3.2. Методика проведения работы и обработка результатов

3.2.1. Перед началом работы необходимо ознакомиться с устройством и принципом действия лабораторной установки (см. раздел 3.1).

3.2.2. Убедиться в том, что в печи на подставке (перевернутая фаянсовая тарелка) находится выполняющий роль нагрузки шамотный кирпич.

3.2.3. Подключить СВЧ-печь к розетке сети переменного тока.

3.2.4. При открытой дверце установить максимальный уровень мощности печи переключателем 5 (положение « · · · · · ») и время работы (5 минут) переключателем 6.

3.2.5. Присоединить датчик ПЗ–19 (поз. 7) к мультиметру согласно указаниям п. 3.2. Установить переключатель мультиметра в положение «200 μ» сектора «A=». Включить мультиметр (на дисплее появятся нули).

3.2.6. Разместить стойку с датчиком в непосредственной близости от печи (X = 0 по координатной сетке). Включить печь, закрыв ее дверцу до защелкивания (появление СВЧ-излучения подтверждается включением лампочки подсветки). Далее включение микроволнового излучения печи производить по мере отработки задаваемых 5-минутных циклов, не забывая о минимальных 30-секундных паузах между циклами.

16

мой защиты). После отработки заданного времени или досрочного отключения необходимо возвращать регулятор таймера 6 в положение «0». Если же после досрочного отключения требуется продолжить работу, нужно снова закрыть дверцу 3 – ранее установленный временной цикл будет завершен.

Плотность потока мощности СВЧ-излучения регистрируется датчиком 7 (измеритель плотности потока ПЗ–19), выполненным в виде полуволнового вибратора, настроенного на частоту 2,45 ГГц. Датчик 7 крепится к имеющей плоское основание диэлектрической стойке 8 с возможностью вертикального перемещения (по оси Z). Установка датчика по высоте производится с помощью нанесенной на стойке 8 шкалы и риски 9 на датчике. Фиксация датчика 7 относительно стойки 8 осуществляется винтом 10. В свою очередь, стойка 8 имеет возможность горизонтального перемещения – по столешнице стола 1, т. е. по осям X и Y нанесенной на поверхность столешницы координатной сетки 11. Таким образом, конструкция установки обеспечивает три степени свободы перемещения датчика: по осям Y и Z – для отыскания зоны наиболее интенсивного излучения со стороны передней панели печи (известно, что излучение микроволновых печей максимально именно со стороны передней панели), и по оси X – для исследования закономерности изменения интенсивности излучения в зависимости от расстояния до печи.

На поверхности столешницы лабораторного стола 1 закреплены направляющие 12 для установки сменных защитных экранов 13, имеющих одинаковые габариты рамки (500×330 мм) и выполненных из следующих материалов:

– сетка из оцинкованной стали с ячейками 50×50 мм;

– сетка из оцинкованной стали с ячейками 10×10 мм;

– листовой алюминий;

– полистирол;

– резина.

В качестве измерительного прибора в установке задействован стандартный цифровой мультиметр М3900 (возможна замена) – поз. 14 на рисунке. Кнопка включения-выключения мультиметра расположена ниже окна дисплея слева и обозначена символами

15

Доказана наибольшая биологическая активность СВЧ-поля в сравнении с

ВЧ и УВЧ. Начиная с частот порядка 10 ГГц, наряду с дальнейшим ростом степени поглощения наблюдается максимальное поглощение энергии поверхностными тканями, преимущественно кожей.

Нормирование ЭМИ радиочастотного диапазона производится по ГОСТ 12.1.006 – 84 и Санитарным правилам и нормам СанПиН 2.2.4/2.1.8.055 – 96. В диапазоне частот 60 кГЦ…300 МГц нормируемыми параметрами являются предельно допустимые напряженности электрического E_ПД и магнитного H_ПД полей, а также их энергетические нагрузки (дозы): ЭН_Е = Е²·Т, ЭН_H = H²·Т (Т – время воздействия в часах). Предельно допустимые значения E и H на рабочих местах персонала установлены исходя из допустимых энергетических нагрузок и времени воздействия и могут быть определены по следующим формулам:

, , (3)

где ЭН_EПД и ЭН_HПД – предельно допустимые значения энергетических нагрузок в течение рабочего дня (табл. 2.2).

Предельные напряженности E_ПД и H_ПД в любом случае не должны превышать значений, указанных в табл. 2.2

Таблица 2.2

Максимально допустимые значения нормируемых параметров ЭМП

частотой 60 кГц…300 МГц

Параметр	Диапазон частот, МГц
	0,06…3	3…30	30…300
EПД, В/м HПД, А/м ЭНEПД, (В/м)2ч ЭНHПД, (А/м)2ч	500 50 20000 200	300 – 7000 –	80 – 800 –

8

В диапазоне частот 300 МГц…300 ГГц нормируемым параметром является плотность потока энергии (ППЭ), а также соответствующая энергетическая нагрузка ЭН_ППЭ = ППЭ·T (где T – время воздействия в часах). Предельно допустимое значение ППЭ определяется по формуле:

ППЭ_ПД = k·ЭН_ППЭПД / T , (4)

где k – коэффициент ослабления биологической эффективности (k = 10 – при облучении от вращающихся и сканирующих антенн; k = 1 – во всех остальных случаях);

ЭН_ППЭПД – предельно допустимая энергетическая нагрузка, равная 2 Вт·ч/м²;

T – время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч.

Во всех случаях максимальное значение ППЭ_ПД не должно превышать 10 Вт/м² = 0,1 мВт/м² = 100 мкВт/м² (при локальном облучении кистей рук – 50 Вт/м²).

При одновременном облучении от n источников в частотном диапазоне 60 кГц…300 МГц и m источников в диапазоне 300 МГц…300 ГГц должно выдерживаться условие:

+ (5)

Для населения (при круглосуточном непрерывном облучении) величина ППЭ_ПД составляет 1 мкВт/см² = 10 мВт/м².

За рубежом степень воздействия микроволнового излучения на организм человека дополнительно оценивается таким показателем SAR (Specific Adsorption Rate) – удельная поглощаемая мощность на единицу массы всего тела или его части (органа, ткани). Этот параметр широко используется при тестировании сотовых телефонов. Например, в Европе максимальный уровень SAR мобильного телефона для всего тела не должен превышать 0,08 Вт/кг, а в любом объеме органа или ткани массой 10 г – 2 Вт/кг (в течение 6 минут разговора).

9

Общий вид лабораторной установки:

1 – стол; 2 – СВЧ-печь; 3 – дверца печи; 4 – ручка дверцы; 5 – регулятор мощности; 6 – регулятор таймера; 7 – датчик ПЗ–19; 8 – стойка; 9 – установочная риска; 10 – фиксирующий винт; 11 – координатная сетка-планшет; 12 – направляющие; 13 – экраны; 14 – мультиметр

работы печи более 5 минут, а продолжительность перерывов между циклами должна быть не менее 30 с. Для включения таймера менее, чем на 5 минут, необходимо повернуть регулятор в положение после 5 минут, а затем установить его на нужное время. Пуск цикла нагрева (включение СВЧ-излучения производится при закрывании дверцы 3 (загорается лампочка подсветки). После завершения установленного таймером временного цикла лампочка гаснет и раздается звуковой сигнал. Возможно досрочное (до отработки заданного времени) выключение печи – открыванием дверцы печи (СВЧ-излучение отключается системой защиты )

14

до 50 дБ (до 10⁵ раз). Сетчатые экраны удобнее в случае необходимости наблюдения за объектом и применяются в тех случаях, когда необходимо снижения уровня поля на 20…30 дБ (в 100…1000 раз). Такой же результат дает использование экранов из оптически прозрачного стекла, покрытого полупроводниковой двуокисью олова (при этом обеспечивается пропускание не менее 75 % видимого человеком света).

Экраны из радиопоглощающих материалов (резины, поролона, пропитанной соответствующим составом древесины и т. п.) часто требуют применения систем охлаждения.