电磁波的辐射范文

时间:2023-10-12 17:34:46

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电磁波的辐射

篇1

【关键词】电磁波 应用 辐射 防护方法

电磁波也称电磁辐射,从本质上看,电磁波属于一种能量。该能量一般产生于高于绝对零度的物体,无法被肉眼识别。生活中,电磁波已经被应用到了很多领域,同时也为社会的进步发挥了很大的价值,但其存在的辐射问题却是不容忽视的,对其进行研究,并提出辐射防护方法很有必要。

1 电磁波的应用

目前,电磁波的应用主要集中在医疗领域、电子产品领域以及通信领域。

1.1 医疗领域对电磁波的应用

电磁波应用于医疗领域为该领域的发展带来了极大的促进作用,总的来说,其在医疗领域的应用主要体现在种种医疗器械功能的发挥方面。X光机是医院中十分常见的机器,这一医疗器械功能的发挥便需要依赖电磁波来完成。另外,心电图机以及微波治疗仪中也都应用到了电磁波,可见,医疗领域对于电磁波的应用是比较广泛的。

1.2 电子产品领域对电磁波的应用

电子产品领域同样对电磁波有所应用,尤其是家用电子产品,更是离不开电磁波的作用。以电磁炉为例,电磁炉是人们加热实物的主要工具,具有使用简单,加热速度快的特点,其加热功能的发挥便是通过对电磁波的应用而实现的。另外,科学技术的发展使得家用电话的形式开始逐渐改变,从传统的有绳电话,变为了目前的无绳电话,后者的通话功能便需要通过电磁波来实现。不同电子产品的辐射情况如表1所示。

1.3 通信领域对电磁波的应用

通信领域对电磁波的应用体现在电视节目的收看和广播节目的收听等过程。在过去很长一段时间,网络还未出现之前,人们的娱乐主要集中在收看电视节目与收听广播两方面,网络的出现为人们提供了新的娱乐途径,尤其是无线网络,更是彻底的改变了生活,需要认识到的是,无线网络功能的实现是通过电磁波来完成的,长期受其影响,对人们的健康会产生不利影响。

2 电磁波的辐射

电磁波的辐射主要表现为电磁辐射。能量源中往往存在大量的电磁波,受种种原因影响,其中一部分电磁波会与能量源脱离,并扩散到空间中,这一部分电磁波是构成电磁辐射的主要因素,同时也正是这一部分电磁波对人体的影响最为严重。

总的来说,电磁辐射对人体的影响主要体现在热效和非热效应两方面。所谓的热效应主要指的是受电磁波影响而导致的人的机体升温的问题。众所周知,水占据了人身体的大部分空间,受电磁波影响,水分子会发生摩擦,进而导致机体升温。从长远的角度看,这对于人体健康会产生极为严重的不良影响。除了外界的电磁波之外,人体本身也存在一定电磁场,在正常情况下,其会在人体内保持平衡,并将人体维持在正常运行的状况。受外界电磁波的影响,人体内部磁场的平衡性会发生一定的变化,这对于人体健康的保证是非常不利的。电磁辐射对人体的影响情况如图1。

3 电磁波辐射的防护方法

针对电磁辐射对人体带来的不良影响,提出一定的防护措施非常必要。根据电磁波应用反响的不同,需要采取的防护方法也不同。

3.1 医疗领域电磁辐射防护方法

医疗领域的电磁辐射问题对医生与患者健康状况的保证十分不利,尤其是医生,在长期操作器械的过程中,其身体必定会受到潜移默化的影响。为了为医生提供一个更加良好的工作环境,必须提出具体的电磁辐射防护方法。由于仪器本身功能的发挥需要通过电磁波来实现,因此辐射的防护必须从外界入手来实现,对此,对仪器的使用空间进行防护很有必要。以X光机的使用为例,要使用铅防护的方法达到避免电磁波扩散的目的。除此之外,以x光投射为主要工作的医生还应采取其他的防护手段,加强第二次防护,穿特质的防辐射服装能够使上述问题得到解决,对于医生身体状况的保证十分有利。

3.2 电子产品领域电磁辐射的防护方法

随着人们生活条件的改善,电子产品已经进入了千家万户,为了避免电子产品的应用所产生的电磁波对人们身体造成过于严重的不良影响,必须做好防辐射措施。卧室为人们休息的主要空间,因此,要避免将电冰箱等电子产品摆放在卧室,以最大程度的避免辐射。另外,手机同样会产生辐射,避免手机辐射的主要方法为减少手机使用时间,这对于电磁辐射防护效果的改善能够起到较大的促进作用。

3.3 通信领域电磁辐射的防护方法

从通信领域的角度看,电磁辐射的产生存在三种必要条件,即辐射源、辐射设备与传播途径。这一领域电磁辐射的防护可以从上述三种条件的角度出发来完成。

以辐射源为例,加大对辐射源的屏蔽力度能够从根源处解决通信领域的电磁辐射问题。针对辐射情况较为严重的源头,可以通过安装屏蔽罩的方式实现对辐射的屏蔽,实验显示,相对于屏蔽罩安装之前的辐射情况而言,安装之后的电磁辐射明显减少,因此认为,这一方法在电磁辐射的防护过程中,影响效果较为明显。

针对辐射设备而言,要从其内部元件入手,对其中的电磁敏感元件进行评比,进而避免电磁波进入到设备之中,进而间接对人体产生影响。

除此之外,从传播途径的角度出发仍可以达到辐射防护的目的,切断传播途径是一种很好的方法。

4 结束语

综上所述,电磁波无论在医疗领域,还是在通信以及电子产品领域都有所应用,可以说,电磁波的应用为人们生活带来了极大的便利,但其所带来的电磁辐射问题却不容忽视。为了最大程度的降低电磁辐射对人体所带来的不良影响,要根据不同情况作出不同的防护措施,这样才能充分发挥电磁波的优势,避免其劣势,对于其应用水平的提高具有重要意义。

参考文献

[1]常书惠,李翠.电磁波的应用及其辐射的防护[J].济南职业学院学报,2008(04):73-74+27.

[2]杨学森,索玉兰,王勇,张广斌.屏蔽措施对电磁辐射致学习记忆障碍的防护[J].中国公共卫生,2004(02):23-25.

[3]杨新兴,李世莲,尉鹏,冯丽华.环境中的电磁波污染及其危害[J].前沿科学,2014(01):13-26.

[4]王建忠,朱纪磊,支浩,敖庆波,荆鹏,马军.电磁辐射及其防护材料[J].材料导报,2013(07):51-54+62.

[5]王生浩,文峰,郝万军,曹阳.电磁污染及电磁辐射防护材料[J].环境科学与技术,2006(12):96-98+121.

篇2

[关键词]电磁屏蔽 辐射

电磁污染的危害不亚于“白色污染”和“黑色污染”。在现代社会,办公设备、家用电器无处不在,随之而来的电磁污染也已成为无形的冷面杀手,因此,如何降低或消除这一危害已成为人们普遍关注的问题。

一、电磁波及其特点

电磁波是电磁能量传播的主要方式,高频电路工作时,会向外辐射电磁波,对邻近的其它设备产生干扰。另一方面,空间的各种电磁波也会感应到电路中,对电路造成干扰。电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播路径,从而消除干扰。

在解决电磁干扰问题的诸多手段中,电磁屏蔽是基本和有效的手段。

同一个屏蔽体对于不同性质的电磁波,其屏蔽性能不同。因此,在考虑电磁屏蔽问题时,要对电磁波的种类有基本的认识。电磁波有很多分类方法,但是在设计屏蔽时,通常将电磁波按照其波阻抗分为电场波、磁场波和平面波。

电磁波的波阻抗ZW定义为:电磁波中的电场分量E与磁场分量H的比值:ZW=E/H。

电磁波的波阻抗与电磁波的辐射源性质、观测点到辐射源的距离以及电磁波所处的传播介质有关。距离辐射源较近时,波阻抗取决于辐射源的特性。若辐射源为大电流、低电压(辐射源电路的阻抗较低),则产生的电磁波的波阻抗小于377Ω( ),称为磁场波。若辐射源为高电压,小电流(辐射源电路的阻抗较高),则波阻抗大于377Ω,称为电场波。距离辐射源较远时,波阻抗仅与电场波传播介质有关,其数值等于介质的特性阻抗。电场波的波阻抗随着传播距离的增加而降低,磁场波的波阻抗随着传播距离的增加而升高。

二、电磁屏蔽及其影响因素

1.电磁屏蔽效能

在信号传递的过程中,经常需要滤除信号中的干扰成分,为此,在信号通道上普遍采用滤波器来改变阻抗特性,而这种改变极大地阻碍了干扰信号的进程,阻抗的变化越大,对干扰成分的衰减就越大。电磁屏蔽类似于滤波的过程,在一个传播电磁波的通道中,形成了一个非连续面,要么将其反射,要么将其吸收。

屏蔽体的有效性用屏蔽效能(SE)来度量。即:

SE=20lg(E1/E2) (dB)

式中:E1为没有屏蔽时的场强,E2为有屏蔽时的场强。

如果计算屏蔽效能时使用的是磁场强度,则称为磁场屏蔽效能,如果是电场强度,则称为电场屏蔽效能。

一般民用产品机箱的屏蔽效能在40dB以下,军用设备机箱的屏蔽效能一般要达到60dB,屏蔽室或屏蔽舱等往往要达到100dB。

2.影响屏蔽效能的因素

在许多情况下,要求保护体不受外界电磁干扰,即屏蔽的越严密越好,但实际上屏蔽只能在一定程度上解决问题,而很难从根本上解决,原因是有诸多影响屏蔽效能的因素。

(1)材料的导电性和导磁性越好,屏蔽效能越高。但实际的金属材料不可能兼顾这两方面,例如铜的导电性良好,但是导磁性很差,铁的导磁性很好,但导电性较差。应该使用什么材料,需根据具体情况选择。

(2)频率较低的时候,吸收损耗很小,反射损耗是屏蔽效能的主要机理,要尽量提高反射损耗。

(3)反射损耗与辐射源的特性有关,对于电场辐射源,反射损耗很大;对于磁场辐射源,反射损耗很小。因此,对于磁场辐射源的屏蔽主要依靠材料的吸收损耗,应该选用导磁率较高的材料做屏蔽材料。

(4)反射损耗与屏蔽体到辐射源的距离有关,对于电场辐射源,距离越近,则反射损耗越大,对于磁场辐射源,距离越近,则反射损耗越小。正确判断辐射源的性质,决定它应该靠近屏蔽体还是远离屏蔽体是结构设计的一个重要内容。

(5)频率较高时,吸收损耗是主要的屏蔽机理,这时与辐射源是电场辐射源还是磁场辐射源关系不大。

(6)电场波是最容易屏蔽的,平面波其次,磁场波是最难屏蔽的。尤其是低频(1kHz以下)磁场,很难屏蔽。对于低频磁场,要采用高导磁性材料,甚至采用高导电性材料和高导磁性材料复合起来的材料。

三、电磁屏蔽的基本原则

一般除了低频磁场外,大部分金属材料可以提供100dB以上的屏蔽效能。但在实际工程中,要达到80dB以上的屏蔽效能也是十分困难的。

屏蔽体要满足电磁屏蔽的基本原则:

(1)屏蔽体的导电连续性。指的是整个屏蔽体必须是一个完整的、连续的导电体。这一点实现起来十分困难。因为一个完全封闭的屏蔽体是没有任何实用价值的。一个实用的机箱上会有很多孔缝,不同部分结合的缝隙等。由于这些导致导电不连续的因素存在,如果在设计时没有考虑如何处理,屏蔽体的屏蔽效能往往很低,甚至没有屏蔽效能。

(2)不能有直接穿过屏蔽体的导体。一个屏蔽效能再高的屏蔽机箱,一旦有导线直接穿过屏蔽机箱,其屏蔽效能就会损失99.9%(60dB)以上。

(3)电磁屏蔽体与接地无关。对于静电场屏蔽,屏蔽体是必须接地的。但是对于电磁屏蔽,屏蔽体的屏蔽效能却与屏蔽体接地与否无关。

四、电磁泄漏的主要途径

1.孔洞

屏蔽体上的孔洞是造成屏蔽体泄漏的主要因素之一。孔洞产生的电磁泄漏并不是一个固定的数,而是与电磁波的频率、电磁波的种类、辐射源与孔洞的距离等因素有关。孔洞对电磁波的衰减可以用下面各个公式计算。

在远场区:

SE=100-20lgL-20lgf+20lg(1+2.3lg(L/H))

若L≥λ/2,则SE=0 dB,这时,孔洞是完全泄漏的。

式中 L为缝隙的长度(mm),H为缝隙的宽度(mm),f为入射电磁波的频率(MHz)。这个公式是在远场区中,最坏情况下的屏蔽效能。

在近场区:

若辐射源是电场辐射源SE=48十20lgZC一20lgLf+20lg(1+2.3lg(L/H))

若辐射源是磁场辐射源SE=201g(πD/L)+20lg(1+2.3lg(L/H))

式中:ZC为辐射源电路的阻抗(Ω),D为孔洞到辐射源的距离(m),L、H为孔洞长、宽(mm),f为电磁波的频率(MHz)。

在近场区,孔洞的泄漏与辐射源的特性有关。当辐射源是电场源时,孔洞的泄漏比远场时小(屏蔽效能高),而当辐射源是磁场源时,孔洞的泄漏比远场时要大(屏蔽效能低)。

这里对磁场辐射源的假设是纯磁场源,因此屏蔽效能与孔洞到辐射源的距离有关,距离越近,则泄漏越大。

2.缝隙

一般情况下,屏蔽机箱上不同部分的结合处不可能完全接触,只能在某些点接触上,这构成了一个孔洞阵列。

缝隙是造成屏蔽机箱屏蔽效能降级的主要原因之一。在实际工程中,常常用缝隙的阻抗来衡量缝隙的屏蔽效能。缝隙的阻抗越小,则电磁泄漏越小,屏蔽效能越高。

(1)缝隙处的阻抗。缝隙的阻抗可以用电阻和电容并联来等效,因为接触上的点相当于一个电阻,没有接触的点相当于一个电容,整个缝隙就是许多电阻和电容的并联。低频时,电阻分量起主要作用;高频时,电容分量起主要作用。

(2)影响电阻成分的因素。影响缝隙上电阻成分的因素主要有:接触面积、接触面的材料、接触面的清洁程度、接触面上的压力、氧化腐蚀等。

(3)影响电容成分的因素。根据电容器的原理:两个表面之间的距离越近,对应的面积越大,则电容越大。

(4)解决缝隙泄漏的措施。增加接触面的重合面积,这可以减小电阻、增加电容;使用尽量多的紧固螺钉,这也可以减小电阻、增加电容;保持接触面清洁,减小接触电阻;保持接触面较好的平整度,这可以减小电阻、增加电容;使用电磁密封衬垫,消除缝隙上的不接触点。

[参考文献]

[1]王守三.电磁兼容的实用技术技巧和工艺,机械工业出版社,2007.6

[2]邹逢兴.电磁兼容技术,国防工业出版社,2005.2

篇3

电磁波与噪声、振动、放射性并列,被称为四大环境物理污染。电磁波是一种无形的污染,亦被称作“电子烟雾”。人体一般对之没有直接地感受,但较强的电磁波不仅会干扰仪器仪表、计算机、电视机等电子设备的正常工作,甚至能使控制失灵,重要的是还会使人体健康受到影响,甚至损伤。如舰艇上的高频发射天线能使货物装卸设备发生感应,产生足以引起人员烧伤的电压;电磁辐射引起的电弧火花,能导致其附近的可燃性气体和油类的燃烧爆炸,对人员造成伤害。

电磁波与生物系统相互作用的机理较为复杂。任何能量不足以电离大气中的电磁辐射,在它的能量与人或其他物质发生作用之前并不产生危害,但是一旦进入人体,体内导电和不导电组织交替地吸收和传播电磁能,产生热效应,便会引起人体组织的物理变化和化学变化。或者置换出固态结晶物质中的原子而使其功能失效,危害人体健康。

高频辐射(3兆至300兆赫)对作业人员会引起中枢神经系统机能障碍和植物神经系统紊乱,也可引起心电图变化。据调查,长期从事高频冶炼、半导体材料加工、塑料热合等工作的操作人员,多梦、头昏、记忆力衰退、心悸、嗜睡、脱发、月经失调等神经系统症状的发生率。以及血压、脉搏、眼球、皮肤划痕、皮肤温差等植物神经系统的非正常性都明显高于对照组。

电磁波污染程度随着其辐射频率的增大而加重。微波频率在300兆至300吉(109)赫之间时,除了能够引起比较严重的神经衰弱症状以外,最突出的是会造成植物神经系统紊乱。高强度长期作用可引起作业人员心率偏慢、血小板和白细胞减少、免疫功能降低、妇女月经失调等症状。

眼睛是最敏感和易受伤害的器官,一方面晶体内含有很多水分,可以吸收较多的微波热量,另一方面眼部的血管较少,不易带走过量的热,在微波辐射下,能导致角膜等眼的表层组织与晶状体损伤,轻度辐射会感到眼睛疲劳和干燥,中度辐射可引起晶状体浑浊、视力下降,形成白内障,重度辐射甚至可导致角膜、虹膜、前房和晶状体同时受到伤害,造成视力丧失。

也是人体对微波辐射热效应比较敏感的器官,它的损害阈比眼睛还要低一个数量级。在微波作用下,当皮肤还没有多大痛觉时,男性生殖系统就可能在不知不觉中受到损害,微波辐射会抑制的生长过程,但并不损害中的间质细胞和血液中的睾酮含量,通常仅产生暂时的不育现象。大到足以引起永久性不育的辐射已经是致人死亡的剂量了。

影响生物电磁效应的因素很多,诸如电磁辐射的强度、频率、极化方式、辐照时间、接受距离、环境温度湿度、空气循环状况、受辐射面积部位乃至辐射目标的形体尺寸与电磁波长的关系等,都会影响电磁波在生物体内的穿透深度和影响程度。电磁辐射对生物体的作用也有两重性:把强度控制在一定程度范围内,电磁辐射可使生物体产生温热作用而有益;一旦场强超过允许安全限值,长期作用则有害健康。

篇4

关键词 中波发射塔;中波;电磁辐射;防护

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2016)161-0044-01

我们生活在一个信息时代和科技时代,信息传播至关重要。信息传播有很多方式和途径,包括图片、声音、影响、文字、数据等等。其中,电磁波的传播方式具有传播消耗低、传播范围广、传播速度快、传播信息准等诸多优势,因此,被广泛应用于现代社会中来。对于电磁辐射,虽然看不见、摸不着,但是它就在我们周围,我们时刻受到电磁辐射的影响。对于建筑器材、电子设备以及人体,中波电磁辐射都会造成一定程度的影响,我们必须采取相关措施予以防范。在此背景下,本文着重分析了中波电磁辐射给我们带来的影响及防护策略。

1 电磁辐射的相关概述

1.1 电磁辐射的概念

所谓电磁辐射,就是由发射源向四周发射电磁能,包括传导发射和辐射发射,即电磁辐射,又称为电子烟雾,由磁能量和电能量组成,是在电荷移动过程中所产生。众所周知,影响电磁环境的关键因素是电磁辐射。与电磁辐射的概念不同,电磁辐射污染主要指手机、电脑、电视机、收音机、微波炉这些家用电器在运行时以及自动化办公设备、医疗设备、电子仪表和电磁波发射塔、雷达站、电视台、电台、变电站、高压线在运行时所产生的各种电磁波对周围环境造成的污染。这些不同波长、不同频率的电磁波会充斥人们生活的各个空间,穿透周围各种物质,包括人体。如果长期暴露在高强度的电磁辐射下,体内细胞就会被大面积地杀伤或杀死,严重者危及生命。

1.2 电磁辐射的类别

根据电磁波产生的原因,可以把电磁辐射分为人为电磁辐射和自然电磁辐射两大类;根据电磁波的强度,可以把电磁辐射分为强电磁辐射和弱电磁辐射两种。强电磁辐射的发射频谱比较窄,而弱电磁辐射的发射频谱则比较宽,可以横跨几个级别频率级别。根据频段的不同可以把人为电磁辐射分为射频电磁辐射和工频电磁辐射。人为电磁辐射依据人造系统可以分为广播发射类、通讯发射类、工科医类、交通系统类、高压电力类等。

2 中波发射塔周围中波电磁辐射的影响

毋庸置疑,中波发射塔所发射的电磁波加快了信息传播的速度,给我们的生活带来了很多便利,但是,事情都有两面性,电磁波本身产生的电磁辐射给周围环境带来了巨大的危害,必须采取相应的措施进行防范。

2.1 中波电磁辐射对电子类设备的影响

2.1.1 中波电磁辐射对电子类设备的影响机理

中波电磁辐射进入电子系统或电子设备,有2个渠道:第一,由于电磁耦合、静电耦合或感应耦合,中波电磁就会直接辐射到中波发射塔附近的导线上,并且形成电磁干扰,然后电磁波会从这些导线传递到控制线、信号线、或电源线上,继而辐射到相关设备上;第二,中波发射塔所产生的电磁波直接辐射到相应的系统或者设备上,形成电磁干扰。

2.1.2 中波电磁辐射对电子类设备的影响表现

中波电磁辐射对电子类设备的影响方式主要有两种:间接影响和直接影响。所谓间接影响,就是通过形成电磁耦合,利用导线,传递到电子类设备上,造成干扰[ 1 ]。而直接影响就是电磁辐射直接辐射电子设备,产生电磁干扰。电磁辐射不仅影响广播和电视的正常观看和收听,而且还会造成信号不准和仪表失灵的问题。在现实生活中,电磁辐射的影响也是无处不在,比如,在医院,电磁辐射可能影响医疗器械的正常使用,像B超仪显示屏的抖动和颤动、脉搏仪的偏差等等,都是由于电磁辐射的干扰。再比如在学校,学生在做物理实验和化学实验时,信号波的消失以及观测过程中的失误等等,化学实验中的易燃易爆物品都有可能由于电磁辐射出现发生一些安全事故。

2.2 中波电磁辐射对人体的影响

研究发现,电磁辐射会对人体带来巨大的危害和影响,中波发射塔周围中波电磁辐射更是如此。中波电磁辐射对人体的危害主要体现在3个方面:热效应、非热效应、累积效应。第一,热效应,人体内的水分再受到电磁辐射时,会引发机体升温,进而影响体内器官的正常运行。人体体温升高会带来很多问题,比如视力下降、免疫功能下降、白细胞减少、心动过缓、失眠、头胀、心悸等等。如果微波功率达到1 000W,直接照射人体,可在几秒之内致人死亡;第二,非热效应。中波电磁辐射会干扰人的微弱电磁场,对人的内分泌系统、免疫系统、感觉系统、神经系统,都会造成一定程度的损伤,使细胞原生质、淋巴液、血液发生改变,严重时可导致孕妇流产、胎儿畸形等[ 2 ];第三,累积效应。当非热效应和热效应作用于人体时,如果人体自身未来得及进行自我修复,再次受到电磁辐射,就会形成永久性的伤害和病态,危及生命。

3 中波发射塔周围中波电磁辐射的防护策略

3.1 电子类设备方面的防护策略

电子类设备的防护策略有很多,比如过滤、吸收、接地、电磁屏蔽等[3]。所谓过滤,就是中断电磁波,以防多余的电磁波产生电磁辐射。而吸收的防护原理和过滤基本相同,是通过吸收多余的电磁信号,减少辐射面积,防止电磁辐射。接地的防护策略就是将感应电流引入大地,以防电流过于集中。电磁屏蔽就是将一种金属材料制成封闭式形状的物体,避免内外接触, 达到防护目的。

3.2 人体方面的防护策略

人体方面的防护策略主要包含以下几个方面:首先,必须远离辐射源,包括中波发射塔、广播台、电视台发射站等一些电磁辐射比较大的地区,还应尽量远离这些电磁辐射环境;其次,可以穿戴电磁辐射防护服,将电磁辐射隔离到体外;最后,平时应注意饮食和生活习惯,积极补充抗氧化剂,例如虾青素、葡萄籽、番茄红素、β-胡萝卜素、维生素E、维生素C这些含量多的食品[ 4 ]。

4 结论

综上所述,我们应加深对中波发射塔周围中波电磁辐射的认识,平时应远离辐射源以及大型的发射塔,为了他人和自己的健康,应提高电磁辐射的防护意识,养成电磁辐射的好习惯。平时还要注意饮食,积极补充抗氧化剂含量丰富的食品,将电磁辐射的危害降到最低,充分发挥无线电技术对于我国经济建设和社会发展的作用。本文从电子类设备和人体两个角度着重分析了中波发射塔周围中波电磁辐射的影响以及防护策略,以供参考和借鉴。

参考文献

[1]颜锦,黄显吞,农高海等.中波发射塔周围中波电磁辐射影响及防护的探讨[J].硅谷,2008(13):27-28.

[2]董晓博.浅析中波发射塔周围中波电磁辐射的危害影响及其防护措施[J].科技资讯,2014,12(15):237.

篇5

我是怎样形成的呢?我其实是电磁场的一种运动形态.电可以生成磁,磁也能生电,变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播就形成了我——电磁波.1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论.他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度.1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在.之后,人们又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的本质完全相同,只是波长和频率有很大的差别.按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱.如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线.

现在,随着科学技术的迅猛发展,我的用途越来越广泛,但是质疑我的声音也越来越多,这也给我带来了不少烦恼.我到底会不会危害你们的健康呢?各国科学家经过长期研究证明:长期接受电磁辐射会造成人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退、提前衰老、心率失常、视力下降、听力下降、血压异常、皮肤产生斑痘、粗糙甚至导致各类癌症等.为此我表示深深的歉意,但是同学们也不必惊慌,只要掌握好我的特点并合理地利用我,我还是会很好地为你们人类服务的.

虽然电磁辐射无处不在,但是中国室内环境监测工作委员会专家赵玉峰指出,并非所有的电磁辐射都会对人体产生危害,如果磁场强度控制在规定范围内对人体的作用是积极和有益的,比如市场出售的理疗机就是利用电磁辐射的温热作用达到消除炎症和治疗目的,因此关键问题是要把电磁辐射控制在安全范围内.如果你想了解自己所处环境的辐射量,可以用一个简单的监测方法让人们了解电器使用的安全距离:利用可接收AM(调幅)频道的收音机,打开后将频道调在没有广播节目的地方,并且靠近所要测量的电视、冰箱、微波炉或电脑等家用电器,就会发现收音机所传出的噪音突然变大.走出一段距离后,才会恢复原来较小的噪音量,这样就可以测出安全距离,平常生活中与这些电器保持测量出的安全距离即可.

当然在生活中同学们还要注意一些常用电器的健康使用方法,下面我给大家支几招:

1.多了解有关电磁辐射的常识,学会防范措施,加强安全防范.如:对配有应用手册的电器,应严格按指示规范操作,保持安全操作距离等.

2.不要把家用电器摆放得过于集中,或经常一起使用,以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中.特别是电视、电脑、冰箱等电器更不宜集中摆放在卧室里.

3.各种家用电器、办公设备、移动电话等都应尽量避免长时间操作.如电视、电脑等电器需要较长时间使用时,应注意至少每一小时离开一次,采用眺望远方或闭上眼睛的方式,以减少眼睛的疲劳程度和所受辐射影响.

4.当电器暂停使用时,最好不要让它们处于待机状态,因为此时可产生较微弱的电磁场,长时间也会产生辐射积累.

5.对各种电器的使用,应保持一定的安全距离.如眼睛离电视荧光屏的距离,一般为荧光屏宽度的5倍左右;微波炉在开启之后要离开至少一米远,孕妇和小孩应尽量远离微波炉;手机在使用时,应尽量使头部与手机天线的距离远一些,最好使用分离耳机和话筒接听电话.

6.如果长期涉身于超剂量电磁辐射环境中,应注意采取以下自我保护措施:

(1)居住、工作在高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔附近的人员,佩戴心脏起搏器的患者,经常使用电子仪器、医疗设备、办公自动化设备的人员,以及生活在现代电气自动化环境中的人群,特别是抵抗力较弱的孕妇、儿童、老人及病患者,有条件的应配备针对电磁辐射的屏蔽防护服,将电磁辐射最大限度地阻挡在身体之外.

(2)电视、电脑等有显示屏的电器设备可安装电磁辐射保护屏,使用者还可佩戴防辐射眼镜,以防止屏幕辐射出的电磁波直接作用于人体.

(3)手机接通瞬间释放的电磁辐射最大,为此最好在手机响过一两秒后或电话两次铃声间歇中接听电话.

(4)电视、电脑等电器的屏幕产生的辐射会导致人体皮肤干燥缺水,加速皮肤老化,严重的甚至会导致皮肤癌,所以,在使用完上述电器后应及时洗脸.

(5)多食用一些胡萝卜、豆芽、西红柿、油菜、海带、卷心菜、瘦肉、动物肝脏等富含维生素A、C和蛋白质的食物,以利于调节人体电磁场紊乱状态,加强肌体抵抗电磁辐射的能力.

篇6

【关键词】电磁波;辐射;检测

意大利的马可尼在1895 年成功以自制火花放电发报机在实验室里传送无线脉波,并于1901 年将无线脉波传越过大西洋,顺利的在英国和加拿大间进行通讯,从此便正式开启了无线通讯的时代。短短几十年,无线电波随即被大量的应用在广播及军事用途。

1 电磁波

电磁场是一种物理场,由相互依存的电磁和磁场的总和构成。电磁和磁场两者互为因果形成电磁场, 磁场随时间变化时产生电场,电场又随时间变化时产生磁场。电磁波是在高频电磁振荡的情况下,部分能量以辐射方式从空间传播出去形成的电波与磁波的总称,电磁波是电磁场的一种运动形态。在低频的电振荡中,磁电之间的相互变化比较缓慢,其能量没有辐射出去,几乎全反回原电路。而在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,随着电场与磁场的周期变化,电能、磁能以电磁波的形式向空间传播出去,能量不可能全部反回原振荡电路。电磁波为横波。电磁波的行进方向及电场、磁场三者相互垂直。电磁波的传播有从空中传播的空中波,还有沿地面传播的地面波。波长越长的地面波,越容易绕过障碍物继续传播,其衰减也越少。空中波有中波或短波等,其传播是靠围绕地球的电离层(电离层在离地面50~400公里之间)与地面的反复反射。振幅其强度与距离的平方成反比,沿传播方向的垂直方向作周期变,波本身带动能量,速度等于光速(每秒3 ×1010厘米),任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。光波就是电磁波,无线电波和光波有同样的特性。当它通过不同介质时,也会发生折射、绕射、反射、吸收及散射等。

电磁波的能量和频率高低成正比。当高能量电磁波把能量传给其他物质时,有可能撞出该物质内原子、分子的电子,使物质内充满带电离子,这种效应称为游离化,而造成这种游离化现象的电磁波就称为游离辐射,它对生物体有明显的影响。电磁波游离辐射不具电荷,就像光一样传送,但是波长更短,能量更高,包含γ 射线和Χ射线。这些具有游离能力的电磁波,其频率均高于1016 赫兹以上,低于此一频率的电磁波就属于非游离辐射。非游离辐射的能量不足以造成生物组织的分子游离化,一般将电磁波对生物的影响分为热效应与生物效应,所谓热效应是指电磁波照射到生物体,使其温度升高,而引起体内生理或病理的变化。如果电磁波的强度过高,使得所产生的热量超过生物体所能散发的热量,就会对生物体造成危险。日常生活周边防战士几乎无所不在的电视、广播、通讯等电磁辐射,由于其能量远低于人体可承受的程度,一般不致对人体造成伤害。而凡不是以热效应方式造成生物体生理变化的都称为非热效应,或称生物效应,无线电波发射设施发射的电磁波就属于非游离辐射,不具热效应,常见的移动电话基地台的电磁波是属中高频,其频率大约介于800-1900 MHz(1 MHz=106 Hz),变电所或输电线等的电磁波是属低频,其频率大约为60Hz,皆属于非游离辐射。

2 用电磁场强度计检测

选择电磁场强度计时依测量环境与对象不同应考虑的条件:

2.1 频率范围

依所欲测量的电磁波信号频率选择电磁场强度计的工作频率范围。如AM广播535kHz~1605kHz频段、FM广播88MHz~108MHz 频段、移动通讯的900MHz、1800MHz 频段、或部分工业如半导体制程中所使用的13.56MHz 频段等。在侦测这些环境的电磁场强度时,需选用可涵盖其频率的感测头及场强显示计。若无特定已知的场强频率,则以使用较宽频带的场强度计为宜。

2.2 场的种类

依所要测量场强种类选用电场或磁场的感测头配合场强显示计使用。尤其在对低频信号进行测量时,须分别以电场及磁场感测头分别对环境中的电场及磁场作测量,以能确认电磁场的整体强度。

2.3 场强度大小

各感测头及场强显示计均有其可测量场强度大小的上限,因此使用时须依所欲测量场强的约略范围选用可涵盖此强度的感测头及场强显示计。电磁场强度计的操作并不困难,但若要得到较为准确的测量结果,仍应注意下列步骤:(1)测量前的规划作业:预估所欲测量电磁场的特性,包括可能辐射源的位置、 频率、功率大小、辐射方向、辐射源与测量点的距离、以及测量现场环境对电磁场分布的影响;依预估的电磁场特性选定测量的位置点,并决定测量的方式是由人员直接于测量点进行测量或以信号传输线于较远距离进行操作。(2)选择适合待测电磁场频率及强度范围的场强度计及感测头:使用错误的感测头,将造成无法感测到信号或是造成仪表过载的情形。(3)调整校正因子:若测量对象为一个已知频率之单频电磁场信号,则可以输入感测头于该频率的校正因子,以能直接读取正确的场强值。(4)依测量需求选择适当的测量模式:即时显示模式、峰值显示模式、或时间平均值模式。(5)电磁场强度计应定期予以校正,以确保工作性能正常与准确。每次使用前,务必先检查其功能。如此方可避免操作人员误入高场强区域而不自知,导致伤害。

3 电磁波检测方法

3.1 架空高压线路、变电所、落地型变压器环境中电场与磁场检测方法

3.1.1 测量方法

每一空间测量点的测量时间长度、取样点数、取样数据的处理与报告方式,视测量目的、仪表是否具自动定时取样与资料储存和处理功能而定。

(1)线路跨越空旷地区:

测量工作包含横向分布与纵向分布两项,测量工作原则上由横向分布测量开始,之后才进行纵向分布测量。所有取样点离地高度以1公尺为原则。横向分布可于跨距之间任一特定的纵向距离处沿线路的左右两侧测量,一侧回路最外侧导线的横向距离以不超过30公尺为原则。横向与纵向分布测量所需的取样间隔与测量点数,以测量结果能描述场强分布的细节变化为原则(通常为1-2公尺间隔)。进行测量的时间应加以记录,亦应对现下地物照像存档。测量电场时应避免靠近物体,一般建筑物的建材对电场具有遮蔽作用,因此电场的测量仅需于室外区域进行即可。为避免室内配线与家用电器的干扰,进行室内测量时应关闭家中总电源。测量时由高楼(或与室外跨越线路等高之楼层)往低楼进行,测量高度离地面1公尺。室内空间取样范围需事先与建物使用者协商拟定,原则上以个别建物使用者正常活动的范围为限。室外跨越电线距测量建物>=5公尺时,室内取最大长方形空间对角线交叉点及长方形顶点共5点为测量点。室外跨越电线距测量建物

(2)变电所周边电磁场测量

变电所周边电磁场环境测量应于变电所,人可正常活动的空间进行。 所有的测量点以离地面及墙面皆为1公尺为原则。沿线取样间隔以能显示出场强变化细节为原则。测量点靠近线路进出变电所的区域时,取样间隔应较小(1公尺或更小),测量点离进出变电所的路线较远时,取样间隔可较大(不超过2公尺)。

也可视测量区域的实际地形地物状况加以调整。

所有的测量皆以60Hz 磁通量密度的合成值为测量对象。测量结果整体测量不确定度在±10%之内时,测量结果不需修正即可被接受;整体未确定度超过±10%时,测量结果即需修正至所允许的不确定度范围内,或视之为无效结果。空间分布的测量结果可以绘图方式呈现。描述性统计量,例如最小值、最大值、平均值、或中位数,亦可增加测量结果的价值。

【参考文献】

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【关键词】电磁辐射暴露限值标准测量

一、电磁辐射暴露相关概念和术语

1.基本限值和导出限值

科学实验表明,过量的电磁照射对人体有一定的伤害作用,许多国际的、国家的文件都规定了电磁暴露的人体安全限值。虽然这些文件在具体规定上有所不同,但大多数文件都使用了相同的方法:即用基本限值和导出限值给出电磁辐射限值。

基本限值是指判定人体对电磁场产生生理反应的基本量。基本限值适用于身体存在场中的情形。人体暴露的基本限值通常以比吸收率(Specific Absorption Rate,SAR)来表示。

导出限值是指可以产生与基本限值相应的电场、磁场和功率密度的值。由于基本量很难测出,大多数文件给出了电场、磁场和功率密度的导出(参考)限值。

2.环境电磁波辐射强度分级

以电磁波辐射强度及其频段特性对人体可能引起潜在性不良影响的阈下值为界,环境电磁波允许辐射强度在卫生部标准中按级分为一级和二级。在环保局GB8702-88中和军用领域,电磁辐射暴露安全标准则分别以职业照射和公众照射,作业区和生活区进行界定。一级为安全区,指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群(包括婴儿、孕妇和老弱病残者),均不会受到任何有害影响的区域;新建、改建或扩建电台、电视台和雷达站等发射天线,在其居民覆盖区内,必须符合“一级标准”的要求。二级为中间区,指在该环境电磁波强度下长期居住、工作和生活的一切人群(包括婴儿、孕妇和老弱病残者)可能引起潜在性不良反应的区域;在此区内可建造工厂和机关,但不允许建造居民住宅、学较、医院和疗养院,已建造的必须采取适当的防护措施。超过二级标准地区,对人体可带来有害影响,此区内可作绿化带或种植农作物,但禁止建造居民住宅及人群经常活动的一切公共设施,如机关、工厂、商店和影剧院;如在此区内已有这些建筑,则应采取措施,或限制辐射时间。二、电磁辐射标准国际上,在电磁辐射安全领域有两大主流标准,一个是ICNIRP标准,即国际非电离辐射防护委员会(The International Commission for Non-Ionizing Radiation Protection,ICNIRP)的标准,另一个标准是美国的IEEE标准。

在世界卫生组织等组织的推动下,IEEE标准的限值今后将统一到欧标(ICNIRP)的限值上。

在我国,由不同部门制定的多部电磁辐射国家标准同时并存。在民用领域主要有:

GB8702-88《电磁辐射防护规定》;

GB9715-88《环境电磁波卫生标准》;

GB12638-90《微波和超短波通信设备辐射安全要求》;

GB10436-89《作业场所微波辐射卫生标准》;

GB10437-89《作业场所超高频辐射卫生标准》;GB16203~96《作业场所工频电场卫生标准》等。

在军用电磁辐射防护领域,与电磁辐射相关的国家标准比较典型的有:

GJB5313-2004《电磁辐射暴露限值和测量方法》;

GJB1450-92《舰船总体射频危害电磁场强测量方法》;

GJB1446.40-92《舰船系统界面要求电磁环境电磁辐射对人员和燃油的危害》等。

目前,环保局执法一般按照GB8702-88来进行,其在30MHz~3GHz之间的公众导出限值为40mW/cm2。但是,国标委关于手机电磁辐射的标准采用了欧标限值(SAR限值为2.0W/kg)。

表1为一些组织和国家在移动通信频段的公众照射标准比较。

二、环境电磁辐射测量

1、测量方式

在调查辐射源周围环境电磁波辐射强度及其分布规律时,常以辐射源为中心,采用在不同方位取点的方式进行测量,简称点测。点测时以辐射源为中心,将待测区按一定角度划线,呈扇形展开,按一定距离选点测量。

全面调查某地区环境电磁波的背景值及按人口调查居民人群所受辐射强度的测量简称面测。面测量时,将待测地区(城市)按人口统计划分若干小区,并标明各小区居民中心地理坐标,从中选择若干有代表性的小区作为监测点,进行自动测量和实时处理,经过加权处理后,求出该地区(城市)居民环境电磁波暴露强度值。

2、测量仪器

在对辐射源周围测量和作业区进行测量时,测量仪器一般选用宽带辐射测量仪,包括具有各向同性响应或有方向性磁场探头/电场探头的宽频带电场、磁场设备。在对区域性背景场强和生活区进行测量时,一般选用窄带辐射测量仪,通常采用宽频带天线、频谱分析仪和计算机配套的自动测量系统。

三、国内电磁辐射暴露安全标准和测量的不足

由于环境电磁场的复杂性,国内外在电磁辐射安全标准上尚存在较大争议。就国内而言,相关标准的制定,对推动我国电磁防护设计、保障公众健康、控制电磁辐射水平起到了积极作用,但在实际使用中也逐渐暴露出一些明显不足,具体表现在:

1、标准分散,不统一。无论是军、民标,多个相关的国家标准同时并存,归口管理部门分散,即不利于选用,也不便于统一执法。

2、各标准规定宽严不一。以军标100MHz为例,不同标准电磁辐射暴露限值规定各异,宽严不一,缺乏必要的说明和协调,见表2。

3、量值不统一。各标准中电场强度、磁场强度、功率密度、暴露剂量、V/m、W/m2、W.h/m2、mW/cm2、A/m等同时并存,转换关系复杂,使用起来极不方便。

4、测试频率覆盖不够,不能反映实际情况。无论是军标还是民标,国内现有标准均仅关注了部分频段/频点,远远不能适应现代电子、通信技术的迅猛发展。图1为实测条件下的环境电平。

四、结束语

随着科学技术的发展,各种电子、电气设备在极大地丰富和提高了人们的物质、精神生活的同时,也带来了复杂、严重的电磁污染。加强电磁环境监控,延伸测试频段,加大对不同频率及不同幅照量电磁波对人生理影响基础研究,尤其是累计效应研究,强化归口管理,促成一部科学、安全、具有强制约束力的电磁辐射暴露限值标准任重而道远。

参考文献

[1]《超特高压环境电磁场测量、计算和生态效应》何为等

[2]《高压变电站对周围环境的影响与评估》宋福祥等

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关键词:电磁波观测 短临异常

前言

2007年6月18日起福州台电磁波观测到显著的异常信息,异常场强大、异常持续时间较长,在异常发生后,曾引起省局分析预报有关专家的重视,福州台观测人员去周边落实,无干扰源存在,异常出现的时间呈无规律性,强度呈弱-强-弱交替出现,在地震前一天异常幅度达到最大值,平静10小时后发生了福建永春4.6级地震,因此分析此次地震前电磁辐射异常对于预报福建省闽南沿海地区地震提供可靠的依据。

一、福州地震台电磁波观测概况

福州地震台建于1970年,位于福州市大梦山(图1),海拔高程为16.7米,东经119.29о北纬26.09о,处于长乐-诏安断裂带北段,福州大梦山―登云水库西段,出露地层除第四系松散堆积层外,主要为白垩纪和上侏罗纪的火山岩,台站基岩为二长花岗岩。

福州地震台已经开展多年的电磁波观测,采用DPJ-Ⅲ型电磁辐射观测仪观测,数据采用JS-2数据采集仪输出。DPJ天线轴向为N15оE--N20оE,面板衰减档选择β=0.1--0.3,观测频率为38.33KHZ,标定仪器用BD-1电磁波标定仪。

自观测以来,DPJ-Ⅲ型电磁辐射观测仪均按规定完成标定工作,仪器性能稳定,记录曲线清晰,背景干扰小,配备有直流电源,记录连续可靠,日常观测建立了一套规范的操作规程。经过多年的观测,积累了丰富的观测资料,映震效果较好,对于福建省内闽南沿海4级以上地震及台湾地区6级以上地震有较好的对应关系[1]。

二、福州台电磁辐射异常特征分析

图2为福州地震台2007年1月1日至2007年12月31日电磁辐射观测图。从图2可以看出,福州台的异常过程呈阵发性一组一组的出现,发生过程是弱--强―弱的多次反复。

(一)异常时间。

任何地震前记录到的异常信息都有一定的持续时间,只是异常的持续时间受到震维大小、震中距长短、台站所处地地质构造模式、地下介质均匀情况等因素的影响,一般认为,异常时间和震级有着很大的关系,震级愈大异常时间愈长、未来地震的震级愈小;异常时间愈短,未来地震的震级愈小[2]。本次地震前持续的时间较长,从异常开始到发震,异常持续时间达到70天左右。

(二)异常的方向性:异常信息大小与传感器的埋置或天线架设方向有关。当DPJ的天线转到某一方位而信号都最强时,其来波方位是在垂直与天线轴的方位[2]。福州台电磁波的天线架设方位为N20°E,福建永春4.6级地震的震中方位与本观测点天线轴向夹角约85°,因此认为可接收到较强的异常信息。

(三)电磁辐射异常距离与震级大小的关系。

地震大,异常距离大;震级小,异常距离也小;震级与异常最大距离的关系:

根据李美等研究,M=4.44+0.24D

上式适用于4.5 级以上的中强地震和强震,根据以上经验公式,可以计算出,福州台距离发震地点km,计算出的震级约为4.8级,这与实际的震级相符。

(四)阵发性波组特征。

震前电磁波信息呈阵发性一组一组的出现,发生过程是弱--强―弱的多次反复,直到发生地震,其异常时间、异常幅度起伏变化总趋势越来越强。起伏持续时间越长,变化幅度越大,起伏次数越多,未来地震强度也越大[3]。本次异常从2007年6月18日出现,异常幅度为697.1mv/m,6月份累计异常时间为5.9个小时,7月份累计异常时间为4.6小时,8月则表现为异常的加剧,异常持续的时间和强度都有所增强,8月28日异常时间达到1.63小时,幅度达到1104.4 mv/m,8月29日发生永春4.6级地震。震后异常逐渐减弱,并趋于平静。

三、主要干扰因素的分析

(一)观测仪器:工作正常,记录连续,各项工作指标未改变。

(二)场地干扰:观测台附近未发现干扰源。

(三)异常波形特征:地震电磁波前兆异常的出现是随机的、成组的、持续的,振幅和周期是变化的,因此,可以排除干扰产生的异常信息。

四、讨论与结论

(1)电磁波异常平静时间与发震时间的关系,对于一次地震的预测,信号出现异常之后,信号变成弱甚至平静,多数中强以上地震发生在平静结束的数小时内,根据这一变化特征,则大致可以确定出地震可能的发生时段。

(2)异常天数与震级大小总体上呈现出异常时间愈长则震级愈大的特点,对于福建省内4级以上地震异常出现的时间约70天左右。

[参考文献]

[1]陈小云,福州电磁波异常与闽台地震的相关性分析[M]。国际地震动态,2008,1:9-13

[2]关华平,肖武军,李美.。中国地震电磁扰动观测研究[J]。地震,2007,27(增刊):72-79。

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关键词:防辐射服装;应用现状;电磁波;防辐射材料

中图分类号:J523.5 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2009)01-0014-02

随着经济和物质文化生活水平的提高,琳琅满目的家电产品和手机成为我们生活中必不可少的一部分,在这些大小家电的使用过程中,看不到、摸不着又令人防不胜防的“电磁辐射”成为人们生存环境中新的威胁,被称为“电磁污染”。这类污染对不同的人群产生着不同的危害,儿童和孕妇更是对“电磁污染”敏感人群。常期处于电磁污染中的儿童,会造成小儿智障、抵抗力差、视力下降、造血功能障碍甚至癌症的发病率提高;常期遭受电磁辐射的孕妇,容易产生胎儿畸形、先天性疾病或死胎。所以,防辐射越来越为世人重视。

一、防辐射服装的研究和应用现状

(一)国外研究现状

英国、日本、加拿大、瑞典、美国、德国、法国、韩国等发达国家从上世纪20年代、40年代就开始进行特种防护服装与织物的研究。60年代国际上制定出电磁辐射防护标准后,电磁辐射屏蔽材料随之出现。最早的防护材料是金属丝和服饰混编织物,其后出现了金属纤维混纺织物、电镀织物、化学镀织物等。以上材料均以反射为主,存在环境二次污染,且不适于穿着。到了80年代,美国北美航空公司研制成功为保护生物力量防止雷达探测被发现的防护衣和头盔,这种防护衣与头盔系由微波吸收材料制作。日本等国研究开发了用不锈钢软化纤维与植物纤维混纺织成的屏蔽织物,制成屏蔽服装用在微波防护上,比如雷达防护服等。80年代后期到90年代初期,英国、法国、德国、瑞典、美国、台湾等国家和地区,为防止家用电器的辐射危害,诸如微波炉、电磁炉、电脑、电热毯、吸尘器等对人体特别是孕妇与少年儿童的影响,掀起了主妇穿屏蔽围裙、屏蔽大褂以及青少年穿屏蔽马甲、屏蔽西服的热潮。从此防电磁辐射屏蔽服装走进家庭,成为民用服装。90年代,日本、韩国又开始了导电纤维的开发工作。到了90年代中期,日本率先研制成功金属化纤维在普通织物纤维基础上进行硫化铜处理,使其具有抗静电、杀菌作用。日本已用此种纤维织物制作高档衬衣上市,售价高达每件4000元人民币,推广困难。世界上许多国家已经瞄准了抗静电、防电磁辐射、杀菌等功能特种防护服装民用化市场,正在组织力量进行深入研究。

(二)国内研究现状

在我国,北京劳动保护科学研究所于上世纪60年代开始研究电磁辐射防护服,70年代正式生产铜丝与柞蚕丝混纺布制成的屏蔽服。70~80年代该所研制成功并生产了微波吸收防护物的研究,研制成功不锈钢软化纤维织物与服装、特殊工艺镀膜屏蔽织物与服装,并开始装备从事雷达、微波加热、微波理疗、卫星地面站、微波通讯等系统操作的人员,受到普遍欢迎。

二、国内市场常见防辐射材料

(一)多离子电磁屏材料

多离子织物是当今国际最先进的第六代屏蔽电磁辐射材料,是目前屏蔽低、中频段电磁辐射最先进的民用防护材料。多离子织物经精纺加工,具有柔软舒适、色泽均匀、除臭抗菌性强、耐洗、耐磨、耐气候、使用寿命长等优点,由其制作的防护服与仅具有可靠的安全防护性,同时具有优良的服用性。

多离子织物采用目前国际最先进的物理和化学工艺对纤维进行离子化处理。该产品以吸收为主,将有害的电磁辐射能量通过织物自身的特殊功能转变成热能散发掉,从而避免了环境二次污染,净化了空气。由于织物中含有大量金属阳离子,可起到杀菌除臭作用,对皮肤无刺激,有助人体表皮微循环;同时具有防静电、防X射线及紫外线等功能。

目前投入产业化的主要有以生产服装闻名的红豆集团与科研单位联手开发的高科技产品――多离子电磁屏蔽夹克衫该产品面料经上海测试中心检测,电磁辐射屏蔽衰减值达到99.4%,可有效防止因使用手机、电脑、复印机、电视机、微波炉等电子产品产生的电磁波对人体的危害。该产品可广泛用于劳动保障部规定的59个需要作电磁防护行业的工种,还可运用于军队的保密、伪装等领域。上海利昂高科技有限公司也有类似产品推向市场。

(二)金属丝与纤维混合物

金属纤维织物,利用服装内金属纤维构成的环路产生感生电流,由感生电流产生反向电磁场进行屏蔽,主要是反射电磁波为主。采用金属纤维与纯棉纤维混纺工艺,也就是把金属丝抽成纤维状,在面料内部形成网状结构。当前市面上的金属纤维织物,主要是由铜、镍、铝、不锈钢或其它合金,甚至金或银纤维,所用的金属纤维直径一般是4~8微米之间的中强型。

天津工业大学(原天津纺织工学院)研制成功利用金属丝不经化学整理而具有多种功能的妇女用乳罩支撑材料,这种材料融抗静电、抗菌、防微波辐射为一体。其静电效果经国家棉纺织品质量监督检验中心检测,织物的电荷密度为1.6μC/cm2,最大值为2.32μC/cm2,其效果远远优于日本静电指南中最高值Q7μC/cm2的规定,达到国际先进水平。抗菌性:对大肠菌群、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、绿脓杆菌、伤寒杆菌等细菌具有很好的抗菌性,抑菌率在96%以上。

(三)HTCU特种纤维材料

HTCU特种纤维材料由上海华天电磁波防护材料有限公司研制生产。HTCU特种纤维通过特种处理后,在纤维表层、中层和局部深层形成一种金属成膜薄层的有机导电型纤维。HTCU具有以下主要功能:

1.优良的电磁辐射屏蔽功能:有效地吸收电磁波,消除电磁波辐射的伤害。

2.良好的抗静电功能:在正负电荷带电物体与HTCU织物接近时,会产生相反电荷将静电消除。

3.抑菌抗臭功能:对金黄色葡萄球菌、肺炎杆菌、大肠杆菌及绿脓杆菌有抑制和防扩散作用;对氨水、三甲氨、硫化氨、甲硫醇等恶臭有消除作用。

4.特殊用途的防护和标识物:精密设备、军事设备等防护材料;搜索识别目标等。

(四)化学镀金属织物

采用化学镀法制备具有电磁屏蔽性能的聚酯类化纤织物[1]。化学镀作为一种优良的表面金属化处理技术,已应用在织物功能整理领域。[2]

(五)金属化合物与纤维混合物

众所周知,金属化织物屏蔽电磁波,其作用是将电磁波过滤、吸附或反射使之减弱此外,金属化织物还具有其他功能,如抗静电、紫外线屏蔽和抗菌防臭等,因此,织物金属化技术实为一种多功能工艺。

金属化织物中最典型的产品是由金属纤维或纱线织成的织物,这种产品确切地应称谓金属网,用于防昆虫、特殊滤层,传送网、防射频和电磁波,以及导电织物等如用铅纤维织成的织物,可作隔音及防X射线的围裙等防护织物其次,由不锈钢等金属纤维与其他纤维混纺织成的织物,这类产品有良好的导电性和屏蔽性,用于高净室空气过滤材料和计算机的遮盖材料等。

三、结语

通过以上分析可知,随着人们生活水平的日益提高,健康越来越成为们关注的话题。随着防辐射材料的不断发展,不断研究并推出服用性、防辐射性能具佳的防辐射服装已成为必然。

参考文献

[1]杜宁,等.化学镀法制备电磁屏蔽聚酯织物的研究[J].北京化工大学学报:自然科学版,2007,3(3).

篇10

左手材料迄今尚未在自然界中发现,这种材料目前都是由人工制造的。从1999年开始起到目前为止,左手材料还主要处于实验室研究阶段。 迄今为止,我们在自然界见到的都是右手材料,右手规则一直被认为是物质世界的常规。但是,在左手材料中,电磁波的电场、磁场和波矢却构成左手关系,这就是这种材料被称为“左手材料”的原因。另外,根据物理学普遍规律,在一般物质中,电磁波的传播方向和能量传播方向是一致的,但是在这种材料中,电磁波的传播方向将会发生奇特的变化,能量按正常方向传播时,电磁波却向相反的方向传播。

由于这种材料的介电常数和磁导率都是负数,折射率也是负的,根据电磁学理论,可以推断出它有很多奇异的特性。

手机辐射有望解决

目前利用左手材料的性质,已经可以通过人造结构来控制电磁波传播方向,制成定向天线,可以使它只向基站方向发射信号,并通过相关技术阻止信号向人脑方向的传播。但是目前这项研究仍处于实验室阶段,估计今后,将有可能用于解决备受关注的手机辐射问题。

手机辐射之所以可能对人体产生影响,是因为目前市场上应用的手机天线,都是全方向发射信号,向基站发射信号的同时也向人发射电磁波,对人的辐射无法避免。而新型的左手材料,通过人造结构来控制电磁波传播方向,用它制成定向天线,可以智能寻找附近的电信信号发射基站,专向基站方向发射信号,并通过相关技术阻止信号向人脑方向的传播,可避免电磁波对手机使用者造成辐射。因此,左手材料定向功能为制造新一代手机天线创造条件。第四代、第五代移动通讯技术对于智能化天线提出了极高要求,但现有手机天线无法实现定向寻找等智能化功能。基于左手材料的单个小天线,可实现高方向性或者波束扫描,轻松达到定向目的,还能大大降低能耗。目前,国际通讯产业界等都在加紧研制左手材料,借以开发未来微波通讯器件。