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[技術資料] 電磁輻射(EMF)簡單介紹
P:2007-07-24 11:11:20
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電磁輻射(EMF)簡單介紹
EMF
一、電磁輻射(EMF)背景介紹
隨著技術革命的更新和不同波段新的應用的不斷發(fā)現(xiàn)，許多頻率電磁輻射（EMF）的暴露水平顯著增加,生活中的每個人都處在0-300GHz頻率的復合電磁場（EMF）暴露中，電磁污染（EMF）已成為最廣泛的環(huán)境影響因素之一。
電磁污染的主要來源有：各種輸變電系統(tǒng)；運輸系統(tǒng)、長途通訊設施和便攜式通訊工具如移動電話；醫(yī)藥、商業(yè)和工業(yè)設備；雷達；電臺和電視臺發(fā)射天線等。
隨著對電磁場(EMF)暴露會引起各種健康問題擔憂的增加，1996年世界衛(wèi)生組織（WHO）設立了國際電磁輻射（EMF）項目以尋求解決問題的方法。
由于對電磁輻射所造成的健康危害的不同理解，不同國家所制定的電磁輻射標準有很大的差異。其中，俄羅斯、中國、意大利、比利時等國家在制定標準時考慮了電磁輻射對人體的神經(jīng)效應方面的影響，標準限值較嚴厲，美國、澳大利亞、德國等國在制定標準時采用了國際非電離協(xié)會（ICNIRP）的推薦標準，沒有考慮電磁輻射對人體的神經(jīng)效應方面的影響，而只是考慮已有明確研究結果的熱效應，標準限值較寬松，將來仍然有進一步提高標準限值的可能。
二、電磁輻射（EMF）的環(huán)境影響
1．電磁輻射對人類健康的影響。電磁輻射對人體的健康影響主要有兩方面：軀體熱效應和神經(jīng)效應。根據(jù)頻率的不同電磁輻射對體的影響有所不同，一般而言低頻電磁輻射對人體的影響以神經(jīng)效應為主，高頻電磁輻射對體的影響以熱效應為主。
在這方面醫(yī)學上有很多研究，我就不多舉例了，就說一點：手機使用時間長了以后，頭面部會發(fā)熱。
低頻電磁輻射強度對人體的神經(jīng)效應由于缺乏足夠的實驗支持和大量的流行病學調(diào)查研究，因此在國際標準（歐洲EN）制定時沒有考慮該因素，但對標準限值的修改留出了修改的余地。
三、電磁輻射物理原理
磁輻射源產(chǎn)生的交變電磁場可分為性質(zhì)不同的兩個部分，其中一部分電磁場能量在輻射源周圍空間及輻射源之間周期性地來回流動，不向外發(fā)射，稱為感應場；另一部分電磁場能量脫離輻射體，以電磁波的形式向外發(fā)射，稱為輻射場。
一般情況下，電磁輻射場根據(jù)感應場和輻射場的不同而區(qū)分為遠區(qū)場（感應場）和近區(qū)場（輻射場）。由于遠場和近場的劃分相對復雜，要具體根據(jù)不同的工作環(huán)境和測量目的進行劃分，一般而言，以場源為中心，在三個波長范圍內(nèi)的區(qū)域，通常稱為近區(qū)場，也可稱為感應場；在以場源為中心，半徑為三個波長之外的空間范圍稱為遠區(qū)場，也可稱為輻射場。
近區(qū)場內(nèi)，電場強度與磁場強度的大小沒有確定的比例關系。近區(qū)場的電磁場強度比遠區(qū)場大得多。近區(qū)場的電磁場強度隨距離的變化比較快，在此空間內(nèi)的不均勻度較大。
在遠區(qū)場中，所有的電磁能量基本上均以電磁波形式輻射傳播，這種場輻射強度的衰減要比感應場慢得多。遠區(qū)場為弱場，其電磁場強度均較小。
五、電磁輻射測量儀器
磁輻射的測量按測量場所分為作業(yè)環(huán)境、特定公眾暴露環(huán)境、一般公眾暴露環(huán)境測量。按測量參數(shù)分為電場強度、磁場強度和電磁場功率通量密度等的測量。
測量儀器根據(jù)測量目的分為非選頻式寬帶輻射測量儀和選頻式輻射測量儀。無論是非選頻式寬帶輻射測量儀還是選頻式輻射測量儀，基本構造都是由天線(傳感器)及主機系統(tǒng)兩部分組成的
1 非選頻式寬帶輻射測量儀（綜合場強儀）
工作原理
1．1 電場探頭
偶極子和檢波二極管組成探頭
這類儀器由三個正交的2~10cm長的偶極子天線，端接肖特基檢波二極管、RC濾波器組成。檢波后的直流電流經(jīng)高阻傳輸線或光纜送入數(shù)據(jù)處理和顯示電路。
通常這類儀器探頭響應快，動態(tài)范圍大，但由于作為天線的偶極子的長度應遠小于被測頻率的半波長，以避免在被測頻率下諧振。這一特性決定了這類儀器只能在低于幾吉赫頻率范圍使用，不過隨著儀器技術的不斷發(fā)展，近年也有廠家能將頻率范圍擴展到四十吉赫頻率，甚至更高范圍。
熱電偶型探頭
采取三條相互垂直的熱電偶結點陣作電場測量探頭，提供了和熱電偶元件切線方向場強平方成正比的直流輸出，待測場強與極化無關，保證了探頭有極寬的頻帶，容易做到極高的頻率，但探頭響應和動態(tài)范圍要相對差一些。
1．2 磁場探頭由三個相互正交環(huán)天線和二極管、RC濾波元件、高阻線組成，從而保證其全向性和頻率響應。
對電性能的要求使用非選頻式寬帶輻射測量儀實施環(huán)境監(jiān)測時，為了確保環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量，應對這類儀器電性能提出基本要求：
各向同性誤差≤±1dB
系統(tǒng)頻率響應不均勻度≤±3dB
靈敏度：0.5V/m
校準精度：±0.5dB
六、EMF標準。
1996, 世界衛(wèi)生組織WHO 設立了國際電磁輻射 (EMF) 項目以尋求解決問題的方法。
1999/519/EC，1999.07.12，歐盟理事會建議，公眾對電磁場的暴露限制
2004.04.29 OJEU 中正式列入了EN50366的要求，已成為LVD認證和GS認證的項目。
Dop = 2004.02.01 (Publication)
Dow = 2006.02.01 (Withdrawal of superseded standard)
供電頻率：50 Hz; 60 Hz 沒有要求。（因為歐洲的緣故）
七、補充一點
EMF不是EMC。EMF是為了保證人身安全目的，是研究電子產(chǎn)品發(fā)射出的電場、磁場噪聲對人身的影響。EMC是為了保證電子產(chǎn)品的正常工作目的，是研究電子產(chǎn)品發(fā)射出的噪聲對其他電子產(chǎn)品的影響，或者不受其他電子產(chǎn)品的影響。
EMF
一、電磁輻射(EMF)背景介紹
隨著技術革命的更新和不同波段新的應用的不斷發(fā)現(xiàn)，許多頻率電磁輻射（EMF）的暴露水平顯著增加,生活中的每個人都處在0-300GHz頻率的復合電磁場（EMF）暴露中，電磁污染（EMF）已成為最廣泛的環(huán)境影響因素之一。
電磁污染的主要來源有：各種輸變電系統(tǒng)；運輸系統(tǒng)、長途通訊設施和便攜式通訊工具如移動電話；醫(yī)藥、商業(yè)和工業(yè)設備；雷達；電臺和電視臺發(fā)射天線等。
隨著對電磁場(EMF)暴露會引起各種健康問題擔憂的增加，1996年世界衛(wèi)生組織（WHO）設立了國際電磁輻射（EMF）項目以尋求解決問題的方法。
由于對電磁輻射所造成的健康危害的不同理解，不同國家所制定的電磁輻射標準有很大的差異。其中，俄羅斯、中國、意大利、比利時等國家在制定標準時考慮了電磁輻射對人體的神經(jīng)效應方面的影響，標準限值較嚴厲，美國、澳大利亞、德國等國在制定標準時采用了國際非電離協(xié)會（ICNIRP）的推薦標準，沒有考慮電磁輻射對人體的神經(jīng)效應方面的影響，而只是考慮已有明確研究結果的熱效應，標準限值較寬松，將來仍然有進一步提高標準限值的可能。
二、電磁輻射（EMF）的環(huán)境影響
1．電磁輻射對人類健康的影響。電磁輻射對人體的健康影響主要有兩方面：軀體熱效應和神經(jīng)效應。根據(jù)頻率的不同電磁輻射對體的影響有所不同，一般而言低頻電磁輻射對人體的影響以神經(jīng)效應為主，高頻電磁輻射對體的影響以熱效應為主。
在這方面醫(yī)學上有很多研究，我就不多舉例了，就說一點：手機使用時間長了以后，頭面部會發(fā)熱。
低頻電磁輻射強度對人體的神經(jīng)效應由于缺乏足夠的實驗支持和大量的流行病學調(diào)查研究，因此在國際標準（歐洲EN）制定時沒有考慮該因素，但對標準限值的修改留出了修改的余地。
三、電磁輻射物理原理
磁輻射源產(chǎn)生的交變電磁場可分為性質(zhì)不同的兩個部分，其中一部分電磁場能量在輻射源周圍空間及輻射源之間周期性地來回流動，不向外發(fā)射，稱為感應場；另一部分電磁場能量脫離輻射體，以電磁波的形式向外發(fā)射，稱為輻射場。
一般情況下，電磁輻射場根據(jù)感應場和輻射場的不同而區(qū)分為遠區(qū)場（感應場）和近區(qū)場（輻射場）。由于遠場和近場的劃分相對復雜，要具體根據(jù)不同的工作環(huán)境和測量目的進行劃分，一般而言，以場源為中心，在三個波長范圍內(nèi)的區(qū)域，通常稱為近區(qū)場，也可稱為感應場；在以場源為中心，半徑為三個波長之外的空間范圍稱為遠區(qū)場，也可稱為輻射場。
近區(qū)場內(nèi)，電場強度與磁場強度的大小沒有確定的比例關系。近區(qū)場的電磁場強度比遠區(qū)場大得多。近區(qū)場的電磁場強度隨距離的變化比較快，在此空間內(nèi)的不均勻度較大。
在遠區(qū)場中，所有的電磁能量基本上均以電磁波形式輻射傳播，這種場輻射強度的衰減要比感應場慢得多。遠區(qū)場為弱場，其電磁場強度均較小。
五、電磁輻射測量儀器
磁輻射的測量按測量場所分為作業(yè)環(huán)境、特定公眾暴露環(huán)境、一般公眾暴露環(huán)境測量。按測量參數(shù)分為電場強度、磁場強度和電磁場功率通量密度等的測量。
測量儀器根據(jù)測量目的分為非選頻式寬帶輻射測量儀和選頻式輻射測量儀。無論是非選頻式寬帶輻射測量儀還是選頻式輻射測量儀，基本構造都是由天線(傳感器)及主機系統(tǒng)兩部分組成的
1 非選頻式寬帶輻射測量儀（綜合場強儀）
工作原理
1．1 電場探頭
偶極子和檢波二極管組成探頭
這類儀器由三個正交的2~10cm長的偶極子天線，端接肖特基檢波二極管、RC濾波器組成。檢波后的直流電流經(jīng)高阻傳輸線或光纜送入數(shù)據(jù)處理和顯示電路。
通常這類儀器探頭響應快，動態(tài)范圍大，但由于作為天線的偶極子的長度應遠小于被測頻率的半波長，以避免在被測頻率下諧振。這一特性決定了這類儀器只能在低于幾吉赫頻率范圍使用，不過隨著儀器技術的不斷發(fā)展，近年也有廠家能將頻率范圍擴展到四十吉赫頻率，甚至更高范圍。
熱電偶型探頭
采取三條相互垂直的熱電偶結點陣作電場測量探頭，提供了和熱電偶元件切線方向場強平方成正比的直流輸出，待測場強與極化無關，保證了探頭有極寬的頻帶，容易做到極高的頻率，但探頭響應和動態(tài)范圍要相對差一些。
1．2 磁場探頭由三個相互正交環(huán)天線和二極管、RC濾波元件、高阻線組成，從而保證其全向性和頻率響應。
對電性能的要求使用非選頻式寬帶輻射測量儀實施環(huán)境監(jiān)測時，為了確保環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量，應對這類儀器電性能提出基本要求：
各向同性誤差≤±1dB
系統(tǒng)頻率響應不均勻度≤±3dB
靈敏度：0.5V/m
校準精度：±0.5dB
六、EMF標準。
1996, 世界衛(wèi)生組織WHO 設立了國際電磁輻射 (EMF) 項目以尋求解決問題的方法。
1999/519/EC，1999.07.12，歐盟理事會建議，公眾對電磁場的暴露限制
2004.04.29 OJEU 中正式列入了EN50366的要求，已成為LVD認證和GS認證的項目。
Dop = 2004.02.01 (Publication)
Dow = 2006.02.01 (Withdrawal of superseded standard)
供電頻率：50 Hz; 60 Hz 沒有要求。（因為歐洲的緣故）
七、補充一點
EMF不是EMC。EMF是為了保證人身安全目的，是研究電子產(chǎn)品發(fā)射出的電場、磁場噪聲對人身的影響。EMC是為了保證電子產(chǎn)品的正常工作目的，是研究電子產(chǎn)品發(fā)射出的噪聲對其他電子產(chǎn)品的影響，或者不受其他電子產(chǎn)品的影響。
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