電磁環(huán)境監測儀器和基本方法

　　1、電磁環(huán)境測量?jì)x器

　　電磁環(huán)境的測量按測量場(chǎng)所分為：作業(yè)環(huán)境、特定公眾暴露環(huán)境、一般公眾暴露環(huán)境的測量。按測量參數分為：電場(chǎng)強度、磁場(chǎng)強度、電磁場(chǎng)功率通量密度、無(wú)線(xiàn)電干擾等的測量。測量?jì)x器根據測量目的分為：非選頻式寬帶輻射測量?jì)x和選頻式輻射測量?jì)x。

　�。�1）非選頻式寬帶輻射測量?jì)x

　�、倥紭O子和檢波二極管組成探頭：這類(lèi)儀器由三個(gè)長(cháng)為2～10cm的正交偶極子天線(xiàn)，端接肖特基檢波二極管、RC濾波器組成。檢波后的直流電流經(jīng)高阻傳輸線(xiàn)或光纜送入數據處理和顯示電路；當 時(shí)（D-偶極子直徑，—偶極子長(cháng)度），偶極子互耦可忽略不計；由于偶極子相互正交，將不依賴(lài)場(chǎng)的極化方向；探頭尺寸很小，對場(chǎng)的振動(dòng)擾動(dòng)也小，能分辨場(chǎng)的細微變化。根據雙錐天線(xiàn)理論，求得偶極子等效電容 、電感 ；

　　式中：—天線(xiàn)半徑；—偶極子截面積；—偶極子實(shí)際長(cháng)度。

　　由于偶極子天線(xiàn)阻抗呈容性，輸出電壓是頻率的函數：

　　式中：—角頻率，—頻率；—天線(xiàn)縫隙電容和負載電容；—負載電阻。

　　當三副正交偶極子組成探頭時(shí)，它可以分別接收 三個(gè)方向場(chǎng)分量，經(jīng)理論分析得出：

　　式中：—檢波器引入的常數；—偶極子與高頻感應電壓間比例系數；—分別對應于 三個(gè)方向的電場(chǎng)分量；—待測場(chǎng)的電場(chǎng)矢量。

　　為待測場(chǎng)的厄米特（Hermitian）幅度�？梢�(jiàn)，用端接平方律特性二極管的三維正交偶極子天線(xiàn)，總的直流輸出正比于待測場(chǎng)地平方，而功率密度亦正比于待測場(chǎng)的平方，因此經(jīng)過(guò)校準后， 的值就等于待測電場(chǎng)的功率密度。如果電路中引入開(kāi)平方電路，那么 值就等于待測電場(chǎng)強度值。偶極子的長(cháng)度應小于被測頻率的半波長(cháng)。

　�、跓犭娕夹吞筋^：采取三條相互垂直的熱電偶結點(diǎn)陣作電場(chǎng)測量探頭，提供了和熱電偶元件切線(xiàn)方向場(chǎng)強平方成正比的直流輸出。待測場(chǎng)強為 ，與極化無(wú)關(guān)。沿 三個(gè)方向分布的熱電偶元件最大尺寸應小于最高工作頻率波長(cháng)的1/4.避免諧振。

　�、鄞艌�(chǎng)探頭：由三個(gè)相互正交環(huán)天線(xiàn)和二極管、RC濾波元件、高阻線(xiàn)組成，從而保證其全向性和頻率響應。環(huán)天線(xiàn)感應電勢為：式中：N—環(huán)匝數；b—環(huán)半徑；H—待測場(chǎng)的磁場(chǎng)強度。

　　為了確保環(huán)境監測的質(zhì)量，應對這類(lèi)儀器電性能提出基本要求：各向同性誤差dB；系統頻率響應不均勻度dB；靈敏度0.5V/m；校準精度dB 。

　�。�2）選頻式輻射測量?jì)x

　　這類(lèi)儀器用于環(huán)境中低電平電場(chǎng)強度、電磁兼容、電磁干擾測量。除場(chǎng)強儀（或稱(chēng)干擾場(chǎng)強儀）外，可用接收天線(xiàn)和頻譜儀或測試接收機組成的測量系統經(jīng)校準后，用于環(huán)境電磁輻射測量。

　�、賵�(chǎng)強儀（干擾場(chǎng)強儀）：待測場(chǎng)的場(chǎng)強值：

　　式中：K—天線(xiàn)校正系數，為頻率的函數，可由場(chǎng)強儀的使用說(shuō)明文件查得。

　　當被測場(chǎng)是脈沖信號時(shí)，不同帶寬對應的值不同。此時(shí)需要歸一化于MHz帶寬的場(chǎng)強值，即：式中：BW—選用帶寬，MHz；K、L值查表可得；—場(chǎng)強儀讀數。

　　測量寬帶信號環(huán)境輻射峰值場(chǎng)強時(shí)，要選用盡量寬的帶寬。相應平均功率密度為：

　　式中： ——脈沖信號占空比， 和可以方便地計算出來(lái)。

　�、陬l譜儀測量系統：測量系統工作原理和場(chǎng)強儀一致，只是用頻譜儀作接收機，此外頻譜儀的dBm讀數須換算成對50 系統，場(chǎng)強值為：

　�、畚⒉�測試接收機：用微波接收機、接收天線(xiàn)也可以組成環(huán)境監測系統�？鄢�電纜損耗，功率密度可按下式計算： 式中： —天線(xiàn)增益（倍數）； —工作波長(cháng)，cm； —數字幅度計讀數，dBm； ——0dB輸入功率，dBm。

　　用于環(huán)境電磁輻射測量的儀器各類(lèi)較多，凡是用于EMC（電磁兼容）、EMI（電磁干擾）目的的測試接收機都可用于環(huán)境電磁輻射監測。專(zhuān)用的環(huán)境電磁輻射監測儀器，也可用上面介紹的方法組成測量裝置實(shí)施環(huán)境監測。

　　2、電磁污染源監測方法

　　環(huán)境條件：應符合行業(yè)標準和儀器標準中規定的使用條件。測量記錄表應注明環(huán)境溫度、相對濕度。

　　測量?jì)x器：可使用各向同性響應或有方向性電場(chǎng)探頭或磁場(chǎng)探頭的寬帶輻射測量?jì)x。采用有方向性探頭時(shí)，應在測量點(diǎn)調整探頭方向以測出測量點(diǎn)最大輻射電平。

　　測量時(shí)間：在電磁污染源正常工作時(shí)間內進(jìn)行測量，每個(gè)測點(diǎn)連續測5次，每次測量時(shí)間不應小于15s，并讀取穩定狀態(tài)的最大值。若測量讀數起伏較大時(shí)，應適當延長(cháng)測量時(shí)間。

　　測量位置：取作業(yè)人員操作位置，距地面0.5m、1.0m、1.7m三個(gè)部位；輻射體各輔助設施（計算機房、供電室等）作業(yè)人員經(jīng)常操作的位置，測量部位距地面0.5m、1.0m、1.7m；輻射體附近的固定哨位、值班位置等。

　　數據處理：求出每個(gè)測量部位平均場(chǎng)強值（若有幾次讀數）

　　根據各操作位置的E值按國家標準《電磁輻射防護規定》作出分析評價(jià)。