环保工程师专业知识四电磁污染防治基本方法(2)

　　(2)选频式辐射测量仪

　　这类仪器用于环境中低电平电场强度、电磁兼容、电磁干扰测量。除场强仪(或称干扰场强仪)外，可用接收天线和频谱仪或测试接收机组成的测量系统经校准后，用于环境电磁辐射测量。

　　①场强仪(干扰场强仪)：待测场的场强值：

　　式中：K―天线校正系数，为频率的函数，可由场强仪的使用说明文件查得。

　　当被测场是脉冲信号时，不同带宽对应的 值不同。此时需要归一化于 MHz带宽的场强值，即： 式中：BW―选用带宽，MHz;K、L值查表可得; ―场强仪读数。

　　测量宽带信号环境辐射峰值场强时，要选用尽量宽的带宽。相应平均功率密度为：

　　式中： ――脉冲信号占空比， 和 可以方便地计算出来。

　　②频谱仪测量系统：测量系统工作原理和场强仪一致，只是用频谱仪作接收机，此外频谱仪的dBm读数须换算成 。对50 系统，场强值为：

　　③微波测试接收机：用微波接收机、接收天线也可以组成环境监测系统。扣除电缆损耗，功率密度可按下式计算： 式中： ―天线增益(倍数); ―工作波长，cm; ―数字幅度计读数，dBm; ――0dB输入功率，dBm。

　　用于环境电磁辐射测量的仪器各类较多，凡是用于EMC(电磁兼容)、EMI(电磁干扰)目的的测试接收机都可用于环境电磁辐射监测。专用的环境电磁辐射监测仪器，也可用上面介绍的方法组成测量装置实施环境监测。

　　2、电磁污染源监测方法

　　环境条件：应符合行业标准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应注明环境温度、相对湿度。

　　测量仪器：可使用各向同性响应或有方向性电场探头或磁场探头的宽带辐射测量仪。采用有方向性探头时，应在测量点调整探头方向以测出测量点最大辐射电平。

　　测量时间：在电磁污染源正常工作时间内进行测量，每个测点连续测5次，每次测量时间不应小于15s，并读取稳定状态的最大值。若测量读数起伏较大时，应适当延长测量时间。

　　测量位置：取作业人员操作位置，距地面0.5m、1.0m、1.7m三个部位;辐射体各辅助设施(计算机房、供电室等)作业人员经常操作的位置，测量部位距地面0.5m、1.0m、1.7m;辐射体附近的固定哨位、值班位置等。

　　数据处理：求出每个测量部位平均场强值(若有几次读数)。

　　根据各操作位置的E值按国家标准《电磁辐射防护规定》作出分析评价。

　　二、工频电场测量

　　1、测试设备

　　工频电场测量的主要设备是场强仪。场强仪的类型主要有独立式、参照式、和光电式三种。由感器(探头)和检测器(包括信号处理回路及表头)两部分组成。

　　探头的几何尺寸应比较小，不能因其引入而使被测电场中各电极表面的电荷分布有明显的改变。

　　场强仪所测量的是场强脉动矢量或旋转矢量在探头主轴上的投影。场强仪的读数由校验标定，当电场为正弦量时，读数表示的是场强的有效值。

　　(1)独立式场强仪

　　独立式场强仪的探头常由两个互相对称的电极组成，这两个电极互相绝缘，又互相靠得很近，可以视为一对偶极子。

　　在均匀电场中偶极子所感生的电荷或者电流与场强有如下关系：

　　式中： ―比例系数，与偶极子的几何形状、尺寸有关，通常由校验确定; ―感应电荷的有效值; ―电场强度; ―感应电流; ―角频率。

　　只要测出偶极子探头上的感生电荷或者感生电流，就可以得到相应的场强。

　　(2)参照式场强仪

　　参照式场强仪探头由置于薄绝缘板上的平板电极和接地保护电极组成。保护电极的宽度至少应为平板电极边长的6%，探头的厚度不超过其边长的3.5%。探头与检测器常常是分离的，两者之间用同轴屏蔽电缆连接。

　　参照式场强仪常以“地”为参考电位。其工作原理与独立式场强仪相仿。可用来测量地平面处的场强。在非均匀电场中测量的是探头表面的场强。

　　(3)光电式场强仪

　　光电式场强仪一般应用介质晶体探头在电场中的普克尔(Pockels)效应来确定电场强度。其探头尺寸通常很小(2cm左右)，探头和检测器之间无电气连接，仅用光纤相连，故探头的引入对被测电场的影响极小。

　　当介质晶体按一定方向放入电场时，由于电场的作用，晶体对偏振光的折射率发生变化，这种变化的大小与电场强度成正比，即透射光 和入射光 之比为： 式中： ; ―光的波长; ―晶体的折射率; ―晶体内的电场强度; ―晶体的厚度; ―光电系数。

　　光调制的大小反映了晶体内部场强的数值，从而也间接测量了外部电场的场强。

　　独立式场强仪和光电式场强仪不需要参考电位，可用来测量离地不同高度处的空间场强。

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