Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком.

 

Дано:

Число витков W = 3

Сила тока в катушке I = 40 A

Частота f = 300 МГц

Время облучения T = 6 ч

Диаметр ручки управления D = 0,05 м

Расстояние от катушки до рабочего места R = 2 м

Радиус катушки r = 0,15 м

Относительная магнитная проницаемость среды μ = 1

Электрическая проводимость γ = 5,7·10⁷ См·м

Относительная диэлектрическая постоянная стержня ε = 3

Материал экрана - медь

Материал стержня - эбонит

Задание.

Определить минимальную толщину экрана и длину трубки, при помощи которой выводят ручку управления из экранирующей камеры, обеспечивающих допустимую мощность облучения.

 

Решение.

Напряженность магнитной составляющей поля катушки H на расстоянии R от нее (без экрана) может быть рассчитана:

 

где βm – коэффициент, определяемый соотношением R/r (βm = 1).

 

H = 0,084 (А/м)

 

Если R удовлетворяет условиям:

R >> λ/2π и R >> r²/λ

а это так

2 >> 0,75/6,28 2 >> 0,01/0,75

то имеет место волновая зона, оценку эффективности поля в которой производят по плотности потока энергии (ППЭ) излучения:

σ = 377·H² / 2 = 1,2 Вт/м²

 

Допустимая величина ППЭ определяется по формуле:

 

N = 2 Вт·ч / м²

σДОП = N / T = 2 / 6 = 0,333 Вт/м²

Требуемое ослабление электромагнитного поля L можно определить по формуле:

L = σ / σДОП = 3,599

 

Зная характеристики металла, можно рассчитать толщину экрана δ, обеспечивающую заданное ослабление электромагнитного поля L:

 

 

где ω = 2·π·f – угловая частота, рад/с

μа – абсолютная магнитная проницаемость, Гн/м; μа = μ0·μ

μ0 – магнитная постоянная, Гн/м

 

 

μ – относительная магнитная проницаемость среды.

 

Ослабление энергии в трубке-волноводе на 1 м длины определяется по формуле:

дБ/м

 

Требуемую длину трубки можно определить по формуле:

м

 

 

Выводы:

По исходным данным мы определили, что минимальная толщина экрана равна 2,464*10, а длина трубки составляет 0,015 м.

 

 

Ответы на контрольные вопросы:

1.По каким параметрам оценивается степень облучения персонала, обслуживающего СВЧ-генераторы?

Степень облучения обслуживающего персонала от различных типов генераторов диапазона свч зависит от их средней мощности, способа использования генерируемой энергии.и передачи ее в пространство, от типа, ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления антенных устройств, высоты их подъе­ма над уровнем земли, наличия утечек в отдельных свч блоках.

 

2.Каков ПДУ облучения при работе в СВЧ-диапазоне?

Количественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300МГц до 300ГГц производится по интенсивности излучения, выраженной величиной плотности потока энергии (ППЭ, Вт/м²).

Предельно допустимая ППЭ на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, связанного профессионально с воздействием ЭМП, устанавливают, исходя из предельно допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека (W, Дж/м²) и времени пребывания в зоне излучения (Т, ч). Однако во всех случаях ППЭ не должна превышать 10Вт/м², а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры воздуха в рабочих помещениях (выше 28⁰С) - 1 Вт/м². Предельно допустимая ППЭ вычисляется по формуле

ППЭ=W/Т,

Где W – нормативное значение предельно допустимой энергетической нагрузки на организм за рабочий день, Т- время пребывания в зоне излучения за рабочий день. В случае облучения от сканирующих или вращающих антенн с частотой вращения или сканирования 1Гц, при скважности не менее 50, W=20Вт*ч/м². Во всех остальных случаях W=2Вт*ч/м².

Для лиц не связанных профессионально с облучением, и для населения интенсивность облучения в диапазоне свч не должна превышать 0,01 Вт/м².

 

3.Технические и индивидуальные средства защиты от электромагнитных излучений.

1. Уменьшение напряженности и плотности потока мощности паразитного излучения посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности.

2. Экранирование рабочего места.

3. Удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием)

4. Рациональное размещение в рабочем помещении оборудования, излучающего электромагнитную энергию.

5. Использование рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего персонала.

6. Применение предупреждающей сигнализации (световая, звуковая и т.д.) и предупреждающих знаков.

7. Применение средств индивидуальной защиты.