用电热毯,长时间处于这些电磁辐射当中,最易使胎儿的大脑、神经、骨骼和心脏等重要器官组织受到不良的影响。

加湿器:不宜离人体过近,使用时尽量保持适当距离。

液晶电视、显示器:液晶产品的卖点就是辐射较小,可放心使用。

笔记本电脑:辐射集中在键盘上方,使用时应与电源适配器保持一定距离。

手机:尽量使用坐机拨打电话,少用手机拨打电话。手机接通瞬间释放的电磁辐射最厉害,使用时头部和手机天线的距离尽量远一些,最好使用分离耳机和话筒接听电话。

计算机:(1)使用计算机的时候尽量减少接触时间并与屏幕保持适当距离,使用非液晶显示屏幕时,最好能加装防辐射隔离屏;(2)在计算机桌旁放一盆仙人掌,仙人掌可以吸收计算机释放出来的电磁辐射;(3)身体处于屏幕71厘米以外的地方,接受的电磁辐射就会大大减少;(4)不要在电脑后面或两侧安置工作台,因为电脑的后背或两侧发出的电磁辐射要远远大于前面的屏幕等。

家用电器的类型很多,辐射的强弱也不尽相同,我们要不断探讨并及时改进使用方法,尽可能地减少电磁辐射对人体的危害。

1、居家防辐射。据放射检测专家分析,目前居民家中使用的天然装饰石材中,有一部分具有放射性污染。有些家庭装修使用的壁纸、壁布、涂料、塑料、板材等,释放出大量有害气体,致使居室空气污染严重,变成了“辐射屋”、“污染房”。因此,无论是购房或租房,都应先彻头彻尾地做辐射检查,尽量避免生活在不健康的环境中,如已无法改变住所,则要测出辐射最强的是哪里,加以屏蔽或调整家具位置,使家人接触辐射材料的距离加大,接受辐射的时间减少。

2、不要把家用电器放的过于集中,或经常一起使用。以免使自己暴露在超剂量辐射的危害之中。人体不可能获得屏蔽,如果同时使用各类电器,就如同被电磁波包围,从而对人体造成危害。

3、提高自我保护意识。重视电磁辐射可能对人体产生的危害,多了解有关电磁辐射的常识,学会防范措施,加强安全防范。根据各类电子产品的应用手册及指示规范,保持安全操作距离。购买电子产品时应注意证实该产品是否已经过3C认证(国家对电子电磁兼容性的平安认证),尽量减少对高辐射产品的使用。

4、当电器不使用时,最好把电源关掉,而不是让它处于待机状态。这样,不仅可以省电,还可以减少微量电磁辐射的累积。

5、长时间看电视、电脑后及时洗手洗脸,保持室内空气流通。

6、各种家用电器、办公设备、移动电话都应尽量避免长时间操作。如电视、电脑确需长时间使用时,应注意至少每小时离开一次,采用眺望远方或闭上眼睛的方式,以减少眼睛的疲劳程度和所受辐射影响。

7、多食富含维生素a、C和蛋白质的食物。如胡萝卜、白菜、豆腐、牛奶、鸡蛋等食物,以利于调节人体电磁场紊乱。

8、多喝水。茶中的茶多酚有利于防辐射。

四、结语

在电磁辐射广泛存在的今天,可以说电磁波与我们生活密不可分,显然我们在充分利用电磁波给我们带来便利的同时注意减少电磁辐射对我们的伤害才是我们需要做的工作。电磁辐射泄漏是一项系统工程,任何单一的防护措施都不是万无一失的。要根据不同电器产品的特点采用与之相适应的最佳防护措施进行综合防护。

(作者单位:平高集团)

主要参考文献:

[1]沈颐宁.电磁场与电磁波.北京:科学出版社,2007.

[2]黄德寅.电磁辐射对生物体的生物学效应.职业卫生与应急救援,2004.

电磁辐射计算方法篇6

【关键词】电偶极子;煤岩破裂;电磁波

【abstract】inthispaper,basedonthelawofpropagationofelectromagneticwavesinlayeredmedium,combinedwiththeactualsituationofthecoalandgasoutburst,thecoalandrockburstradiationofelectromagneticwavepropagationmodelisestablished.and,theregulationforumsofelectricfieldandmagneticfieldtransmittedarecarriedoutbysoftwareprogramminginordertorealizethefunctionofcalculating,whichprovidesaconvenientanalyticaltoolforthelocationofthefractureofcoalandrock.

【Keywords】electricdipole;Coalandrockoutburst;electromagneticwave

0引言

作为能源大国,煤矿安全一直是全国工业安全工作的重点。而煤矿瓦斯灾害,却是造成重大伤亡事故、影响生产进度、损失经济利益的主要原因,其中煤与瓦斯突出灾害的预防,是其中一个重要环节。研究可靠的突出预测方法,可有效保障矿井安全生产,提高矿井经济效益。因此,煤岩破裂的预测研究具有重大的实际意义及社会意义。

煤岩破裂预测作为瓦斯灾害防治综合措施是最重要的环节。目前,煤岩破裂预测方法主要有以下几种:声发射监测方法,电磁辐射预测方法,以及利用环境监测系统连续监测工作面的瓦斯涌出变化特征,分析瓦斯涌出与突出关系的预测方法。其中电磁辐射预测方法目前正在广泛研究开展中,但是如何在此基础上,开发出从软件到硬件实现整合的电磁辐射预测系统,将使煤岩破裂防治技术大幅度提升,对改善当前煤矿安全状况具有极其深远的意义。

1煤岩破裂电磁辐射分析

1.1理论分析

煤岩体同其他固体材料一样,都是由成千上万的电子、原子等基本粒子组成,当煤岩体受载变形破裂时,电子等带电粒子变速运动就会向外辐射电磁波,这就是电磁辐射现象。当煤岩相邻颗粒之间发生非均匀变形时,界面处的电平衡遭到破坏,在受拉界面会积累许多自由电荷,而在受压处则积累了同样数量的相反电荷,这就相当于电偶极子。因此,可以将煤岩破裂时的辐射源等效为电偶极子。

依据电磁波的传播理论,煤岩破裂时辐射的电磁波在分层媒质中的传播,可等效于辐射源在由“岩石层-煤层-岩石层”组成的三层媒质模型。研究煤岩破裂时电偶极子场源电磁波的正向传播规律可转化为分析该辐射源辐射的电磁波在各媒质层中电场和磁场的场量表达式。由于垂直和水平电偶极子是电磁辐射的基本模型,任何辐射源都可以分解为垂直和水平电偶极子的加和。因此,本文将针对电偶极子场源进行研究。

1.2电磁波辐射场强的计算

由于水平电偶极子与垂直电偶极子场源辐射场强的计算思路基本相同,文章只讨论垂直电偶极子场源辐射场强的计算。

图1垂直电偶极子情形

为方便理解建立直角坐标系。以电偶极子所在点为原点,该电偶极子的长度为dl,其电流为i・ejwt(a)。以垂直指向大地的方向为z轴正方向,如图1所示。根据实际情况,第一、三两层为岩石层,其电磁参数分别为μ1、ε1、σ1和μ3、ε3、σ3;第二层为煤层,其电磁参数为μ2、ε2和σ2。

垂直电偶极子情形下只有z分量,则垂直电偶极子场源情形下中间媒质层中各部分的电场和磁场场强表达式如下所示:

1)z0≤z

■(1)

■(2)

2)z2≤z

■(3)

■(4)

其中,■(5)

■(6)

■(7)

■(8)

■(9)

■(10)

■(11)

而J■■(x)=-J■(x)(12)

J■■(x)=■・J■(x)-J■(x)(13)

可由贝塞尔函数的求导公式J■■(x)=■J■(x)-J■(x)得到。

2系统软件开发

关于三层煤质中的场强公式已经明确,为了将理论成果更好的应用到实际工程中,可将理论推演通过计算机编程来实现。在软件的选择上,鉴于Visualc++有很好的稳定性和兼容性,我们选用VisualC++6.0开发平台作为程序开发环境。

无论是电场场强e,还是磁场场强H,都是一个很复杂的积分算式,含有诸多参数,但最终都可转化为电导率σ1、σ2、σ3,磁导率μ1、μ2、μ3,媒质的介电常数ε1、ε2、ε3,角频率ω,电偶极子内的电流i,以及相应的坐标值x、y、z等。在所建三层媒质模型中,由于大地媒质在通常情况下为非铁磁性媒质,因而此时可设定典型分层媒质模型中各层媒质的导磁率相等,并且均等于空气导磁率,即μ1=μ2=μ3=0。第一、三两层为岩石层,所以σ1=σ3,σ1=σ3。这样一、三层媒质参数设为相等,便于编程实现。当场强计算公式必需的参数都一定的情况下,调用复数基本乘、除法函数,让程序中用到的复数运算都以实部和虚部的参数形式出现,避免了复杂的复数运算,再调用贝塞尔函数等,得出被积函数,准备进行积分。此时调用“积分定限函数”,确定积分限的情况下再进行龙贝格积分,将积分结果求模值,得出运算结果。具体的程序框图如图2所示。

图2整体程序框图

在场源参数都已知的前提下,用户根据需要变换坐标值的输入范围,计算出对应的场强数据,并可将对应场源参数、坐标值、场强数据存入相应数据库中,作为下一步场源定位查询的依据。

3结论

针对目前电磁预测法中存在无法对破裂源实现准确定位的问题,本文结合煤与瓦斯突出时的实际模型,推演出煤岩破裂时电偶极子场源电磁波的正向传播规律,将理论推演进行计算机编程来开发相应系统软件。系统包括场强计算子系统数据库管理子系统等,为根据接收信号队破裂源进行定位提供了理论依据。

【参考文献】

[1]王恩元,何学秋,聂百胜,等.电磁辐射法预测煤与瓦斯突出原理研究[D].中国矿业大学,2000.

[2]张清毅.透地通信信道的研究―一种关于分层媒质场强计算的新方法及其应用[D].北京:中国矿业大学〈北京〉,1995.

[3]郑钧.D.电磁场与波[m].上海交通大学出版社,1984.

[4]王凯,俞启香.煤与瓦斯突出的非线性特征及预测模型[m].中国矿业大学出版社,2005.

电磁辐射计算方法篇7

【关键词】射频电磁场;抗扰度;单极天线

一、研究目的

随着科学技术的日益发展,越来越多的带有电磁辐射的设施进入了人们生活和科技生产的各个领域,可以说我们所处环境的任何地方都存在着人为的电磁辐射。在这些电磁设备提供给人们现代化生活所必须的电能、通信、广播等重要需求的同时,也使人们担心“电磁污染”对人体健康的损害以及不同电磁波之间的相互干扰。

射频电磁场辐射抗扰度是电磁兼容抗扰度的一项重要测试项目,其目的是验证电磁场由空间耦合到被测设备后,被测设备对此方面的抗干扰能力。图1为辐射抗扰度测试简图。

实际测试除上述信号源、功率放大器、天线、铁氧体、尖劈,还有功率计、定向耦合器、GpiB、计算机等辅助设备,是一个复杂的测试系统。进行现场测试时非常不便,如果进行跨省测试几乎是不可能的。为此,需要一套小型化检测装备在没有测试系统的情况下对被测物进行定性分析。

二、实现方法

国际辐射抗扰度标准(ieC60601—1—2)中描述了手机、步话机和无绳电话等通讯设备产生的电磁场可以部分模拟辐射抗扰度骚扰源。就在在今年,课题组协同上海tUV电磁兼容检测人员在现场检测的过程中也探讨了这方面的问题,使用手机和步话机在大型设备现场是国际上的通用方法。而步话机的通讯范围一般在18公里,一个如此小巧的手台具有这样的传输能力说明其发射功率是相当惊人的。其内部结构包括频率调谐、微型功放、发射天线等装置,极其类似辐射抗扰度系统的基本配置,通过单极天线的空间发射原理可以推断步话机单极天线在发射状态下具有很强的空间辐射场强。

如图2所示,步话机在单极天线垂直方向平行与被测设备。辐射抗扰度标准中,工业类设备抗扰度等级为10V/m。这样,如何控制空间辐射场强量级成为另一关键点。

如图3所示,把步话机至于全电波暗室中,可以将需要测试或设置的频率调整为发射状态,调整步话机功率发射电平,调整步话机天线与场强探头之间的距离,当场强探头转换器输出达到10V/m要求时,记录此时标尺的距离刻度、频率点等信息。

三、理论模型验证

竖直的具有四分之一波长的天线称为单极子天线。单极子天线是由直接垂直安装在地面或导电平面上的直导体组成的天线。如图4所示,在三维空间中模拟单极子天线模型。

图5为单极子天线的激励源(即发射源),这些激励源的参数可以通过一个控制器进行智能控制,从而可以动态调整单极子天线的有效长度、辐射功率、辐射方向图等参数以适应各种情况的高频通信系统。图6为单极子天线和一根加载传输线的互耦,红色点及红色直线为发射点,蓝色点为线缆耦合端口。使用地面来模拟一个无限大导体地板。

在现代天线设计中,利用电磁场仿真软件对天线进行仿真成为天线设计的主要方式。本文使用的电磁场仿真软件采用时域有限差分法,在时域进行计算。由于激励信号可以是具有很宽频谱分量的窄脉冲,与傅里叶变换相结合,可以通过一次计算得到计算对象所需频带宽度内的特性,因此特别适合宽带问题的研究。

瞬变问题或时域问题:线天线的瞬变问题或线天线的时域问题有三种求解方法。经典法或傅里叶变换法:先求出线天线的频域解,然后再利用傅里叶变换将频域解化为时域解;直接时域解法:先建立以线天线的时空分布为待求函数的时域积分方程,然后用数值法求解,从而得到输入特性和辐射特性。在这里,线天线本身和时间都必须分割成小段。但线天线的时域严格解,只有当线天线为无限长时才能求得;奇异性展开法:主要是用复频率平面上的奇异性展开来表示线天线的时域响应。根据实验发现,用脉冲源激励的天线或散射体的瞬变响应主要由一些衰减的正弦型响应组成,而每个响应的特征是用拉普拉斯变换复频率平面上的一个极点或一对极点来表示。天线或散射体在这些极点附近的频率有很大的电磁响应。这就引出了奇异性展开法。宽频带的脉冲激发了这些极点,后者则是天线或散射体自由振荡的解。自然模的波形与源脉冲波形无关,但其复振幅系数(称为耦合系数或谐振强度)却与源函数有关。图7、图8分别为空间求解域和求解域辐射方式。

天线的作用是将发射机送来的高频电流(或导波)变换为无线电波并传送到空间;将空间传来的无线电波转变为接收机能够传送的高频电流。因此,天线是一个导波和辐射波的变换装置,即能量转换器件。由于时变电流能辐射电磁波,因而天线也被称为辐射源。但要产生有效的辐射或接收,它的结构应当是一个开放系统。

为了有效地将能量从发射机馈送到天线,或将空间电磁波转换成高频电流(或导波)送至接收机,需要解决如下三个问题:第一,有效地进行能量转换,提高辐射功率或提高天线系统的信噪比。天线作为传输线的终端负载,要求天线与传输线匹配;第二,天线作为一直辐射或接收器件,应具有向所需方向辐射无线电波的能力;第三,天线作为极化器件分为线极化、圆极化和椭圆极化三种。同一系统中收、发天线应具有相同的极化形式,若不一致,则产生极化失配。图9、图10分别为天线辐射角度极化方向图和天线辐射场强分布3D图。

由图10可以看出在发射天线耦合的空间场强以天线拉杆为轴心向外发射,场强逐渐递增,也就是说单极天线在求解域最外场辐射能量均匀稳定,天线垂直面与被测物平行时,场强和均匀性达到最理想状态,这也为实际检测工作提供了指导性理论依据。

四、总结

本文首先介绍了平面单极子天线的分析理论和单极子天线的辐射机理,然后利用仿真软件对单极子天线进行了仿真。通过观察天线辐射场强分布图和方向图,验证了所做工作的正确性,完成了现场辐射抗扰度测试,并在齐齐哈尔重型机床厂的现场试验中达到了预期效果,并协助企业找到了其数控系统辐射敏感频率点。

参考文献

[1]JB/t8832—2001机床数控系统[J].通用技术条件.

[2]电子设备的电磁兼容设计[m].电子工业出版社.

[3]世纪星数控装置[S].武汉华中数控股份有限公司.

基金项目:沈阳市科技专项资金资助(F10—171—8—00)。

作者简介:

电磁辐射计算方法篇8

【关键词】计算机信息泄露屏蔽技术

在现今人们的日常生活和工作,计算机技术的应用几乎贯穿在其每个环节中,也有更多的行业在办公中全面依靠计算机,但是随之而来的信息泄露问题,严重影响了人们对计算机技术的日常运用。其中所谓的计算机信息泄露也就是计算机主机或者时期相关设备等将电磁辐射无意的向外进行扩散,就算是其辐射非常小,但是一旦出现别有用心的人,也能够从之中获取相应的信息,从而对企业和个人信息安全造成威胁。

1计算机信息泄露的出现原因

计算机技术在世界信息操作工作中,有着相当广泛的应用,因此在这种环境之下,对计算机信息泄露抑制技术进行研究,就可以有效的确保计算机内部信息的安全性,从而有效避免因为信息泄露而出现的各项损失。随着科技的逐渐发展中,越来越多的黑客其因为各种原因和目的,而非法攻击计算机网络,获取计算机信息,从而对国家和企业信息安全产生影响,信息泄露抑制也就可以对此类问题的出现进行一定的预防。自从计算机诞生以来,就出现了各种各样的问题,从计算机本身来讲,其主要就是需要对其信息泄露抑制技术进行研究,进一步完善系统,对计算机的运行安全提供保障。

计算机是采用高速脉冲数字电路工作的,因此在计算机运行工作期间会不断的向外辐射电磁信号和带有敏感信息的电磁波。这些电磁波就有可能被一些人截取或保留从而造成计算机上的信息泄露。计算机向外辐射的电磁波主要有(1)无信息调制的电磁辐射;(2)并行数据信息的电磁辐射;(3)寄生震荡;(4)计算机终端的视频信号辐射。前两种辐射基本上不带有计算机的有效信息,计算机的信息泄露主要是通过寄生震荡和终端视频信号辐射。

计算机科技领域的不断发展不仅是在计算机软件和硬件技术上。同时在防止计算机信息泄露上不断改进,经过测试在同等环境下所有计算机都存在信息泄露情况,从电磁辐射的总情况看品牌机优于组装机,新机型好于老机型。

2计算机信息泄露屏蔽技术

2.1屏蔽材料

计算机屏蔽技术主要是采用相关材料来屏蔽计算机使用过程中发出的信号或电磁波来达到保护计算机信息的目的,因此对于屏蔽材料的合理选择具有重要意义。其中计算机屏蔽技术的优劣主要依靠于反射损耗材料、吸收功耗材料以及反射正因子材料进行决定。关于屏蔽性能的有效计算,则依靠的是公式Se=a+R+B,其也可以简化成为Se=a+R。其中公式中的a则也就是代表的吸收损耗,R则也就代表的是反射损耗。电子屏蔽材料越好,也就越能够起到更好的计算机信息泄露屏蔽作用,从而有效确保信息安全。屏蔽材料主要涉及对磁场和电场的阻力进行了决定,其可以采用a=0.1314√(fuσ)进行计算。其中我们从这一公式中,能够对屏蔽效果的影响因素进行了解,其中主要包括相对磁导率、材料厚度和相对导电率。从这一点上来看,在对屏蔽材料进行选择的时候,可以对那些吸收损耗较大的材料进行使用,同时还应该从材料的厚度以及电磁场频率、电导率上进行考虑。在其金属材料中,消耗最大的主要为坡莫合金和铁,另外从性能优良角度来看,铁要优于坡莫合金,所以铁也就能够成为电磁辐射吸收中的最佳选择。但是我们如果是从计算机的反射材料进行考虑的话,不管是从价格上,还是加工技术上来看,坡莫合金和铁相比更具有优势,不但划算还技术精良,因此在计算机反射材料选择中,坡莫合金也就成为其选择的上等品。

2.2计算机屏蔽技术的计算

计算机屏蔽技术功能受到损耗材料、发射损耗材料和多重反射修正因子材料的影响,其中在其屏蔽技术中,当期计算机辐射强度的最大功率是在300兆赫兹,同时其铁的厚度是在0.2mm的时候,其机箱和辐射干扰源间的距离最小也就是0.02m,关于其屏蔽功能则也就是72.25分贝。那么我们从这一点来看,在其屏蔽效果之中,只要对铁锡复合材料进行使用,也就能够取得相对来说比较好的效果。其中对于计算机工作状态的计算,可以选择使用干扰技术和跳屏技术,这样所进行信息盗取的个体也就不能够成功的破译其取得的信息。虽然在对白噪声干扰器进行使用过程中,需要掩埋其使用过程中发出的幅度和频谱,以此对信号接收产生一定的阻碍作用。但是想要对这种方法进行使用,就必须要最大化程度的将其接收到的信号噪声进行降低,以对其信息盗取难度进行增加。那么鉴于此中情况的考虑,在实际工作中也就需要有较强的发射功率,才能够有效的对设备正常运行进行保证。

2.3物理屏蔽技术

物理屏蔽技术主要包括包容法和抑源法,采用这种技术也可达到保护计算机信息的目的。包容法通过提高计算机的性能,并且对计算机软件系统采取屏蔽措施来达到保护的目的。这种技术主要应用于保密性质较高的计算机系统来有效的防止对方窃取计算机重要情报。抑制法主要是通过采用低辐射的计算机原件,例如更换计算机电路及元件的材质、并通过过滤、光纤传输等技术从根本上解决信息泄露的问题。

3结语

计算机技术在工作和生活中的广泛应用,人们更加注重保护个人信息,因此只有加大计算机信息泄露问题抑制技术研究,才能够对计算机网络安全性进行有效提高,从而让计算机技术能够更好的为人们日常生活和工作服务。本文主要讲述计算机信息泄露的方式和途径,并相对应的提出解决办法,以供参考。

参考文献

[1]薛军峰.抑制计算机信息泄漏的屏蔽技术探讨[J].黑龙江科技信息,2013(36):258-259.

[2]殷贤勇.抑制计算机信息泄漏的屏蔽技术探讨[J].西部广播电视,2013(9):129-130.

[3]李晓磊.探讨抑制计算机信息泄露的技术[J].计算机光盘软件与应用,2013(23):134-135.

作者简介

石华(1977-),男,山东省微山县人。初级职称。研究方向为计算机软硬件系统设计开发技术。

电磁辐射计算方法篇9

关键词:防电磁辐射服装;屏蔽;测试方法;辐射危害

中图分类号:o44文献标识码:a文章编号:1672-3198(2008)06-0343-02

1电磁辐射的概念及其放射源

电磁辐射是一种普遍的物理现象,它是由空间共同移动的电能量和磁能量所组成,而该能量是由电荷移动所产生的。换句话说:电磁辐射就是指“能量以电磁波的形式由放射源发射到空间的现象”。

电磁辐射源通常分成两大类:一是自然界电磁辐射源,来自某些自然现象,如雷电、台风、太阳的黑子活动与黑体放射等。而这种电磁辐射源常常会被我们忽视和淡化!我们所一直关注的电磁辐射源,其实只是电磁辐射源的其中一种,即:人工型电磁辐射源。人工型电磁辐射源、来自人工制造的若干系统或装置与设备,其中又分放电型电磁辐射源、射频电磁辐射源及工频电磁辐射源。

2电磁辐射对人体的危害

1998年世界卫生组织列出电磁辐射对人体的五大影响但归纳起来,我们可以把电磁辐射对人体的危害分为:热效应,非热效应和积累效应三种。

3防电磁辐射服装织物及面料

防电磁辐射服装的面料对于电磁波的防护起着决定性的作用。因此在选用电磁辐射防护服装时,应了解防护服装所采用的面料,及其工作原理。由于电磁辐射的频率高低不同,所以我们必须按其高频和低频辐射的特点,用不同的织物及面料进行防护。对电磁辐射的防护需要材料有好的导电性或导磁性,所以不锈钢纤维、具有良好导电性能的银、镍、铜的电镀纤维或织物、填充炭黑、导电化合物和吸波添加剂的有机复合导电纤维便应运而生,而且市场上也出现了各种各样的电磁屏蔽织物和面料。

制成方法:利用金属材料,如采用金属丝网罩隔离装置和用金属粉处理过的服装;利用金属纤维和其他纤维混纺成纱,再织成布。

3.1防辐射织物、面料的一般分类及特点

目前国内、外采用的防电磁辐射织物有三种,工作原理都是通过基料表面所形成的良好导电性能,使其具有抗电磁波的功能。通过对电磁波的反射和吸收而形成屏蔽作用:

(1)合金纤维混纺:采用不锈钢纤维与其他化纤、棉等纤维混纺形成电磁屏蔽织物,具有耐洗涤、耐磨、柔软、手感好、透气、抗静电、防电磁辐射等功能。

特点:透气性好、服饰感强、耐洗涤、手感好。

适用范围:这种面料目前使用最广,其可以被制成各类防辐射服装,如医护类、孕妇防护类等。

(2)多离子织物:采用多种金属离子涂敷粘附在普通织物上,形成一定的电磁屏蔽功能的织物能保持原普通织物的性能、颜色和手感。

特点:柔软、透气、服饰感强、服饰使用范围宽。

适用范围:可以制成t恤、内衣、床单、蚊帐等。

(3)金属化织物:采用化学沉积方法在普通织物表面牢固地“镀”上一层高导电金属层,形成电磁屏蔽织物。

特点:镀膜薄、附着力强、柔软、透气性好、使用频率宽、屏蔽效能高。其中,金属化织物是目前国内外最新一代技术产品,比前两种织物更具有以下显著特点:工作频率宽、屏蔽效能高、使用领域广。

3.2屏蔽高频电磁辐射面料的类型

3.2.1混纺梭织屏蔽布

外表与普通面料一样,采用纳米金属屏蔽纤维与其他纤维混纺织成,屏蔽纤维直径只有头发的1/12,比蚕丝还细腻柔软。

此面料经过及测试中心检测屏蔽效果达到99.9%(30dB以上),同时保留了普通面料的柔软性、均匀性、透气性、耐洗性、致密牢固、使用年限长等特点。

3.2.2纳米离子屏蔽布

采用高科手段,将金属纳米离子置入到织物的内部,从而达到电磁屏蔽的作用。屏蔽率达到99.9999%(70dB以上),防辐射能力强,适合电子电器内部防辐射;电信发射机房、基站、电视广播雷达发射台等的电磁防护,可作为机器设备的覆盖物,或制成衣服的夹层,只可轻轻擦洗,不可揉搓。同时这种面料还可以起到远红外保健、抗静电、杀菌作用:能促进和改善人体浅表组织微循环,增强人体的新陈代谢,对机体具有良好的保健作用。

3.3检测防电磁辐射面料的一般方法

(1)测导电性

用万用表检测到有良好的导电性,普通面料则没有导电性。

(2)用火烧屏蔽布

混纺布会剩下一层屏蔽丝网;而纳米离子布则剩下一堆金属粉末。

(3)使用手持式电磁辐射测试仪

有辐射时红灯亮,用防辐射布挡住后,绿灯亮,表明辐射已被屏蔽。

(4)包裹测试发

将手机等包裹在防电磁辐射屏蔽布或服装中,看其信号是否减弱。

3.4dB和屏蔽率的换算

dB和屏蔽率的换算率是:3dB50%;6dB75%;9dB87.5%;

12dB93.75%;30dB99.9%;70dB99.9999%;

3.5防辐射服dB值是否越高越好

答案是否定的。作为防辐射服装,首先要有服装的基本性能,比如可洗涤,透气性,穿着舒适性,同时要能满足家电的防辐射。除非在雷达,发射台等特殊高辐射场合,美国军用标准规定大于15db。一般家用电器,如防电脑,微波炉等的辐射,由15db即可。大于60db,99%的织物表面上可以包住手机的辐射,但大多是电镀金属的织物,洗涤几次就不行了。

4防电磁辐射服装发展现状及其展望

目前市场防辐射服装品种单一的情况,但我们可以将研发制作方向分为:金融、广电、it、电力、电信、民航、铁路、医疗、生活进行分类。在接下来的产品中,我们不仅要注意产品的防电磁射功能,同时还可以增加服装的防紫外线、防风、拒水、防污、防蛀、抑菌、防臭的功能。

我们必须注意到,目前市场上出现的防辐射服装仍存在一定的发展问题,如:品种太过单一、品种不全、屏蔽效果参差不齐且多为妇女防护用品如吊带、连衣裙等。二是针对防辐射服装世界上并未形成标准化的计算单位和检测方法。三是具有防辐射功能织物原理均为反射和吸收两种,而面料一般只有三种,要想达到令人更加满意的效果我们必须研发更新更好的材料,至于什么材料可以更好的使防电磁辐射功能在服装中进行应用,这仍有待进一步的研究。

据了解,中国工程院院士、西安工程大学博士生导师姚穆教授的一项研究将有望填补国内外空白。一直从事提高服装穿着的舒适性和健康素质方面研究的姚穆教授带着博士生们,动手制作检测设备,从无数种检验方式中得到逐渐清晰的规律,三年来,渐渐摸索出一套独特的检测方法。他们研究的防电磁辐射纺织品的检测与标准制定项目,如果通过国家认证,将为防电磁辐射服装的生产、检测提供科学的数据和标准。不久的将来,人们将穿上放心、舒适的防电磁辐射服。

参考文献

[1]刘国华,王文祖.电磁辐射防护织物的开发[J].产业用纺织品,2003,21,(6).

[2]王进美,田伟.健康纺织品开发与应用[m].北京:中国纺织出版社,2005.

电磁辐射计算方法篇10

【关键词】环境;电磁辐射;监测;对策

中图分类号:tn931文献标识码:a文章编号:

前言

随着信息时代的带来,各种通信设备、电气设备(如电视台、卫星站、电话等)广泛应用,导致人们生活环境充满了电磁波,对人们生活环境造成严重影响,并对人体健康造成严重威胁,成为目前环境污染的重要污染源之一。因此,必须引起环境监测部门的高度重视,掌握电磁辐射来源,了解电磁辐射危害性,对电磁辐射污染进行有效的监测,以减少电磁辐射对环境和人体的危害。

环境电磁辐射的危害

各种通信设备和电气设备在给人们带来方便的同时,导致环境电磁波的增加,使得频带变宽,对各种电子设备运行造成严重干扰,强化电磁辐射的化学反应、物理反应及生物反应,对环境造成严重的污染,同时危害人体健康,其主要危害主要表现在以下三个方面:

(1)电磁干扰。由于功率较大的无线电设备在运行过程中会产生大量的电磁波,对周围的电台、通信及广播等造成电磁干扰,导致这些通信设备无法正常运行,提高电气设备和通信设备故障发生率,对电力安全造成严重影响[1]。

(2)系统威胁。计算机系统本身具有一定的电磁辐射,但是如果电磁波不断增加,就可能被不法人员利用电磁波来获取计算机系统里的资料,或者对计算机系统造成破坏,给人们带来很大的损失。

(3)人体危害。有关研究表明,电磁辐射对人的神经系统造成严重的危害,低频率的电磁场可导致人的神经系统发生紊乱,出现忧郁、烦闷及神经衰弱等症状,而较高频率的电磁辐射则导致人体中枢神经系统出现交感疲乏、机能障碍、头昏脑胀、记忆力变差等症状,对人体健康造成严重威胁。因此,加强对环境电磁辐射的监测很重要[2]。

环境电磁辐射的监测

3.1一般环境监测

主要是指对大面积范围内电磁辐射各种来源形成的电磁辐射值进行监测。监测人员可根据《环境电磁辐射管理与电磁辐射监测》要求来进行监测,把相关标准在某个区域划分网格,并把网格中心点当做监测点,并对树木屏蔽和建筑物屏蔽等因素进行充分考虑,对监测点进行合理的调整。以电场强度作为电磁辐射评价标准,对环境中的电磁辐射进行合理的评价,评价内容主要包括分布规律、环境特点及环境质量等,通过对环境中的电磁辐射进行评价,可以充分了解该区域环境电磁辐射情况,及时采取有效的防治措施[3]。

3.2特定环境监测

主要是指对特定区域内的固定电磁辐射来源形成的电磁辐射值进行监测。监测人员需对该区域内电磁辐射来源类型、规模及数量等进行深入的调查分析,以为环境电磁辐射监测提供重要依据。以下是几种常见电磁辐射来源及监测方法:

3.2.1移动通信站监测

(1)工作原理。移动通信主要是通过控制设备和射频发射器经过网内通信用户和收发站来进入无线通信,而无线通信则由通信在发射和接收形成的电磁波形成的。所以移动通信站在运行过程中,会使周围环境的电磁辐射发生改变。(2)监测方法。监测人员应根据《环境电磁辐射管理与电磁辐射监测》要求,选择适宜的监测仪器、布置监测点、掌握好监测时间、规范监测技术,并对监测结果进行有效的评估,监测电磁强度应小于5.4V/m。若大于5.4V/m,则应采取相应的防治措施,减少电磁辐射对环境的污染,对人体的危害。

3.2.2电台发射设备监测

(1)工作原理。主要是把传输信号经由调制器来进行控制,并通过高频率的振荡器来实现高频率的电流,把调制完成的高频电流防止相应电频,送至天线上方,最终以电磁波的方式进行发射。(2)监测方法。监测人员要根据《环境电磁辐射管理与电磁辐射监测》要求,在电台发射设备周围区域、发射塔及电磁辐射较为敏感位置设置监测点,对这些区域电磁辐射情况进行有效的监测。电磁强度应小于5.4V/m。

3.2.3电力设备监测

(1)工作原理。主要是电力设备周围环境电磁辐射情况进行检查,电力设备主要有变电站、架空电线等;电磁场特点主要表现为电晕、电场及磁场等;电磁辐射污染表现为:绝缘及电晕放电导致的干扰现象,并存在较强的生物效应。(2)监测方法。监测人员要根据《环境电磁辐射管理与电磁辐射监测》要求,按照不同等级电压,选择不同监测仪器和监测技术,并明确电力设备电磁强度和电场强度指标,规范电磁辐射监测技术[4]。

3.3较极低频率电磁辐射监测方法

(1)收集与环境电磁辐射有关资料,主要包括电场强度、磁场强度、电流密度以及磁感应强度等。(2)明确监测时间和监测范围。一般情况下,每个监测点需不间断检测五次,每次检测时间在15s以上,以较为稳定的读值为准。但是若果检测读值波动性较大,则应延长检测时间。监测人员应在离地面0.5米、1米及1.5米的位置设测量点。(3)监测点布置。针对于输电线路电磁辐射监测点的布置:应选择具有代表性意义的档距,并以档距内线路中心位置作为监测点,监测点间距应为5米。针对于变电站电磁辐射监测点布置:控制中心设一个监测点;每个高压设备区各设一个监测点;每个低压设备区各设一个监测点;低压和高压区旁主变位置设一个监测点;开关设备各设一个监测点;监测点间距应为5米。针对于电厂电磁辐射监测点布置:主要是在主控室、发电机、励磁机等位置各设两个监测点,而电厂变电低压侧、变电高压侧、开关室、避雷器及电流互感器等,则各设一个监测点[5]。(4)检测要求。首先在应有检测仪器对周围环境进行有效的检测,并做好检测记录;根据检测对象,选择适宜的检测仪器,并旋转具有代表性的检测结果;尽可能的排除周围辐射源产生的干扰;对检测数据进行有效的统计和整理。(5)注意要点。选择双轴或者以上检测仪器;检测环境温度应为0至40℃,相对湿度应为5至80%;防止人出现在检测位置周围,检测人员应离检测仪器5m远;检测时应将手机登具有电磁辐射设备关闭;检测点位置要平坦且无多余杂物;对检测仪器进行有效的防护,防止其内部存在冷凝水;检测仪器频率要求:检测eLF为50Hz、微波为3GHz至30GHz,三轴检测要求:必须同时对Z、X、Y方向进行检测,检测路程要求:磁场:10μt至10mt、电场0·1kV/m至100kV/m。

结语

随着信息时代的带来,电力设备和通信设备的不断发展和应用,给人们生活带来极大的便利,但是同时也导致环境电磁辐射量的增加,对环境造成严重的污染,干扰电力设备、通信设备的正常运行,对人体健康造成严重的危害。因此,为了减少电磁辐射对设备的干扰、对环境的污染,对人体的危害,必须加强对环境电磁辐射的监测,以为电磁辐射污染的防治提供重要依据,为人们提供一个良好的生活环境。

【参考文献】

[1]朴光玉,徐秀华,罗凤平,成英.刍议电磁辐射的危害及其防护措施[J].黑龙江科技信息,2009,5(19):89-90.

[2]罗穆夏,张普选,马晓薇,杨文芬.电磁辐射与电磁防护[J].中国个体防护装备,2009,12(05):76-78.

[3]黄春锋,吴建平.环境电磁辐射的监测方法[J].黑龙江科技信息,2009,8(35):90-92.