Методические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения» icon

Методические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения»


Скачать 37.87 Kb.
НазваниеМетодические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения»
Размер37.87 Kb.
ТипМетодические указания


Брянская государственная инженерно-технологическая академия


Кафедра «Радиационная экология и безопасность жизнедеятельности»


Утверждено

Учебно-методическим

советом БГИТА

Протокол №___от_______2009г.


БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ




Методические указания

для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса

специальности 230021 дневной формы обучения



«ЗАЩИТА ОТ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ»




Брянск - 2009




Составитель: Архицкий А.Г. – канд. биолог. наук, доцент кафедры

«Радиационная экология и безопасность

Жизнедеятельности» БГИТА


Зная предельно допустимые уровни ПДУ = 20 В/м по электрической со­ставляющей и не более 5 А/м, по магнитной составляющей, определяется интенсивность электромагнитного излучения СВЧ диапа­зона в зависимости от различных параметров (на примере бытовой микроволновой печи) и оценивается эффективность защиты от СВЧ излучения с помощью экранирования.


Рецензент: Ярыгин В.Н. – доцент каф. РЭ и БЖД, к.т.н., доцент.


Рекомендовано:

Учебно-методической комиссией инженерно-технологического факультета Протокол №___от______________2009г.

Введение

Основные способы защиты от электромагнитных полей в окружающей среде – защита расстоянием, в бытовых и промышленных условиях - защита при помощи различных, отражающих и поглощающих ( экранирующих) электромагнитные волны, поверхностей.

Цель работы: определить интенсивность электромагнитного излучения СВЧ диапа­зона в зависимости от различных параметров и оценить эффективность защиты от СВЧ излучения с помощью экранирования.


Методические указания к лабораторной работе


^ «ЗАЩИТА ОТ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ»


  1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Электромагнитные поля (ЭМП) генерируются токами, изменяющимися по направле­нию во времени. Спектр электромагнитных (ЭМ) колебаний находится в широких преде­лах по длине волны λ от 1000 км до 0,001 мкм и менее, а по частоте ƒ от 3-102 до 3-1020 Гц, включая радиоволны, оптические и ионизирующие излучения. В настоящее время наибо­лее широкое применение в различных отраслях хозяйства находит ЭМ энергия неиони­зирующей части спектра. Это касается, прежде всего, ЭМ полей радиочастот. Они под­разделяются по длине волны на ряд диапазонов (табл. 1).

ЭМ поле складывается из электрического поля, обусловленного напряжением на токоведущих частях электроустановок, и магнитного, возникающего при прохождении тока по этим частям. Волны ЭМП распространяются на большие расстояния.

В промышленности источниками ЭМП являются электрические установки, работаю­щие на переменном токе частотой от 10 до 106 Гц; приборы автоматики, электрические установки с промышленной частотой 50-60 Гц, установки высокочастотного нагрева (сушка древесины, склеивание диэлектриков, нагрев пластмасс и др.). Значения предельно допустимой напряженности ЭМП радиочастот в диапазоне 0,06-300 МГц на рабочих местах приведены в табл. 2

Согласно [5] предельно допустимые уровни ПДУ = 20 В/м по электрической со­ставляющей и не более 5 А/м, по магнитной составляющей. ЭМП характеризуется сово­купностью переменных электрического и магнитного составляющих. Различные диапа­зоны радиоволн объединяет общая физическая природа, но они существенно различаются по заключенной в них энергии, характеру распространения, поглощения, отражения, а вследствие этого по действию на среду, в т ч. и на человека. Чем короче длина волны и больше частота колебаний, тем больше энергии несет в себе квант. Связь между энергией Y и частотой f колебаний определяется как:

Y = h - f

или

Y = ,

Таблица 1

Классификация радиоволн


Название диапазона


Длина волны


Диапазон частот


Частота


По международному регламенту


Название диа­пазона частот


Номер



Длинные (километ­ровые) волны (ДВ)


10-1 км


Высокие частоты (ВЧ)


от 30 до 300 КГц


Низкие (НЧ)


5


Средние (гектометровые) волны


1км-100м


То же


от 0.3 до 3 МГц


Средние (СЧ)


6


Короткие (декаметровые) волны (KB)


100-10м


То же


от 3 до 30 МГц


Высокие (ВЧ)


7


Ультракороткие (метровые)

волны (УКВ)


10-1м


Ультравысокие частоты (УВЧ)


от 30 до 300 Мгц


Очень высокие (ОВЧ)


8


Микроволны: дециметровые (дм);

Сантиметровые (см);

Миллиметровые

(мм)



1м-10см


10-1см


1см-1мм



Сверхвысокие частоты (СВЧ) То же


То же



от 0,3 до 3 Ггц

от З до 30 Ггц

от 30 до 300 ГГц



Ультравысокие (УВЧ) Сверхвысокие (СВЧ) Крайневысокие (КВЧ)




9


10



Таблица 2

Предельно допустимая напряженность ЭМП радиочастот в диапазоне

0.06-300 МГц на рабочих местах


Со­ставляющая поля, по которой оценивается его воздействие и диапазон частот, МГц

Предельно допустимая напряженность в течение рабочего дня

Электрическая составляющая

0.06 – 3

50 В/м

3 – 30

20 В/м

30 – 50

10 В/м

50 - 300

5 В/м

Магнитная составляющая

0.06 – 1.5

5.0 А/м

30 - 50

0.3 А/м


т. к. между длиной волны λ и частотой f существует соотношение

,

где, с - скорость распространения электромагнитной волны в воздухе

(с = 3×108 м/с); h - постоянная Планка, равная 6,6 ×104 Вт/см2

Вокруг любого источника излучения ЭМП разделяют на 3 зоны: ближнюю - зону индукции, промежуточную - зону интерференции и дальнюю - волновую зону Если гео­метрические размеры источника излучения меньше длины волны излучения λ (т.е. имеет место точечный источник), границы зон определяются следующими расстояниями R:

• ближняя зона (индукция) - R < λ / 2π

• промежуточная (интерференции) - λ / 2π
• дальняя зона (волновая) - R > 2π × λ

Работающие с источниками излучения НЧ, СЧ и в известной степени ВЧ и ОВЧ-диапазонов находятся в зоне индукции. При эксплуатации генераторов СВЧ и КВЧ диапазонов работающие часто находятся в волновой зоне.

В волновой зоне интенсивность поля оценивается величиной плотности потока энергии (ППЭ), т.е. количеством энергии, падающим на единицу поверхности. В этом случае ППЭ выражается в ваттах на lм2, или в производных единицах: милливаттах и микроваттах на см2 (Вт/м2, мВт/см2, мкВт/см2). ЭМП по мере удаления от источника излучения быстро затухает. ЭМ волны диапазона УВЧ, СВЧ и КВЧ (микроволны) используются в радиолокации, радиоастрономии, радиоспектроскопии, геодезии, дефектоскопии, физиотерапии. Иногда ЭМП УВЧ диапазона применяются для вулканизации резины, термической обработки пищевых продуктов, стерилизации, пастеризации, вторичного разогрева пищевых продуктов. СВЧ - аппараты используются для микроволновой терапии.

Наиболее опасными для человека являются ЭМП высокой и сверхвысокой частот. Критерием оценки степени воздействия на человека ЭМП может служить количество эле­ктромагнитной энергии, поглощаемой им при пребывании в электрическом поле. Вели­чина поглощаемой человеком энергии зависит от квадрата силы тока, протекающего че­рез его тело, времени пребывания в электрическом поле и проводимости тканей человека.

По законам физики изменения в веществе может вызвать только та часть энергии излучения, которая поглощается этим веществом, а отраженная или проходящая через не­го энергия действия не оказывает. Электромагнитные волны лишь частично поглощаются тканями биологического объекта, поэтому биологический эффект зависит от физических параметров ЭМП радиочастот длины волны (частоты колебаний), интенсивности и режи­ма излучения (непрерывный, прерывистый, импульсно-модулированный), продолжитель­ности и характера облучения организма (постоянное, интермиттирующее), а также от площади облучаемой поверхности и анатомического строения органа, или ткани.

Степень поглощения энергии тканями зависит от их способности к ее отражению на границах раздела, определяемой содержанием воды в тканях и другими их особеннос­тями. Колебания дипольных молекул воды и ионов, содержащихся в тканях, приводят к преобразованию электромагнитной энергии внешнего поля в тепловую, что сопровождается повышением температуры тела, или локальным избирательным нагревом тканей, ор­ганов, клеток, особенно с плохой терморегуляцией (хрусталик глаза, стекловидное тело, семенники и др.). Тепловой эффект зависит от интенсивности облучения. Пороговые ин­тенсивности теплового действия ЭМП на организм животного составляют для диапазона средних частот - 8000 В/м2, высоких - 2250 В/м2, очень высоких - 750 В/м2, дециметровых - 40 мВт/см2, сантиметровых - 70 мВт/см2, миллиметровых - 7 мВт/см2.

ЭМП ниже указанных величин не обладает термическим действием на организм, но вызывает слабовыраженные эффекты аналогичной направленности, что согласно ряду теорий, считается специфическим нетепловым действием, т.е. переходом ЭМ энергии в объекте в какую-то форму нетепловой энергии. Нарушение гормонального равновесия при наличии СВЧ-фона на производстве следует рассматривать, как противопоказания для профессиональной деятельности, связанной с нервной напряженностью труда и час­тыми стрессовыми ситуациями.

Постоянные изменения в крови наблюдаются при ППЭ выше 1 мВт/см2. Это фа­зовые изменения лейкоцитов, эритроцитов и гемоглобина. Поражение глаз в виде помутнения хрусталика (катаракты) - последствия воздействия ЭМП в условиях производства. При воздействии миллиметровых волн изменения наступали немедленно, но быстро про­ходили, но при частоте 35 ГГц они были стойкими, т.к. являлись результатом поврежде­ния эпителия роговицы. При частоте около 400 кГи повреждений не наблюдалось.

Клинико-эпидемиологические исследования людей, подвергшихся производственному воздействию СВЧ-облучения при интенсивности его ниже 10 мВт/см2, показали от­сутствие каких-либо проявлений катаракты.

Воздействие ЭМП с уровнями, превышающими допустимые, приводят к измене­ниям функционального состояния сердечно - сосудистой и центральной нервной систем, нарушению обменных процессов [2]. При воздействии значительных интенсивностей СВЧ может возникать более или менее выраженное помутнение хрусталика глаза (ката­ракты). Нередко отмечают изменения в составе периферической крови.

Защитный меры от действия ЭМП сводятся, в основном, к применению защитного экранирования; дистанционного управления устройствами, излучающими ЭМ волны; применению средств индивидуальной защиты. Защитные экраны делятся на:

1) отражающие излучение;

2) поглощающие излучение.

К первому типу относятся сплошные металлические экраны, экраны из металли­ческой сетки, из металлизированной ткани. Ко второму типу относятся материалы из радиопоглощающих материалов. К средствам индивидуальной защиты (СИЗ) относятся: спецодежда, выполненная из металлизированной ткани, защитные очки, защитные хала­ты, фартуки, накидки с капюшоном, перчатки, щитки.


^ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ


2. 1 ОПИСАНИЕ СТЕНДА

Общий вид лабораторной установки представлен на рис.1. Стенд представляет собой передвижной стол, выполненный в виде металлического сварного каркаса 2, на котором установлена столешница 3. На столешнице размещены: микроволновая СВЧ-печь 5 марки "Плутон СП-18" (рис.2), координатное устройство 4 с датчиком 6 и микроамперметром 7. Последний. служит для регистрации наличия СВЧ измерения и связан гибким проводом с датчиком координатного устройства, дающим сигнал об излучении. Координатное устройство обеспечивает четыре степени свободы и позволяет фиксировать наличие излучения перед печью, слева и справа от нее с помощью датчика, расположенного наt вертикальной направляющей координатного устройства. Все элементы координатного устройства выполнены из органического стекла во избежание искажения сигнала с датчика. Датчик состоит из фторопластового корпуса, полуволнового вибратора и выпрямительного СВЧ-диода. СВЧ - печь приподнята над столешницей на четырех опорах, что дает возможность фиксировать наличие излучения ниже основания печи. В качестве нагрузки в печи используется строительный красный кирпич "M-I5O", устанавливаемый на неподвижную подставку, в качестве которой может быть использо­вана неглубокая столовая фаянсовая тарелка. На столешнице имеются пазы 8 для уста­новки сменных защитных экранов; используемых для изучения экранирующих свойств различных материалов. Количество сменных защитных экранов - семь. Защитные экраны с размерами 350х600 мм выполнены из следующих материалов:

1. сетка полутомпаковая, с диаметром ячеек 0,25 мм;

2. сетка полутомпаковая, с диаметром ячеек 2,5 мм;

3. лист алюминиевый;

4. плита асбестоцементная;

5. органическое стекло;

6. армированная резина;

7. коврик резиновый.

Сменные экраны хранятся под столешницей в отдельных ячейках 2. Сигнал с датчика поступает на микроамперметр, закрепленный на съемной панели, которая устанавливается в центре стола, заподлицо с поверхностью столешницы. Стенд предназначен для эксплуатации в помещении при температуре от +100 С до +350 С и относительной влажности воздуха до 80%.


Рис.1. Общий вид лабораторной установки





1- металлический сварной каркас;

2- дверцы шкафа;

3- столешница;

4-координатное устройство;

5- СВЧ- печь;

6 - датчик;

7- микроамперметр;

8- пазы.

2.2 Требования по технике безопасности

22.1 К работе со стендом допускаются лица, прошедшие первичный инструктаж, озна­комленные с устройством стенда и порядком выполнения лабораторной работы.

2.2.2 Не следует работать с открытой дверью СВЧ-печи т.к. при этом излучается микро­волновая энергия.

2.2.3. Запрещается самостоятельно регулировать или ремонтировать дверь, панель уп­равления, выключатели системы блокировки, или какие-либо другие части печи Ремонт производится только специалистами.

2.2.4. СВЧ- печь должна быть заземлена.

2.2.5. Не допускается включение и работа СВЧ-печи без нагрузки. Рекомендуется в пере­рывах между рабочими циклами оставлять в печи стакан с водой. При случайном включении печи вода полностью поглотит микроволновую энергию.


^ 3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3. 1. Ознакомиться с мерами по технике безопасности при проведение лабораторной

работы и строго выполнять их.

3 2. Подключить СВЧ-печь к сети переменного тока.

    1. В печь на подставку (перевернутая фаянсовая тарелка) положить кирпич. Закрыть дверь печи.

    2. Установить режим работы печи: продолжительность работы - 8 мин., перерыв - 10 мин., уровень мощности - 100%. Включение печи в рабочий режим осуществляется путем последовательного нажатия клавиш в соответствии с приведенным ниже рисунком.

Ноль время



сброс время установка ноль мощность ноль старт

продолжительности

рабочего цикла

    1. Разместить датчик в непосредственной близости от печи по оси "У". Перемещая датчик по осям "Y" и "Z" в пределах возможности координатного устройства, оп­ределить зоны наиболее интенсивного излучения и с помощью микроамперметра зафиксировать их численные значения. Данные замеров занести в табл. 3. Построить график зависимости интенсивности излучения от расстояния.

    2. Расположить датчик в зоне наиболее интенсивного излучения на оси "Х" на рас­стоянии 20 мм от лицевой поверхности печи. Зафиксировать показания микроам­перметра.

    3. Поочередно устанавливать семь сменных защитных экранов и фиксировать значе­ния микроамперметра. Определить эффективность экранирования по формуле: × 100%,

где, Y - показания микроамперметра без экрана,

Уз - показания микроамперметра с экраном.

    1. Построить график зависимости эффективности экранирования от вида материала защитных экранов.

    2. Составить отчет о работе.



^ 4 ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

4.1. Общие сведения.

4.2. Описания оборудования и приборов.

4.3. Данные измерений (табл. 3, табл. 4).

Таблица 3


Номера зон


Расстояние от СВЧ-печи


Интенсивность излучения

(показания микроамперметра)


1








2








3









Таблица 4


Номера защитных экранов


Эффективность экранирования δ


1





2





3





4





5





6





7






4.4. Графики зависимости интенсивности излучения от расстояния и эффективности экранирования от вида материалов защитных экранов.
^

Рекомендуемая литература


1. Накаров Г.В. Охрана труда в химической промышленности. М.: Химия, 1989.

2. Денисенко Г.Ф. Охрана труда. М.: Высшая школа, 1985.

3. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. М.: Энергоатомиздат, 1984.

4. Долин П.А. Техника безопасности в электроэнергетических установках. Справочное пособие, М.: 1987.

5. ГОСТ 12.1.006-84. Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования.

6. Захаров С.Г. Каверзнева. Т.Т. Влияние электромагнитного излучения на жизнедея­тельность человека и способ защиты от него. Учебное пособие. СПГТУ, 1992, 74 с.

7. Охрана труда в радио и электронной промышленности. /Под редакцией Павлова С.П./. М.: Энергия, 1986.

8. Думанский Ю. Д. и др. Влияние магнитных полей радиочастот на человека. Киев, 1975, 159 с.


СОДЕРЖАНИЕ


Введение 3

  1. Общие сведения 3

  2. Содержание работы 7

    1. Описание стенда 7

    2. Требования по технике безопасности 9

  3. Порядок выполнения работы 9

  4. Отчет о выполнении работы 10
^

Рекомендуемая литература 11




Архицкий Андрей Георгиевич


БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ




Методические указания для выполнения лабораторной работы

студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения.



«ЗАЩИТА ОТ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ».


Лицензия: ИД № 04185 от 06. 03. 2001 г

Формат: 60×84 1/16. Объем: 0,8 п.л. Тираж: 20 экз. Заказ: бесплатно.


Брянская государственная инженерно-технологическая академия.

Брянск, пр. Ст. Димитрова, 3

Редакционно-издательский отдел, 44-95-62

Отпечатано: подразделение печати БГИТА


Похожие:

Методические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения» iconМетодические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения»
А/м, по магнитной составляющей, определяется интенсивность электромагнитного излучения свч диапа­зона в зависимости от различных...
Методические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения» iconМетодические указания к проведению практических занятий для студентов специальности
Методические указания содержат контрольные вопросы и практические задания по основным темам курса «Теория бухгалтерского учета» для...
Методические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения» iconМетодические указания для студентов дневной и заочной формы обучения Специальности "Юриспруденция" Издательство "Самарский госуниверситет"
Методические указания содержат программу курса, список литературы и источников, планы семинарских занятий, примерную тематику дипломных...
Методические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения» iconМетодические указания к лабораторной работе №4 тмо исследование нагрева образца при постоянной температуре в печи (для студентов специальности 05060101-Теплоэнергетика дневной и заочной форм обучения)
Методические указания к лабораторной работе «Исследование нагрева образца при постоянной температуре в печи» по курсу «Тепломассообмен»...
Методические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения» iconМетодические указания для выполнения курсовой работы студентами заочной формы обучения
Декан факультета «Менеджмента», доцент кафедры «Товароведения и экспертизы товаров, к фарм н. Лядова И. И
Методические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения» iconМетодические указания к лабораторной работе №1 тмо определение коэффициента теплопроводности методом трубы (для студентов специальности 05060101-Теплоэнергетика дневной и заочной форм обучения)
Методические указания к выполнению лабораторной работе “Определение коэффициента теплопроводности методом трубы” для студентов специальности...
Методические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения» iconМетодические указания по подготовке и защите дипломной работы для студентов 5-го курса Академии экономики и предпринимательства специальности 08. 01. 05 «Финансы и кредит»
Методические указания предназначены для выполнения дипломного исследования, написания и защиты дипломной работы. Методические указания...
Методические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения» iconМетодические указания по подготовке и защите дипломной работы для студентов 5-го курса Академии экономики и предпринимательства специальности 08. 01. 05 «Финансы и кредит»
Методические указания предназначены для выполнения дипломного исследования, написания и защиты дипломной работы. Методические указания...
Методические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения» iconСтудентами 3 курса дневной формы обучения юридического факультета специальности «Правоведение»

Методические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения» iconМетодические указания к практическим занятиям для студентов дневной формы обучения неэкономических специальностей
Экономика. Методические указания к практическим занятиям для студентов дневной формы обучения неэкономических специальностей. / Сост....
Методические указания для выполнения лабораторной работы студентами 4 курса специальности 230021 дневной формы обучения «защита от сверхвысокочастотного излучения» iconМетодические указания по выполнению контрольной работы студентами заочной формы обучения по дисциплине
Специальности: 080502 Экономика и управление на предприятии торговли и общественного питания
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы