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關(guān)鍵詞 電磁防護;飛機;設(shè)計
中圖分類號V22 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)116-0173-02
0 緒論
隨著現(xiàn)代電子戰(zhàn)飛機的發(fā)展,任務(wù)系統(tǒng)的發(fā)射功率越來越大,作用距離越來越遠,對飛機其他系統(tǒng)及人員的影響就越來越嚴重,因此電磁防護性能對載機安全性、可靠性方面顯示出越來越重要的的作用。
1 電磁輻射危害初步分析
電磁輻射場對人員和設(shè)備的安全性危害“看不見、摸不著”,其危害性不容易被人們認識。電磁輻射造成的瞬時過電壓不僅會引起機載電子系統(tǒng)中的敏感元器件暫時故障或永久性損害,甚至還會引起機載人員生理機能的暫時或永久性損傷。現(xiàn)就飛機任務(wù)系統(tǒng)電磁輻射初步分析,電磁輻射可能危害在如下幾個方面:
1)超量的電磁輻射對人體有害,系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)考慮人員的電磁防護問題;
2)燃油和其它易燃物在強電磁環(huán)境下可能發(fā)生危險,系統(tǒng)設(shè)計中要采取有效措施,盡量避免發(fā)生危險;
3)強電磁能會危害部分結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)裝置、部品器件的非金屬零部件、絕緣材料的物理特性、系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)分析可能的危害,采取有效措施避免發(fā)生危害;
4)電磁輻射會直接造成部分元器件及電子電氣設(shè)備的物理損壞。系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)分析可能的危害,采取有效措施避免發(fā)生危害;
5)強電磁輻射可能危及飛機發(fā)動機的系統(tǒng)裝置、危及發(fā)動機的非金屬零部件、電子電氣設(shè)備等,造成部分系統(tǒng)裝置、部品期間的失效或損壞。系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)分析電磁輻射可能的危害,采取措施避免發(fā)生危害;
6)機上部分設(shè)備的自毀裝置、信號彈等在強電磁場環(huán)境中,可能接受傳導(dǎo)發(fā)射或輻射發(fā)射能量而意外引爆。故系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)分析可能的危害,采取適當措施避免發(fā)生意外引爆。
2 電磁防護設(shè)計
2.1 電磁防護定義
電磁防護是利用連續(xù)導(dǎo)電材料減少電磁場向機體內(nèi)指定區(qū)域穿透,控制電磁波由輻射源經(jīng)泄露途徑向飛機各指定艙室傳導(dǎo)和輻射傳播。
飛機結(jié)構(gòu)電磁防護設(shè)計是基于電磁波傳播特性采取的結(jié)構(gòu)設(shè)計措施。對一個完整的導(dǎo)電連續(xù)體,可以阻擋外部電磁波的輻射進入或大大降低輻射進入的強度,對內(nèi)部的人員或設(shè)備就不會造成安全問題。但飛機因使用和制造要求,存在大量的活動門、窗、結(jié)構(gòu)縫隙、電介質(zhì)結(jié)構(gòu)等,這些部位就是通過電磁波輻射進入的通路,通過這些輻射進入的電磁波,當能量達到一定強度時,就會危害到艙內(nèi)人員安全和設(shè)備的正常工作。
2.2 電磁防護原理
電磁防護原理就是對非導(dǎo)電連續(xù)結(jié)構(gòu)采取必要的設(shè)計措施,阻斷電磁輻射從一個區(qū)域進入另一個區(qū)域的通路,或通過降低輻射進入的強度,達到滿足人員安全和設(shè)備安全可靠工作的目的。
2.3 電磁防護材料和要求
為保證人員安全,駕駛艙、工作艙、休息艙的電磁環(huán)境應(yīng)滿足一定的安全限值。
電磁防護材料選擇的原則是使用標準、導(dǎo)電性材料,或則使用鐵磁性材料;在選擇時主要考慮的是材料的機械性能而不是鐵磁特性。通常選擇的電磁防護材料為以下幾種:
1)金屬絲網(wǎng)
材料通常為蒙乃爾合金、鈹銅、鍍錫銅絲等。屏蔽材料在低頻電磁波時較高、高頻時屏蔽效能較低,一般是用在1GHZ以下的環(huán)境。
2)導(dǎo)電布
是以纖維布經(jīng)過前置處理后施以電鍍金屬鍍層使其具有導(dǎo)電性能的導(dǎo)電纖維布。一般使用鎳包銅的鍍層順序(鎳―銅―鎳)制成,其表面電阻小于0.08Ω/sq,最佳屏蔽電磁波頻率范圍為100KHZ~3GHZ,屏蔽效能大于60dB,對高頻電磁波屏蔽效果不理想。
3)硅脂導(dǎo)電膠
利用硅脂的高粘性和金屬顆粒的高導(dǎo)電性結(jié)合而成,是一種室溫固話的導(dǎo)電膠,固化后形成一個易彎曲且有彈性的導(dǎo)電連接頭或密封墊。
硅脂導(dǎo)電膠包括72-00002、72-00192/00139、50-02-1030-0000、72-00236、72-00035、TP-SAS-200-0251等牌號。
4)導(dǎo)電布襯墊
由鍍有銅鎳等導(dǎo)電織物包覆不導(dǎo)電的泡沫棉制成,屏蔽性能可超過95~120dB,具有導(dǎo)電性高,抗腐蝕特性;多背部貼膠,方便安裝,對于寬頻段電磁波都具有較好的屏蔽性能。但頻繁摩擦?xí)p壞導(dǎo)電表層。
5)導(dǎo)電橡膠
導(dǎo)電橡膠是將導(dǎo)電顆粒填料均勻分布在硅橡膠中,通過壓力使導(dǎo)電顆粒接觸達到良好的導(dǎo)電性能,兼具良好的密封和屏蔽性能。
導(dǎo)電橡膠填料一般包括鎳包銅粉填料、鋁鍍銀填料、銅鍍銀填料、玻璃鍍銀填料、純銀填料等。
6)導(dǎo)電膩子
導(dǎo)電膩子由四種填有玻璃銀或銅鍍銀微粒的單組分樹脂組成。用于提高結(jié)構(gòu)接口、孔縫和空隙的完整性,填實較大范圍的。使用安全性較高、耐腐蝕性強、最大屏蔽效能可達100dB。
導(dǎo)電膩子包括72-00005、72-00014、72-00151、72-00202等牌號。
2.4 機體結(jié)構(gòu)電磁防護設(shè)計
在飛機的電磁防護設(shè)計過程中,要求對內(nèi)部隔框、地板、頂棚等進行電磁防護設(shè)計。飛機內(nèi)部電磁防護設(shè)計主要用于防止內(nèi)部輻射源或泄漏源輻射進入工作艙或設(shè)備艙,對人員或設(shè)備造成輻射危害。對內(nèi)部輻射場的防護,通常由隔框、地板、機身壁板、頂棚、縱向墻等機身結(jié)構(gòu)組成電磁屏蔽線,將電磁輻射場控制在電磁屏蔽線內(nèi)。
由于艙內(nèi)空間有限,設(shè)備多,電纜鋪設(shè)密集,內(nèi)部輻射場對全機的電磁干擾難以排除,為降低電磁輻射設(shè)計難度,應(yīng)考慮采取以下措施來提高人員或設(shè)備電磁輻射安全性設(shè)計要求:
1)設(shè)計合理的屏蔽線;
2)設(shè)置屏蔽艙。若有多個發(fā)射機,盡可能將發(fā)射機集中布置后設(shè)計屏蔽艙,再對屏蔽艙采取電磁防護設(shè)計,以降低電磁防護設(shè)計難度,降低電磁防護設(shè)計成本,減輕電磁防護設(shè)計重量;
3)在管接頭、接縫、通過孔處,采用屏蔽材料包扎,以封堵輻射能量泄露。
2.5 電磁防護設(shè)計存在的技術(shù)問題
電磁防護設(shè)計在飛機結(jié)構(gòu)中存在以下幾方面的技術(shù)問題:
1)飛機電磁防護設(shè)計是關(guān)系到飛機在復(fù)雜電磁環(huán)境下的安全性和可靠性的設(shè)計技術(shù)。在電磁防護設(shè)計時,應(yīng)明確飛機使用剖面的外部輻射場,避免過設(shè)計或設(shè)計不足;
2)國內(nèi)還沒有能適應(yīng)飛機電磁防護設(shè)計的屏蔽材料,目前所使用的屏蔽材料如導(dǎo)電膠、導(dǎo)電膩子、導(dǎo)電布、導(dǎo)電橡膠板、導(dǎo)電布襯墊、鈹銅簧片等很難適應(yīng)飛機結(jié)構(gòu)耐環(huán)境、大間隙、變間隙、空中變形等條件下的適應(yīng)性要求;
3)現(xiàn)有技術(shù)條件下,電磁防護設(shè)計缺乏全狀態(tài)試驗驗證,難以真實反映飛機結(jié)構(gòu)的防護性能。
3 結(jié)論
飛機電磁防護設(shè)計在國內(nèi)外還沒有相關(guān)技術(shù)資料和成熟經(jīng)驗可借鑒,要形成完整成熟的技術(shù)體系,還需很多問題去解決。由于電磁輻射危害與電磁防護設(shè)計工作的復(fù)雜性,對這一方面的問題需要更多的工程技術(shù)人員去關(guān)注和參與,努力盡快提升我國飛機電磁防護設(shè)計技術(shù)水平,提高飛機在復(fù)雜電磁環(huán)境下的適應(yīng)能力和生存能力。
【關(guān)鍵詞】電視電磁輻射;產(chǎn)生;危害;防護舉措
1.引言
電視,讓我們博覽天際,縱觀宇宙,思接千載,神通萬里,它是一種最重要最廣泛最為群體所接受的綜合、現(xiàn)場傳播形式,它有著獨特的發(fā)展優(yōu)勢。然而,它也給我們帶來了電磁輻射污染的擔憂。怎樣讓人們科學(xué)面對電視的電磁輻射污染?探究和解決這一問題,具有普遍而深遠的社會現(xiàn)實意義。
2.電磁輻射的產(chǎn)生
我們?nèi)祟惿钤谝粋€巨大的電磁場里。地球本身就是一個大磁場。我們周圍有各種帶電體。物理學(xué)告訴我們:有電荷就有電場。電荷的有序運動形成電流。有電流就有磁場。變化的電流產(chǎn)生變化的磁場,變化磁場在周圍產(chǎn)生變化的電場。變化的電場又在其周圍產(chǎn)生變化的磁場。如圖1所示。圖中i為通過導(dǎo)體的電流。當電流的大小、方向發(fā)生變化時,在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生變化的磁場和電場。這種電場和磁場的交互變化產(chǎn)生電磁波。電場和磁場不斷的交互變化,使電磁波向周圍空間傳播而形成了電磁輻射。所以,電磁輻射就是電磁波向空間傳播(發(fā)射)或泄漏的現(xiàn)象?;蛘哒f,電磁輻射是由電磁波向空間傳播(發(fā)射)或泄漏而產(chǎn)生的。電磁波的傳播攜帶著能量,因此電磁輻射也可以說是能量以電磁波的形式在空間的傳播。
圖1 電流變化時在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生電場和磁場
電磁波的傳播速度為人們熟知的光速,即3×105千米/秒。
電磁輻射可以按其波長或頻率分成若干頻率段,形成電磁波譜。電磁波譜包括無線電波、紅外線、紫外線、可見光、X射線、r射線等。其中無線電波的波長最長,r射線波長最短。電磁輻射分為電離輻射與非電離輻射兩種。電磁輻射所衍生的能量,取決于頻率的高低:頻率愈高,能量愈大。頻率較高的X射線和r射線可產(chǎn)生較大的能量,以至大到足以令原子和分子電離,破壞合成人體組織的分子,被列為電離輻射。無線電波射頻裝置所產(chǎn)生的電磁能量由于頻率較低,不能破解把分子緊扣在一起的化學(xué)健,故被列為非電離輻射。
當電磁輻射為人們提供許多便捷和樂趣的同時,也在給你的身心帶來危害。這種危害就是電磁輻射污染,或者稱電磁污染。電磁輻射源也就是電磁輻射污染源,或者說,電磁輻射污染產(chǎn)生于電磁輻射源。
3.電視電磁輻射的產(chǎn)生
普通電視機的電磁輻射原理類似于CRT電腦顯示器電磁輻射原理,當電視機的顯像管在啟用時,它的負極會通過內(nèi)部的“電子槍’發(fā)射出高速電子,即高能量的電子束,經(jīng)過垂直和水平的偏轉(zhuǎn)線圈控制高速電子的偏轉(zhuǎn)角度,最后高速電子猛烈撞擊屏幕內(nèi)壁的熒光物質(zhì),使熒光屏發(fā)光,通過電壓來調(diào)節(jié)電子束的功率,就會在屏幕上形成各種圖像和文字。在這個過程中由于有近三萬伏高電壓的作用,會產(chǎn)生具有穿透力的對人體有害的X射線。而且在顯示器周圍還會產(chǎn)生低頻電磁場,形成電磁輻射。電視屏幕顯示影像時,也會放出大量的正離子,它們像磁石一樣吸附空氣周圍里的負氧離子,使空氣中的負氧離子大量減少。長期處于缺少負氧離子的狀態(tài)中,人體會出現(xiàn)不正常癥狀。
盡管目前有許多CRT電視產(chǎn)品在處理輻射問題上進行了比較有效的處理,盡可能地把輻射量降到最低,但要徹底消除是困難的。相對來說,液晶電視在電磁波的防范方面有自己獨特的優(yōu)勢,它采用了嚴格的密封技術(shù)將來自驅(qū)動電路的少量電磁波封閉在顯示屏中,理論上是不存在輻射的。而普通顯示屏為了散發(fā)熱量的需要,必須盡可能地讓內(nèi)部的電路與空氣接觸,這樣內(nèi)部電路產(chǎn)生的電磁波也就可能會大量地向外“泄漏”了,
4.電視電磁輻射的強度
電磁輻射強度有多種表示方法,常用的有功率密度、磁感應(yīng)強度等。
功率密度是單位時間、單位面積內(nèi)所接收或發(fā)射的高頻(射頻與微波)電磁能量。在高頻電磁輻射環(huán)境評估時的功率密度常用單位為微瓦/平方厘米(μw/cm2),用S表示。
功率密度S與輻射源的功率P成正比,而與發(fā)射點跟測量點之間的距離r的平方成反比,以下式表示:
式中P的單位為微瓦(μw),r的單位為cm,則S的單位為微瓦/平方厘米(μw/cm2)。
磁感應(yīng)強度是表示單位面積的磁通量,用于描述工頻段磁場能量的強度,以B表示,其常用單位為高斯(G)或特斯拉(T)。在這里,我們用更小的單位毫高斯(mG)或微特斯拉(μT)表示。
功率密度S與磁感應(yīng)強度B之間的對應(yīng)關(guān)系:10μw/cm2相當于1mG或0.1μT。
目前科學(xué)家普遍認為,人體長期接受功率密度S小于20μw/cm2或磁感應(yīng)強度B小于2mG(0.2μT)的電磁輻射是安全的。
我國環(huán)保、衛(wèi)生等部門制定的《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標準》規(guī)定的電磁輻射對人體沒有任何影響的安全標準(一級標準)是:高頻輻射小于10μw/cm2(相當于磁感應(yīng)強度B為1mG或0.1μT)。這個值比科學(xué)家普遍認為的安全值還小,因而是更安全的安全值。
【關(guān)鍵詞】中國移動通信基站;整改判定方法;輻射超標
一、前言
移動事業(yè)發(fā)展促進了城鄉(xiāng)經(jīng)濟發(fā)展,也方便了人們生活需求。但由于移動通訊基站的特點是對環(huán)境開放,造成了一定的電磁輻射污染。新聞媒體對此危害也做了大量報道,人們對移動通訊基站的存在越來越感到不安,投訴上訪事件逐年增加,嚴重干擾了公眾正常生活與社會穩(wěn)定。通過對電磁輻射測試方法進行分析,指出移動通訊基站的整改建議及防治措施。
二、移動通訊基站現(xiàn)狀及概述
移動通訊在我國迅猛發(fā)展,改善了我國通訊落后的狀況,促進了經(jīng)濟發(fā)展,但由于面對開放環(huán)境,也造成了大幅度的環(huán)境污染。其中以放射性、輻射、震動噪音為主。世界衛(wèi)生組織將此污染列為全球第四大污染。移動通訊基站遍布城鄉(xiāng)各個角落,在媒體播放了相關(guān)電磁輻射的新聞后,個別家庭甚至用鐵皮封鎖門窗,也有人反應(yīng)出各種疾病。在鐵嶺市還出現(xiàn)了破壞移動基站設(shè)施等不良現(xiàn)象。在丹東,有居民控告移動基站導(dǎo)致身患白血病等等。近幾年,移動基站建設(shè)嚴重影響了公眾生活和社會安定。但是移動基站到底會不會對人身體造成傷害,一直人們普遍關(guān)注的話題。面對蓬勃發(fā)展的移動技術(shù),人們工作生活有了很大的改變,在享受移動帶來的便利時,人們開始對電磁輻射與移動基站建設(shè)產(chǎn)生不同爭議。破壞施工、與施工單位產(chǎn)生沖突等現(xiàn)象屢禁不止。許多移動基站在建設(shè)中被迫拆除。類似的問題阻礙了移動事業(yè)發(fā)展,影響了社會團結(jié)。
三、移動通信基站電磁輻射的影響
在不了解輻射的基礎(chǔ)上,人們對輻射有一定的抵觸情緒。其實人一直生活在電磁輻射之中。地球自身就是充滿熱輻射、電磁輻射的磁場,雖然電磁輻射隨處可見,但絕不是令人望而生畏的事物。當電磁輻射被控制在一定范圍內(nèi)會對人體有益。如增加微循環(huán)防止炎癥發(fā)生等。但在一些特殊場合,電磁輻射就會影響到人的身體健康也會造成電磁污染。移動通訊基站作為最重要的設(shè)施,雖然通過電磁波來傳遞信息,但其危害遠遠低于正常危害強度。特別是近年來隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,移動信號電磁輻射得到了一定的控制。還不能與人體健康和電磁污染進行聯(lián)系。由于不同年齡的人的承受能力不同,因此不是所有人都會因為電磁輻射影響身體健康。
四、移動通訊基站電磁輻射判定
為了保障公共健康,防止電磁污染,大力開發(fā)電磁技術(shù),國家以兩個技術(shù)標準出臺了相應(yīng)的管理指標。當電場強度小于12V/m或密度小于40μva/cm2時為正常安全標準。此時的電磁輻射強度完全小于電腦輻射與電視輻射。由于移動通訊基站天線與居民住所存在一定的距離,同時會在空中衰減。因此,當高度處在安全值以上時,不會對附近住戶造成健康污染。
(一)移動通訊基站與輻射強度關(guān)系
通訊者在移動過程中保持穩(wěn)定清晰的通話,是建立在移動基站與手機的無線信道傳送之上的。為了確保通信質(zhì)量,通信基站與手機之間利用計算機控制程序,自動調(diào)節(jié)電磁輻射功率以及動態(tài)信道的靈敏度,實現(xiàn)了局域切換、智能登記等功能。根據(jù)其通訊原理,BTS基站內(nèi)的覆蓋范圍為700左右,距離通訊基站越遠,信號強度越強。有實驗證明,當手機與通訊基站距離700米是,信道功率為13W,而距離接近200米時,發(fā)射功率為0.1W[1]。由此可見,通訊基站的密度越高,電磁輻射的強度就越小,而在手機使用過程中,越接近通訊基站電磁輻射越小。
(二)移動通訊基站電磁輻射超標原因
首先,當基站內(nèi)發(fā)射天線與建筑物距離較近時,發(fā)射天線主瓣正對建筑則功率值超標。如,當發(fā)射機功率為20W,基站網(wǎng)為900MHz的時候,扇區(qū)電磁波功率會超過國家規(guī)定的密度值。
其次,移動通訊基站建設(shè)不合理。在移動通訊基站建設(shè)過程中,為了避免臨近基站的信號干擾,往往天線都會形成一定的俯角,如果角度不合理,就會造成電磁輻射污染[2]。如,當移動基站位于公寓頂,但會形成11°角且與對面居民樓距離接近15m時,檢測結(jié)果會在9.6μva/cm2以上,超過工程項目規(guī)定的數(shù)值因此嚴重超標。
最后,本底電磁輻射超標。由于電磁檢測以從何場強為主,如果基站是建設(shè)在電視臺或?qū)ず襞_周邊,都會顯示電磁輻射超標。因此,在基站建設(shè)過程中首先要對地理環(huán)境進行分析,在已經(jīng)超標的地點,不適合建設(shè)移動通訊基站。
五、超標移動通信基站的整改方法
首先,以新帶老,合理選擇建設(shè)位置。運營商在選址階段,要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況及信號覆蓋情況,最大限度的避免信號疊加,淘汰老基站,與城市發(fā)展相結(jié)合,加強分析環(huán)境影響規(guī)劃,避免對環(huán)境對公眾造成電磁輻射污染。選址前應(yīng)首先考慮基站周圍是否有電磁輻射體和高層建筑,基站要盡量避免建在幼兒園、學(xué)校、醫(yī)院、養(yǎng)老院等環(huán)境敏感地區(qū)[3]。
其次,合理假設(shè)天線。對于基站超標原因中發(fā)現(xiàn),天線架設(shè)不合理不僅會造成環(huán)境污染,也會影響高層住戶的身體健康,因此,天線假設(shè)要使用增高架,與樓體保持一定的距離[4]。
最后,認真遵守移動通訊建設(shè)項目中,環(huán)保理念與環(huán)保規(guī)定,盡量考慮人們心理承受能力。由于人精神因素和承受能力不同,因此在基站建設(shè)過程中,要設(shè)計合理的建設(shè)位置,避免影響群眾生活,避免出現(xiàn)對立情緒。如,當基站天線安裝在用戶距離較近的位置時,即使數(shù)據(jù)小于國家標準,居民還是很難以接受。這就需要有關(guān)部門主動履行環(huán)保職責,公開監(jiān)測數(shù)據(jù)打消居民顧慮[5]。加強宣傳緩解矛盾,尊重公民知情權(quán)力,積極解釋和宣傳電磁輻射相關(guān)知識,環(huán)保部門要努力化解社會矛盾,確保運行商在建設(shè)過程中將電磁輻射范圍控制在國家規(guī)定范圍之內(nèi)。
六、結(jié)束語
綜上所述,移動通訊基站電磁波基本處在安全范圍之內(nèi),因此公眾不必過于擔心健康問題。只要以科學(xué)的態(tài)度實事求是的角度來分析了解電磁輻射,就會發(fā)現(xiàn)電磁輻射其實并不可怕。公眾要相信移動通訊企業(yè)的鄭重承諾,肩負起應(yīng)有的社會責任。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:計算機 電磁輻射 電磁場
1 概述
任何帶電物體的周圍都存在電場,而周期變化的電場將會產(chǎn)生周期變化的磁場,也就存在電磁波,產(chǎn)生電磁輻射,如果這種輻射的量超過限定條件,那么就會對環(huán)境形成電磁污染。和無處可躲的大氣污染、水污染、噪聲污染一樣,電磁輻射同樣無處不在,這使它成為公認的“第四污染源”。
只要存在電場變化的地方就會有電磁輻射。目前,能造成大面積電磁污染的主要有高壓輸配電系統(tǒng)、發(fā)射設(shè)備、微波設(shè)備、家用電器、計算機等等。其中高壓輸電系統(tǒng)的電磁輻射強度最大,對人體的危害最明顯。為了保障從業(yè)者的健康,在輻射環(huán)境下的工作時間有著嚴格的限定。相比之下,諸如彩電、手機、微波爐、空調(diào)機、電冰箱、計算機等等家庭必需的電氣設(shè)備所影響的人群更廣泛。在上述常見的電氣設(shè)備中,與人們工作、生活息息相關(guān)的計算機更值得關(guān)注。許多上班族和沉迷于網(wǎng)絡(luò)世界的網(wǎng)蟲每天面對計算機的時間往往超過8小時。而計算機本身就是一個不可小覷的電磁輻射源:微處理器、主板、顯卡、聲卡、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)、顯示器、USB接口等主要部件在工作時都會向外界輻射電磁能量。計算機所產(chǎn)生的電磁輻射,對那些長期接觸計算機的人的身心健康有巨大的危害。
2 計算機電磁輻射對人體的危害
計算機已進入現(xiàn)代社會的各行各業(yè)和千家萬戶,它給人們的工作、學(xué)習(xí)、生活帶來了極大的方便。但“計算機病”也與日俱增,嚴重的影響了人們的身心健康。“計算機病”的癥狀表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱綜合癌(頭暈、頭痛、疲勞、失眠或噩夢、記憶力減退、情緒低落等)、肩頸腕綜合癥(骨骼不適、手指麻等、感覺異常、震顫、有壓痛),以及腰背酸痛、抗病能力降低、易感冒等,發(fā)病率最高的是那些每天在計算機旁敲擊鍵盤的專業(yè)人員。這些專業(yè)人員精神壓力大,大腦處于高度集中和緊張狀態(tài),這是產(chǎn)生神經(jīng)衰弱綜合癥的根源。流產(chǎn)、面部褐斑、類似紅斑或濕疹等的出現(xiàn),亦與精神因素密切相關(guān)。專業(yè)人員連續(xù)注視計算機屏幕,長時間近距離盯著閃爍的熒光屏,易使眼睛充血、干燥、怕光,嚴重者還會使眼球視網(wǎng)膜的感光功能失調(diào),晶體受損,暗適應(yīng)能力降低,造成視力減退,甚至可導(dǎo)致微波自內(nèi)障、夜盲癥等。如人體受輻射還可導(dǎo)致人體循環(huán)系統(tǒng)異常,男性生殖能力下降,人體激素分泌異常等。孕婦、兒童、心臟起搏器佩戴者和老人是電磁輻射的易感人群,而心臟、眼睛和生殖系統(tǒng)等是電磁輻射敏感器官。近年來的畸形兒出生率和兒童的自血病增多,心臟起搏器佩戴者的死亡率增加,電磁輻射難逃其咎。
3 計算機輻射的主要來源
雖然微處理器、主板、顯卡、聲卡、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)、顯示器、USB接口等主要部件在工作時都會向外界輻射電磁能量,但幸運的是,除顯示器之外,這些配件都是被裝在具有電磁屏蔽能力的機箱里面,阻擋了大部分電磁輻射。所以,我們通常受到的輻射一方面來自顯示器,而另一方面則來自主機。倘若顯示器在電磁屏蔽技術(shù)方面不夠嚴謹,那么用戶可能一周5天、每天8小時都會受到電磁輻射,對健康的危害顯而易見。而機箱同樣如此,設(shè)計不良的產(chǎn)品往往臺發(fā)生電磁輻射泄漏,如果機箱與用戶之間的距離太近,外泄的電磁輻射同樣會影響到用戶健康。
上述表明,計算機的電磁輻射主要來源于顯示器和主機。其中顯示器又分為CRT顯示器(陰極射線管顯示器)和LCD顯示器(液晶顯示器)。CRT顯示器是計算機中最嚴重的輻射源。CRT顯示器通過電子槍發(fā)射電子束實現(xiàn)畫面顯示,對外發(fā)射電子本身就會產(chǎn)生嚴重的電磁輻射,盡管厚厚的含鉛玻璃屏幕可在一定程度上阻隔輻射,但仍然有不少電子穿透阻隔層而直接照射到使用者。所以,如何削弱這部分輻射至關(guān)重要。
按照物理學(xué)的定義,來自CRT顯示器的輻射傷害主要可分為光輻射、低能x射線、無線電場、靜電場和低頻電磁場。其中光輻射為電子槍打在屏幕背后熒光層而發(fā)出的可見光和少量紫外線,只有少量的紫外線會對人體造成危害。X射線由電子束碰撞陰極射線管的內(nèi)部前屏所產(chǎn)生,但因為能量極低,其輻射程度也可忽略不計。無線電場主要從CRT的控制電路部分發(fā)出,強度非常弱,經(jīng)過短距離后基本上就衰減到零。靜電場則是從CRT電子槍內(nèi)部的加速電場所產(chǎn)生,最直接的體現(xiàn)就是會讓屏幕吸附灰塵。而被認為對人體健康損害最嚴重的應(yīng)該是低頻電磁場,它主要由顯示器的電源部分(高壓包)和垂直/水平掃描電場所產(chǎn)生,電磁場頻率在5Hz~400kHz之間。
LCD電磁輻射相對低很多。從原理上說,LCD顯示器以液晶材料作為光線通過的開關(guān)來控制光線照射屏幕,進而獲得畫面輸出。而這個過程并沒有涉及紫外線、靜電場、高壓電源等容易產(chǎn)生輻射的部件,因此從這個方面考慮可以說LCD正面幾乎是零輻射。另外,LCD和CRT顯示器一樣,機內(nèi)同樣需要一個高壓電源,只是電源驅(qū)動的并不是電子槍,而是LCD背光模組中的冷陰極熒光管。此種熒光燈管其實和我們常見的日光燈一樣,都需要較高的電壓才能驅(qū)動,只是點亮之后電壓會迅速回落到較低的水平。因此,LCD的電源只需要維持一定時間的高壓狀態(tài)(可達到l000V),然后轉(zhuǎn)為常壓甚至低壓狀態(tài),而不必像CRT顯示器的高壓包一樣始終得保持高電壓狀態(tài)。因此相對而言,LCD顯示器電源部分對外輻射的低頻電磁波會比CRT要弱很多,加上LCD的擺放位置往往貼近墻面.所以不會背對著人體,這種輻射對人的影響可減弱到零。
電磁爐通過電磁波對鍋具進行加熱,可見功率非常之大,即使其電磁泄露的比率很小,但是這個泄漏的功率值仍然很大,對人體有明顯的傷害。
電磁爐:
電磁爐又稱為電磁灶,1957年第一臺家用電磁爐誕生于德國。1972年,美國開始生產(chǎn)電磁爐,20世紀80年代初電磁爐在歐美及日本開始熱銷。
關(guān)鍵詞:煤礦;災(zāi)害監(jiān)測;沖擊地壓;預(yù)警技術(shù)
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.058
1 監(jiān)測預(yù)警技術(shù)與方法
1.1 多參量監(jiān)測預(yù)警技術(shù)
煤巖的受壓破壞過程,對“震動場-應(yīng)力場”進行多參數(shù)歸一化的監(jiān)測預(yù)警,在不同的發(fā)展階段,與煤巖微地震裂縫應(yīng)建立、聲、電等參數(shù)監(jiān)測、預(yù)測進行的,分析預(yù)警方法響應(yīng)的預(yù)警方式是基于震動波CT、彈性波、沖擊波、鉆屑等綜合參數(shù)實時監(jiān)測預(yù)警和應(yīng)力指標;聲音,微震、電磁輻射和地音應(yīng)力波的監(jiān)測與預(yù)警。風險的影響程度分為無沖擊危險,弱沖擊危險,中等沖擊危險,強沖擊危險四級,四級是統(tǒng)一通過風險準則的影響進行劃分,將根據(jù)風險程度的不同,采取相應(yīng)的對策。
1.2 應(yīng)力監(jiān)測技術(shù)
以 “多因素耦合”和“當量鉆屑量原理”的沖擊地壓危險性為基礎(chǔ)的確定方法,其基本原理是支撐壓力、鉆頭、鉆巖層運動和應(yīng)力之間的關(guān)系,通過實時在線監(jiān)測,采集動態(tài)應(yīng)力場的變化規(guī)律,然后發(fā)現(xiàn)歐洲高應(yīng)力區(qū)及其變化趨勢,從而實現(xiàn)實時監(jiān)測和預(yù)報、巖破裂的危險區(qū)域的程度的危險預(yù)警。
1.3 電磁輻射監(jiān)測技術(shù)
煤在荷載作用下,巖石會變形破壞,并且生成電磁輻射,這一現(xiàn)象引發(fā)于應(yīng)力,由于應(yīng)力作用,對非均質(zhì)性煤巖體產(chǎn)生非均勻變速形變,從而導(dǎo)致這種情況,電磁輻射強度和脈沖與載荷和變形速度有關(guān),載荷和變形的電磁波輻射強度和脈沖上升率將增加,煤巖試樣在沖擊破壞前,電磁輻射的強度一般會保持在一定的值,但是在沖擊破壞時,電磁輻射的強度會突然增加。煤的變形和破壞的電磁輻射和煤體的應(yīng)力狀態(tài)是耦合關(guān)系。為此,建立了電磁輻射的分類預(yù)報技術(shù)和監(jiān)測風險的監(jiān)測技術(shù)。
1.4 電荷監(jiān)測技術(shù)
煤巖微破裂會導(dǎo)致摩擦作用共同產(chǎn)生煤巖變形破壞過程的電荷感應(yīng)信號和裂隙尖端電荷分離,其中電荷感應(yīng)強度與煤巖的負載增加的負荷有一定關(guān)系,電荷感應(yīng)信號會更強,在電荷感應(yīng)信號強度達到最大值的時候,煤巖破裂,電荷感應(yīng)信號強度后將逐漸減小。煤巖充量監(jiān)測技術(shù)基于巖爆的“失穩(wěn)機理”,且電荷感應(yīng)信號強度越強,巖爆發(fā)生的可能性越大。
2 應(yīng)用分析
在此,僅介紹“全頻廣域”震動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用。菏澤煤電公司兩礦井下工作面都安裝KJ550沖擊地壓監(jiān)測系、KBD5電磁輻射檢測儀,2017年3月安裝ARAMIS微震監(jiān)測系統(tǒng),并于2017年4月調(diào)試形成“全頻廣域”震動監(jiān)測技術(shù)體系,實現(xiàn)寬頻(0.5―1500Hz)、廣域(回采工作面礦井礦區(qū))監(jiān)測目的。
KJ550沖擊地壓監(jiān)測系根據(jù)煤巖體壓力的變化引起油囊內(nèi)壓力的變化,通過壓力變送器內(nèi)敏感元件轉(zhuǎn)換為電信號傳遞給采顯一體儀,采顯一體儀通過接收到的模擬信號進行處理,轉(zhuǎn)換為最終壓力值并顯示出來,同時將信號處理后通過CAN總線傳輸?shù)骄路终尽7终緦⒏鞑娠@儀傳上來的數(shù)據(jù)以光、電的形式通過環(huán)網(wǎng)、光纖傳輸?shù)降孛娣终具M行存儲、處理、展示。對回采工作面重點進行壓力監(jiān)測的區(qū)域為工作面前方300m、兩條順槽向回采煤體一側(cè)8-25m范圍內(nèi)進行監(jiān)測。
電磁輻射儀能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸、定向、區(qū)域及連續(xù)預(yù)測預(yù)測煤巖動力災(zāi)害,信號的采集、轉(zhuǎn)換、處理、存儲和報警由監(jiān)測儀自動完成;能夠?qū)崿F(xiàn)礦山?jīng)_擊礦壓的預(yù)測預(yù)報,煤與瓦斯突出的預(yù)測預(yù)報,其它煤巖災(zāi)害動力現(xiàn)象的預(yù)測預(yù)報,礦井工作面前方應(yīng)力狀態(tài)的監(jiān)測,松動圈測量,周期來壓監(jiān)測,斷層活動監(jiān)測,頂板穩(wěn)定性監(jiān)測。
振動器接收振動事件并將其處理為數(shù)字信號,然后通過數(shù)字通信系統(tǒng)發(fā)送到地面。根據(jù)不同的監(jiān)測范圍,系統(tǒng)可以選擇不同的頻率范圍傳感器。數(shù)字通信系統(tǒng)采用長距離通信電纜實現(xiàn)三方向振動速率變化(x,y,z)的傳輸。該系統(tǒng)提供了通過24位σ-δΔ轉(zhuǎn)換器的振動信號的轉(zhuǎn)換和記錄。標準版系統(tǒng)軟件為每個通道提供一個通道監(jiān)測信號;可選3通道信號,為每個通道監(jiān)控使用非標版軟件,實現(xiàn)三向監(jiān)測的微震活動。
自運行以來,采用“全頻廣域”震動監(jiān)測技術(shù)能有效記錄了礦區(qū)范圍內(nèi)的沖擊地壓、礦井范圍內(nèi)的礦震件爆破、工作面區(qū)域的巖層破裂與構(gòu)造等應(yīng)力大小變化,可根據(jù)一次次的沖擊地壓波形圖分析井下的地壓大小,實現(xiàn)有效的控制,如圖1所示。圖中D1、D2為臺站序號,UD、EW、NS分別代表垂直、東西、南北,根據(jù)波形圖可有效的進行分析,論證,處理現(xiàn)場情況。
3 結(jié)論
沖擊地壓的監(jiān)測預(yù)警主要是從靜態(tài)的應(yīng)力場和振動場兩面,單一的方法難以達到?jīng)_擊準確的預(yù)警,涉及多參數(shù)監(jiān)測與預(yù)警技術(shù)的振動場和應(yīng)力場的各種方法相結(jié)合,可顯著提高沖擊地壓預(yù)警效果。
參考文獻:
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2005年5月19日,廣州新電視塔建設(shè)指揮中心公布的資料顯示,總投資達22.15億元的新電視塔預(yù)計今年12月動工,2007年初建成一期工程,2007年底竣工,高度將達到610米,超過553.33米的世界第一高塔多倫多CN塔,不負眾望將問鼎“世界第一高塔”。
新電視塔是廣州市21世紀重要的地標性建筑。按照規(guī)劃,新電視塔位于廣州新城市中軸線和珠江景觀軸的交匯處,與廣州新城市中心、中央商務(wù)區(qū)珠江新城和海心沙島隔江相望。它是一座以觀光旅游為主、兼具廣播電視發(fā)射功能的綜合性設(shè)施,塔頂將設(shè)置廣電中心的發(fā)射機房和發(fā)射天線。
因塔址附近有許多大型住宅區(qū),去年7月規(guī)劃方案公示時,塔址周邊的居民擔心受到電磁輻射污染,網(wǎng)上討論熱烈,有人害怕“天天在微波爐里烤”,呼吁環(huán)保部門介入調(diào)查。當時,業(yè)主單位廣州電視臺和廣州市規(guī)劃局有關(guān)負責人表示了解市民的擔憂,稱已委托廣東省環(huán)境輻射研究檢測中心進行嚴格的環(huán)境影響評估,工程立項必須上報國家環(huán)??偩謱徟?,強調(diào)不會超過國家規(guī)定的輻射標準,如果超標方案不可能通過。北京、上海、天津已有高塔建設(shè)的經(jīng)驗,它們位于市中心或靠近市區(qū),但電磁輻射都沒有超過國家標準。電視塔建設(shè)高度越高,對地面居民的輻射越小,對人體的影響也越小。
電磁輻射是“第四公害”
國家環(huán)??偩?997年《電磁輻射環(huán)境保護管理辦法》,規(guī)定建造總功率200千瓦以上的電視發(fā)射塔、總功率在1000千瓦以上的廣播臺,環(huán)保部門應(yīng)負責審批建設(shè)項目的環(huán)境保護申報登記和環(huán)境影響報告書,負責項目的竣工驗收。
國家環(huán)??偩謱Ρ本┲醒霃V播電視塔、上海東方明珠塔和天津天塔電磁輻射驗收的結(jié)果表明,三塔高度均在400米以上,發(fā)射總功率在200kw以上的城市高大電視塔周圍及高層電磁輻射環(huán)境功率密度為每平方厘米10μW(微瓦)以下,均小于該頻段40μW/平方厘米的國標標準,而國標又比西方標準嚴格4倍。
無色、無味、無形的電磁輻射污染是繼大氣污染、水質(zhì)污染、噪音污染之后的“第四公害”。任何工作中的帶電的物體都會產(chǎn)生電磁輻射,制造電磁輻射污染的污染源無處不在,如電視廣播發(fā)射塔、雷達站、無線通信發(fā)射臺、供電系統(tǒng)的變電站和高壓電線,還有電腦、手機、電視機、微波爐、電磁爐等。人體如果長期暴露在超過安全標準的輻射劑量下,細胞就會被大面積殺傷或殺死,并產(chǎn)生多種疾病。
從低頻率到高頻率,電磁波大致分為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X光及r射線。很多人將電視塔、手機信號發(fā)射站(基站)與微波爐聯(lián)想在一起,以為它們發(fā)出的電磁波會把腦袋“燒熟”甚或“燒出”腫瘤!除了工作頻率不同之外,兩者最大的不同點在于發(fā)射功率與操作環(huán)境。一般的家用微波爐所使用的最高耗電功率皆在500瓦以上,而且微波幾乎全被爐內(nèi)食物吸收掉,泄漏出來的非常小(技術(shù)法規(guī)已對最大漏波值有所規(guī)范)。而手機信號發(fā)射站的發(fā)射功率由幾瓦到幾百瓦皆有,手機則在0.6瓦以下。
人體每時每刻被電磁波包圍
20世紀初,人類就已經(jīng)完全了解與掌握電磁波的原理和應(yīng)用。上述這些大家耳熟能詳?shù)妮椛浣詫匐姶泡椛?,在真空中的能量傳播速度都一樣,也就是每秒約30萬公里的光速。
科學(xué)家早已知道不同種類的電磁波與物質(zhì)的對應(yīng)關(guān)系,光電效應(yīng)清楚地展示物質(zhì)與電磁波產(chǎn)生交互作用的“門檻”是電磁波的能量,即頻率,而非其強度。從二戰(zhàn)開始專家就開始研究電磁波對人體的影響,多年的研究成果表明,關(guān)鍵要有“量”的概念,看電磁波用在什么地方,用到什么強度,過量才有害,比如紫外線的能量對分子具有非常大的破壞力,因此可以殺菌也會導(dǎo)致癌癥,但仍然無法穿透皮膚,因此對人體的傷害集中在皮膚表面。事實上,人體幾乎每時每刻都處于電磁波的包圍之中,但只要電磁波不過量,不造成電磁污染,就不會危害健康,以X射線為例,因為具有“游離分子內(nèi)電子”的能力,有時稱之為游離輻射,它們的波長也短至分子的長度,因此具有一定的穿透能力,這就好比醫(yī)療用的磁共振、X光機的原理一樣。
不如選擇聰明面對
我們的生活離不開電器,電磁波正反兩面莫衷一是,只要用電就一定有電磁輻射。既然無法完全脫離,與其惶惶不可終日,倒不如聰明面對,盡量避免不必要的輻射,以增強身體免疫力。
低頻磁場(頻率低于500KHz)的計算單位是高斯(Gauss)、特斯拉(Tesla),1特斯拉=10000高斯,地磁強度約為400―600毫高斯(mG),醫(yī)療用的磁共振儀約為5000―25000高斯(G)。普通家電使用220伏、60赫(Hz)的電源,磁場值約為1―500毫高斯,而居民室內(nèi)的磁場背景值約為0.7―2毫高斯。
美國的實驗結(jié)果顯示,一般家庭中,40%的電磁場來自房子附近的輸電線路,60%來自屋內(nèi)的電器。電磁波會被金屬、泥土、樹木、建筑物等阻隔,而且在220伏特電壓下電場強度很小,一般認為對健康影響程度較小。
關(guān)鍵詞:電磁信息泄露;屏蔽技術(shù);預(yù)防
中圖分類號:TP309 文獻標識碼:A 文章編號:1671—7597(2012)0510170-02
包括計算機在內(nèi)的許多電子信息設(shè)備都存在不同程度的電磁泄漏現(xiàn)象。在使用這些電子信息設(shè)備時,如果不采取任何防護措施的話,就會很容易將處理的各種信息散射到一定的空間范圍中去,這就給信息的保密工作帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。因此,在使用計算機等其他電子信息處理設(shè)備時,務(wù)必要采取可靠的技術(shù)措施來有效防止電磁信息的泄露。而合理地使用不同種類的計算機屏蔽技術(shù),就是一種有效防止信息隨電磁波泄漏的可靠措施。
1 電磁信息泄漏概述
電磁信息泄漏的實質(zhì)就是以導(dǎo)線或空間的導(dǎo)電介質(zhì)為媒介將電子設(shè)備中所承載的電磁能量向外擴散所導(dǎo)致的信息泄露問題。其中比較常見的電子設(shè)備的電磁信息泄漏方式主要有輻射和傳導(dǎo)兩種不同的電磁信息泄露方式。以下分別就以上兩種信息泄露的原理進行說明。
1)輻射電磁信息泄露。輻射電磁信息泄露就是將那些從電子設(shè)備中發(fā)出的電磁能量以電磁波的形式通過相應(yīng)電子設(shè)備的外殼以及外殼上的各種孔縫將電磁信息輻射出去。
2)傳導(dǎo)電磁信息泄露。所謂的傳導(dǎo)電磁信息泄露就是將那些從電子設(shè)備中發(fā)出的電磁能量通過信號線、電源線以及地線等各種線路傳導(dǎo)出去。
需要明確的是,所有處于工作狀態(tài)的電子信息設(shè)備,都存在著一定程度的電磁信息泄漏問題,這是一種無法避免的電磁學(xué)現(xiàn)象。如果在這些泄漏的電磁波中加載了一些有用的數(shù)據(jù)信息,那么就會導(dǎo)致信息泄露的問題。實踐證明,絕大多數(shù)的泄漏的電磁波中都加載有相應(yīng)設(shè)備所處理和傳輸?shù)男畔?,只是加載信息數(shù)量的多少有所差別而己。因此,一旦泄漏的電磁波中所加載的信息是一些秘密的信息,這些泄漏的電磁波就會導(dǎo)致不同程度的信息安全問題。
相關(guān)數(shù)據(jù)表明,普通PC機顯示屏輻射出的加載有信息的電磁波可以在有限的距離內(nèi)(1000米以內(nèi)的范圍)被接收和復(fù)現(xiàn),而其他常見的包括傳真機、打印機、電話機等在內(nèi)的電子信息設(shè)備所泄漏的加載有信息的電磁波也可以在一定距離內(nèi)通過特定的方法給予接收和還原。目前世界上很多國家情報部門都是利用這種接收和還原加載有信息的電磁波的技術(shù)用來竊取他國重要情報的。當然,接收和還原加載有信息的電磁波的實現(xiàn)是有條件的,只有當加載有信息的電磁波的信噪比和強度滿足一定條件時才能夠在有限的范圍內(nèi)被接收和還原。也就是說只要采取一定的技術(shù)措施,使泄漏的加載有信息的電磁波的信噪比降到最低,盡可能弱化泄漏的加載有信息的電磁波的強度,就可以起到防護電磁信息泄漏的效果。
2 信息泄漏防護技術(shù)措施
筆者查閱相關(guān)文獻資料,總結(jié)一下,當前信息泄漏防護技術(shù)措施主要有以下幾種:
2.1 配置視頻信息干擾機。視頻信息干擾技術(shù)又可分為相關(guān)干擾技術(shù)和白噪聲干擾技術(shù)兩種不同的技術(shù)。以下就分別對這兩種不同的干擾技術(shù)進行分析和說明。
1)相關(guān)干擾技術(shù)。使用相關(guān)干擾器發(fā)出能自動跟蹤計算機電磁輻射信號的相關(guān)干擾信號是相關(guān)干擾技術(shù)的實現(xiàn)原理,相關(guān)干擾技術(shù)可以使電磁輻射信號被擾亂,從而起到信號加密的效果,這樣接收方即便能夠接收到電磁輻射信號也無法還原出信號所攜帶的真實信息。另外由于相關(guān)干擾技術(shù)的實現(xiàn)不需靠掩蓋電磁輻射信號來進行干擾,因此基于相關(guān)干擾技術(shù)的干擾器具有體積小、經(jīng)濟劃算、效果顯著以及對環(huán)境的電磁污染小的特點。
2)白噪聲干擾技術(shù)。與相關(guān)干擾技術(shù)的實現(xiàn)原理不同,白噪聲干擾技術(shù)的實現(xiàn)原理就是利用白噪聲干擾器發(fā)出比計算機電磁輻射信號要強很多倍的白噪聲,通過白噪聲的干擾來達到削減電磁輻射信號強度的目的。與相關(guān)干擾技術(shù)不同,白噪聲干擾技術(shù)由于要靠掩蓋方式來實現(xiàn)其干擾效果,所以需要的發(fā)射功率必須足夠強,而功率過于強大的白噪聲就會比較容易導(dǎo)致空間的電磁波污染。所以,與相關(guān)干擾技術(shù)相比白噪聲干擾技術(shù)在使用上還有一定的缺陷和不足。
2.2 建造電磁屏蔽室。所謂的電磁屏蔽室就是利用導(dǎo)電性能較好的金屬板或金屬網(wǎng)所建造的能夠?qū)a(chǎn)生電磁輻射的計算機等其他相關(guān)的電子信息終端設(shè)備包圍起來的電磁信號屏蔽室。與其他電磁信息泄露防護措施相比,電磁屏蔽室對電磁輻射的屏蔽效果是最好的,但是造價也是最昂貴的。因此,基于建造電磁屏蔽室的屏蔽技術(shù)較為適用于一些保密等級要求較高的大型數(shù)據(jù)中心計算機設(shè)備場合。
2.3 配置低輻射設(shè)備。在設(shè)計和生產(chǎn)相關(guān)電子信息設(shè)備時,要注意對容易產(chǎn)生電磁輻射的元器件、集成電路、等其他相關(guān)的電子信息設(shè)備采取防輻射措施,從而在源頭上把電磁輻射控制在最低限度。顯而易見,配置低輻射的電子信息設(shè)備是防止電子信息設(shè)備發(fā)生電磁輻射泄密的重要防護措施。
2.4 采用濾波防護技術(shù)。其實濾波防護技術(shù)是對屏蔽技術(shù)的一種重要補充。如果被屏蔽的電子信息設(shè)備及相關(guān)的元器件所泄露的電磁信號不能完全密封在屏蔽體內(nèi),仍有其他導(dǎo)線或介質(zhì)與外界相連接的話,電磁波還是可以通過這些介質(zhì)實現(xiàn)屏蔽體內(nèi)部與外部的通信。因此,有必要在屏蔽技術(shù)的基礎(chǔ)上,增加濾波技術(shù),只允許滿足條件的相關(guān)頻率信號通過,對其他頻率范圍的信號,要過濾掉,從而可以更好的實現(xiàn)信息泄漏的防護。
3 利用計算機屏蔽技術(shù)預(yù)防信息泄露的方法說明
當前常用的計算機屏蔽技術(shù)主要有屏蔽機箱、屏蔽窗、關(guān)鍵電路屏蔽、電纜屏蔽等屏蔽技術(shù),以下將分別給予詳細的說明。
1)屏蔽機箱。屏蔽機箱多采用在軍用計算機上,其中,屏蔽機箱的性能多是用屏蔽性能SE(單位為dB)來表示的。與其他的計算機屏蔽設(shè)備相比,屏蔽機箱具有加工簡單、重量輕、經(jīng)濟劃算等優(yōu)點。需要說明的是,在使用屏蔽機箱時要特別注意孔縫輻射的問題,因為絕大多數(shù)的屏蔽機箱都有一些縫隙、穿孔和孔洞,這就會比較容易引發(fā)導(dǎo)電的不連續(xù)性,從而就會產(chǎn)生電磁泄漏問題。
2)屏蔽窗。計算機的顯示器往往是通過屏蔽窗來達到防止電磁穿透的目的的。常見的用于計算機屏蔽的屏蔽窗多是由一些具有金屬薄膜真空沉積的光學(xué)基片所制成的。需要說明的是,屏蔽窗的透光度作為影響屏蔽窗屏蔽效果的關(guān)鍵因素,為了起到良好的屏蔽效果,一般要求屏蔽窗的透光度應(yīng)大于60%。其中,當前應(yīng)用比較廣泛的屏蔽窗主要有柔性弧度屏蔽窗、柔性平面屏蔽窗以及剛性平面窗,這些屏蔽窗的屏蔽性能一般都會大于80dB。
3)關(guān)鍵電路屏蔽。對于輻射量比較大的關(guān)鍵電路可以采用有針對性的局部屏蔽防御措施。基于這一思想,可以在計算機的CRT設(shè)備中通過裝備一些金屬小盒子,把控制板上的幀頻與行頻等有關(guān)的關(guān)鍵電路分別包起來,進行局部屏蔽,減少加載有電磁信息的電磁波的輻射。從而起到防止電磁波泄露的目的,以達到信息泄露防護的效果。
4)電纜屏蔽。電纜是造成電磁信息泄露的重要途徑,因此做好電纜的屏蔽是預(yù)防信息泄露的重要舉措。其中常見的電纜屏蔽主要有以下幾種:
①單層編織網(wǎng)電纜屏蔽。是由單層導(dǎo)線編織成的網(wǎng)狀電纜屏蔽結(jié)構(gòu),單層編織網(wǎng)電纜屏蔽主要應(yīng)用于低阻抗干擾源起的防護。②雙層編織絲網(wǎng)電纜屏蔽。是由雙層導(dǎo)線編織成的網(wǎng)狀電纜屏蔽結(jié)構(gòu),雙層編織網(wǎng)電纜屏蔽主要應(yīng)用于高頻屏中。③金屬箔和編織絲網(wǎng)組合封裝的電纜屏蔽。在該電纜的內(nèi)導(dǎo)體使用了多股雙絞線,不僅解決了導(dǎo)體內(nèi)部的串擾問題,而且還能對頻率比較高的電磁波進行有效的防護。
4 結(jié)語
計算機屏蔽技術(shù)作為一項重要的電磁信息泄露防護技術(shù),如何確保計算機屏蔽技術(shù)能夠充分發(fā)揮其應(yīng)有的防護功效,還需要結(jié)合信息系統(tǒng)的實際特點,來合理的選擇最佳的計算機屏蔽技術(shù)措施,來有效預(yù)防信息的泄露。
參考文獻:
[1]白同云、趙姚同,電磁干擾與兼容分析研究[J].國防科技大學(xué)學(xué)報,2008(09).
關(guān)鍵詞:防輻射服裝;應(yīng)用現(xiàn)狀;電磁波;防輻射材料
中圖分類號:J523.5 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2009)01-0014-02
隨著經(jīng)濟和物質(zhì)文化生活水平的提高,琳瑯滿目的家電產(chǎn)品和手機成為我們生活中必不可少的一部分,在這些大小家電的使用過程中,看不到、摸不著又令人防不勝防的“電磁輻射”成為人們生存環(huán)境中新的威脅,被稱為“電磁污染”。這類污染對不同的人群產(chǎn)生著不同的危害,兒童和孕婦更是對“電磁污染”敏感人群。常期處于電磁污染中的兒童,會造成小兒智障、抵抗力差、視力下降、造血功能障礙甚至癌癥的發(fā)病率提高;常期遭受電磁輻射的孕婦,容易產(chǎn)生胎兒畸形、先天性疾病或死胎。所以,防輻射越來越為世人重視。
一、防輻射服裝的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀
(一)國外研究現(xiàn)狀
英國、日本、加拿大、瑞典、美國、德國、法國、韓國等發(fā)達國家從上世紀20年代、40年代就開始進行特種防護服裝與織物的研究。60年代國際上制定出電磁輻射防護標準后,電磁輻射屏蔽材料隨之出現(xiàn)。最早的防護材料是金屬絲和服飾混編織物,其后出現(xiàn)了金屬纖維混紡織物、電鍍織物、化學(xué)鍍織物等。以上材料均以反射為主,存在環(huán)境二次污染,且不適于穿著。到了80年代,美國北美航空公司研制成功為保護生物力量防止雷達探測被發(fā)現(xiàn)的防護衣和頭盔,這種防護衣與頭盔系由微波吸收材料制作。日本等國研究開發(fā)了用不銹鋼軟化纖維與植物纖維混紡織成的屏蔽織物,制成屏蔽服裝用在微波防護上,比如雷達防護服等。80年代后期到90年代初期,英國、法國、德國、瑞典、美國、臺灣等國家和地區(qū),為防止家用電器的輻射危害,諸如微波爐、電磁爐、電腦、電熱毯、吸塵器等對人體特別是孕婦與少年兒童的影響,掀起了主婦穿屏蔽圍裙、屏蔽大褂以及青少年穿屏蔽馬甲、屏蔽西服的熱潮。從此防電磁輻射屏蔽服裝走進家庭,成為民用服裝。90年代,日本、韓國又開始了導(dǎo)電纖維的開發(fā)工作。到了90年代中期,日本率先研制成功金屬化纖維在普通織物纖維基礎(chǔ)上進行硫化銅處理,使其具有抗靜電、殺菌作用。日本已用此種纖維織物制作高檔襯衣上市,售價高達每件4000元人民幣,推廣困難。世界上許多國家已經(jīng)瞄準了抗靜電、防電磁輻射、殺菌等功能特種防護服裝民用化市場,正在組織力量進行深入研究。
(二)國內(nèi)研究現(xiàn)狀
在我國,北京勞動保護科學(xué)研究所于上世紀60年代開始研究電磁輻射防護服,70年代正式生產(chǎn)銅絲與柞蠶絲混紡布制成的屏蔽服。70~80年代該所研制成功并生產(chǎn)了微波吸收防護物的研究,研制成功不銹鋼軟化纖維織物與服裝、特殊工藝鍍膜屏蔽織物與服裝,并開始裝備從事雷達、微波加熱、微波理療、衛(wèi)星地面站、微波通訊等系統(tǒng)操作的人員,受到普遍歡迎。
二、國內(nèi)市場常見防輻射材料
(一)多離子電磁屏材料
多離子織物是當今國際最先進的第六代屏蔽電磁輻射材料,是目前屏蔽低、中頻段電磁輻射最先進的民用防護材料。多離子織物經(jīng)精紡加工,具有柔軟舒適、色澤均勻、除臭抗菌性強、耐洗、耐磨、耐氣候、使用壽命長等優(yōu)點,由其制作的防護服與僅具有可靠的安全防護性,同時具有優(yōu)良的服用性。
多離子織物采用目前國際最先進的物理和化學(xué)工藝對纖維進行離子化處理。該產(chǎn)品以吸收為主,將有害的電磁輻射能量通過織物自身的特殊功能轉(zhuǎn)變成熱能散發(fā)掉,從而避免了環(huán)境二次污染,凈化了空氣。由于織物中含有大量金屬陽離子,可起到殺菌除臭作用,對皮膚無刺激,有助人體表皮微循環(huán);同時具有防靜電、防X射線及紫外線等功能。
目前投入產(chǎn)業(yè)化的主要有以生產(chǎn)服裝聞名的紅豆集團與科研單位聯(lián)手開發(fā)的高科技產(chǎn)品――多離子電磁屏蔽夾克衫該產(chǎn)品面料經(jīng)上海測試中心檢測,電磁輻射屏蔽衰減值達到99.4%,可有效防止因使用手機、電腦、復(fù)印機、電視機、微波爐等電子產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁波對人體的危害。該產(chǎn)品可廣泛用于勞動保障部規(guī)定的59個需要作電磁防護行業(yè)的工種,還可運用于軍隊的保密、偽裝等領(lǐng)域。上海利昂高科技有限公司也有類似產(chǎn)品推向市場。
(二)金屬絲與纖維混合物
金屬纖維織物,利用服裝內(nèi)金屬纖維構(gòu)成的環(huán)路產(chǎn)生感生電流,由感生電流產(chǎn)生反向電磁場進行屏蔽,主要是反射電磁波為主。采用金屬纖維與純棉纖維混紡工藝,也就是把金屬絲抽成纖維狀,在面料內(nèi)部形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。當前市面上的金屬纖維織物,主要是由銅、鎳、鋁、不銹鋼或其它合金,甚至金或銀纖維,所用的金屬纖維直徑一般是4~8微米之間的中強型。
天津工業(yè)大學(xué)(原天津紡織工學(xué)院)研制成功利用金屬絲不經(jīng)化學(xué)整理而具有多種功能的婦女用乳罩支撐材料,這種材料融抗靜電、抗菌、防微波輻射為一體。其靜電效果經(jīng)國家棉紡織品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測,織物的電荷密度為1.6μC/cm2,最大值為2.32μC/cm2,其效果遠遠優(yōu)于日本靜電指南中最高值Q7μC/cm2的規(guī)定,達到國際先進水平??咕裕簩Υ竽c菌群、金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、綠膿桿菌、傷寒桿菌等細菌具有很好的抗菌性,抑菌率在96%以上。
(三)HTCU特種纖維材料
HTCU特種纖維材料由上海華天電磁波防護材料有限公司研制生產(chǎn)。HTCU特種纖維通過特種處理后,在纖維表層、中層和局部深層形成一種金屬成膜薄層的有機導(dǎo)電型纖維。HTCU具有以下主要功能:
1.優(yōu)良的電磁輻射屏蔽功能:有效地吸收電磁波,消除電磁波輻射的傷害。
2.良好的抗靜電功能:在正負電荷帶電物體與HTCU織物接近時,會產(chǎn)生相反電荷將靜電消除。
3.抑菌抗臭功能:對金黃色葡萄球菌、肺炎桿菌、大腸桿菌及綠膿桿菌有抑制和防擴散作用;對氨水、三甲氨、硫化氨、甲硫醇等惡臭有消除作用。
4.特殊用途的防護和標識物:精密設(shè)備、軍事設(shè)備等防護材料;搜索識別目標等。
(四)化學(xué)鍍金屬織物
采用化學(xué)鍍法制備具有電磁屏蔽性能的聚酯類化纖織物[1]。化學(xué)鍍作為一種優(yōu)良的表面金屬化處理技術(shù),已應(yīng)用在織物功能整理領(lǐng)域。[2]
(五)金屬化合物與纖維混合物
眾所周知,金屬化織物屏蔽電磁波,其作用是將電磁波過濾、吸附或反射使之減弱此外,金屬化織物還具有其他功能,如抗靜電、紫外線屏蔽和抗菌防臭等,因此,織物金屬化技術(shù)實為一種多功能工藝。
金屬化織物中最典型的產(chǎn)品是由金屬纖維或紗線織成的織物,這種產(chǎn)品確切地應(yīng)稱謂金屬網(wǎng),用于防昆蟲、特殊濾層,傳送網(wǎng)、防射頻和電磁波,以及導(dǎo)電織物等如用鉛纖維織成的織物,可作隔音及防X射線的圍裙等防護織物其次,由不銹鋼等金屬纖維與其他纖維混紡織成的織物,這類產(chǎn)品有良好的導(dǎo)電性和屏蔽性,用于高凈室空氣過濾材料和計算機的遮蓋材料等。
三、結(jié)語
通過以上分析可知,隨著人們生活水平的日益提高,健康越來越成為們關(guān)注的話題。隨著防輻射材料的不斷發(fā)展,不斷研究并推出服用性、防輻射性能具佳的防輻射服裝已成為必然。
參考文獻
[1]杜寧,等.化學(xué)鍍法制備電磁屏蔽聚酯織物的研究[J].北京化工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2007,3(3).