Характеристика спектру електромагнітних випромінювань

Назва діапазону частот	Номер діапазону	Діапазон частот	Діапазон довжин хвиль	Назва діапазону довжин хвилі
Дуже низькі частоти, ДНЧ		0,003...0,3 Гц 0,3...3,0 Гц 3...300 Гц 300 Гц...30 кГц	107...106 км 106...104 км 104...102 км 102...10 км	Інфра низькі Дуже низькі Промислові Звукові
Низькі частоти, НЧ		30...300 кГц	10...1 км	Довгі
Середні частоти, СЧ		300кгц…3МГц	1 км...100 м	Середні
Високі частоти, ВЧ		3...30 МГц	100...10 м	Короткі
Дуже високі частоти, ДВЧ		30...300 МГц	10...1 м	Метрові
Ультрависокі частоти, УВЧ		300Мгц...3ГГц	100...10 см	Дециметрові
Надвисокі частоти, НВЧ		3...30 ГГц	10...1 см	Сантиметрові
Надзвичайно високі частоти, НЗВЧ		30...300 ГГц	10...1 мм	Міліметрові

Біля джерела ЕМВ виділяють ближню зону, чи зону індукції, що знаходиться на відстані , і далеку зону, чи зону випромінювання, для якої . У діапазоні від низьких частот до короткохвильових випромінювань частотою <100 МГц біля генератора варто розглядати поле індукції, а робоче місце, - що знаходиться в зоні індукції. У зоні індукції електричне і магнітне поле можна вважати незалежними одно від одного. Тому нормування в цій зоні ведеться як по електричній, так і по магнітній складовій. У зоні випромінювання (хвильовій зоні), де вже сформувалася електромагнітна хвиля, що біжить, більш важливим параметром є інтенсивність, що у загальному виді визначається векторним добутком Е и Н, і для сферичних хвиль при поширенні в повітрі може бути виражена як

, Вт/м² ,

де I – інтенсивність електромагнітного випромінювання, Вт/м2;

Рдж - потужність джерела випромінювання, Вт;

r – відстань від джерела, м.

Енергетичним показником параметрів для хвильової зони електромагнітного поля є щільність потоку енергії (ЩПЕ), Вт/м2.

Вплив електромагнітного поля на людину оцінюєтося величиною поглинутої її тілом електромагнітної енергії W,

W = ЩПЕ*Sеф,

де Sеф – ефективна поглинаюча поверхня тіла людини, м2.

Крім вищезгаданих зон (ближньої та дальньої), існує так звана ”мертва зона”, в якій поле відсутнє, але ії межі визначаються тільки експериментально.

Методика розрахунку інтенсивності опромінювання залежить від типу випромінювача і зони (ближня, дальня) в якій знаходиться робоче місце. Спочатку визначають межі зон. Далі визначають, в якій зоні знаходиться робоче місце, і для даного робочого місця розраховують параметри неспотвореного електромагнітного поля.

Напруженість неспотворених електричного (Е, В/м) і магнітного (Н, А/м) полів розраховують за формулами:

– для ближньої зони:

Ебл=І·/(2πωεr³);

Hбл= І·L/(4πr²);

де І – сила струму в провіднику (антені), А;

L – довжина провідника (антени), м;

ω – кругова частота поля, ω =2πf, f – частота поля,Гц;

ε – діелектрична проникність середовища, Ф/м;

r – відстань від джерела випромінювання до робочого місця, м;

– для дальньої зони:

Ед= /r;

Нд= /4πr;

де Р – потужність випромінювання, Вт;

σ – коефіцієнт підсилення антени.

При напрямленому випромінюванні щільність електромагнітного поля

- у ближній зоні по осі діаграми напрямленості випромінювання:

ЩПЕбл=3Рсер/S;

- у дальній зоні:

ЩПЕд=Рсерσ/(4πr2);

де Рсер - середня потужність випромінювання, Вт, Рсер=Рімпτ/Т;

Рімп - потужність випромінювання у імпульсі, Вт; t - тривалість імпульсу, с; Т - період проходження імпульсів, с;

S - площа випромінювання антени, м2.

Ці формули дійсні для розрахунку параметрів ЕМВ при розповсюдженні радіохвиль у вільному просторі, тобто неспотвореного електромагнітного поля.

В реальних умовах і, особливо, у виробничому приміщенні електромагнітне поле від джерела спотворюється так званим “полем вторинного випромінювання”, тобто електромагнітним полем, відбитим від поверхонь металевих предметів (обладнання), і недосконалих діелектриків (у т.ч. і людей). Це поле вторинного випромінювання накладається на основне поле і змінює (збільшує чи зменшує) параметри основного поля. Розрахувати параметри поля вторинного випромінювання і, тим більше, результативного поля неможливо. Наявність у приміщенні кількох джерел електромагнітного випромінювання (наприклад, комп’ютерів) також ускладнює розподіл електромагнітного полю, який може бути визначений за допомогою тільки прямих вимірювань.

Нормування електромагнітних випромінювань радіочастотного діапазону здійснюється згідно ГОСТ 12.1.006-84 “Електромагнітні поля радіочастот. Припустимі рівні на робочих місцях і вимоги до впровадженню контролю” та ДСН 239-96“Державних санітарних норм і правил захисту населення від впливу електромагнітних випромінювань”.

Згідно з ГОСТ 12.1.006-84 нормування електромагнітних випромінювань здійснюється в діапазоні частот 60кГц – 300 ГГц. Причому у діапазоні 60 Гц – 300 МГц нормованими параметрами є напруженість електричної Е, В/м, та магнітної Н, А/м, складових поля, а у діапазоні 300 МГц – 300 ГГц нормативним параметром є щільність потоку енергії ЩПЕ,Вт/м2. Нормативною величиною є також гранично допустиме енергетичне навантаження ЕН Е, (В/м)2*год та ЕНН,(А/м)2*год:

ЕНН = (Ен )2*Т;

ЕНЕ = (Нн)2*Т;

де Ен , Нн– нормативне значення напруженості, В/м та А/м;

Т - тривалість дії на протязі робочого дня, год.

Наприклад, для діапазону 0,06 – 3,0 МГц, на робочих місцях Ен = 500 В/м, а ЕНЕ = 20000 (В/м)2*год.

Згідно з ГОСТ 12.1.006-84 на робочих місцях у діапазоні частот 60 кГц- 300МГц (частково 5- й , 6-8 -й діапазонах частот ) нормується напруженості електричної Е та магнітної Н, складових електромагнітного поля, а в діапазонах частот 300 МГц-300ГГц (діапазони 9-11) поверхнева щільність потоку енергії

Гранично допустимі значення ЕГД та НГД на робочих місцях визначають за допустимим енергетичним навантаженням та тривалістю дії.

Таблиця 10