电磁辐射选频分析仪十篇

发布时间:2024-04-30 00:56:14

电磁辐射选频分析仪篇1

关键词:4G移动通信基站;辐射环境;环境现状监测与评价

随着人们对移动通信技术要求的提高和移动通信技术的快速发展,移动通信技术已进入4G时代。所谓4G,是第四代移动通信技术的英文缩写,是集3G和wLan与一体,能够快速传输数据、高质量音频、视频和图像等的技术。其拥有以往技术无法比拟的优势:通信速度更快、网络频谱更宽、通信更加灵活、智能性能更高、兼容性能更平滑、实现更高质量的多媒体通信、频率使用效率更高等。因此,为满足人们对4G服务覆盖的要求,4G移动通信基站建设也如火如荼地进行。然而,4G移动通信基站的建设无疑会带来辐射环境的变化,公众对辐射环境的关注度也越来越高。4G移动通信基站的环境影响评价工作以及处理基站的投诉日渐增加。电磁辐射环境监测是环境影响评价的重要环节,贯穿环境影响评价整个过程,其作为一门综合性学科,运用科学的监测手段对移动基站周围电磁辐射水平进行监测,通过对电磁辐射环境现状定量和系统的分析与评价,为环境影响评价或相关的技术问题提供有力的数据支撑。因此,正确的监测方法和科学、客观的评价是环境影响评价文件结论是否正确的重要保障。

一、电磁辐射环境监测

1监测目的

了解基站周围电磁环境现状,为基站选址的环境合理性及环境影响预测提供数据支撑。

(1)对于拟建基站站址,现场监测基站周围电磁环境现状值,确定该站址是否具有电磁环境容量;

(2)对于已运行基站,现场监测基站周围电磁环境现状值,确定基站周围公众活动区域的电磁辐射环境是否满足国家标准。

2监测依据

根据《电磁环境控制限值》(GB8702-2014)、《辐射环境保护管理导则―电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/t10.2-1996)、《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》(试行)制定本项目现场监测实施细则。

3监测对象的选取原则

监测中选取以人口集中区域为重点的环境敏感程度高、与周围公众活动区域水平距离小、与其他运营商共站址、架设形式对环境影响较大的美化天线和桅杆等典型基站,且各抽测基站监测点位的布设应涵盖发射天线所在天面、周围环境敏感点等公众活动区域。所选基站应具有代表性和包络性。

4监测条件

4.1监测天气情况

无雪、无雨的良好天气。

4.2监测设备

电磁辐射监测仪器设备有:射频电磁辐射分析仪、电磁辐射选频分析仪等。各种测量仪器均应经过国家计量认证部门检定、校准合格,并都在合格证的有效期内,性能满足工作要求。

5质量保证

(1)测量仪器和装置每年经国家计量认证部门检定/校准,检定/校准合格后方可使用;每次测量前、后均检查仪器的工作状态是否正常;几台仪器间进行比对测试。

(2)监测所用仪器与所测对象在频率、量程、响应时间等方面相符合,并保证获得真实的测量结果。

(3)监测布点和监测方法均严格按照《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》(试行)的要求进行。监测点位置的选取考虑使监测结果具有代表性,合理布设监测点位,保证各监测点位布设的科学性和可比性。

(4)监测中异常数据的取舍以及监测结果的数据按照统计学原理处理。

(5)建立完整的文件资料。仪器的校准证书、监测布点图、测量原始数据等全部保留,以备复查。

(6)严格实行三级审核制度,经过校对、校核,最后由质量负责人审定。

6测量方法

6.1基本要求

(1)工作开始前,收集被测基站的基本信息,包括:基站名称、编号、地理位置、基站各项基础参数、天线架设方式、天线架设高度、天线方向角、天线下倾角、半功率角等参数。

(2)测量仪器与所测基站频率、量程、响应时间等方面相符合,以保证监测的准确。

(3)探头(天线)尖端与操作人员之间距离不少于0.5m。

6.2测量点位的选择

测量布点参照《电磁环境控制限值》与《辐射环境管理导则―电磁辐射监测仪器和方法》,并根据《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》(试行)的要求进行。

监测点位布设在以发射天线为中心半径50m的范围内可能受到影响的环境敏感区域公众可到达的距离天线最近处,环境敏感区主要包括:居民区、学校、幼儿园、医院和党政机关等,根据现场环境情况可对点位进行适当调整。

监测点位的布设原则上设在定向天线在辐射主瓣的半功率角内。

对于发射天线架设在楼顶的基站,在楼顶公众可活动范围内布设监测点位。

测量室内电磁辐射环境时,一般选取房间中央位置,点位与家用电器等设备之间距离不少于1m。在窗口或阳台等位置监测时,探头(天线)尖端在窗框或阳台界面以内。

6.3测量时间和读数

测量时间:根据《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》(试行)“4.4监测时间在移动通信基站正常工作时间内进行监测,建议在8:00-20:00时段进行”,本项目取每日8:00~20:00为测量时段。

测量读数:测量过程中,每个测量点连续读数5次,每次测量时间不小于15s,并读取稳定状态下的最大值。若读数起伏较大时,适当延长测量时间。

结果记录:根据仪器灵敏度的不同和有效数字的选取原则,射频电磁辐射分析仪测量值均取小数点后两位记录。

6.4测量高度

测量仪器探头距或立足点1.5m。根据不同目的,可调整测量高度。

6.5记录

监测记录中包括基站的位置信息记录、基本参数记录、测量时的天气状况记录、监测仪器记录以及测量结果的记录(以基站发射天线为中心,50m范围内的四至图以及测点布置示意图、测量点位具体名称和测量数据、测量点位与基站发射天线的水平距离和高差)。

二、电磁辐射环境评价

根据《电磁辐射防护规定》(GB8702-88),在30mHz-3000mHz频率范围,公众总的受照射剂量不超过功率密度40μw/cm2,电场强度12V/m。

电磁辐射选频分析仪篇2

abstract:themeasurementschemeofpublicexposuretoenvironmentalelectromagneticradiationofYan'ancitywasdesigned,andtheelectromagneticradiationdatabasesystemwasbasedbyusingVisualFoxpro6databasesoftwareformeasurementresult,finallyanalysesthemeasuringdata.

关键词:电磁辐射;辐射场;数据库

Keywords:electromagneticradiation;radiationfield;database

中图分类号:tp39文献标识码:a文章编号:1006-4311(2013)07-0210-02

0引言

随着科学技术的发展,电磁辐射广泛应用于广播、电视、通迅等领域,推动了科学技术的发展和人类进步,但是电气电子设备的大量使用使人类生存空间的电磁场强度迅速增大,过量的电磁辐射会危害人体健康,电磁辐射被认定为造成公害的主要污染物之一[1]。我国许多大中城市也相继展开了对城市市区电磁辐射的调查研究工作。本文笔者在2012年也对延安市区公众暴露电磁辐射进行测量,并建立了延安市区电磁辐射数据库系统。

1电磁辐射的测量

1.1测量仪器工作人员运用先进的pmm8053p非选频式电磁辐射分析仪,实地测量延安市市区公众暴露环境电磁辐射水平。具体运行情况由paD及相关测控软件进行控制,并与探头和光电数据处理器连接,操作方便,以国内相关标准为依据对射频进行采样测量。用pmm8053p分析仪进行实地测量的过程中,paD和多种频段的测量探头可以配合使用。采用ep2330S射频探头,将测量精度设定为0.3V/m,对包括手机基站、电磁炉、微波炉、电视、电台和广播等多种频段进行实测,以达到环境监测的基本要求。

1.2测量布点方案及结果本次针对延安市区公众暴露环境的测量,依据“一般电磁环境”布点方法进行布点[2]。延安市区的地貌环境比较复杂,长、宽布局非常特殊,城区四面环山,平均宽度大致为0.5Km,地域狭长,河流、公路并行,公路两侧人口分布比较集中。在4条公路主干线上布设测量点,各点间距设计为1Km,将城区划分成多个小方格,测量点就设在每个方格的中心点上,更换不同探头测量了不同频率范围的场强值,最后用非选频探头直接读出测试点的综合场强值。综合场强测量结果见表1。

2数据库建立

微软公司于1998年推出了VisualFoxpro6.0可视化数据库管理系统。该系统是基于windows操作系统而设计出的小型数据库应用系统,它的面向对象程序设计与使用对象的操作要求更为贴近。通过VisualFoxpro6.0来设置数据库结构,具体内容包括:①数据库结构设计;②数据表结构及关系设计;③表单设计;④查询设计;⑤菜单结构设计;⑥主程序的编制;⑦通过项目管理器编写应用程序并建立用户界面;⑧系统测试。项目管理器属一种组织工具,它能按既定顺序及逻辑关系来组织系统文件,工作人员通过它运用可视化的方法途径来管理数据表单及数据库。设计该数据库结构时,先组建项目文件“dcfs.pjx”,将系统文件存储于“dcfs”目录中,并根据“data”“form”“class”“report”“others”等文件类型进行分类储存,直观、明朗地展示出了整个开发流程。

在下文中,笔者将一个测量点的实测数据作为分析对象,对数据库结构及其构建过程进行详细说明。首先,建立一个项目文件“dcfs.pjx”在其中建立数据库“dcfsl.dbc”并建立表“dcfssjl.dbf”、“cqypltl.dbf”,电磁辐射数据表1与场强与频率曲线图表1分别通过这两个数据表表示。在表“dcfssjl.dbf”中加入字段;测量点,温度,湿度,频率范围,辐射强度,备注。对字段的宽度、类型进行设置后建立测量点的主关键字。同样在表“cqypltl.dbf”中加入字段:测量点,场强与频率曲线,设测量点为主关键字,接下来在数据库“dcfs1.dbc”中通过关键字测量点按照一一对应的顺序建立“dcfssjl.dbf”、“cqypltl.dbf”两个数据表,同时按要求设置参照完整性,一个比较完整的数据库“dcfsl.dbc”便由此产生。根据上述编程模式,用相同的办法就能在项目文件中建立其他测量点的电磁辐射数据表和场强与频率曲线图;再参照已建成的数据库完善数据浏览表、数据查询表和数据维护表,使系统具有数据显示、数据更新、数据查询以及数据维护等功能。

3数据分析

《环境电磁波卫生标准》(GB9175-88)公众暴露导出限值标准规定,一级(安全区)电场强度小于5V/m,二级(中间区)电场强度小于12V/m[3]。本次设定的测量点总数为38个,a4点测得的综合场强数据在所有测点中是最大的,最大值是6.458V/m。工作人员进行实地勘察后发现,广播电视转播站、通信基站就设在a4测点的周边,这是该测点综合场强达到最大值的主要原因。即使如此,但该点数值仍低于二级限值。a8、C1、D1测量点的测量值大于1小于2.3,且这三点都集中在延安市中心,说明延安市中心的综合场强较其它区域高,但仍低于一级限值。此次实测数据表明,目前延安城区整体的公众暴露电磁辐射环境较为清洁。

参考文献:

[1]庄振明,谢咏梅等.南京市城区电磁辐射水平调查[J].中国辐射卫生,2008(2).

电磁辐射选频分析仪篇3

据国外资料显示,电磁辐射已成为当今危害人类健康的致病源之一。1998年世界卫生组织列出了电磁辐射对人体的五大影响:

电磁辐射是心血管病、糖尿病、癌突变的主要诱因;

电磁辐射对人体生殖系统、神经系统、免疫系统造成伤害;

电磁辐射是孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素;

电磁辐射直接影响儿童的发育、骨髓发育、导致视力下降、视网膜脱落,肝脏造血功能下降;

电磁辐射可使女性内分泌紊乱,月经失调。

为此,我们选取了一些常用的电子产品,如智能手机、路由器等进行了电磁辐射测试,通过测试,我们取得了一些新的发现,我们常用的家用无线路由器无线辐射信号很小,远远低于国家安全标准,完全可以放心使用。手机也不想人们说的那么耸人听闻,正常使用在我国卫生部规定的安全范围内,一般不会对人体造成损害。

二、我国电磁辐射的安全标准及安全值估算

2.1我国电磁辐射的安全标准

我国对电磁辐射防护问题一直十分重视,质量监督部门、环保部门、卫生部门、军队等都制定了相应的电磁辐射标准,其中卫生部的标准最为严格。根据国家卫生和计划生育委员会制定的GB9175-1988《环境电磁波卫生标准》,以电磁波辐射强度及其频段特性对人体可能引起潜在性不良影响的阈下值为界,将环境电磁波容许辐射强度标准分为二级。

GB9175-1988《环境电磁波卫生标准》中辐射强度分级安全范围见表1所示。

2.2电磁辐射安全值估算及测试仪表选取

根据GB9175-1988标准,微波的一级安全值为e

在我们所测的电子产品中,智能手机发出的用于通信的电磁波频率是在0.8GHz到2GHz的范围内(通信制式不同会有区别,1GHz是109Hz)。微波炉里的微波为2.45GHz左右,上述电子产品的电子辐射的一级安全值为e

电吹风机、电饭煲工作时,周围产生的电磁波频率属于低频电磁场,一级安全值为e

本次测试我们采用德国wG公司的emR300射频电磁分析仪,测试单位为V/m,分辨率为0.01v/m。该测试仪表可用于3KHz-60GHz超宽带范围测试,满足不同测试需求的全频率覆盖。

三、常用电子产品的电磁辐射测试及分析

本次测试中我们主要选取了一些生活中常用的电子产品,进行电磁辐射测试,主要包括:智能手机、无线路由器、微波炉、电吹风机等。

3.1智能手机

在智能手机的电磁辐射测试中,我们首先测试了待机时的电磁辐射数据,因为待机是手机最常用的状态。然后我们还测试了来电时的电磁辐射值、正常通话时的电磁辐射值、呼出时的电磁辐射值,还有平时听音乐的电磁辐射值,等等,并将测试数据记录于表中。

通过测试:

智能手机在来电时及呼出时,电磁辐射值较大,由此说明手机在搜寻基站的过程中瞬时功率较大,此时的辐射也最强。测试中约一半测试的手机在1厘米近距离时,电磁辐射值超过或接近一级安全限值。

通话时电磁辐射值比来电时降低,表明正常通话状态下,只要维持较小的功率即可,但近距离电磁辐射值比待机时大,有些手机接近一级安全限值。

平时待机时电磁辐射值最小,表明手机处于平时待机状态时,信号强度较小。

听音乐和充电时与待机时基本相同,大部分机型在安全范围值内。

随着距离的增加,电磁辐射值大大降低。

新手机比旧手机电磁辐射小,表明手机在使用过程中可能由于器件老化,电磁辐射增大。

正牌手机比水货电磁辐射小。

3.2微波炉

微波炉是利用微波具有的热效应,通过振动食物内水分子的过程,达到加热或煮熟食物的目的。我们本次测试时,将微波炉设置为中火状态为食物加热,在微波炉正前方2厘米、50厘米、1米处,分别测试,测试数据从10V/m降至2V/m。

从测试数据可以看出:

微波炉在2厘米的近距离时,电磁辐射值较大,但电磁辐射随距离增大而迅速衰减,在离微波炉1米之外,辐射大幅降低,处于安全范围。

3.3无线路由器

从测试数据可以看出:

无线路由器tp-LinK在1厘米近距离时电磁辐射值大于1V/m,不过也处于安全范围内,距离稍有增加,电磁辐射值很快就大大降低,20厘米后即可达到0.3V/m左右。

3.4一些家用电器

从测试数据可以看出:

对于家庭中常用的电器,如电饭煲、电吹风等,经过测量,电磁辐射值也在安全范围内,并且随着距离的增大也显著降低。

四、主要结论及防护方法

4.1研究结论

使用通过实地测试,对测试结果分析,可以得出如下的结论:

1.电子产品的电磁辐射会随着使用距离的增大而迅速减小。

在绝大部分情况下,家用电子产品周围的电磁场强度远远小于安全范围值。

2.电饭煲、电吹风、无线路由器电磁辐射不大。

电饭煲、电吹风、无线路由器在正常使用距离情况下,电磁辐射远远小于安全标准值。

3.使用微波炉时保持一定距离。

使用微波炉时距离在1米外,一般不会对人体健康造成威胁。

4.手机的电磁辐射比其它电子产品要高一些。

手机在来电时和呼出时,电磁辐射比其它日常电器要高一些,通话时电磁辐射大大降低,待机时和听音乐时电磁辐射较小。

4.2主要防护方法

对于不同的电磁辐射污染源,我们可以采用不同的防护措施:

1.正确使用手机。

手机来电时和呼出时,释放的电磁辐射量很大。在手机接通几十秒后,电磁辐射强度大大降低。因此,我们最好在手机接通几十秒后再接电话。在接电话时,要尽量使头部离手机远一点,或采用分离耳机与话筒来接听电话,同时,尽量缩短通话时长。

2.尽量在正规专卖店购买手机。

在对同款的某智能手机进行辐射值测试时,我们发现辐射值较大的手机是在网上商店购买的(疑似水货),而辐射值较小的手机是在实体店购买的。应尽量在正规专卖店购买手机。

3.电器摆放不能过于集中。

由于电磁场的能量具有叠加效应,在卧室中,要尽量少放、甚至不放电器。电器使用时间不宜过长,并尽量避免同时使用多台电器。

4.注意人与电器的距离,能远则远。

在使用电吹风机、微波炉等产品时,尽量与设备保持一定安全距离。

5.定期更新设备。

新产品的电磁辐射值相比较要小一些,对手机、微波炉等电子产品可考虑定期更换。

电磁辐射选频分析仪篇4

关键词:110kV变电所;工频电磁场;强度监测;实测数据;环境影响文献标识码:a

中图分类号:tm631文章编号:1009-2374(2015)29-0133-02Doi:10.13535/ki.11-4406/n.2015.29.067

1概述

变动的电场会产生磁场,变动的磁会产生电场。1831年,英国人法拉第发现了这一奇妙的现象,后人称之为法拉第电磁感应定律,并利用这个原理开始发电,各种用电设施逐渐出现在人类生活的各个方面。经过一百多年的发展,电力已经成为人类社会不可缺少的能源之一。由于电能必须经过变电所输送、分配,随着电能的广泛应用,变电所的数量逐渐增加,其电压等级也不断提高,使人们居住环境中的工频电磁场随之增大。人类在享受着电力带来生活改善的同时,也开始感到忧虑,诸如“电磁污染危害人类健康”“隐形杀手-电磁辐射”等的报道开始出现在各种媒体中传播,导致公众渐渐对电力电磁现象产生恐惧,甚至达到谈之色变的

情况。

众所周知,变电所的工作频率为50Hz(简称“工频”),其周围的电场与磁场是单独存在的,属于低频电磁场,通常情况下不会涉及电磁辐射问题。国际权威组织在极低频环境健康影响领域内,也只涉及电场与磁场分析,而不使用“电磁辐射”这一笼统模糊的概念,更没有任何国际权威组织会在该领域误用“电磁辐射”这一术语。

2监测实施

2.1监测仪器

意大利产pmm8053电磁场强度仪、pmmeHp-50a极低频电场分析器。该仪器通过华东国家计量测试中心校准,其计量性能溯源至国家计量基准,并在有效期内。

2.2评价依据

国内暂未制定有关居民区工频电场评价标准,可引用国家环保总局《环境影响评价技术导则输变电工程》(HJ24-2014)中规定的推荐值作为指引标准。规范中“推荐暂以4kV/m作为居民区工频电场评价标准,推荐暂以应用国际辐射保护协会关于对公众全天辐射时的工频限值0.1mt作为磁感应强度的评价标准”。

3监测过程

3.1样本及监测点的选取

绍兴市质量技术监督检测院在电力部门的配合下,选取了三类典型的110kV变电所:户外布置式变电站、户外设备户内布置式变电站、气体绝缘(GiS)变电站。额定负荷均为2×50mVa,高压进出线回路均为2回。测试点分主变、控制室、进出线、围墙外四个

区域。

3.2测量条件

3.2.1测量距离的选择:测量高度选1.5m,测量人员离测量传感器探头2.5m以上,测量探头距主变压器(分高压侧、低压侧和两主变中间)或控制室控制屏外壳1m、2.5m、5m。围墙内进出线正下方距围墙1~2m开始测,向垂直于进出线方面每间隔2m测一次,共测4~8点。围墙外从距围墙1m开始测,沿进出线方向每间隔2m测一次,共测6点。测量读数:每1min读一个数,每次测量时间不小于15s,共测5次,取5次的平均值为测量结果。

3.2.2测量点数量:本次监测主变周围共设15个点,围墙内进出线周围各设8个点,控制室设6个点,围墙外各设6个点。

3.3监测结果

3.3.1户外布置式变电站。主变周围电场强度最高2.32kV/m,最低0.73kV/m,平均值为1.03kV/m。磁感应强度最高23.126ut,最低1.805ut。围墙内进出线周围电场强度最高2.881kV/m,最低0.177kV/m,平均值为0.89kV/m。磁感应强度最高18.345ut,最低0.237ut。控制室内电场强度最高0.33kV/m,最低0.16kV/m,平均值为0.19kV/m。磁感应强度最高0.312ut,最低0.121ut。围墙外电场强度最高2.22kV/m,最低0.21kV/m,平均值为0.33kV/m,磁感应强度最高2.417ut,最低0.123ut。

3.3.2户外设备户内布置式变电站。主变周围电场强度最高1.69kV/m,最低0.70kV/m,平均值为0.95kV/m。磁感应强度最高13.124ut,最低1.705ut。围墙内进出线周围电场强度最高1.84kV/m,最低0.176kV/m,平均值为0.89kV/m。磁感应强度最高12.410ut,最低0.217ut。控制室内电场强度最高0.33kV/m,最低0.15kV/m,平均值为0.18kV/m。磁感应强度最高0.315ut,最低0.122ut。围墙外电场强度最高1.77kV/m,最低0.22kV/m,平均值为0.31kV/m,磁感应强度最高2.417ut,最低0.123ut。

3.3.3气体绝缘(GiS)变电站。主变周围电场强度最高0.88kV/m,最低0.36kV/m,平均值为0.41kV/m。磁感应强度最高7.718ut,最低1.705ut。围墙内进出线周围电场强度最高0.84kV/m,最低0.192kV/m,平均值为0.64kV/m。磁感应强度最高8.044ut,最低0.236ut。控制室内电场强度最高0.32kV/m,最低0.14kV/m,平均值为0.17kV/m。磁感应强度最高0.318ut,最低0.120ut。围墙外电场强度最高0.77kV/m,最低0.20kV/m,平均值为0.29kV/m,磁感应强度最高0.835ut,最低0.123ut。

3.4结果分析

3.4.1户外布置式变电站围墙周界处的工频磁场水平最大不超过3μt。该类变电站周界处较高的磁场水平是由110kV架空进线产生的,在现场测得的最大磁感应强度值为23.126μt(110kV架空线与另一路110kV电缆的共同影响);对采用110kV电缆进线的户外布置式变电站,在110kV进线电缆沟上方实测得的最大工频磁感应强度均小于19μt。户外设备户内布置式变电站在主变压器满负荷(2×50mVa)情况下,墙界处的工频磁场,除进线电缆沟上方(由地下电缆产生的磁场)外,均不超过2μt(110kV进线电缆沟上方产生的最大工频磁场水平不超过15μt)。户外设备户内布置式变电站。气体绝缘(GiS)变电站由于大部分母线都有屏蔽,整个变电站总体的磁场水平较低。即使在满负荷(2×50mVa)运行时,除临近110kV电缆进线部位以外,建筑物外5m距离处的磁场水平不超过1μt(110kV电缆进线沟上方最大不超过10μt)。

3.4.2位于市外的变电站。监测表明,该类变电站周围环境空旷,电磁场变化趋势明显,变电站外的电磁环境受进出线的影响非常大。就工频磁场而言,围墙外工频磁场小于3μt。

3.4.3位于市内的变电站。围墙外1m处的磁感应强度一般小于1.25μt。而且由于该类变电站多数位于市区,变电站外环境复杂,易受进出线和路边10kV或380V电力线路影响,很难看出变电站产生的电磁场的变化趋势。

3.4.4电场强度与变电所种类无关,只与距离

有关。

3.4.5作业点磁场强度比较。户外布置式变电站较高,户外设备户内布置式变电站次之,气体绝缘(GiS)变电站。各类变电所磁场强度依两主变周围、进出线下、控制室、围墙外递减。

4结论

(1)三类110kV变电站中,电场强度均小于3kV/m,产生的磁场均低于25μt,属于合格范围内,比限值低1个数量级以上,而且在距变电所约4~5m处,电磁场已降至环境背景值;(2)主变、进出线上方的电磁场较其他区域大,所以现场作业人员在两主变周围、进出线下方应做出相应的安全保护;(3)相同负荷时,电磁场从大到小的顺序是:户外布置式变电站、户外设备户内布置式变电站、气体绝缘(GiS)变电站。

5结语

通过现场测试可以看出,变电站外工频电场和磁场均符合标准限值。报告建议,在建设高压变电站时,要注意设计和布置好架空进出线的走向和位置,使之尽量避让民房。

参考文献

[1]中华人民共和国国家环境保护标准:环境影响评价技术导则输变电工程(HJ24-2014)[S].

[2]中华人民共和国国家标准:电磁环境控制限值(GB8702-2014)[S].

[3]中华人民共和国国家环境保护标准:交流输变电工程电磁环境监测方法(试行)(HJ681-2013)[S].

[4]中华人民共和国国家环境保护标准:辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法(HJ/t10.2-1996)[S].

电磁辐射选频分析仪篇5

[关键词]电磁辐射风险量SaR日常照射

中图分类号:U895文献标识码:a文章编号:1009-914X(2016)04-0185-02

前言

随着经济的快速发展,科学技术在给我们带来便利的同时也为我们的生活带来了一些潜在的风险。高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔和电子仪器、医疗设备、办公自动化设备和微波炉、收音机、电视机以及手机等家用电器工作时,会产生各种不同频率的电磁波。这些电磁波充斥空间,无色、无味、无形,可以穿透人体,造成污染。随着电子技术的广泛应用,人为电磁能量迅速增长,电磁辐射已成为21世纪的主要污染源。由于目前国内的电测辐射标准还不完善,各方面关于电磁辐射的研究并不多见,仅在97年时出台了《电磁辐射环境保护管理办法》以及《环境保护法》中第二十四条进行了规定,我们对于电磁辐射的评估并没有特别科学明晰的方法。

虽然国际非电离协会为了对公众有着良好的保护,按全身平均比吸收率(SaR)取0.08w/kg剂量值制定国际标准我国的《电磁辐射防护规定》标准进一步严格,规定在一天24h内,任意连续6min按全身平均比吸收率(SaR)应小于0.02w/kg,相应于频率30m-3000mHz段电场强度限值为12V/m,为了更进一步加强管理,我国设定了普通项日环境影响评价管理值为5.4V/m,对应卫生标准中的一级标准为5V/m。但事实上每个普通民众他们是无法准确的获得自己一天时间内吸收了多少剂量的电磁辐射的。

1、问卷调查概况

因此本文是一种对电磁辐射研究的新方法,本文随机选取了重庆市大学城区域内三所学校大学生作为研究对象,对其进行问卷调查,通过对大学生群体在日常生活中常接触的可能产生电磁辐射照射的设备设施进行测定,根据调查所得使用或接触设备设施种类及时间分配具体权重,进行数据统计,配合调查问卷所得数据即可对大学生群体当前所处生活环境中存在的日常电磁辐射风险量有一个较为科学直观的评估。

本次问卷调查的发放范围为重庆市沙坪坝区虎溪大学城的重庆大学、重庆师范大学、重庆科技学院三所高校。问卷的天蝎回收是通过委托专业问卷调查网站以及笔者本人现场现场发放回收实施开展,问卷开篇的指导语对电磁辐射对人体可能存在的风险以及本研究对评估大学生群体电测辐射风险量的意义进行了充分的阐述,最后完成有效问卷117份,有效率91%。参与本次调研的人群皆属于在校大学生群体,人群样本中男女性别比例为1:1,调研结果具有准确可靠性。

2、问卷调查结果

2.1大学生日常电磁辐射风险要素

本次调查问卷采用自由开放式的问卷形式,通过对搜集到的问卷答案进行筛选、归类、统计超过10%的选项得出大学生日常电磁辐射风险要素共分为三类:第一类为家电类,如电吹风、台灯、无线路由器等;第二类为电子设备类,如移动电话、笔记本电脑、台式电脑等;第三类为交通工具类,如轻轨、地铁等。统计结果如图1所示:

2.2电磁辐射风险设备设施使用时间

本次调查问卷采用自由开放式的问卷形式,通过对搜集到的问卷答案进行筛选、归类、统计得出可能具有电磁辐射风险的设备设施平均每日使用时间为:平均每日使用电吹风时间t1为6.68分钟;平均每日使用台灯时间t2为20.57分钟:平均每日使用无线路由器时间t3为2.61小时;平均每日使用手机时间t4为4.33小时;平均每日使用台式电脑时间t5为2.07小时;平均每日使用笔记本电脑时间t6为2.47小时。统计结果如表1所示:

3、电磁辐射风险设备设施实验测试结果

根据以上调研统计数据以及?《电磁辐射暴露限值和测量方法(GJB5313-2004)》、《辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法与标准(HJ/t10.3-1996)》等标准的指导,本文实验选用了RJ-5工频场强仪进行各种类型品牌电测辐射风险设备的单位时间辐射量测量。

进行实验测量时均与辐射体正常工作时间内取一定的时间间隔进行测量,每个点测量观察时间均大于10S,读取本次测量的最大值。每种被测设备共测量5次取平均值。各种类各品牌设备单位时间内电磁辐射当量如表3所示:电吹风单位时间电磁辐射量α1为0.081w/m2,台灯单位时间电磁辐射量α2为3.371w/m2,无线路由器单位时间电磁辐射量α3为0.017w/m2,手机单位时间电磁辐射量α5为0.492w/m2,台式电脑单位时间电磁辐射量α5为0.313w/m2,笔记本电脑单位时间电磁辐射量α6为0.813w/m2,

4、大学生日常电磁辐射风险量评估

虽然国际非电离协会为了对公众有着良好的保护,按全身平均比吸收率(SaR)取0.08w/kg剂量值制定国际标准我国的《电磁辐射防护规定(GB8702-1988)》进一步严格,规定在一天24h内,任意连续6min按全身平均比吸收率(SaR)应小于0.02w/kg,相应于频率30m-3000mHz段电场强度限值为12V/m,为了更进一步加强管理,我国设定了普通项日环境影响评价管理值为5.4V/m,对应卫生标准中的一级标准为5V/m。但事实上每个普通民众他们是无法准确的获得自己一天时间内吸收了多少剂量的电磁辐射的。

w/m2是每平方米的功率,1w/m2照射1秒为1j/m2,因此按照《电磁辐射防护规定(GB8702-1988)》中表3可以查到单位时间电磁辐射功率密度为0.4w/m2,可以计算出每日电测辐射照射安全阈值为34.56kj/m2。根据上述各电磁辐射风险设施日均使用时间以及各设备设施单位时间电磁辐射量统计表可以计算得出大学生平均电磁辐射照射量为:t1*α1+t2*α2+t3*α3+t4*α4+t5*α5+t6*α6=15.981kj/m2,远低于国家标准规定的安全阈值,因此大学生日常电磁辐射照射处于安全范围内。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.GB8702-88电磁辐射防护规定第1、3条.国家环保局,1988.

[2]HJ/t10.2-1996辐射环境保护管理导则-电磁辐射监测仪器和方法[S].

[3]HJ/t10.3-1996辐射环境保护管理导则-电磁辐射环境影响评价方法与标准[S].

[4]VermeerenG.Josephw,olivierCetal.Statisticalmultipathexposureofahumaninarealisticelectromagneticenvironment[J].Healthphy,2008,94(4):345-354.

[5]杨红萍.电磁辐射的危害与防护[J].科技信息,2007,6(33):47-87.

[6]石伟力.电磁辐射的危害及其防护探析[J].环保与节能,2012,8

电磁辐射选频分析仪篇6

随着各种无线电新技术、新业务广泛应用于经济社会各个领域,电磁环境日益复杂,无线电干扰事件时有发生,甚至出现了一些影响范围广、危害严重的突发无线电干扰事件,对无线电信息安全、经济社会秩序与人们的日常生活造成威胁。2008年北京奥运会将是一次科技含量极高的体育盛会,届时承担奥运比赛项目的城市的电磁环境将异常复杂。

保障无线电通信以及广播电视信号的畅通,保障无线电信息安全,无线电监测和干扰排查的快速反应和定位能力是确保举办一届出色的、完美的奥运会的重要内容。

由于R&SFSH在2.5公斤(含电池)的重量下实现了便携式频谱仪在此前无法达到的优良的射频性能,它在2004年被指定成为国际空间站(iSS)项目专用便携式频谱仪,在国际空间站上圆满完成了相关测试任务;在2000年悉尼奥运会开始,FSH在通信保障和干扰定位方面大显身手。

R&SFSH虽然被称为手持式频谱仪,但它在不同的配置下,除了能进行基本的频谱分析外,还可以完成发射机与天馈线测试、无线电干扰查处、电磁场强监测以及电磁兼容(emC)诊断等测试。R&SFSH优良的射频性能完全可以满足大多数通用频谱分析的需要。R&SFSH机身轻便,显示清晰,即使在强烈日光下屏幕显示仍然十分醒目。其长达4小时的电池工作时间解决了现场测量的后顾之忧。

基于手持式频谱仪FSH,以及手持式天线,所构成的单人便携式测试设备可以快速可靠的完成通信保障和干扰定位的许多任务。

干扰定位及排查方案

FSH与定向天线组He200配合使用,可以组成便携且性能优良的无线电干扰的定位排查解决方案。

R&SHe200由三个便携式高增益定向天线覆盖从20mHz到3000mHz的频段,其内置的低噪声宽带放大器可以进一步提高接收灵敏度。

R&SFSH与R&SHe200配合使用可以极大地提高无线电信号定位的效率,该方案已在全国无线电委员会的无线电信号定位工作中成功应用。

天线系统的维护和保障

发射机与天馈线测试是无线网络维护工作的最主要内容之一。R&SFSH针对这类测试提供了足够功能和选配件,丰富了测试内容并提高了测试效率。

功率/驻波比测量:

FSH可以通过连接不同的功率探头,而成为一个高精度功率计。基站测试中常使用通过式功率探头。把它连在射频通路中,不会影响发射机正常工作,可测量发射信号的平均功率、峰值包络功率、反射功率、驻波比和回波损耗。

3G测量:FSH可以根据规范测量3G基站(如wCDma基站)的码域功率。3G测试该选件可以测量信道总功率以及其中几个最重要的信道功率和eVm(误差矢量幅度),同时还可以显示载波频率误差。FSH支持自动参考电平调整,可以很方便地设置最优参考电平。当基站具有两个天线时(发射分集),您可以选择FSH和其中的任意一个天线同步。

双端口传输测量:为了确定被测电缆(或滤波器/衰减器)的频响特性,可以把被测电缆的两端分别接到R&SFSH的射频输入和跟踪源输出进行双端口传输测量。

单端口电缆损耗测量:当被测电缆很长(如一端连接在发射塔的天线上),往往不方便将电缆的两端分别接到R&SFSH进行双端口传输测量时,这时可以用单端口电缆损耗测量方法获得被测电缆的损耗参数。

测试方法一般是:将被测电缆的一端连接在驻波比桥的测量端口,另一端短路或开路即可。如果被测电缆的另一端是连接在天线上,可以将扫描频率设置到偏离天线工作频段的某频点上,此时,与天线相连的电缆端口可被看作是开路。

电缆故障点DtF测量:当基站馈线发生故障时,FSH的故障点定位功能可以准确定位电缆断点和故障点的位置。这种方法是基于频域反射原理,即用傅利叶变换将频域转换为时域,根据电缆类型(电波在不同介质中的传播速度),由跟踪源信号到达故障点并反射回来的时间计算出故障点的位置。

SmitH圆图的显示:R&SFSH是世界上首台能显示SmitH圆图的手持式频谱仪。SmitH圆图可以为天馈线测试提供了更为直观和有效的手段。

便携式电磁场强监测系统

在奥运期间,除了要保障通信和广播电视的正常,另外一个重要的方面是电磁辐射污染问题、公共安全问题。

当今信息传播的主要方式之一便是无线电电磁波,在赛场周围,存在大量的广播电视设备、微波设备、卫星通信设备,以及各种移动通信发射基站。这些无线电发射设备在传播有用信息的同时,也增加了环境中的电磁辐射水平,对人民群众存在一定的电磁辐射污染,对于其他电子设备也是一种辐射骚扰源。

1998年国际非电离辐射防护委员会(iCniRp)了《0-300GHz电磁场安全限值导则》,这一导则目前已被世界上大多数国家采纳为电磁照射的安全标准。世界卫生组织(wHo)支持采用iCniRp导则规定的安全限值,并积极着手电磁照射标准的协调工作,希望全球采用统一的限值和测量方法。

在欧洲,先后出台了en50361、en50383等针对无线通信终端和基站的辐射基础测试标准和en50360、en50384、en50385等相应的产品标准。这些标准均采用iCniRp导则作为限值要求,同时针对特定产品给出了具体的测试方法。

电磁辐射选频分析仪篇7

关键词:雷电监测预警方法防护措施

中图分类号:S761.5文献标识码:a文章编号:

雷电的发生和特性与局地的地形特征、气候特征密切相关,全球气候变化也对全球雷电频数有着直接影响,而雷电特别是高空放电与空间天气特性也密切相关。因此,雷电监测和防护业务应从雷电的监测、机理研究、预警服务到雷电灾害防护、雷电灾害收集与雷击风险评估等多方面,形成相互依存、统一的业务体系,以便充分发挥雷电监测快速、实时等优点,提高中小尺度灾害性天气系统的监测预警服务能力,提升我国雷电灾害的整体防御能力和水平。

1雷电预警系统原理

雷电监测预警系统是一套基于地面电场仪和闪电定位网的雷电监测和预警系统。闪电定位系统是一套云地闪探测系统,能够实时对云地闪的发生位置进行定位。闪电发生的时候都会向外辐射电磁波,通过人们对大量观测数据的统计发现,云地闪辐射的电磁波有其固有的特征,正是基于这一原理,通过设置多个探测点,检测波形特征点到达每个探测站的准确时间,从而实现对云地闪的精确定位。

2雷电监测预警系统的经济效益和社会效益

2.1为雷电轨道建设提供资料。雷电是强对流天气发生时的一种天气现象,因此雷电轨道与天气、气候等轨道有着密切的联系,雷电轨道建设需要天气、气候等轨道提供的探空观测资料、地面气象观测资料以及实时雷达资料、气候预测产品等。

2.2相比单靠地面电场仪对雷电进行短时预警,雷电监测预警系统能够实现更精确、更直观地观测和预报。 通过经验积累,可以使观测人员对雷暴的局部活动习性有一个更加深刻的了解,为小尺度雷暴活动与地面电场关系的研究提供准确的资料。

2.3通过建立雷电监测预警与服务业务体系,统筹规划全国雷电综合监测系统建设,规范雷电探测布局,实现全行业雷电信息资源共享,增强国家防雷减灾总体能力。

2.4雷电监测预警系统能够实时提供更科学、更准确的雷电预警信息,能够有效的减少人员和财产的损失,在保障生产安全的前提下,将因雷击造成的经济损失降到最低。

2.5加强雷电监测、雷电机理以及成灾过程的研究,可推动雷电监测、预报和防护技术服务和业务化,提高对雷电灾害的监测预警能力和气象服务水平,提高我国雷电灾害综合防御能力。

3雷电监测主要手段

3.1雷电监测系统。主要是用来实时监测雷电的发生、发展及消亡过程,可以对雷电的发展趋势进行预测,起到预警的作用,同时能够提供处理雷电故障所需的信息及分析数据。

3.2磁方向闪电定位系统(mDF)。当闪电回击发生时,它向周围空间辐射很强的电磁波,分设在各地的磁方向闪电探测仪实时测出闪电到达本站的时间、方向、极性、强度、回击次数等多项闪电参数,并实时将所测数据发往中心数据处理站进行方向交汇定位处理,再将处理结果(计算出的闪电位置、强度等参量)实时发给各图形显示终端。进入90年代,由于GpS技术的使用,雷电监测在测向系统的基础上增加GpS,同时采用数字波形处理技术(Dsp),对波形作相关性分析、定位处理,使雷电定位精度和探测效率都有明显提高。

3.3时差闪电定位系统(toa)。每个闪电探测站主要探测每次闪电回击辐射的电磁波到达本测站的绝对时间。二站之间得到一个时间差,构成一条双曲线,在双曲线上的任何一点都是可能的闪电回击位置。另外二站之间也有一个时间差,也可以构成另外一条双曲线,二条双曲线的交点,即为闪电回击位置。

3.4时差测向混合闪电定位系统(impaCt)。鉴于磁方向闪电定位系统定位误差较大,时差系统又必须至少有三个探测站才能定位的事实,该定位系统既能保证测站数目较少的探测网有定位结果,又能保证较高的定位精度。

3.5雷电预警系统。是一多站定位的甚高频VHF雷电探测系统,可以用作雷电监测和雷暴预警。SaFiR与其它低频雷电定位系统相比,在探测效率和精度等性能方面有其优势和特色。一方面VHF频段的雷电信息非常丰富,几乎覆盖了整个雷电放电过程,从雷电电磁脉冲频谱分布范围中,可以很明显地看到VHF频段丰富的雷电信息,而VHF频段的雷电电磁脉冲辐射是由云地闪(CG)、云间闪(iC)产生的,而低频段的雷电电磁脉冲辐射主要是由CG产生的,因此SaFiR系统具有探测iC的优势,从云地雷电、云间雷电频数日变化对照中,可以看到发生的iC频率远远高于CG的频率,同样也说明了雷电高频信息比低频信息丰富。另一方面VDF雷电探测受地面传导率、电离层变化,以及地形变化等的影响小,同时VHF干涉法定位技术受雷电辐射源信号的波形和幅度影响小,VHF干涉法定位技术的定位精度要优于LF定位技术。

4雷电监测预警技术

4.1在雷暴形成的早期阶段,VaiSaLa探测仪对远程的云内电活动进行探测并对其量化处理,这是精确预报何时何地会发生云地闪的关键。SaFiR系统由甚高频探测仪VHF和低频传感器LF的探测站网络组成,进行总雷电活动的定位和定性。探测仪对远程雷电活动的定向使用电磁雷电波的差分相位测量。这是唯一能够确定所有类型雷电的技术,无论它们的波形特征如何,它都可以对任何雷电信号进行处理。

4.2SaFiR站网系统由两个以上SaFiR子站组成的,每个SaFiR子站由(VHF天线系统干涉仪天线、LF传感器天线、GpS天线)、VHF干涉仪前放和接收电路、信号鉴别处理和分析电路、电源电路以及通信接口等几部分组成。SaFiR系统的定位原理是采用VHF干涉测量技术测向,再用交汇法两个以上测站同时观测的数据得到的方位角确定其空间位置。利用测量到达SaFiR测站定位天线阵列的电磁脉冲平面波的相位差,进而可以得到雷电发生的点与干涉仪天线阵之间的角度数据。收到子站测得的雷电角度数据后,主站的中心白理系统利用三角定位技术便可以确定雷电发生的位置。

4.3云闪和云地闪发生时辐射频谱范围极大的电磁场,在初始击穿和通道建立过程中主要产生甚高频辐射VHF,当在电离后的通道中产生强电流时,主要产生低频辐射LF和甚低频辐射VLF。在地一电离层波导中,VHF以射线方式传播,辐射范围较小,一般为百公里量级。LF/vLF以地波方式传播,可以传播到较大的范围,一般为千公里以内,特别是VLF借助于电离层的反射可以传播到很远的地方(数千公里),甚至全球。因此可以在不同的距离上,采用不同的频带探测闪电过程。另外,闪电发生时还辐射很强的可见光,可以在空间利用卫星探测;闪电通道的电离和空气的膨胀产生隆隆雷声,还可以用声学传感器探测。

4.4电源系统的雷电防护技术。电源系统防雷保护是对与弱电系统电源有关的各级交流配电部分进行过压保护,要求在可能有雷电波侵入的电力进线处安装避雷器。电源系统防雷保护分多个不同的保护级别:根据保护级别的不同,选择合适标称放电电流和电压保护水平的电源避雷器,并保护避雷器有足够的耐雷电冲击能力。电源避雷器应有失效告警指示,具有阻燃功能,避雷器与电源系统的连接引线应尽可能短。

4.5信息系统的雷电防护技术。接口避雷器通常串联在数据线路中,其选择和应用必须以不影响数据传输为前提;应根据接口速率,选择工作带宽、物理接口合适的数据接口保护用避雷器,对于速率较高的数据设备接口,应选择极间电容、漏电流、括损、驻波比尽可能小、响应时间尽可能快的数据避雷器;应根据信号工作电压的不同,选择动作电压和限制电压合适的数据接口保护避雷器。

5结论

由于我国地域辽阔,雷暴和雷电现象复杂且与地域特征密切相关,而雷电研究又起步较晚,特别是现代防雷技术近些年才启用,且正处于发展时期,因此,许多科学和技术问题还有待进一步解决,因而研究雷害机理,以科学指导雷电的防护是摆在我们国家的重要问题之一。

参考文献:

[1]冯桂力,雷电监测和雷电数据的应用[J],山东气象,2002,22(2):25—27

电磁辐射选频分析仪篇8

根据《可再生能源中长期发展规划》,我国将大力发展风电、水电、太阳能和生物质能等可再生能源发电项目。这些发电站的电能都需要通过升压站升压后送入电网。升压站站内的电气设备对周围环境产生的电磁污染主要有工频电场、工频磁场和无线电干扰,其中,最主要的污染因子是工频电场和工频磁场。由于工频电磁场看不见、摸不到,不易被察觉,而公众又缺乏对电磁污染相关知识的了解,就对电磁污染产生了某些认识误区,因此,了解升压站的电磁环境影响水平是十分重要的。

本文通过对110kV和220kV户外升压站的现场监测,分析了上述两种不同电压等级的升压站在各自实际运行过程中的工频电场强度和工频磁感应强度的距离变化情况。这对人们认识升压站电磁环境影响水平有重要的意义。

1工频电、磁场的测量

1.1监测对象

此次以水电站升压站为例,选取110kV和220kV2个电压等

级的升压站进行现场监测,升压站及主要技术参数如表1所示。

表1升压站主要技术参数

升压站名称 甲升压站 乙升压站

电压等级/kV 110 220

布置方式 户外 户外

主变容量/mVa 2×12.5 2×50+1×150

出线方式 架空出线 架空出线

配电装置形式 户外aiS 户外aiS

出线回路数 110kV出线1回 220kV出线3回

110kV出线2回

1.2监测仪器、监测方法

采用电磁场测量仪,主机型号为pmm8053B/eHp50C;检测出工频电场强度的下限为10-3kV/m,工频磁感应强度的下限为10-6mt。监测仪器都通过了国家计量部门的校验,在检定有效期内,监测单位具有电磁辐射监测资质。

按照《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技

术规范》(HJ/t24—1998)、《辐射环境保护管理导则·电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/t10.2—1996)的规定,在升压站四周围墙外(避开进出线)5m处各布设4个监测点(每侧各1个点),用来监测站界工频电场强度和工频磁感应强度;以升压站围墙外(避开进出线)5m为起点,垂直于围墙5m为间距,依次外测至30m处,用来监测工频电场强度和工频磁感应强度的断面衰减规律。

1.3监测条件

在监测期间,自然环境条件和运行工况见表2.

表2监测期间自然环境条件和运行工况

名称 110kV甲升压站 220kV乙升压站

天气状况 晴 晴

温度/℃ 15 26.3

湿度/% 63 42.1

在监测期间,升压站运行工况见表3.

表3监测期间升压站运行工况

名称 有功功率/mw 无功功率/mvar 电流/a 电压/kV

110kV甲升压站 20.7 0.7 55 117

220kV乙升压站 97.8 -12.3 116 221

2监测结果与分析

2.1站界工频电磁场

升压站站界工频电场、磁感应强度现场监测值如表4所示。

表4升压站站界工频电场、磁感应强度现场监测值

监测点位 110kV甲升压站 220kV乙升压站

e/(kV/m) B/mt e/(kV/m) B/mt

站界东侧 4×10-3 2.41×10-4 4.3×10-2 3.04×10-4

站界南侧 9.6×10-2 1.17×10-4 9.6×10-2 1.60×10-4

站界西侧 3.2×10-2 8.1×10-5 1.86×10-1 3.00×10-4

站界北侧 1.3×10-2 3.1×10-5 3.2×10-2 8.1×10-5

注:表4中,e——工频电场强度;B——工频磁感应强度。

从表4中可以看出,110kV甲升压站围墙外工频电场强度值在4×10-3~9.6×10-2kV/m之间,最大值仅为居民区工频电场强度限值标准(4kV/m)的2.40%.220kV乙升压站围墙外工频电场强度值在3.2×10-2~1.86×10-1kV/m之间,最大值仅为居民区工频电场强度限值标准(4kV/m)的4.65%.110kV甲升压站围墙外工频磁感应强度值在3.1×10-5~2.41×10-4mt之间,最大值仅为公众全天影响限值(0.1mt)的0.24%.220kV乙升压站围墙外工频磁感应强度值在8.1×10-5~3.04×10-4mt之间,最大值仅为公众全天影响限值(0.1mt)的0.31%.

2.2衰减断面工频电磁场

升压站衰减断面工频电场、磁感应强度现场监测值详见表5,工频电场强度随距离变化的趋势如图1所示,工频磁感应强度随距离变化的趋势如图2所示。

从表5和图1中可以看出,110kV甲升压站站外工频电场强度在10-3~10-2kV/m数量级,它随着与围墙之间距离的增加而降低,在距围墙20m以外已经接近环境本底水平。220kV乙升压站站外工频电场强度在10-2kV/m数量级,它随着与围墙之间距离的增加而降低,最终将衰减到环境本底水平。110kV甲升压站站外工频磁感应强度在10-5mt数量级,它随着与围墙之间距离的增加而降低,已经接近环境本底水平。220kV乙升压站站外工频磁感应强度在10-4mt数量级,它随着与围墙之间距离的增加而降低,最终将衰减到环境本底水平。

表5升压站衰减断面工频电场、磁感应强度现场监测值

距围墙

距离/m 110kV甲升压站 220kV乙升压站

e/(kV/m) B/mt e/(kV/m) B/mt

5 4.7×10-2 9.2×10-5 8.4×10-2 4.53×10-4

10 2.6×10-2 6.5×10-5 7.9×10-2 3.61×10-4

15 1.5×10-2 4.8×10-5 7.3×10-2 3.22×10-4

20 6×10-3 4.1×10-5 7.0×10-2 3.15×10-4

25 4×10-3 2.8×10-5 6.6×10-2 2.94×10-4

30 1×10-3 2.1×10-5 6.4×10-2 2.63×10-4

图1升压站工频电场强图2升压站工频磁感应强

度随距离变化曲线度随距离变化曲线

总体而言,升压站站外工频电场强度衰减得较快,工频磁感应强度衰减得较慢,这主要是因为站外建筑物和植物等对工频电场强度有较好的衰减作用,但是,对工频磁感应强度较弱。

3结论

分析110kV和220kV这2种不同电压等级的户外升压站周围电磁环境的现场监测结果后,得出如下结论:户外升压站站外的工频电场强度、工频磁感应强度水平都较低,而且都随着距离的增大而衰减;站外工频电场、磁场强度水平全部满足国家环境保护标准的要求,不会对邻近居民的健康产生不利影响。

4建议

电力企业和环保主管部门应该加大宣传力度,消除部分公众对高压输变电设施的误解和恐慌,正确认知输变电设施产生的电磁对环境造成的影响,科学、客观地理解其存在的必要性和意义。

参考文献

陆继根.辐射环境保护教程.南京:江苏人民出版社,2006.

于丽新,李超,杜佳,等.辽宁省某典型500kV变电站电磁污染分布特性研究.环境科学与技术,2013,36(6L):90-94.

国家环境保护总局.HJ/t24—1998500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范.北京:中国环境科学出版社,1998.

电磁辐射选频分析仪篇9

关键词:信息安全;电磁辐射;tempeSt

electromagneticradiationofinformationdeviceandelimination

LianGXiao-yan,wanGJun-li,YanGJian,wanGRu-long

(BeijingtraceandCommunicationtechniqueResearchinstitute,Beijing100094,China)

abstract:withtherapiddevelopmentofcomputerinformationsafetytechnique,moreandmoreattentionhadbeenpaidtotheelectromagneticradiationofcomputer.Basedontheanalysisonthetrackofelectromagneticradiationofcomputerinformationsystem,typicalprotectionmethodisbrieflyintroduced.

Keywords:informationsafety;electromagneticradiation;tempeSt

当计算机网络的日益普及给我们工作带来极大便利的同时,不可避免地带来一些负面影响,其中最突出的是计算机网络的信息安全问题。信息泄密的途径很多,其中电磁辐射是计算机及其网络系统泄密的重要途径之一,对它的研究正越来越受到人们的重视。

1 tempeSt技术

计算机及其外部设备在工作时通过电磁波将有用信息泄漏出去的过程称为计算机电磁泄漏。和其它电子设备一样,计算机及其外部设备(包括主机、显示终端、硬盘驱动器、软盘驱动器、磁盘机、磁带机、打印机等),在工作时都会产生不同程度的电磁泄漏,如主机中各种数字电路电流的电磁泄漏、键盘按键开关引起的电磁泄漏、显示器视频信号的电磁泄漏、打印机的低频电磁泄漏等等。这些辐射出去的电磁波,任何人都可以借助仪器设备在一定范围内收到它,尤其是利用高灵敏度的仪器可以准确、清晰地获取计算机正在处理的信息。信息辐射防护技术,就是针对计算机的信号辐射特性,运用一定的技术手段不让窃收方接受到计算机辐射的信号和复原出有关的真实信息。对电磁泄漏信号中所携带的敏感信息进行分析、测试、接收、还原以及防护的一系列技术构成了信息安全保密的一个专门研究领域,这种技术在国外称为tempeSt技术,即“瞬时电磁脉冲发射监测技术”(transientelectromagneticpulseemanationSurveillancetech-nology)。按照麦克斯韦电磁场理论:任何交变电磁场都会向四周空间辐射电磁信号,任何载有交变电磁信号的导体都可作为发射天线。计算机是采用高速脉冲数字电路工作的,因此,只要处于工作状态就会向机器外辐射含有信息的电磁波。

tempeSt技术的研究上世纪50年代始于美国。随后,俄罗斯、英国、法国和德国等国家都开始积极研究和发展tempeSt技术。1985年荷兰人w.vaneck在“Computer&Security”上发表文章,首次详细披露了通过简单改装电视机实现侦收并还原计算机显示器屏幕信息的可行性技术细节,并声称最远距离可达1000m,引起很大轰动。根据上世纪90年代以后的资料,英国人也称可以在1600m外对计算机视频信息进行还原[1]。随着信息技术的快速发展和恐怖的逐步升级,各国对tempeSt技术的研究更加广泛和深入。而美国tempeSt市场规模更是有增无减。几十年来,美国多次修订和补充tempeSt技术标准和规定,tempeSt的内涵也在逐渐扩大,已经从原来的通信安全领域扩展到信息安全的范围。

我国从80年代中期开始关注tempeSt问题。90年代初,在国家相关单位牵头和组织下,经过多年的理论研究、实验测试以及产品开发,已经在信息设备的电磁泄漏发射机理、安全评估、技术产品测评、实验室和现场测试、红黑信号识别等方面取得一定成果。在tempeSt防护技术方面,已经具有屏蔽室、低泄漏发射产品、电磁干扰产品3大类不同等级的防护产品。但是我国的接收机设计水平和数字信号后处理能力还不高。

2 tempeSt技术中电磁泄漏的途径

计算机及其外部设备内的信息,通常通过两种途径泄漏出去:以电磁波的形式辐射出去的称为辐射泄漏,这主要是指计算机内部产生的电磁辐射。这种辐射是由计算机内部的各种传输线(包括印制板上的走线)、信号处理电路、逻辑电路、显示器、开关元件和电机及其驱动控制电路产生的;另一种是通过各种线路和金属管道传导出去的称为传导泄漏。计算机系统的电源线、机房内的电话线、上下水管道和暖气管道以及地线等,都可能成为传导媒界,产生传导泄漏。传导泄漏往往伴随着辐射泄漏。

3 tempeSt技术中电磁泄漏的防护

对于电磁泄漏,目前可以采用的措施主要有:使用低辐射设备、利用噪声干扰源、电磁屏蔽、滤波技术和光纤传输[2]。

(1)使用低辐射设备。低辐射设备即tempeSt设备。这是防辐射泄漏的根本措施。这些设备在设计和生产时就采取了防辐射措施,把设备的电磁泄漏抑制到最低限度。显示器是计算机安全的一个薄弱环节,对显示器的内容进行窃取,已是一项成熟的技术,因此选用低辐射显示器十分重要。单色显示器的辐射比彩色显示器低得多,使用等离子显示器或液晶显示器也能进一步降低辐射。

(2)利用噪声干扰源。电磁辐射干扰技术就是采用干扰器对计算机辐射进行电磁干扰,使窃收方难以提取视屏信息。利用噪声干扰源有两种方法:一是将一台能产生噪声的干扰器放在计算机设备旁边,干扰器产生的噪声与计算机设备产生的信息辐射一起向外辐射,使计算机设备产生的辐射不易被接受复现。干扰器产生的电磁辐射不应超过emi(电磁干扰)标准;二是将处理重要信息的计算机放在中间,四周放一些处理一般信息的设备,让这些设备产生的电磁泄漏一起向外辐射。

(3)电磁屏蔽。屏蔽技术是将计算机设备置于屏蔽室中,达到防止电磁辐射的目的。该技术是所有防辐射技术手段中最为可靠的一种。屏蔽技术的另一种方法是使用防信息泄漏玻璃。防信息泄漏玻璃装在电子设备显示窗上,可以解决显示窗信息泄漏问题。有统计测试表明,如果电磁波辐射量是100%,那么防信息泄漏玻璃可以将89%的信息通过地线导入地下,再将10%的信息反射掉,剩下的漏网信号不足1%,这就无法还原成清晰完整的信息,从而达到保密的目的。

(4)滤波技术。滤波技术是对屏蔽技术的一种补充。被屏蔽的设备和元器件并不能完全密封在屏蔽体内,仍有电源线、信号线和公共地线需要与外界连接。因此,电磁波还是可以通过传导或辐射从外部传到屏蔽体内,或从屏蔽体内传到外部。采用滤波技术,只允许某些频率的信号通过,而阻止其它频率范围的信号,从而起到滤波作用,有效地抑制传导干扰和传导泄漏。

(5)光纤传输。光纤传输是一种新型的通信方式。光纤为非导体,可直接穿过屏蔽体,不附加滤波器也不会引起信息泄漏。光纤内传输的是光信号,不仅能量损耗小,而且不存在电磁信息泄漏的问题。若干年内还不可能从光纤外部窃取并还原信号。同其它传输方式相比,光纤具有容量大、安全、可靠、传输信息量大及抗干扰能力强等优点。

4 结语

在信息时代的今天,任何国家的政治、军事、外交斗争都离不开信息,信息安全保密已成为国家安全战略的一个重要组成部分。信息安全保密是一项系统工程,电磁辐射泄漏也一样,任何单一的防护措施都不是万无一失的。要根据不同系统的特点采用与之相适应的最佳防护措施进行综合防护。

参考文献

电磁辐射选频分析仪篇10

【摘要】

目的用微波辐射法合成7硝基4(3h)喹唑啉酮,研究微波功率、微波辐射时间和酸胺摩尔比等对反应收率的影响。方法以2氨基4硝基苯甲酸、甲酰胺为原料,采用微波辐射合成7硝基4(3h)喹唑啉酮,并通过正交设计实验优化反应条件。结果最佳条件为:微波功率95w,辐射时间9min,酸胺摩尔比1∶12,收率可高达96.8%,与常规加热法比较提高了约35%。结论微波辐射法对合成7硝基4(3h)喹唑啉酮具有非常好的效果,与传统加热方法及文献方法相比,缩短了反应时间,提高了反应速率和收率。

【关键词】7硝基4(3h)喹唑啉酮微波辐射正交设计

abstract:objectivetoevaluatetheeffectofmicrowaveirradiationonthesynthesisof7nitro4(3h)quinazolinonewasinvestigated.method7nitro4(3h)quinazolinonewassynthesizedfrom4nitroanthranilicacidandformamideundermicrowaveirradiation.thereactionconditionswereoptimizedwithorthogonaldesign.resulttheoptimumconditionsweredeterminedasfollows:microwavepowerwas95w,irradiationtimewas9min,andthemolarratioof4nitroanthranilicacidtoformamidewas1∶12.underaboveconditions,theyieldofproductmightreach96.8%,increasingby35%comparedwithconventionalmethod.conclusion7nitro4(3h)quinazolinonewassynthesizedsuccessfullyundermicrowaveirradiation.comparedwithconventionalmethod,thereactiontimeshortenedandthereactionefficiencyincreased.

keywords:7nitro4(3h)quinazolinone;microwaveirradiation;orthogonaldesign

取代的4(3h)喹唑啉酮类化合物是一类具有广泛生物活性的含氮杂环化合物,其在抗炎[1]、抗菌[2]、抗高血压[3]和抗肿瘤[4]等方面均显示出良好的活性。www.133229.comniementowski反应是合成喹唑啉母环的常用方法,该反应以邻氨基苯甲酸和甲酰胺“一锅煮”合成4(3h)喹唑啉酮,步骤少,但反应温度高,反应物易炭化变黑,产物难以分离提纯[5,6]。近年来,微波辅助有机反应以其反应速度快、副反应少、产率高、产品易纯化等优点引起了广泛关注。本文以2氨基4硝基苯甲酸和甲酰胺为原料,在无溶剂无催化剂的条件下,通过微波辐射方法合成了7硝基4(3h)喹唑啉酮,并采用正交设计实验,考察了微波功率、微波辐射时间和酸胺摩尔比等对反应收率的影响,寻求最佳反应条件,取得较为满意的结果。

1实验部分

1.1仪器与试剂

mcl3型微波化学反应实验仪(顺德惠而浦家电公司),wrs1b数字熔点仪(温度计未经校正,上海易测有限公司),400mhz超导核磁共振仪(溶剂cdcl3,内标tms,德国bruker公司),mat95xp高分辨质谱仪(美国thermo)。

2氨基4硝基苯甲酸(武汉凯马仕精细化工有限公司,化学纯),甲酰胺(广州化学试剂厂,分析纯)。

1.2合成路线

合成路线见图1。

1.3实验方法

1.3.1合成方法

在装有回流冷凝管的50ml圆底烧瓶中,依次加入0.91g(5mmol)2氨基4硝基苯甲酸和2.40ml(60mmol)的甲酰胺,置微波反应器中,调节电流控制功率在95w连续辐射9min。反应结束后,将反应液倾入碎冰水中,抽滤,得浅黄色针状结晶0.924g,收率为96.8%,mp274.4~275.6℃。1hnmr(dmsod6)δ:12.64(s,lh,-nh);8.37(d,1h,2h);8.33(s,1h,8h);8.26(m,1h,6h);8.23(m,1h,5h)。eims:m/z:192(m+1)+。

1.3.2正交设计实验

采用微波加热合成7硝基4(3h)喹唑啉酮,影响反应产率的因素很多,本文根据单因素实验的初步结果,在选定加热方式的情况下,选择微波功率(a)、微波辐射时间(b)、酸胺摩尔比(c)3个因素作为考察对象,每个因素分为3个水平进行实验,以反应收率为指标,考察各因素对反应的影响。

2结果

正交实验的因素水平见表1,选用三因素三水平正交表l9(34)安排实验,结果见表2,并利用spss15.0软件对实验结果进行方差分析,见表3。表1因素及水平表表2正交实验结果及极差分析

3方差分析表

table3anovatable

方差来源离差平方和自由度均方差f值p值a123.020261.51013.450>0.05b22.727211.3632.485>0.05c5.24722.6230.574>0.05误差9.14724.573

从表2可知,各因素的影响顺依次为a>b>c,即微波功率﹥微波辐射时间﹥酸胺摩尔比。从表3的方差分析结果可知,3个因素对反应收率的影响均无显著意义(p>0.05)。综合表2、表3结果,确定最佳实验条件为a2b2c2,即微波功率为95w、辐射时间为9min、酸胺摩尔比为1∶12。在优化条件下进行3次重复验证实验,产品收率均在96.8%左右,说明本实验确定的优化条件可靠、重现性好。

3讨论

3.1与传统加热法的比较

以油浴为加热源,使用机械搅拌,各反应物投料量同“1.3.1”项,160℃加热反应8h,产品收率仅62.0%。对比可见,微波加热较传统加热,不仅反应速率提高了50多倍,产物的收率也提高了约35%。

3.2与文献方法的比较

alexandre等[7]以2氨基4硝基苯甲酸和甲酰胺为原料,在微波功率60w、酸胺摩尔比1∶5的条件下微波辐射40min合成7硝基4(3h)喹唑啉酮,收率为86%。本文的结果与之相比,反应时间缩短了4倍,反应收率提高了约10%。

3.3反应机制探讨

微波电介加热是利用介质的能力将电磁辐射转化为热能,从而推动反应的进行。热能的产生依赖于偶极子的性质和辐射的频率。在微波辐射频率下,分子偶极取向会随微波磁场的交变而排列,太快的微波磁场变化会导致分子排列与之不能完全同步,从而产生热能使温度升高。另外,与传统加热相比,微波辐射下极性溶剂的沸点通常会升高20~30℃,产生过热温度,促进反应的进行。因此,选择合适的溶剂作为反应介质是反应成功与否的关键因素之一。甲酰胺是一种高介电常数的强极性溶剂,在微波辐射频率下可迅速吸收和转化微波能量,升高温度,且其沸点较高。在本研究中以反应物甲酰胺自身作溶剂,有利于反应的进行。

根据niementowski反应的历程[8],结合实验推测微波促进该反应的可能作用机理(见图2):在微波磁场的作用下,受偶极偶极静电作用影响,分子的极化作用增强,羰基碳原子的电正性增加,亲电能力增强,从而使反应活性增加,速率加快。另一方面,偶极偶极静电作用对邻脒中间体的稳定作用较基态强,使反应活化能降低,活性增加。

4结论

(1)与传统加热方法相比,微波辐射大大提高了反应速率,缩短了反应时间。

(2)通过正交实验确定了反应的最佳实验条件:微波功率95w,辐射时间9min,酸胺摩尔比1∶12,在此条件下7硝基4(3h)喹唑啉酮的反应收率可达96.8%。

【参考文献】

[1]santagatina,bousquete,spadaroa,etal.4quinazolinones:synthesisandreductionofprostaglandine2production[j].farmaco,1999,54(11-12):780-784.

[2]pandeyasn,sriramd,nathg,etal.synthesis,antibacterial,antifungalandantihivevaluationofschiffandmannichbasesofisatinderivativeswith3amino2methylmercaptoquinazolin4(3h)one[j].pharmactahelv,1999,74(1):11-17.

[3]ramvj,farhanullah,tripathibk,etal.synthesisandantihyperglycemicactivityofsuitablyfunctionalized3hquinazolin4ones[j].bioorgmedchem,2003,11(11):2439-2444.

[4]bavetsiasv,marriottjh,melinc,etal.designandsynthesisofcyclopenta[g]quinazolinebasedantifolatesasinhibitorsofthymidylatesynthaseandpotentialantitumoragents[j].jmedchem,2000,43(10):1910-1926.

[5]刘志红,孙晓莉,张生勇.对niementowski反应的改进[j].有机化学,2001,21(12):1161-1163.

[6]罗铁军,李正名,赵卫光,等.2甲基3芳基7(5,5二甲基3酮1环己烯1基)甲酸酯4(3h)喹唑啉酮的合成[j].有机化学,2002,22(10):741-745.

[7]alexandrefr,berecibara,wrigglesworthr,etal.efficientsynthesisofthiazoloquinazolinonederivatives[j].trtralett,2003,44:4455-4458.

[8]alexandrefr,berecibara,bessont.microwaveassistedniementowskireaction.backtotheroots[j].trtralett,2002,43:3911-3913.

【摘要】

目的用微波辐射法合成7硝基4(3h)喹唑啉酮,研究微波功率、微波辐射时间和酸胺摩尔比等对反应收率的影响。方法以2氨基4硝基苯甲酸、甲酰胺为原料,采用微波辐射合成7硝基4(3h)喹唑啉酮,并通过正交设计实验优化反应条件。结果最佳条件为:微波功率95w,辐射时间9min,酸胺摩尔比1∶12,收率可高达96.8%,与常规加热法比较提高了约35%。结论微波辐射法对合成7硝基4(3h)喹唑啉酮具有非常好的效果,与传统加热方法及文献方法相比,缩短了反应时间,提高了反应速率和收率。

【关键词】7硝基4(3h)喹唑啉酮微波辐射正交设计

abstract:objectivetoevaluatetheeffectofmicrowaveirradiationonthesynthesisof7nitro4(3h)quinazolinonewasinvestigated.method7nitro4(3h)quinazolinonewassynthesizedfrom4nitroanthranilicacidandformamideundermicrowaveirradiation.thereactionconditionswereoptimizedwithorthogonaldesign.resulttheoptimumconditionsweredeterminedasfollows:microwavepowerwas95w,irradiationtimewas9min,andthemolarratioof4nitroanthranilicacidtoformamidewas1∶12.underaboveconditions,theyieldofproductmightreach96.8%,increasingby35%comparedwithconventionalmethod.conclusion7nitro4(3h)quinazolinonewassynthesizedsuccessfullyundermicrowaveirradiation.comparedwithconventionalmethod,thereactiontimeshortenedandthereactionefficiencyincreased.

keywords:7nitro4(3h)quinazolinone;microwaveirradiation;orthogonaldesign

取代的4(3h)喹唑啉酮类化合物是一类具有广泛生物活性的含氮杂环化合物,其在抗炎[1]、抗菌[2]、抗高血压[3]和抗肿瘤[4]等方面均显示出良好的活性。niementowski反应是合成喹唑啉母环的常用方法,该反应以邻氨基苯甲酸和甲酰胺“一锅煮”合成4(3h)喹唑啉酮,步骤少,但反应温度高,反应物易炭化变黑,产物难以分离提纯[5,6]。近年来,微波辅助有机反应以其反应速度快、副反应少、产率高、产品易纯化等优点引起了广泛关注。本文以2氨基4硝基苯甲酸和甲酰胺为原料,在无溶剂无催化剂的条件下,通过微波辐射方法合成了7硝基4(3h)喹唑啉酮,并采用正交设计实验,考察了微波功率、微波辐射时间和酸胺摩尔比等对反应收率的影响,寻求最佳反应条件,取得较为满意的结果。

1实验部分

1.1仪器与试剂

mcl3型微波化学反应实验仪(顺德惠而浦家电公司),wrs1b数字熔点仪(温度计未经校正,上海易测有限公司),400mhz超导核磁共振仪(溶剂cdcl3,内标tms,德国bruker公司),mat95xp高分辨质谱仪(美国thermo)。

2氨基4硝基苯甲酸(武汉凯马仕精细化工有限公司,化学纯),甲酰胺(广州化学试剂厂,分析纯)。

1.2合成路线

合成路线见图1。

1.3实验方法

1.3.1合成方法

在装有回流冷凝管的50ml圆底烧瓶中,依次加入0.91g(5mmol)2氨基4硝基苯甲酸和2.40ml(60mmol)的甲酰胺,置微波反应器中,调节电流控制功率在95w连续辐射9min。反应结束后,将反应液倾入碎冰水中,抽滤,得浅黄色针状结晶0.924g,收率为96.8%,mp274.4~275.6℃。1hnmr(dmsod6)δ:12.64(s,lh,-nh);8.37(d,1h,2h);8.33(s,1h,8h);8.26(m,1h,6h);8.23(m,1h,5h)。eims:m/z:192(m+1)+。

1.3.2正交设计实验

采用微波加热合成7硝基4(3h)喹唑啉酮,影响反应产率的因素很多,本文根据单因素实验的初步结果,在选定加热方式的情况下,选择微波功率(a)、微波辐射时间(b)、酸胺摩尔比(c)3个因素作为考察对象,每个因素分为3个水平进行实验,以反应收率为指标,考察各因素对反应的影响。

2结果

正交实验的因素水平见表1,选用三因素三水平正交表l9(34)安排实验,结果见表2,并利用spss15.0软件对实验结果进行方差分析,见表3。表1因素及水平表表2正交实验结果及极差分析

3方差分析表

table3anovatable

方差来源离差平方和自由度均方差f值p值a123.020261.51013.450>0.05b22.727211.3632.485>0.05c5.24722.6230.574>0.05误差9.14724.573

从表2可知,各因素的影响顺依次为a>b>c,即微波功率﹥微波辐射时间﹥酸胺摩尔比。从表3的方差分析结果可知,3个因素对反应收率的影响均无显著意义(p>0.05)。综合表2、表3结果,确定最佳实验条件为a2b2c2,即微波功率为95w、辐射时间为9min、酸胺摩尔比为1∶12。在优化条件下进行3次重复验证实验,产品收率均在96.8%左右,说明本实验确定的优化条件可靠、重现性好。

3讨论

3.1与传统加热法的比较

以油浴为加热源,使用机械搅拌,各反应物投料量同“1.3.1”项,160℃加热反应8h,产品收率仅62.0%。对比可见,微波加热较传统加热,不仅反应速率提高了50多倍,产物的收率也提高了约35%。

3.2与文献方法的比较

alexandre等[7]以2氨基4硝基苯甲酸和甲酰胺为原料,在微波功率60w、酸胺摩尔比1∶5的条件下微波辐射40min合成7硝基4(3h)喹唑啉酮,收率为86%。本文的结果与之相比,反应时间缩短了4倍,反应收率提高了约10%。

3.3反应机制探讨

微波电介加热是利用介质的能力将电磁辐射转化为热能,从而推动反应的进行。热能的产生依赖于偶极子的性质和辐射的频率。在微波辐射频率下,分子偶极取向会随微波磁场的交变而排列,太快的微波磁场变化会导致分子排列与之不能完全同步,从而产生热能使温度升高。另外,与传统加热相比,微波辐射下极性溶剂的沸点通常会升高20~30℃,产生过热温度,促进反应的进行。因此,选择合适的溶剂作为反应介质是反应成功与否的关键因素之一。甲酰胺是一种高介电常数的强极性溶剂,在微波辐射频率下可迅速吸收和转化微波能量,升高温度,且其沸点较高。在本研究中以反应物甲酰胺自身作溶剂,有利于反应的进行。

根据niementowski反应的历程[8],结合实验推测微波促进该反应的可能作用机理(见图2):在微波磁场的作用下,受偶极偶极静电作用影响,分子的极化作用增强,羰基碳原子的电正性增加,亲电能力增强,从而使反应活性增加,速率加快。另一方面,偶极偶极静电作用对邻脒中间体的稳定作用较基态强,使反应活化能降低,活性增加。

4结论

(1)与传统加热方法相比,微波辐射大大提高了反应速率,缩短了反应时间。

(2)通过正交实验确定了反应的最佳实验条件:微波功率95w,辐射时间9min,酸胺摩尔比1∶12,在此条件下7硝基4(3h)喹唑啉酮的反应收率可达96.8%。

【参考文献】

[1]santagatina,bousquete,spadaroa,etal.4quinazolinones:synthesisandreductionofprostaglandine2production[j].farmaco,1999,54(11-12):780-784.

[2]pandeyasn,sriramd,nathg,etal.synthesis,antibacterial,antifungalandantihivevaluationofschiffandmannichbasesofisatinderivativeswith3amino2methylmercaptoquinazolin4(3h)one[j].pharmactahelv,1999,74(1):11-17.

[3]ramvj,farhanullah,tripathibk,etal.synthesisandantihyperglycemicactivityofsuitablyfunctionalized3hquinazolin4ones[j].bioorgmedchem,2003,11(11):2439-2444.

[4]bavetsiasv,marriottjh,melinc,etal.designandsynthesisofcyclopenta[g]quinazolinebasedantifolatesasinhibitorsofthymidylatesynthaseandpotentialantitumoragents[j].jmedchem,2000,43(10):1910-1926.

[5]刘志红,孙晓莉,张生勇.对niementowski反应的改进[j].有机化学,2001,21(12):1161-1163.

[6]罗铁军,李正名,赵卫光,等.2甲基3芳基7(5,5二甲基3酮1环己烯1基)甲酸酯4(3h)喹唑啉酮的合成[j].有机化学,2002,22(10):741-745.