МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра безопасности жизнедеятельности

отчет

по лабораторной работе №5

по дисциплине «Безопасности жизнедеятельности»

Тема: Исследование защиты человека от воздействия свч-излучения

Студенты гр. 0207		Маликов Б.И. Бурчик Н.Е. Щубрет С.Л.
Преподаватель		Овдиенко Е.Н.

Санкт-Петербург

2022

Обработка результатов

1. Исследование зависимости уровня облучения от расстояния до источника.

А) Зависимость P_пр в ближней зоне (5...30 см)

Таблица 1

l, см	5	5,5	6,8	7,6	8,8	9,7	10,9	11,8	12,8
Pпр , мВт	0,56	1	0,45	1	0,38	1	0,36	0,94	0,34

13,5	15,5	16,2	17,3	18,2	19,3	20,0	21,0	22,0	23,2
0,84	0,33	0,55	0,28	0,37	0,24	0,33	0,19	0,30	0,17

24,0	25,1	26,0	27,0	28,1	29,0	30
0,23	0,14	0,21	0,12	0,15	0,10	0,14

Рисунок 1

Вывод: В ближней зоне с удалением от излучателя мощность излучения СВЧ-генератора убывает по зависимости в виде колебательного процесса.

Наблюдается сложный характер зависимости, что подтверждает теорию о формировании волнового поля. С удалением от излучателя уменьшается плотность максимумов и минимумов, кривая становится все более и более гладкой.

Б) Зависимость P_пр в дальней зоне (30...85 см)

Таблица 2

l, см	30	35	40	45	50	55	60
Pпр , мВт	0,14	0,09	0,07	0,065	0,05	0,05	0,04

65	70	75	80
0,035	0,03	0,025	0,02

Рисунок 2

Вывод: В дальней зоне характер изменения близок к линейному закону. В дальней зоне электромагнитное поле по характеру является преимущественно плоской волной. Это означает, что электрические и магнитные поля находятся в фазе, и что их амплитуды имеют постоянное соотношение.

Более того, электрические поля и магнитные поля расположены под прямыми углами друг к другу, располагаясь в плоскости, которая перпендикулярна направлению распространения (вектор Пойтинга).

Объединим оба графика:

Рисунок 3

Рисунок 4

Получается зависимость, полностью удовлетворяющая теоретическим данным. Граница начала дальней зоны излучающей антенны в направлении главного максимума излучения соответствует расстоянию:

Для используемой в работе антенны L = 9 см, λ = 3 см, l_. ≥ 27 см. На графике точкой границы можно считать 30 см.

Следовательно, для соблюдения СВЧ-гигиены работнику необходимо находится от источника излучения на расстоянии, равном дальней зоне волны. Тогда влияние излучения на организм окажется минимальным.

В) Сравнение экспериментальных и вычисленных значений ППЭт для дальней зоны

1. Длина волны для используемой в работе антенны .

2. Коэффициент усиления передаточной антенны = 55.

3. Прием F = 1.

Вычислим экспериментальные значения плотности потока мощности ППЭ_э и теоретические значения ППЭ_т

Расчетные формулы:

Пример расчетов для l = 30см:

Пример расчетов для l = 30см: 0,0194621 мВт/см^2

Таблица 3

l, см	30	35	40	45	50	55	60
ППЭэ, мкВт/см2	3,552	2,284	1,776	1,649	1,269	1,269	1,015
ППЭт, мкВт/см2	19,4621	14,2987	10,9475	8,6498	7,0064	5,7904	4,8655

l, см	65	70	75	80
ППЭэ, мкВт/см2	0,888	0,761	0,634	0,507
ППЭт, мкВт/см2	4,1458	3,5747	3,1139	2,7369

Рисунок 5

Вывод: Из теоретического расчета видно, что при данной частоте излучения СВЧ-гигиене будут удовлетворять большие расстояния, нежели в экспериментальных выводах.

Экспериментальные расчетные значения ППЭ расходятся с теоретическими (в 5-9 раз), так как предполагаемые условия эксперимента могут не соответствовать действительности (выходная мощность генератора, коэффициент усиления антенны по мощности, интерференцию прямого луча от антенны).

2. Исследование зависимости уровня облучения от направленности антенны

Таблица 4

a0	0	5	10	15	20	25	30	35	40	35	30	25	20
Pпр, мВт	0,095	0,091	0,086	0,072	0,040	0,015	0,002	0	0	0,001	0,002	0,015	0,040

15	10	5	0
0,072	0,088	0,090	0,095

Рисунок 6

При симметричном отражении зависимости относительно оси ординат:

Рисунок 7

Вывод: Эксперимент показал, что с уменьшением угла, посредством поворота волноуловителя, происходит уменьшение поглощаемой мощности прибором. При угле поворота в 35⁰-40⁰ мощность, попадающая на экран, равняется нулю. Нулевая мощность после отметки в 35 ̊ на боковых лепестках говорит об однонаправленном характере антенны

Следовательно, чтобы избежать негативного влияния СВЧ излучения, достаточно будет отойти в сторону от излучателя, и мощность излучения относительно работника будет меньше, нежели при прямом воздействии.

3. Исследование защитных свойств экранов из различных материалов

L = 30 см.

Необходимо рассчитать коэффициент экранирования излучения экранами:

где – мощность без экрана, – мощность с экраном

Таблица 5

№ экрана	Материал	Pпр, мВт	Кэкр
0	Без экрана	0,125	-
1	Резина со сложной поверхностью	0,008	15,63
2	Медная сетка	0,085	1,47
3	Медная сетка мелкая	0	-
4	Медная сетка средняя	0,010	12,5
5	Резина простая металлизированная	0,005	25
6	Резина простая	0,060	2,1
7	Кювета из орг. Стекла с водой	0	-
8	Орг. Стекло	0,065	1,92
9	Защитная ткань 2	0,040	3,125
10	Защитная ткань 1	0,010	12,5

По данным таблицы оказывается, что кювета из оргстекла с водой и мелкая медная сетка подходят для экранирования СВЧ излучения. В то время как у резины со сложной поверхностью, у простой металлизированной резины, а также у средней медной сетки небольшие показатели. Эти и остальные материалы являются поглощающими и использовать их не рекомендуется.

Поляризация в таких материалах происходит по-разному ввиду различных показателей диэлектрической проницаемости.

Условно, представленные материалы и их комбинации можно разделить на два вида: