Дипломная работа: Усилитель мощности миллиметрового диапазона длин волн

В процессе эволюционного развития все живые существа на Земле приспосабливались к определенным изменениям природных электромагнитных полей и по мнению большинства исследователей вынуждены были вырабатывать по отношению к ним не только защитные механизмы, но н в какой-то степени включать их в свою жизнедеятельность. Поэтому увеличение или уменьшение параметров ЭМП, значительно отличающихся от адекватных, могут вызывать в организмах функциональные сдвиги, в ряде случаев перерастающие в патологические. О биологической значимости ЭМП свидетельствуют как давние наблюдения, так и экспериментальные исследования последних лет на различном уровне организации биологических систем. При этом установлено, что воздействие искусственных ЭМП на биообъекты обусловлено не только энергетическими, но и информационными его характеристиками, вызывая тепловое и нетепловое действие.

Исследования по изучению влияния ЭМП радиочастотного диапазона на организм человека выявили определенные функциональные сдвиги со стороны нервной, сердечно - сосудистой, дыхательной системы, изменения показателя крени, обмена веществ и некоторых функций эндокринных желез [10].

При обследовании больших контингентов людей в производственных условиях установлено, что количество и частота жалоб на ухудшение самочувствия возрастает с увеличением профессионального стажа, причем при хроническом облучении более ранние и более выраженные реакции обнаруживаются со стороны нервной системы. Психоневрологические симптомы появляются в виде постоянной головной боли, повышенной утомляемости, слабости, нарушения сна, повышенной раздражительности, ослабления памяти и внимания. Иногда наблюдаются приступообразная головная боль, побледнение кожных покровов и обморочное состояние. Прн длительном воздействии СВЧ - излучений могут иметь место изменения в крови, помутнение хрусталика, трофическое заболевания (выпадения волос, похудение, ломкость ногтей и так далее).

Таким образом, признанная биологическая значимость ЭМП, все возрастающая роль искусственных источников ЭМП в формировании электромагнитной обстановки в производственной и окружающей среде являются важной предпосылкой для освоения будущими специалистами и руководителями производств методик гигиенической оценки и прогнозирования обстановки в рабочей зоне и жилой территории, определения санитарно - защитных зон и других инженерно - технических мероприятий по снижению вредного воздействия ЭМП на организм человека

5.2 Технические устройства, организационные и лечебно- профилактические мероприятия

Прн выборе защиты персонала или населения от электромагнитных излучений необходимо учитывать особенности производства, условия эксплуатации оборудования, рабочий диапазон частот, характер выполняемых работ, интенсивность поля, продолжительность облучения и другое.

Согласно ГОСТУ для снижения интенсивности поля в рабочей или жилой зоне рекомендуется применять различные инженерно технические способы и средства, а также организационные и лечебно - профилактические мероприятия.

В качестве инженерно - технических методов и средств применяются: экранирование излучателей, помещений , рабочих мест; уменьшение напряженности и плотности потока энергии в рабочей или жилой зоне за счет уменьшения мощности источника и использования ослабителей мощности и согласованных нагрузок, применения средств индивидуальной защиты.

Организационные мероприятия включают в себя: требования к персоналу (возраст, медицинское освидетельствование, обучение, инструктаж), выбор рационального взаимного размещения в рабочем помещении оборудования, излучающего электромагнитную энергию, и рабочих мест; установление рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего персонала; ограничения работы оборудования во времени; защита расстоянием; удаление рабочего места от источника ЭМП; защита временем; применение средств предупреждающей сигнализации.

Лечебно - профилактические мероприятия направлены на предупреждение заболевания, которое может быть вызвано воздействием ЭМП, а также на своевременное лечение работающих при обнаружении заболевания.

Для предупреждения профессиональных заболеваний у лиц, работающих в условиях ЭМП, применяются такие меры, как предварительный (для поступающих на работу) и периодический (не реже одного раза в год) медицинский осмотр за состоянием, а также других мер, способствующих по повышению устойчивости организма человека к действию ЭМП.

Медицинский контроль позволяет выявить людей с такими патологическими изменениями в организме, при которых работа и условиях облучения ЗМП противопоказана, и определить необходимость проведения лечения.

К мероприятиям, способствующим повышению резистентности организма человека к ЭМП, могут быть отнесены регулярные физические упражнения, рационализация времени труда и отдыха, а также использование некоторых лекарственных препаратов и общеукрепляющих витаминных комплексов.

5.3 Применение электромагнитных помещенй и замкнутых экранов для защиты от электромагнитных полей

Для локализации ЭМП внутренних источников применяются электрогерметичные помещения, аппаратные и кабины, представляющие собой замкнутые электромагнитные экраны. В таких помещениях экранируется стены, потолки, пол, оконные и дверные проемы и вентиляционные системы. Такие помещения и кабины могут использоваться для защиты и от внешних полей.

Монтаж экранов в больших помещениях производится прикреплением металлических листов (стальных, дюралюминиевых и других) непосредственно к поверхностям помещения. Размеры листов обшивки и их толщена определяются сортаментом прохода Для достижения электрической герметичности рекомендуется листы соединить внахлест, встык или в фалец.

При экранировании используются такие явления, как поглощение электромагнитной энергии материалом экрана и её отражение от поверхности экрана. Поглощение ЭМП обуславливается тепловыми потерями в толще материала и зависит от электромагнитных свойств материала экрана (электрической проводимости, магнитной проницаемости и др.). Отражение обуславливается несоответствием электромагнитных свойств воздуха и материала экрана.

Для изготовления экранов применяют либо тонкие металлические (сталь, алюминий, медь, сплавы) листы, либо металлические сетки.

Толщина экрана (D) из металлического листа выбирается, исходя из соображений механической прочности, не менее 0,5 мм, и должна быть больше глубины проникновения электромагнитных волн в толщину экрана:

 (5.1)

где г- глубина проникновения поля в проводящую среду;

μ-магнитная проницаемость материала, Гн/м;

σ- электрическая проводимость материала, см.

Большая отражательная способность металлов, обусловленная значительным несоответствием электромагнитных свойств воздуха и металла, в ряде случаев может оказаться нежелательной, так как может увеличивать интенсивность поля в рабочей зоне и влиять на режим работы генератора (излучателя). Поэтому в подобных случаях следует применять экраны с малым коэффициентом отражения специальной конструкции, так называемые поглощающие экраны.

Металлические экраны за счёт отражения и поглощения практически непроницаемы для электромагнитной энергии радиочастотного диапазона (d≥λ,где λ-длина волны).

Применение поглощающих нагрузок и аттенюаторов позволяет ослабить интенсивность излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство на 60 дБ и более.

Для защиты от ЭМП при работе в антенном поле, проведении испытательных и регулировочных работ на объектах, устранении аварийных ситуаций и ремонте рекомендуется использование индивидуальных средств защиты. Для защиты всего тела применяются комбинезоны, халаты капюшоны. Их изготавливают из трёх слоев ткани. Внутренний и наружный слой делают из хлопчатобумажной ткани, а средний, защитный слой- из радиотехнической ткани, имеющей проводящую сетку. Для защиты глаз используются специальные радиозащитные очки (ОРЗ-5) из стекла, покрытого полупроводниковым оловом. Эффективность таких очков составляет 20-22 дБ.

5.4 Оценка уровня электромагнитного излучения на рабочем месте

Оценим уровень электромагнитного излучения на рабочем месте регулировщика радиоаппаратуры от генератора мощностью 0.1 Вт, работающего в диапазоне частот 3-4 ГГц, с точки зрения необходимости разработки мероприятий по защите персонала, если рабочее место удалено от источника излучения на расстояние 1м, а продолжительность пребывания персонала в условиях облучения за смену не превышает б часов.

Оценка уровня поля осуществляется сравнением значений плотности потока энергии на рабочем месте (так как генератор работает в диапазоне СВЧ) и предельно допустимым.

Плотность потока энергии на рабочем месте можно рассчитать по формуле:

ЛПЭр.м≈Рист/4π, Вт/м2 (5.2)

где Рист.- мощность генератора, Вт;

ч - расстояние от излучения до рабочего места,1м.

ППЭр.м ≈.0.1/(4•3,14•1)=2,35, Вт/м2.

Предельно допустимое значение плотности потока энергии, определяется по формуле:

ППЭпд=К•ЭНппз/Т,Вт/м2, (5.3 )

где К- коэффициент, равный 1, для данного условия;

Эпппз пз- максимальная энергетическая нагрузка, равна 2Вт/м2;

Т - время облучения персонала , по условиям задачи, равно бч.

ППЭпд= 1•2/6-= 0,33, Вт/м2.

Сравнивая значения ППЭ на рабочем месте (2,35 Вт/м2) и предельно допустимое (0,33 Вт/м2) делаем вывод о том, что защита персонала в данном случае необходима, так как фактическое значение ППЭ, воздействующее на регулировщика , в 3 раз превышает предельно допустимые.

Для достижения высокой эффективности экранирования рекомендуется элементы конструкции экрана сваривать непрерывным швом или применять другие сплошные соединения.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18