5. Приборы для измерения свч диапазона эмп

В соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 [2] для измерений уровней ЭМП в диапазоне частот ≥ 300 МГц – 300 ГГц используются приборы, предназначенные для оценки средних значений плотности потока энергии с допустимой относительной погрешностью: не более ± 40 % в диапазоне ≥ 300 МГц – 2 ГГц и не более ± 30 % в диапазоне свыше 2 ГГц.

Средства измерения ППЭ приведены в таблице 7.4.

Таблица 7.4 – Измерители плотности потока энергии

Прибор	Диапазон частот, ГГц	Пределы измерений, мкВт/см2
П3-18 П3-18А	0,3 – 39,65	0,32 – 100000
П3-19	0,3 – 39,65	0,32 – 100000
П3-19А	0,3 – 39,65	20,0 – 100000
П3-20	0,3 – 39,65	20,0 – 100000
П3-23	37,5 – 118,1	0,5 – 2000
П3-24	37,5 – 178,4	2,0 – 30000
П3-33	0,3 – 4,0	0,1 – 250
П3-33М	0,3 – 18,5	1 – 100

Измерители плотности потока энергии, приведенные в таблице 7.4, предназначены для измерения средних значений ППЭ электромагнитного поля в широком диапазоне частот. Используются для оценки степени биологической опасности СВЧ излучений в режимах непрерывной генерации и импульсной модуляции в свободном пространстве и ограниченных объемах вблизи мощных источников излучения.

Приборы типа П3, измеряющие ППЭ, состоят из антенн-преобразователей и индикатора. Антенна-преобразователь включает в себя систему последовательно соединенных резистивных тонкопленочных термопарных преобразователей, которые размещены на конической поверхности. При измерениях энергия ЭМП поглощается элементами термопар. На каждой термопаре возникает термо-ЭДС, пропорциональная ППЭ. Измеритель термопары суммирует и усиливает по логарифмическому закону постоянные ЭДС термопар. Отсчет интенсивности ЭМП высвечивается на цифровом табло в децибелах относительно нижнего предела измерений используемой антенны-преобразователя. Среди средств измерений ППЭ имеются приборы, которые могут определять и дозу облучения – суммарную ППЭ за промежуток времени.

В настоящее время для определения плотности потока излучения СВЧ диапазона широко используются приборы: П3-33, П3-33М, П3-40, П3-41 и ИПМ-101М.

Измеритель плотности потока СВЧ излучения П3-33 (П3-33М) представлен на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 – Измеритель потока СВЧ излучения П3-33 (П3-33М).

Многие приборы, предназначенные для измерения ЭМИ, позволяют определить не только ППЭ, но и напряженности электрического и магнитного полей и работают соответственно в различных частотных диапазонах. К такому типу приборов относятся портативный измерительный прибор П3-40 (рисунок 7.2), измеритель напряженности ЭМИ П3-41, измеритель напряженности поля малогабаритный микропроцессорный ИПМ-101М и др.

Рисунок 7.2 – Портативный измерительный прибор П3-40.

2. Описание лабораторной установки

Внешний вид лабораторной установки представлен на рисунке 7.3.

Стенд представляет собой стол, выполненный в виде сварного каркаса со столешницей 1, под которой размешаются сменные экраны 2, используемые для изучения экранирующих свойств различных материалов. На столешнице 1 размещены СВЧ печь 3 (источник излучения) и координатное устройство 4.

Координатное устройство 4 регистрирует перемещение датчика 5 СВЧ поля по осям «X», «Y». Координата «Z» определяется по шкале, нанесенной на измерительную стойку 6, по которой датчик 5 может свободно перемещаться. Это дает возможность исследовать распределение СВЧ излучения в пространстве со стороны передней панели СВЧ печи (элементы наиболее интенсивного излучения).

Датчик 5 выполнен в виде полуволнового вибратора, рассчитанного на частоту 2,45 ГГц и состоящего из диэлектрического корпуса, вибраторов и СВЧ диода.

Координатное устройство 4 выполнено в виде планшета, на который нанесена координатная сетка. Планшет приклеен непосредственно к столешнице 1. Стойка 6 изготовлена из диэлектрического материала (органического стекла), чтобы исключить искажение распределения СВЧ поля.

В качестве нагрузки в СВЧ печи используется огнеупорный шамотный кирпич.

Сигнал с датчика 5 поступает на мультиметр 7, размещенный на свободной части столешницы 1 (за пределами координатной сетки).

Рисунок 7.3 – Лабораторная установка.

В работе используется электронный цифровой мультиметр DT-830D, который может работать в положении вольтметра, амперметра и омметра (см. рисунок 7.4). Для измерения интенсивности излучения СВЧ-печи мультиметр включают в положение «А 2000 µ». В таком положении мультиметр работает в качестве миллиамперметра постоянного тока и применяется для измерения маленьких токов, величиной до 2000 мкА с точностью измерения ± 1 % ± 2 единицы счета.

На столешнице 1 имеются гнезда для установки сменных защитных экранов 2, выполненных из следующих материалов:

1. сетка из оцинкованной стали с ячейками 50 мм;

2. сетка из оцинкованной стали с ячейками 10 мм;

3. лист алюминиевый;

4. полистирол;

5. резина.

Рисунок 7.4 – Мультиметр DT-830D.