Задача №1. Исследование зависимости напряженности магнитного поля и плотности потока электромагнитного излучения от расстояния до источника излучения
Цель и задачи работы.
Цель: изучить методы и средства защиты от электромагнитного излучения.
Задачи:
Изучить:
1. общие теоретические сведения об излучении, воздействие его на организм человека, нормирование излучения,
2. методы и средства борьбы с СВЧ,
3. физическую сущность экранирования и других средств защиты;
Исследовать:
1. зависимость напряженности магнитного поля и плотности потока энергии от расстояния до источника излучения,
2. зависимость напряженности магнитного поля и плотности потока энергии от предлагаемых экранирующих средств,
Оценить:
эффективность предлагаемых экранирующих средств .
Экспериментальная часть.
Описание лабораторного стенда.
Стенд представляет собой стол, выполненный в виде сварного каркаса со столешницей 1, под которой размещаются сменные экраны 2, используемые для изучения экранирующих свойств различных материалов. На столешнице 1 размещены СВЧ печь 3 (источник излучения), гнезда для установки сменных защитных экранов 2 и координатное устройство 4. Внешний вид стенда представлен на рис. 1.
Координатное устройство 4 выполнено в виде планшета, на который нанесена координатная сетка. Планшет приклеен непосредственно к столешнице 1. Координатное устройство 4 регистрирует перемещение датчика 5 СВЧ поля по осям «X», «Y». Координата «Z» определяется по шкале, нанесенной на измерительную стойку 6, по которой датчик 5 может свободно перемещаться. Это дает возможность исследовать распределение СВЧ излучения в пространстве со стороны передней панели СВЧ печи (элементы наиболее интенсивного излучения).
Датчик 5 выполнен в виде полуволнового вибратора, рассчитанного на частоту 2,45 ГГц и состоящего из диэлектрического корпуса, вибраторов и СВЧ диода.
Стойка 6 изготовлена из диэлектрического материала (органического стекла), чтобы исключить искажение распределения СВЧ поля.
В качестве нагрузки в СВЧ печи используется огнеупорный кирпич, устанавливаемый на неподвижную подставку, в качестве которой используется неглубокая фаянсовая тарелка, обеспечивающая стабильность измеряемого сигнала.
Принцип измерения заключается в том, чтоЭМИ поступает на датчик (5), выполненный в виде полуволнового вибратора, с частотой 2,45 ГГц и состоящего из диэлектрического корпуса, вибраторов и СВЧ диода.
Сигнал с датчика 5 поступает на мультиметр 7 (измерения проводят по шкале DCА в мкА), размещенный на свободной части столешницы 1 (за пределами координатной сетки).
Порядок проведения работы.
Задача №1. Исследование зависимости напряженности магнитного поля и плотности потока электромагнитного излучения от расстояния до источника излучения.
Перемещая стойку с датчиком по координате X (удаляя его от печи до предельной отметки 50 см), с помощью мультиметра измеряем напряженность магнитного поля с шагом 5 см. Данные замеров заносим в таблицу 1.
Рассчитываем плотность потока электромагнитного (ППЭ, мкВт/см3) излучения по соотношению:
1 мкА = 0,35 мкВт/см2,
ППЭ= 0,35·а, (1)
где а – показания мультиметра, мкА;
ППЭ– плотность потока энергии, мкВт/см2.
Получим для измерения №1: ППЭ=0,35·240=84 мкВт/см2.
Аналогично определяем ППЭ для остальных измерений, результаты заносим в табл.1.
Таблица 1.
| № измерения | Значение X,см | Значение Y,см | Значение Z,см | Интенсивность излучения (показания мультиметра), мкА | Плотность потока электромагнитного излучения, мкВт/см2 |
| 51,8 | |||||
| 35,7 | |||||
| 32,2 | |||||
| 26,9 | |||||
| 20,3 | |||||
| 17,5 | |||||
| 17,15 | |||||
| 14,7 | |||||
| 24,5 |
Для анализа результатов строим график зависимости ППЭ (мкВт/см2) от расстояния до источника излучения X (см).
Зависимость плотности потока электромагнитного излучения ППЭ мкВТ/см2 от расстояния до источника излучения Х,см.
| |
Выводы:
1. Напряженность магнитного поля излучения, а следовательно и ППЭ, зависят от расстояния до источника излучения.
2. Для практической защиты от излучения нормируют значение ППЭ, и по этой норме определяют допустимое расстояние до источника излучения.