論電磁輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

1、論電磁輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)張玉平(貴州省放射性環(huán)境監(jiān)理站，貴陽，550002)毫l電磁輻射測量儀器11非選頦式 l·l·l偶極子，二級管檢波(電場探頭)90。天線 交式中z戮罌有效電容；撼眠燃啪概、“”4。2甲丌電吊弧·由上式可見與額率無關(guān)l·l·2熱偶結(jié)點陣天線(電場探頭)熱電偶毫高阻線。113磁場探頭。三個正交環(huán)，串連出引線 環(huán)天線感應(yīng)電勢為。黧；篙磐匝數(shù)·a為環(huán)半徑，日蒜翁茹磊羨?焉真空中導(dǎo)磁率，。為角頻率一般。張玉平。論電磁輻射環(huán)境監(jiān)測拄術(shù) 407對儀器的基本要求：(1)各向同性誤差士1 dBf(2)系統(tǒng)頻率響應(yīng)不均勻度4-3 d

2、Bl(3)夏 敏度105 Vm，(4)校準(zhǔn)精度·土05 dB。12遺疑儀1。21選叛場強儀I逐個額點測量 待澍場的場強值為tE(dB，w。，=K(dB)-1-V，(d鼬)-4-L(dB)式中。K為天線校正系數(shù)，它是頻率的函數(shù)，可由場強儀的附表中查得，”為場強儀讀數(shù)l L為電蟪損耗，新儀器在K中已包含。 注，被測場是脈沖信號時，不同帶寬y，值不同此時需要歸一化于MHz帶寬的勢強值，即：E(d耳vm)一K(dB)4-V，(dB，v)+20lg(1BW)+L(dB)式中。BW為選用帶寬，單位MHz 122募譜儀十天線用顏譜儀作接收機，dB。讀數(shù)經(jīng)換算成d耳v對50 I-1系統(tǒng)，場強值為：E

3、(dB“m)=K(dB)+A(dB。)+107(d耳v)+L(dB)頻譜儀的類型不受限制，頻譜儀天線必須校準(zhǔn) 1工3微波接收機扣除電纜損耗，功率密度P一如下tP。=(4aG92)×10“+6，10(mWcm2)式中，G為天線增益<倍數(shù))·A為工作波長(cm)I A為數(shù)字幅度計讀數(shù)(dB。)I B為0 dB輸入功率(dB)，也稱校準(zhǔn)系數(shù)I 4aG艫為天線有效面積 關(guān)予電纜損耗·2電磁輻射污染源監(jiān)測方法，亦即作業(yè)環(huán)境21環(huán)境條件應(yīng)符臺行標(biāo)和儀器使用標(biāo)準(zhǔn)條件，測量紀(jì)錄表應(yīng)注明環(huán)境溫度、相對濕度。22測量儀器可使用各向同性響應(yīng)或有方向性電場探頭及磁場探頭的寬帶輻射儀

4、采用有方向性探頭時，應(yīng) 在測量點調(diào)整探頭方向以測量出測量點最大輻射電平測量儀器工作頻率應(yīng)滿足待測場要求，儀器應(yīng)經(jīng)計量標(biāo)準(zhǔn)定期鑒定23測量時間在輻射體正常工作時間內(nèi)進行測量，每個測點連續(xù)測量5次，每次測量時間不應(yīng)少于15 s，并讀取穩(wěn)定狀態(tài)的最大值若測量讀數(shù)起伏較大時，應(yīng)適當(dāng)延長測量時間。 24測量位置距離地面05、10和17IB 25評價根據(jù)E、日或Pi值，按國標(biāo)電磁輻射防護規(guī)定>(GB 870288)或其他部委制定的“安壘限值”全國中青年輻射防護學(xué)術(shù)研討金論文匯編作出分析評價3一般環(huán)境電磁輻射測量方法(通常指對大居民區(qū))31溯量條件311注明環(huán)境溫度、相對濕度3I2一般取離地172om

5、高度測量313取電場強度測量值>50 dB_的頻率作為測量頻率314測量時同為5·oo一9Ioo，11。oo14Ioo和18loo23too城市環(huán)境電磁輻射高峰期，這是 基本測量時問若24小時晝夜測量，測點不應(yīng)少于10點測量間隔時間為1 h，每次測量觀察時聞暑 不應(yīng)少于15 s，若指鐘擺動過大。應(yīng)適當(dāng)延長觀察時間32布點方法分為典型輻射體和大居民區(qū)兩類 321典型輻射體環(huán)境溺量布點以輻射體為中心按間隔45。的八個方位為測量線，面條測量線上選取距場源分別為30、50和lOO m等不同距離定點測量，測量范圍根據(jù)實際情況確定 例如廣州二頻道發(fā)射塔的輻射測量tl2 b廄活掌握 322一

6、般環(huán)境的測量布點 即大居民區(qū)的測量布點根據(jù)城市測繪地圖，將全區(qū)分為(1X1)kmz或(2X2)km2小方格取方格中心為測量位置見下圖；測量位置33測量儀器張玉平，論電磁輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)分為非選搬式和選頻式兩類 331非選顛式輻射測量儀具有各向同性響應(yīng)或有方向性探頭的寬帶輻射測量儀屬于此類用有方向性探頭時，應(yīng)調(diào)整探 頭方向礴出最大輻射電平332選贛式輻射測量儀各種專門用于EMI(Electromagnetic Interference)測量的場強儀，干擾測試接收機，以及頻譜 儀、接收機和天線自行組成測量系統(tǒng)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)場校準(zhǔn)后可用于此目的的測量誤差應(yīng)小于士3 dB，頻 率謖差應(yīng)小于被測頻率的10-3數(shù)

7、量級34數(shù)據(jù)處理如果儀器測值的單位為分貝(dB,v)，則先按下式換算成以Vm為單位的場強：E。=10“”一5(Vm)式中。E，為在某測量位、某頻段中被測頻率i的測量場瞬時值(Vm)I z為場強儀讀數(shù)(dB，vm)。 然后依次按下列各式計算，E=去競蜀(Vm)E=E2(Vm)EG=tME，(Vm)上述各式中，n為B值讀數(shù)的個數(shù)l E為在某測點位，某頻段中各被測頻率i的場強平均值(v m)。墨為在某測量位，某頻段中各被測頻率的綜合場強(Vm)·Ej為在某測量位，24 h(或一定時 間內(nèi))內(nèi)測量某頻段后的平均綜臺場強(vm)；M為24 h(或一定時聞內(nèi))內(nèi)測量某頻段的測量次數(shù)35繪制污染田

8、 繪制頻率場強、時間場強、時問一頻率、測量位一總場強值各組對應(yīng)曲線以及典型輻射體的標(biāo)準(zhǔn)等場強值線圈 36環(huán)境質(zhì)量評價361用非選頻寬帶輻射測量儀時，由于測得的場強或功率密度值是所有頻率的綜合場強值，而 環(huán)境中輻射體頻率主要在超短波頻段(30300 MHz)。所以測量值和超短波頻段安全限值的比值 若1基本上對居民無影響如果評價典型輻射體，則測量結(jié)果應(yīng)和輻射體工作頻率對應(yīng)的安全限 值比較tEG工1式中，j0為萊測量位置總場強值(vm)I L為典型輻射體工作頻率對應(yīng)的安全限值或超短波頻段 安全限值(Vm)362用選頻式場強儀時，喇用下式t(EoLD1式中E。為測量位置某頻段總的平均綜合場強值(Vm)

9、l工，為對應(yīng)頻段的安全限值(Vm)。4環(huán)境質(zhì)量預(yù)測的場強計算為了估算輻射體對環(huán)境的影響，對于典型的中波、短波及超短波發(fā)射臺的發(fā)射天線在環(huán)境中的 輻射場強按(1)式至(6)式計算。對于正方形和圓口面微波天線在環(huán)境中的輻射場功率密度按(7)和 (8)式計算41中波(垂直極化波)410壘塌中青年輻射防護學(xué)術(shù)斫l寸會論文匯編理論公式，E：=(945d)而，()聲(4咖A近似公式tE一，(300d)P4(mYm)(Z)式中td為被測位置與發(fā)射天線中心的距離(kin)IP為發(fā)射機標(biāo)稱功率(kw)l口為天線效率()，也稱天線損耗I G為相對于接地基本搬子(點源天線t G一1)的天線增益倍數(shù))-F()為發(fā)射天

10、線 高度因子，()一l143F(厶曲為發(fā)射天線垂直面(仰角4)、水平面(方位角P)方向性函數(shù)， 顯Il!；0一=o4為地面衰搪因子A篇141×(2+03z)(Z十z+06童1)(3)，為數(shù)囂距離：z=“d)、，ili=1jrj_i否i五五，j7jjrj_iii瓦弼(4)式中，為波長<mh e為大地的介電常數(shù)(無量綱)，口為大地的導(dǎo)電系數(shù)，l(ilra) (2)式是由_1、，()12、，(4秘一1得出的，稱為“蘇萊依金范德渡爾公式”42短波(承平極化波)除z的算法有別外其余閽中波的計算，z=()移耳ii耳1菇礪刁(5)43超短波(電視、調(diào)頻晨此類)E(444需r)F(擴)(raV

11、ra)(6) 式中t尸為發(fā)射機標(biāo)稱功率(kw)，G為相對于半波德墩子(儡“一164)天線增益(倍數(shù))，R為測 置位鼴與夭線中心的距離(kin)l F<口)為天線螽矗面方向性函數(shù)(視天線形式和層敦而異)注：此時的E由兩部分構(gòu)成，即直射波羊辭硬射波。如下圈。哭線中心曩實測要求：人和儀器的距離>to5抽I誤差應(yīng)控制在23 dB 建筑物的實測影響t前幾+米E十25 dB。后幾十米E+2030 dB 機動車的實測影響；±6 dB，>50m認為無影響。實測高度誤差；士5 dB44微波(衛(wèi)星地球站)441近場最大功率密度尸，n一=4冉S(mWcm2)(7)洼；此式引用美國1982年國家標(biāo)準(zhǔn)式中，Pt為送入天線凈功率(raW)，或標(biāo)稱功率，s天線實際幾何面積(era。)442遞場軸向(最大)功率密度n：張玉平t論電磁輻射環(huán)境監(jiān)潮技術(shù)4IlP。=(PG)I(4xr2)(roWcm2)(8) 式中P為雷達發(fā)射機平均功率(roW)IG為天線增益(倍數(shù))lR為測量位置與天線軸向(中心)位 置fr5監(jiān)測儀器介紹51幾個概念511寬帶全向儀，測出的是平均值512對脈沖信號，測其峰值，計算與占空比有關(guān)。 s13對50Hz工頻，測有效值s2實用儀器 5。21進日儀器(1)美國通用微波公司23、4c型t推薦使用4c型，可測雷達參數(shù)如下 I帶寬；200