Средства и меры защиты от свч - излучения

 

Защита персонала, обслуживающего установки ВЧ, УВЧ и СВЧ достигается:

- уменьшением излучения непосредственно от самого источника излучения;

- экранированием источника излучения;

- экранированием рабочего места у источника излучения или удалением рабочего места от него (дистанционное управление);

- применением в отдельных случаях средств индивидуальной защиты. Интенсивность ЭМП радиочастот на рабочих местах не должна превышать:

- в диапазоне СВЧ при облучении в течение всего рабочего дня - 10 мкВт/см².

- при облучении не более двух часов за рабочий день - 100 мкВт/см², при облучении не более 10-15 мин за рабочий день - мкВт/см² (мВт/см²), при условии обязательного пользования защитными очками;

- в диапазоне СВЧ для лиц, не связанных профессионально с облучением, и для населения интенсивность излучения не должна превышать 1мк Вт/см². Выбор способа защиты или комбинации их определяются типом источника излучения, рабочим диапазоном волн, характером выполняемых работ.

Для уменьшения интенсивности излучения от источника необходимо:

- при обработке высокочастотной части РЛС, отдельных СВЧ генераторов и т.п. применять различные типы поглотителей мощности, эквиваленты нагрузок;

- использовать имитаторы цели при проверках индикаторных, приемных вычислительных, управляющих и т.п. систем РЛС, когда не требуется включения генераторных и излучающих высокочастотных устройств (передатчиков, антенн);

- использовать волноводные ответвители, ослабители, делители мощности при отработке линий передачи энергии и антенных устройств;

- во всех случаях работы с аппаратурой необходимо убедиться в отсутствии утечек энергии на линиях передачи - местах сочленения элементов волноводного тракта, из катодных выводов магнетронов и т.п.

Экранирование источников излучения и рабочих мест выполняется различно в зависимости от генерируемой мощности, взаимного расположения источника и рабочего места, характера технологического процесса.

Испытания источников излучения на высоком уровне мощности (антенные устройства, комплексы РЛС) должны проводится, как правило, на специальных полигонах.

Требования к производственным помещениям и размещению оборудования:

- действующие генераторы СВЧ, радио и телевизионные передатчики должны размещаться в специально предназначенных помещениях;

- при работе нескольких генераторов СВЧ в одном помещении необходимо принять меры, исключающие превышение ПДУ облучения за счет суммирования энергии излучения;

- при работе генераторов СВЧ, радиопередающих и телевизионных устройств с большой мощностью излучения необходимо исключить возможность облучения людей, постоянно находящихся в смежных с производственными помещениях;

- на антенных полях радиостанций, полигонах, аэродромах и на других, не ограниченных помещением участках, должны быть обозначены места, где интенсивность облучения может превышать допустимую.

В зависимости от типа источника излучений, его мощности, характера технологического процесса может быть применен один из указанных методов защиты или любая из комбинаций.

Для защиты от проникновения СВЧ энергии в рабочее помещение рекомендуется экранировать источники излучения. Экранирование не должно нарушать процесс регулировки, настройки испытания при работе с излучающим устройством. Поэтому при конструкции экранирующих приспособлений необходимо учитывать основные параметры, характеризующие излучение и назначение производственного процесса, связанного с экранирующим источником излучения.

Тип, форма, размеры и материал экранирующего устройства зависит от того, имеет ли место непосредственное излучение, направленное или ненаправленное, непрерывное или импульсное, какова излучаемая мощность и рабочий диапазон частот.

Любая экранирующая система для защиты от проникновения СВЧ энергии основана на радиофизических принципах отражения или поглощения электромагнитной энергии.

Известно, что полное отражение электромагнитной волны обеспечивается материалами с высокой электропроводимостью (металлы), полное поглощение возможно в материалах с плохой электропроводимостью (полупроводники, диэлектрики с большими потерями).

С учетом указанных свойств материалов, характера и параметров источника излучения, особенностей производственного процесса был рекомендован и внедрен в практику ряд типовых экранирующих устройств, которые показали хорошую эффективность.

Типы экранов

Отражающие экраны. Если производственный процесс основан на непосредственном излучении энергии волн в пространстве, полное или частичное экранирование источника может привести к нарушению процесса или даже к невозможности его осуществления. Волны, отражаемые стенками эксплуатирующих устройств, обращенные в сторону излучателя, будут оказывать влияние на режим работы РЛС: пробой в генераторных лампах передатчиков, изменение его рабочей частоты и т.д.

В подобных случаях рационально применять поглощающие покрытия. Отражающие поверхности экранирующего устройства покрываются материалом, практически полностью поглощающим энергию падающих волн.

В тех случаях, когда имеются только утечки в линиях передачи СВЧ энергии, отражения от стенок экранирующего устройства не оказывают влияния на режим работы излучателя генераторной установки или РЛС в целом, экранировка может быть сделана без поглощающих покрытий.

Экраны могут быть использованы: для экранирования помещения, источника излучения, рабочего места. Все экраны должны быть тщательно заземлены.

Сплошные металлические экраны обеспечивают надежное экранирование при любых, практически встречающихся интенсивностях СВЧ поля с учетом допустимых величин (10 мкВт/см²). Экран может быть изготовлен из металла любой толщины. При толщине экрана в 0,01мм поле СВЧ ослабляется примерно в 100000 раз. Следовательно, ослабление в сплошных металлических экранах достаточно велико и для облегчения веса можно пользоваться даже тонкой металлической фольгой.

Сетчатые экраны обладают худшими экранирующими свойствами. Однако в ряде случаев по техническим соображениям и когда требуется ослабление потока мощности СВЧ в 100-1000 раз, экраны из сеток находят широкое применение. Форма экранирующего устройства может быть в виде:

- экранированной камеры (замкнутого экрана);

- незамкнутого экрана.

В качестве замкнутого экрана может быть рассмотрен металлический каркас шкафа передатчика. В период регулировки в случае необходимости наблюдения за режимом работы всей генераторной установки обшивку и дверцы шкафа, выполненные из листового металла, можно временно заменять обшивкой и дверцами, выполненными из металлической сетки.

Экранированную камеру можно рекомендовать для отдельных производственных процессов в случае направленного излучения, когда интенсивность источника излучения слишком большая. В этом случае может оказаться необходимым экранирование двойной камерой из сетки или сплошным листовым металлом.

Размеры экранирующей камеры определяются размерами источника излучения и рабочего помещения, однако, минимально возможные размеры камеры обусловливаются в первую очередь значением излучаемой мощности.

С направленным излучением приходится встречаться, главным образом, при испытании комплекса РЛС, испытаниях антенных устройств, отработке элементов СВЧ тракта на устранение электрических пробоев и других работах.

Большинство работ, связанных с направленным облучением, относится к испытаниям и исследованиям антенных устройств (снятие диаграммы направленности, измерение частотных характеристик антенн). Несмотря на то, что эти исследования чаще всего производятся на невысоких уровнях мощности от измерительных генераторов (до 5 Вт), интенсивность облучения может значительно превышать допустимые величины плотности потока энергии (ППЭ).

В зависимости от характера работ могут быть применены различные формы незамкнутых экранов и материалы для их изготовления.

Форма, размер, материал замкнутого экрана по отношению к источнику излучения должны выбираться в каждом конкретном случае с таким расчетом, чтобы работающие в данном помещении не подвергались облучению с интенсивностью выше допустимой нормы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Описание стенда

Общий вид лабораторной установки представлен на рисунке 1. Стенд представляет собой передвижной стол, выполненный в виде металлического сварного каркаса 1, на котором установлена столешница 3. На столешнице размещены: микроволновая СВЧ-печь 5 марки "Плутон СП-18" (рис. 2), координатное устройство 4 с датчиком 6 и микроамперметром 7. Последний служит для регистрации наличия СВЧ измерения и связан гибким проводом с датчиком координатного устройства, дающим сигнал об излучении. Координатное устройство обеспечивает четыре степени свободы и позволяет фиксировать наличие излучения перед печью, слева и справа от нее с помощью датчика, расположенного на вертикальной направляющей координатного устройства. Все элементы координатного устройства выполнены из органического стекла во избежание искажения сигнала с датчика. Датчик состоит из фторопластового корпуса, полуволнового вибратора и выпрямительного СВЧ-диода. СВЧ - печь приподнята над столешницей на четырех опорах, что дает возможность фиксировать наличие излучения ниже основания печи.

1. металлический сварной каркас, 2. дверцы шкафа; 3. столешница;

4. координатное устройство; 5. СВЧ-печь; 6. датчик;

7. микроамперметр; 8. пазы.

Рис. 1. Общий вид лабораторной установки

«Защиты от СВЧ – ИЗЛУЧЕНИЙ»

 

Рис 2. СВЧ – ПЕЧЬ «ПЛУТОН СП – 18»

 

В качестве нагрузки в печи используется строительный красный кирпич "М-150", устанавливаемый на неподвижную подставку, в качестве которой может быть использована неглубокая столовая фаянсовая тарелка. На столешнице имеются пазы 8 для установки сменных защитных экранов, используемых для изучения экранирующих свойств различных материалов. Количество сменных защитных экранов - семь. Защитные экраны с размерами 350х600 мм выполнены из следующих материалов:

1. Сетка полутомпаковая, с диаметром ячеек 0,25 мм;

2. Сетка полутомпаковая, с диаметром ячеек 2,5 мм;

3. Лист алюминиевый;

4. Плита асбестоцементная;

5. Органическое стекло;

6. Армированная резина;

7. Коврик резиновый.

Сменные экраны хранятся под столешницей в отдельных ячейках 2. Сигнал с датчика поступает на микроамперметр, закрепленный на съемной панели, которая устанавливается в центре стола, заподлицо с поверхностью столешницы. Стенд предназначен для эксплуатации в помещении при температуре от +10^º С до +35^º С и относительной влажности воздуха до 80%.