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:
![]() |
![]() |
Требуемую длину трубки можно определить по формуле:
![]() |
![]() |
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.