12.5. Електромагнітні поля на виробництві

Електромагнітним полем (ЕМП) називається особлива форма існування матерії, яка поширюється у повітряному просторі у ви­гляді електромагнітних хвиль і в напрямі свого поширення перено­сить енергію, що створює силовий вплив на нерухомі та рухомі елек­тричні заряди. Основними параметрами ЕМП є довжина хвилі, ча­стота коливань і швидкість поширення, які пов'язані між собою спів-

відношенням Л = с//у]є-μ , де Л — довжина хвилі, м; с — швид­кість поширення електромагнітної хвилі, яка у повітрі дорівнює швид­кості світла 3-10⁸ м/с; f — частота коливань, Гц; є — діелектрична і // — магнітна проникність середовища, які у повітрі дорівнюють 1.

Залежно від частоти коливань і довжини хвилі електромагнітні поля поділяються на електростатичне ЕСП, постійне магнітне ПМП, змінне низькочастотне, зокрема електричне ЕП і магнітне МП про­мислової частоти 50 Гц, електромагнітне поле радіочастот ЕМП, ла­зерне випромінювання ЛВ та висвітлені у розділі І інфрачервоне, видиме й ультрафіолетове випромінювання (табл. 96).

Усі ЕМП несприятливо впливають на функціональний стан цен­тральної та вегетативної нервової системи з розвитком неврастеніч­ного, астеновегетативного і гіпоталамічного (діенцефального) син­дромів, серцево-судинної системи з розвитком вегетосудинної ди­стонії нейроциркуляторного типу, ендокринної системи, обміну ре­човин, периферичної крові, репродуктивної функції. Під впливом ЕМП радіочастот можливий розвиток катаракти ока. В умовах ЕМП промислової частоти персонал зазнає також негативного впливу струмів стікання та електричних розрядів, що виникають при доти­ку до конструкцій і чинять больову дію. Під впливом ПМП дода­ються зміни з боку травної системи, зовнішнього дихання, біохіміч­них показників крові та сечі, РОЕ. Лазерне випромінювання, крім властивого для інших діапазонів ЕМП загального впливу, чинить виражену теплову дію на тканини шкіри і особливо ока, що приз­водить до опіків його структур і втрати зору.

Електромагнітні поля діапазону радіочастот обіймають 5-11-й діапазони електромагнітного спектра. ЕМП, що утворюються ламповими генераторами струмів високої частоти (5-7-й діапазони), використовуються для обробки металів і ді­електриків, а також у радіомовленні; ультрависокочастотними ге­нераторами (8-й діапазон) — в телебаченні, радіозв'язку і медици­ні; надвисокочастотними генераторами (9-11-й діапазони) — в радіозв'язку, радіолокації, радіонавігації, радіоспектроскопії, радіо­астрономії й т. ін.

ЕМП діапазону радіочастот характеризується сукупністю елек­тричного та магнітного полів. У ближній до джерела зоні індукції, яка переважає при роботі з довгими, середніми, короткими і уль­тракороткими хвилями (5 —8-й діапазони), відсутня певна залеж­ність між електричною та магнітною складовими ЕМП і інтенсив

ність опромінення персоналу оцінюється окремо за силовими ха­рактеристиками електричного і магнітного полів. Кількісною харак­теристикою електричного поля є напруженість Е, за одиницю вимі­рювання якої прийнятий вольт на метр (В/м) — напруга однорід­ного електричного поля, створювана різницею потенціалів 1 В між точками, які розташовані на відстані 1 м на лінії напруженості поля. За кількісну характеристику магнітного поля слугує його напруже­ність Н, яка визначається силою, що діє в полі на одиницю прямолі­нійного провідника зі струмом в одну одиницю, розташованого пер­пендикулярно до напряму магнітних силових ліній, і вимірюється у амперах на метр (А/м). Крім напруженості електричного та магніт­ного полів інтенсивність ЕМП у 5-8-му діапазонах характеризуєть­ся енергетичним навантаженням ЕН, яке дорівнює добутку квадрата напруженості поля на час його дії. Енергетичне навантаження, ство­рюване електричним полем, дорівнює ЕН =Е²Т, магнітним — ЕН=Н²Т.

При роботі з джерелами 9-11-го діапазонів робочі місця розта­шовані в проміжній (зоні інтерференції) та дальній (хвильовій) зо­нах, де електромагнітне поле вже сформоване і напруженість його електричної і магнітної складових пов'язана залежністю £=377 Н, де 377 — хвильовий опір повітря. Інтенсивність складових цього поля оцінюється сукупно за енергетичною характеристикою — поверхне­вою густиною потоку енергії/77.Е, тобто кількістю енергії, що перено­ситься від джерела через одиницю поверхні за одиницю часу й ви­ражається в Вт/м², та створюваним енергетичним навантаженням ЕН — сумарним потоком енергії, що проходить через одиницю опроміню­ваної поверхні за час дії Т і виражається добутком ЕН = ГПЕТ.

Напруженість електричного і магнітного полів у 5-8-му діапазо­нах вимірюють за допомогою приладів, наведених у табл. 97.

Таблиця 97 Прилади та діапазони вимірювання ЕМП 5—8-го діапазонів

Е лектричне поле Магнітне поле

Прилади частоти, напруженість, частоти, напруженість,

МГц В/м | МГц А/м

ВЕМП-1.ВЕМП-2, ВЕМП-Т 0,1-300 4-1500 1-1,5 0,5-3000

ВЕМП-30 0,06-30 1-1000 0,06-30 1-300

NFM-1 0,06-350 2-40000 0,1-10 1-10

ПЗ-15, ПЗ-16, ПЗ-17 201-300 1-1000 0,01-30 0,5-16

Принцип дії всіх приладів полягає у наведенні в антені (зонді), розташованій в електричному або магнітному полі, електрорушій­ної сили, яка після випрямлення та підсилення реєструється гальва­нометром. Прилади серії ВЕМП (мал. 75) обладнані дипольною і рамковою антенами, прилад NFM— 1 — зондами Е і Н для вловлен-ня відповідно електричного і магнітного полів. Змінюючи положен­ня антени у полі, досягають максимального відхилення стрілки. При-

Мал. 75. Вимірювач електромагнітних полів ВЕМП-Т:

/ — вимірювач (а — магнітоелектричний мікроамперметр; б — кнопки перевірки напруги анода, розжарювання і вібратора; в — гнізда під'єднання датчиків; г — потен­ціометр регулювання напруги вібратора; д — ручка перемикача меж вимірювання); 2 — рамкова антена; 3 — дипольна антена.

Мал. 76. Прилад ПЗ-16 для вимірювання напруженості електромагнітних полів.

лади типу ПЗ (мал. 76) складаються з трьох зондів, розташованих по осях X, У, Z і обладнаних ізотропними датчиками, й дозволяють виміряти сумарну напруженість електричного або магнітного поля від декількох джерел, які працюють одночасно, незалежно від орієн­тації датчика у просторі.

Густину потоку енергії ЕМП у 9-11-му діапазонах в межах 0,02-316 мВт/см² з частотою 150-16700 Гц вимірюють приладами ПО-1, ПЗ-9, ПЗ-13, ПЗ-18, ПЗ-19, ПЗ-20.

Прилад ПО-1 (мал. 77) випускається в різній комплектності за­лежно від діапазону робочих частот і складається з двох основних вузлів: високочастотного блока, що встановлюється на тринозі, та вимірювача потужності випромінювання. Високочастотний блок скла­дається з антени, атенюатора (регулятора інтенсивності) і термісторної головки. У кожний комплект входить до 11 вимірювальних антен з відомими величинами їх ефективних поверхонь. Електромагнітна енергія, прийнята антеною, надходить в атенюатор і термістор, увім­кнутий до вимірювального моста постійного струму, за допомогою якого вимірюють ГПЕ.

Мал. 77. Вигляд розгорнутої установки ПО-1.

Згідно зі стандартом 12.1.006-88 "ССБП. Електромагнітні поля радіочастот. Допустимі рівні на робочих місцях і вимоги до прове­дення контролю" гранично допустимі значення напруженості елек­тричної та магнітної складової ЕМП 5-8-го діапазонів на робочих місцях персоналу визначають, виходячи з допустимого енергетично­го навантаження і часу дії за формулами

де Е і Я_гд — гранично допустимі значення напруженості електрич­ного |В/м) і магнітного (А/м) полів, які не повинні перевищувати значень, наведених у табл.98; £Я_Егі і £Я_Нгд — гранично допустимі значення енергетичного навантаження упродовж робочого дня елек­тричного [(В/м)²-год] і магнітного [(А/м)²-год] полів, наведені в табл. 98; Т — тривалість впливу за робочу зміну, год.

Одночасний вплив електричного і магнітного полів в діапазоні 0,06-3 МГц вважають допустимим за умови

При послідовному або одночасному опроміненні персоналу ЕМП 9-11-го діапазонів у безперервному і переривчастому (від оберталь­них і сканувальних антен) режимах сумарне енергетичне наванта­ження визначають за формулою

Таблиця 98

Граничні значення напруженості та енергетичного навантаження ЕМП діапазону 0,06-300 МГц на робочих місцях

Параметр	Граничні	значення в діапазонах	jacTOT, МГц
	від 0,06 до 3	понад 3 до ЗО	понад ЗО до 300
£гд, В/м Ягд, А/м ЕНЕ (В/м)2год £■#/, (А/м)2-год	500 50 20000 200	300 7000	80 3* 800 0,72*

• Для частот 30-50 МГц.

Гранично допустиму густину потоку енергії у 9 —11-му діапазо­нах на робочих місцях персоналу визначають, виходячи з допусти­мого енергетичного навантаження на організм і тривалості дії за фор­мулою

де ГПЕ - гранично допустиме значення густини потоку енергії, Вт/м²; ЕНгпе_г1і-- гранично допустиме енергетичне навантаження, що дорівнює 2 Вт-год/м²(200 мкВтгод/см²); К - коефіцієнт по­слаблення біологічної ефективності, що дорівнює 1 для всіх випад­ків впливу, виключаючи випромінювання від антен, що обертаються або сканують, 10 — для антен, що обертаються або сканують; Т — час перебування у зоні опромінення за робочу зміну, год. Однак у всіх випадках максимальне значення ГПЕ_Гй не повинно перевищу­вати 10 Вт/м²(Ю00 мкВт/см²).

Вимірювання ЕМП проводять на робочих місцях на віддалі від дже­рел ЕМП, на декількох рівнях від поверхні підлоги або землі (0,5; 1,0 і 1,7 м або на рівні голови, грудей і малого таза працюючого у позі сидячи) з визначенням максимального значення напруженості або ГПЕ для кожного робочого місця. У кожній точці проводять не менше трьох вимірів. Найбільше значення заносять у протокол. Під час вимірюван­ня персонал не повинен перебувати в зоні вимірювання.

При впливі ЕМП від декількох джерел, що працюють у 5 — 11-му діапазонах, для яких визначені єдині ГДР, сумарну інтенсивність впли­ву визначають приладами з ізотропними датчиками. При викори­станні приладів з антенами напруженість або ГПЕ вимірюють від кожного джерела окремо і визначають сумарне енергетичне наванта­ження, яке не повинно перевищувати наведених вище ГДР. При впливі ЕМП від декількох джерел, що працюють у 5-11-му діапазонах, для яких визначені різні значення ГДР, або які нормуються за різними параметрами поля, вимірювання проводять від кожного джерела ок­ремо і допустимість впливу оцінюють за сумою відношень енергетич­них навантажень, створюваних кожним джерелом, до відповідних гра­нично допустимих значень, яка не повинна перевищувати 1.

де ЕН_ГПЕ — енергетичне навантаження від безперервного опромі­нення; ЕН_ГПЕ — енергетичне навантаження від переривчастого опромінення; ЕН_ГПЕсум — сумарне енергетичне навантаження, яке не повинно перевищувати 200 мкВт-год/см².

У зв'язку з поширенням радіотехнічних об'єктів у населених пунктах "Державними санітарними нормами і правилами захисту населення від впливу електромагнітного випромінювання" № 239-96 визначені ГДР ЕМП радіочастот, які в житловій забудові не по­винні перевищувати значення, наведені в табл. 99.

Таблиця 99 Гранично допустимі рівні ЕМП радіочастот у житловій забудові

Діапазон ЕМП	ГДР, В/м	Діапазон ЕМП	ГДР, мкВт/см2"
5 25 6 15 7 6-3* 8 3		9 15-40 10 60 11 10-140

* Залежно від частоти і довжини хвилі.

** Залежно від довжини хвилі, часу опромінення, швидкості обертання антен РЛС метеорологіч­ного, оглядового авіаційного і морського призначення при імпульсному випромінюванні.

При вимірюванні ЕМП у довкіллі вибір точок вимірювання ви­значається місцевою ситуацією та розташуванням головних, бічних і задніх пелюсток діаграми спрямування антени з урахуванням по­верховості забудови на висоті від поверхні Землі 1,7, 3, 6, 9 м. На кожній висоті виконують по три виміри.

Електромагнітні поля промислової частоти 50 Гц створюються мережею повітряних високовольтних ліній електропе­редач змінного струму 220-1150 кВ і розподільними та перетворю­вальними електричними підстанціями, трансформаторами, випрям­лячами тощо.

Для вимірювання напруженості ЕП промислової частоти в межах 1-60 кВ/м використовують прилад ПЗ-1, у межах 2-100 кВ/м — його модифікований варіант ПЗ-1М. Принцип роботи приладів по­лягає у тому, що ЕП створює електрорушійну силу в симетричній антені, яка являє собою сферичний диполь з двох напівсфер, розділе­них діелектриком. Сигнал підсилюється підсилювачем змінного стру­му, випрямляється лінійним випрямлячем і вимірюється стрілочним мікроамперметром. Крім того, напруженість ЕП промислової часто­ти можна вимірювати приладами NFM-1, ВНЕП-2.

Згідно зі стандартом 12.1.002-84 "ССБП. Електричні поля п ро­мислової частоти. Допустимі рівні на робочих місцях і вимоги до

проведення контролю" гранично допустимий рівень напруженості електричного поля для персоналу, що обслуговує електроустановки, визначається рівнем 25 кВ/м. Перебування у полі напруженістю по­над 25 кВ/м без використання засобів захисту не допускається, від 20 до 25 кВ/м обмежується 10 хв, до 5 кВ/м включно допускається упродовж робочого дня. Допустимий час Г_гд (год) перебування в електричному полі фактичної напруженості Е від 5 до 20 кВ/м та допустиму напруженість поля Е_гл залежно від часу перебування у ньому Г (год) в межах від 0,5 до^д8 год обчислюють за формулами

Т_гд = 50/Е_ф-2 і Е_ГД = 50/(Г_ф+2).

Допустимий час перебування в електричному полі може бути реалізований одноразово або дозовано упродовж робочого дня. Решту робочого часу напруженість поля не повинна перевищува­ти 5 мВ/м.

Напруженість ЕП вимірюється в зонах перебування особи при виконанні робіт без піднімання на конструкції або обладнання за відсутності засобів захисту — на висоті до 1,8 м від поверхні Землі, при наявності колективних засобів захисту — на висоті 0,5, 1,0 і 1,8 м від поверхні Землі, при виконанні робіт з підніманням на конструкції або обладнання (незалежно від наявності засобів захи­сту) — на висоті 0,5, 1,0 і 1,8 м від робочого майданчика і на віддалі 0,5 м від заземлених струмопровідних частин обладнання.

Для захисту населення від несприятливого впливу ЕП, яке ство­рюють повітряні ЛЕП змінного струму промислової частоти в умо­вах населених пунктів, ДСН № 239-96 встановлені такі гранично допустимі.рівні його напруженості: усередині житлових приміщень — 0,5 кВ/м, на території зони житлової забудови — 1 кВ ^/м, у засе­леній місцевості поза зоною житлової забудови (териюрія в межах проходження ЛЕП, приміські й зелені зони, курорти, городи і сади) — 5 кВ /м, на ділянках перетину ЛЕП з автомобільними шляхами — 10 кВ м, на сільськогосподарських угіддях — 15 кВ/м, у важкодо-ступній місцевості — 20 кВ/м.

Одночасно обслуговування невимкнених повітряних ліній елек­тропередач напругою 220-1150 кВ змінного струму супроводиться локальним (на кисті рук і стопи ніг) чи загальним (на все тіло працюючого) впливом змінного магнітного поля частотою 50 Гц.

Інтенсивність МП 50 Гц оцінюється за значенням магнітної ін­дукції, яка вимірюється у теслах (Тл), залежить від властивостей середовища, в якому існує поле, і дорівнює силі, що діє у цьому полі на провідник одиничної довжини з одиничним струмом, або за ам­плітудним значенням напруженості МП, яка визначається силою, що діє на провідник зі струмом незалежно від властивостей середовища і вимірюється в амперах на метр (А/м). Магнітна індукція і на­пруженість магнітного поля пов'язані співвідношенням Б=ц ц-Я, де μ₀ — магнітна стала, що дорівнює An ■ 10~⁷ Гн/м*, μ — абсолютна

* Гн — генрі, одиниця індуктивності.

магнітна проникність речовини, що становить для повітря 1 Гн/м. Значення магнітної індукції 1 МТл відповідає значенню напружено­сті МП 800 А/м.

Згідно з СН № 5060-89 у випадках впливу МП 50 Гц на все тіло працюючого орієнтовний безпечний рівень дії (ОБРД) має дорів­нювати 4 МТл (3,2 кА/м), а за умов локального впливу з ураху­ванням одночасного загального впливу МП на все тіло працюючо­го — 6,5 МТл (5,2 кА/м), що забезпечує дотримання ОБРД при дії на все тіло. Тривалість перебування в МП при виконанні робіт під напругою не повинна перевищувати 50 % загальної тривалості робочого дня. Допустимий час перебування в МП може бути реалі­зований одноразово або частинами упродовж робочого дня.

Значення напруженості МП на робочих місцях персоналу для кож­ного випадку виконання робіт під напругою обчислюється за такою формулою: Н = I/2nR, де / — сила струму, А; / = S/V3t7, де S — навантаження, що визначається на підстанції за показами приладів, Вт; U — напруга на повітряній лінії, В; R — радіус дроту, м. Якщо напруженість МП на робочих місцях перевищує ОБРД, проведення робіт під напругою можливе при зменшенні сили струму на лінії до значень, що забезпечують допустимі рівні магнітної індукції (напру­женості МП).

Крім ЛЕП, джерелами змінних магнітних полів 50 Гц є різнома­нітне виробниче обладнання змінного струму, яке може чинити без­перервний або переривчастий вплив на працюючих. Основними йо­го параметрами, крім амплітудного значення напруженості, є трива­лість імпульсу т та паузи між імпульсами t, а також загальний час впливу упродовж робочого дня Т.

Згідно з СН 3206-85 напруженість МП на робочих місцях за­лежно від часових характеристик впливу не повинна перевищувати значення, наведені в табл. 100, і досягається захистом екраном, відда­ллю та часом.

При тривалості імпульсу МП 50 Гц понад 3 с напруженість поля вимірюється мікротесламетром Г-79 з подальшим перерахунком ефек­тивного значення в амплітудне шляхом множення на коефіцієнт 1,41, менше 3 с — комплектом апаратури у складі відкаліброваних дат­чиків і реєструвальних пристроїв (імпульсних осцилографів, вольт­метрів тощо), зокрема приладом ВНМП.

Постійне електричне (електростатичне) поле ут­ворюється матеріалами і виробами, що легко електризуються, висо­ковольтним електрообладнанням постійного струму (електрогазоочи-стка, електростатична сепарація руд і матеріалів, нанесення лакофар­бових матеріалів) унаслідок накопичення нерухомих електричних зарядів. ЕСП може існувати у вигляді власне електростатичного поля (поле нерухомих зарядів) або стаціонарного електричного по­ля (електричне поле постійного струму).

За гігієнічний параметр ЕСП приймається його напруженість (В/м), яка відповідає відношенню сили, що діє у полі на точковий заряд, до величини цього заряду.

Таблиця 100

Гранично допустимі амплітудні значення напруженості змінних магнітних полів 50 Гц

		Напруженість магнітного поля,		кА м
Час, год	Безперервні або	Переривчасті МП прн		Переривчасті МП
	переривчасті МП	60 > т >1с і t > 2 с		прн 0,02 < т < 1 с
	прн т > 0,02 с і f < 2 с			і ( > 2 с
До 0,1
(включно)	6	8		10
1,5	5,5	7,5		9,5
2,0	4,9	6,9		8,9
2,5	4,5	6,5		8,5
3,0	4,0	6,0		8,0
3,5	3,6	5,6		7,6
4,0	3,2	5,2		7,2
4,5	2,9	4,9		6,9
5,0	2,5	4,5		6,5
5,5	2,3	4,3		6,3
6,0	2,0	4,0		6,0
6,5	1,8	3,8		5,8
7,0	1,6	3,6		5,6
7,5	1,5	3,5		5,5
8,0	1,4	3,4		5,4

Напруженість ЕСП вимірюють приладами ВЕСП-1, ВЕСП-9, ВНЕП-1, ВВНЕП-2, ВНЕП-20Д.

Прилад ВЕСП-1 працює за принципом індукування електрично­го заряду на диполі, де заряд за допомогою обертальної заземленої сфери перетворюється на змінний сигнал, який підсилюється і ре­єструється мікроамперметром. Вимірювач має чотири діапазони — 10, ЗО, 50 і 150 Кв/м.

Прилад ВЕСП-9 — статичний індукційний електрометр, основою якого є електрометрична лампа або транзистор. Під впливом елек­тричних зарядів змінюється струм анода лампи або транзистора, який вимірюється мікроамперметром. Діапазон вимірювання прила­ду 0-2,5-10⁶В/м. Для розширення діапазону вимірюваних значень напруженості на корпус датчика надягають змінні екрануючі криш­ки з каліброваними отворами діаметром 2,5-15 мм, які зменшують ефективну площу дискового сприймального електрода.

Прилад ВНЕП-1 і його модифіковані варіанти на транзисторах ВВНЕП-2 і ВНЕП-20Д побудовані за принципом періодичної моду­ляції електричного заряду, індукованого електричним полем на ви­мірювальному електроді. За допомогою обертальної заземленої криль­чатки відбувається періодичне екранування поля. Зона індукованого заряду викликає появу перемінного струму в ланцюзі датчик —зем­ля. Прилад ВНЕП-1 здатний безперервно вимірювати напруженість ЕСП у межах 0,4-2,5-10³ кВ/м, поділених на п'ять діапазонів, ВВНЕП-2 і ВНЕП-20Д - у межах 3-2-10³ кВ/м, поділених на ві­сім діапазонів.

Прилади В.ЕСП-9 і ВНЕП-1 можна використовувати також для

вимірювання напруженості ЕСП на поверхні матеріалів, виробів, ті­ла оператора.

Напруженість ЕСП контролюється на рівні голови і грудей пра­цюючих за їх відсутності не менше трьох разів. Визначальним є найбільше значення. При вимірюванні ЕСП обов'язковим є вимі­рювання його значень на поверхні тіла оператора (на передній по­верхні грудної клітки).

Гранично допустима напруженість ЕСП на робочих місцях пер­соналу, за стандартом 12.1.045-84 "Електростатичне поле. Допустимі рівні на робочих місцях і вимоги до проведення контролю", не по­винна перевищувати 60 кВ/м при тривалості дії до 1 год. При напруженості ЕСП менше 20 кВ/м час перебування у полі не рег­ламентується. У діапазоні напруженості 20-60 кВ/м допустимий час Г_гд(год) перебування персоналу в ЕСП фактичної напруженості Е, без засобів захисту та допустиму напруженість поля Е залежно від фактичної тривалості перебування персоналу на робочих місцях Т визначають за формулами

Постійні магнітні поля створюються постійним електричним струмом або постійними магнітами. Джерелами їх є електролізні ванни (електролізери), лінії передачі та електротех­нічні пристрої постійного струму, різноманітні магнітні пристрої та установки (електромагніти, соленоїди, імпульсні установки напів-періодичного або конденсаторного типу).

Основними характеристиками ПМП є його напруженість Н (А/м), магнітна індукція ЖТл), а також магнітний потік Ф, який визначається добутком магнітної індукції на площу 5 магнітного контуру Ф = В ■ S і вимірюється у веберах (Вб).

Для вимірювання ПМП використовуються мілівеберметри, маг­нітометри або вимірювачі магнітної індукції. Мілівеберметри (флюкс­метри) М-119 і М-119Т та балістичні гальванометри М-197/1 і М-197/2 ґрунтуються на здатності магнітного потоку збуджувати ін­дукційні струми у вимірювальній котушці певного розміру і фор­ми з одним шаром дротяної обмотки. Для визначення магнітного потоку вимірювальну котушку вміщують у ПМП перпендикулярно до силових ліній, потім її видаляють за межі поля або повертають на 90°. При цьому спостерігається відхилення стрілки приладу.

Магнітометри (ерстедометри) вимірюють напруженість магніт­ного поля за значенням кута відхилення магнітної стрілки, що обер­тається на осі, тобто за значенням моменту сил, який повертає стріл­ку у просторі. З цією метою може бути використаний магнітний ком­пас, градуйований в амперах на метр.

Будова вимірювача магнітної індукції Е-113 (ВМІ-3) базується на ефекті Холла — виникненні різниці потенціалів між довгими кінцями пластинки, по якій проходить струм і яка розташована пер­пендикулярно до лінії зовнішнього МП. Прилад обладнаний двома

датчиками: С — для вимірювання індукції соленоїда і М — у зазорі електромагніту. Датчики розташовують у полі перпендикулярно до силових магнітних ліній. Від електромережі через трансформатор приладу на датчик подається зовнішня напруга, а перпендикулярно до напряму цього струму від датчика відводиться напруга Холла до підсилювача на напівпровідниках для її вимірювання.

Напруженість ПМП на робочому місці за СН 1742-77 не повин­на перевищувати 8 кА/м.

Лазерне випромінювання — електромагнітне випромінювання оптичного діапазону з довжиною хвиль 0,2-1000 мкм, в якому розрізняють ультрафіолетову (від 0,2 до 0,4 мкм), видиму (від 0,4 до 0,75 мкм), ближню (від 0,75 до 1,4 мкм) і дальню інфрачервону (понад 1,4 мкм) ділянки. Біологічні ефекти, що вини­кають під впливом ЛВ, поділяються на первинні (органічні зміни в опромінюваних тканинах ока і шкіри) і вторинні (неспецифічні змі­ни в організмі у відповідь на опромінення). Лазерне випромінюван­ня видимої та ближньої інфрачервоної ділянки спектра при по­траплянні в орган зору досягає сітківки, а випромінювання ультра­фіолетової і дальньої інфрачервоної ділянок поглинається кон'юнкти­вою, рогівкою, кришталиком ока. Біологічні ефекти впливу ЛВ зале­жать від енергетичної експозиції (енергетичної освітленості), довжини хвилі випромінювання, тривалості імпульсів і частоти їх повторен­ня, тривалості загальної дії та площі опромінюваної ділянки тіла, а також від біологічних і фізико-хімічних особливостей тканин і ор­ганів, що опромінюються.

Енергетична експозиція (поверхнева густина енергії) дорівнює відношенню енергії випромінювання, що падає на досліджувану ді­лянку поверхні, до площі цієї ділянки (Дж/см²). Енергетична ос­вітленість (поверхнева густина потужності) визначається відношен­ням потоку випромінювання, що падає на досліджувану ділянку поверхні, до площі цієї ділянки (Вт/см²). Енергетична експозиція може бути виражена через добуток енергетичної освітленості на три­валість опромінення.

Лазерне випромінювання вимірюють за допомогою лазерних дози­метрів — приладів, що дають змогу реєструвати енергетичну експо­зицію або енергетичну освітленість прямого, відбитого і розсіяного ЛВ у всіх його хвильових діапазонах, з порогом чутливості у 10 разів нижчим за гранично допустимі рівні, серед яких найбільш відомі "Ви-мірювач-1", ФПМ-01, ІЛД-2 тощо. Вимірювання проводять при лазе­рі, що працює у режимі та напрямі максимальної віддачі енергії.

Згідно з "Санітарними нормами і правилами побудови та екс­плуатації лазерів" № 2392-81 за гранично допустимий рівень (ГДР) лазерного випромінювання приймається його енергетична експози­ція на рогівці, сітківці та шкірі, визначена для спектрального діапа­зону 0,2-20 мкм, яка виключає появу первинних біоефектів в озна­ченому спектральному діапазоні і вторинних біоефектів у видимій ділянці спектра.

Для безперервного лазерного випромінювання (тривалістю понад

0,25 с) ультрафіолетового діапазону енергетична експозиція (Я ) на рогівці ока та шкірі упродовж робочого дня не повинна переви­щувати ГДР, наведені в табл. 101. Для видимої ділянки ГДР лазер­ного випромінювання, що не спричинюють первинних (Я_п) і вторин­них (Я_в) біоефектів, регламентуються для рогівки ока і визначають­ся за формулами

де Я, — енергетична експозиція на рогівці залежно від тривалості дії (Г) і кутового розміру джерела випромінювання при максималь­ному діаметрі зіниці (табл. 102); K^ — поправковий коефіцієнт на довжину хвилі і діаметр зіниці (наведені у санітарних нормах); Я₂ — енергетична експозиція на рогівці залежно від довжини хвилі і діа­метра зіниці , який визначається за фоновою освітленістю рогівки Ф (табл. 103). За ГДР приймають найменше з обчислених значень H^ і Я_в. ГДР опромінення очей у ближній інфрачервоній ділянці спектра визначають так само, як і Я_п, опромінення рогівки і шкіри у дальній інфрачервоній ділянці та шкіри у видимій і ближній ін­фрачервоній ділянках за табл. 104.

ГДР імпульсного ЛВ (тривалістю менше 0,25 с) для ультрафі­олетового і видимого (за вторинними біоефектами) діапазонів ви­значають за співвідношенням відповідної енергетичної експозиції (табл. 101 і 103) на добуток частоти випромінювання і тривалості імпульсу (наводяться у паспорті приладу), для видимого (за пер­винними біоефектами), ближнього і дальнього інфрачервоних ді­апазонів — добутком їх енергетичної експозиції та відповідного по-правкового коефіцієнта частоти повторення імпульсів і тривалості впливу серії імпульсів (наведені у санітарних нормах).

Експлуатація лазерів може супроводжуватись іонізуючим випро­мінюванням, електромагнітним полем ВЧ —НВЧ діапазонів, шумом, вібрацією, запиленістю і загазованістю повітря, значення яких повин­ні відповідати чинним нормам.

Таблиця 101

ГДР енергетичної експозиції (Н_уф) лазерного випромінювання з довжиною хвилі (/.) від 0,2 до 0,4 мкм на рогівці ока або шкірі

X, мкм	Нуф, Джем2	X, мкм	Нііф, Джем2
Від 0,200 до 0,210 1 10-8 Від 0,210 до 0,215 1 10-7 Від 0,215 до 0,290 1 10-6		Понад 0,290 до 0,300 1 10-5 Понад 0,300 до 0,370 1 10-4 Понад 0,370 2 10-3

12.6. ІОНІЗАЦІЯ ПОВІТРЯ ВИРОБНИЧИХ ПРИМІЩЕНЬ

Іонізація повітря (аероіонізація) — процес перетворення нейтраль­них атомів і молекул газів повітря на електрично заряджені частинки (іони) внаслідок природної, технологічної та штучної іонізації.

Природна іонізація відбувається повсюдно і постійно внаслідок переважного впливу космічних променів і випромінювання радіоак­тивних речовин. Технологічна іонізація відбувається під впливом ра­діоактивного, рентгенівського та ультрафіолетового випромінюван­ня, термоемісії, фотоефекту тощо, спричинених технологічними про­цесами, і поширюється головним чином біля технологічного устатку­вання. Штучна іонізація здійснюється спеціальними пристроями — іонізаторами, які забезпечують задану концентрацію іонів в одиниці об'єму повітря і

Під впливом іонізаторів молекула газу втрачає електрон, який приєднується до нейтральної молекули, внаслідок чого остання пе­ретворюється на від'ємний іон. Молекула, від якої від'єднався елек­трон, стає додатним іоном. Утворені мономолекулярні іони недовго­вічні, до них приєднується по 10—15 молекул газу й утворюються більш стійкі компоненти, які несуть елементарний заряд, — так зва­ні легкі іони розмірами 7 —10-10'⁸ см. Стикаючись із завислими у повітрі частинками пилу та краплинками води, легкі іони віддають їм свій заряд, унаслідок чого утворюються важкі іони розмірами 250-550-10"⁸см.

Характеристиками іонів є рухомість і заряд. Рухомість іонів ви­ражається коефіцієнтом пропорційності К між швидкістю іонів і напруженістю електричного поля, що діє на іон, і залежить від їх маси: чим більша маса, тим менша швидкість переміщення іона в електричному полі. За рухомістю весь спектр іонів, згідно з СН 2152— 80, поділяють на п'ять діапазонів: легкі (/С>1,0), середні (1,0>/С>0,01), важкі (0,01>Л>0,001), іони Ланжевена (0,001>/С>0,0002), надваж-кі іони (0,0002>Ю. Кожний іон має додатний або від'ємний елек­тричний заряд (полярність).

Поряд із виникненням відбувається безперервне зникнення іонів унаслідок рекомбінації їх із частинками протилежних знаків. За­лежно від співвідношення процесів іонізації та деіонізації встанов­люється певний ступінь іонізованості повітря.

Помірний ступінь іонізованості, особливо з переважанням легких від'ємних іонів, розцінюється як позитивне явище, що має загаль­нооздоровче і терапевтичне значення. Навпаки, надмірно високі кон­центрації додатних легких і важких іонів обох знаків, зокрема у виробничих умовах, несприятливо впливають на здоров'я і розгля­даються як показник забруднення повітря. Концентрації важких іонів у повітрі зростають зі збільшенням температури, вологості, конценг трації CO.,, кількості людей у приміщенні тощо.

Ступінь іонізованості повітря визначається кількістю іонів кож­ної полярності в 1 см³ повітря за допомогою лічильників іонів (іоно­метрів) ЛАІ-ТДУ (Тарту) або АЛІ (Мінськ). Робота іонометрів грун

тується на аспірації повітря за допомогою вентилятора через цилін­дричний конденсатор, на який подається постійна напруга. Іони, що містяться у повітрі, осаджуються на внутрішньому електроді кон­денсатора, змінюючи його заряд, який реєструється електрометром. Застосовується як метод зарядки конденсатора, коли відбувається збільшення його заряду іонами того ж знака, так і метод розрядки, коли внутрішній електрод розряджається іонами протилежного зна­ка. Прилади обладнані перемикачами для зміни знака напруги, що подається на зовнішні обмотки конденсатора, для реєстрації іонів різної полярності та конденсаторами для реєстрації легких і важ­ких іонів. Гранична рухливість іонів, що вловлюються кожним кон­денсатором, залежить від величини напруги, що подається на кон­денсатор, і об'ємної швидкості аспірації повітря. Перемикання з од­ного конденсатора на інший здійснюється за допомогою спеціально­го ключа. Щоб знайти число іонів певної маси і заряду в 1 см³ повітря, визначають заряд, якого набуває внутрішній електрод кон­денсатора внаслідок осідання на нього іонів того ж знака, що й знак напруги на зовнішній обмотці конденсатора, які містяться у пропу­щеному об'ємі повітря.

За результатами вимірювань обчислюють показник полярності П, який дорівнює відношенню різниці кількості іонів додатної п* і від'ємної п' полярності до їх суми П = (п⁺ - п)/(п⁺ + п~). Показ­ник полярності змінюється від +1 до —1. При однаковій кількості іонів додатного і від'ємного знака /7=0.

Згідно з "Санітарно-гігієнічними нормами допустимих рівнів іоні­зації повітря виробничих і громадських приміщень" № 2152-80, мі­німальна, оптимальна та максимально допустима кількість легких іонів і показник полярності повинні відповідати рівням, наведеним у табл. 105

Таблиця 105

Нормативні значення іонізації повітря виробничих і громадських приміщень

	Число іонів у	1 см1 повітря		іі
Рівень іонізації	п+		іі-
Мінімально необхідний Оптимальний Максимально допустимий	400 1500-3000 50000	600 3000-5000 50000		-0,2 Від -5 до 0 Від -0,05 до +0,05

Мінімально необхідний і максимально допустимий рівні визна­чають інтервал концентрацій іонів у вдихуваному повітрі, відхилен­ня від яких створює небезпеку для здоров'я людини