При разработке средств защиты от воздействия электромагнитных излучений учитывается следующее:
· уменьшение излучения непосредственно в самом источнике;
· экранирование источника излучения;
· экранирование рабочего места у источника излучения или удаление рабочего места от него;
· применение индивидуальных средств защиты.
В зависимости от диапазона частот, типа источника излучения, его мощности и характера технологического процесса может быть применен один из указанных методов защиты или любая их комбинация. Средства защиты должны обеспечивать выполнение следующих основных требований:
· не вызывать существенных искажений электромагнитного поля применяемыми защитными средствами;
· не ухудшать работу обслуживающего персонала;
· не снижать производительность их труда.
Основным и наиболее эффективным средством защиты людей от воздействия электромагнитных излучений является автоматизация технологического процесса, применение дистанционного управления высокочастотными установками и вынесение источников излучения из помещений, где находятся люди.
Весьма эффективным способом защиты является экранирование источников излучения при помощи металлических щитов (экранов) и камер. В материале металлического экрана возникают вихревые токи, создающие электромагнитное поле, противоположное экранируемому. В результате такого противодействия ЭМП источника излучения локализуется. Материалом для экранирования могут быть металлические листы толщиной не менее 0,5 мм или сетки с ячейками не более 4´4 мм из металла, обладающего высокой электропроводностью и магнитной проницаемостью (медь, алюминий, латунь, малоуглеродистая сталь).
Уменьшение энергии излучения у источников достигается выполнением специальных мероприятий. К ним относятся, например, полное экранирование шкафа передатчиков с устранением щелей и других неплотностей в металлической обивке и соблюдением электрического контакта по всему периметру экрана, экранирование смотровых жалюзей и окон передатчиков с помощью металлической сетки или специального стекла с металлизированным слоем (ТУ 1116 - 63) и т.п. В зависимости от типа установок и характера применяемого технологического процесса конструктивное оформление защитных экранов может быть различным.
При экранировании степень ослабления напряженности электромагнитного поля определяется эффективностью экранирования, она оценивается в децибелах, которая показывает, во сколько раз уменьшилась напряженность поля на данном участке:
Э = 20lg (Е0/Еэ), дб; Э = 20 lg (Н0/Нэ), дб. (9)
где Е0, Н0 - напряженность поля до экранировании;
Еэ, Нэ - напряженность поля при экранировании.
Степень экранирования (в относительных единицах) определяется из соотношений:
Эст = Е0 / Еэ, Эст = Н0 / Нэ. (10)
Общее экранирование высокочастотной установки достигается созданием экранированной камеры, где размещается установка. Управление установкой осуществляется дистанционною обслуживающий персонал не должен находится в экранированном помещении.
Наибольший эффект достигается при общем экранировании всех элементов высокочастотной установки. Обследование находящихся в эксплуатации радиопередатчиков различных типов показывает, что некачественная экранировка любого участка экрана почти в равной мере ухудшает общую эффективность экранировки передатчика.
В зависимости от мощности источника и диапазона волн применяются различные типы экранов: сплошные металлические; сетчатые металлические; мягкие металлические с хлопчатобумажной или другой тканью; поглощающие. Все экраны, кроме поглощающих, обеспечивают отражение СВЧ энергии.
При выборе толщины сплошного экрана обычно исходят из конструктивных соображений, поскольку глубина проникновения электромагнитной энергии высоких и сверххвысоких частот мала. Экраны выплоняются в виде замкнутых поверхностей из металлических листов толщиной 0,5-1 мм, окружающих экранируемый объект. При толщине экрана в 0,01 мм поле СВЧ ослабляется на 50 дб (в 100000 раз). Для облегчения веса экрана можно пользоваться даже тонкой фольгой.
Сетчатый экран обладает худшими экранирующими свойствами по сравнению со сплошными экранами. Сетчатые экраны находят широкое применене, когда нужно ослабить поток мощности СВЧ на 20-30 дб (в 100 - 1000 раз). Например, металлическая сетка из проволоки диметром 0,08 мм, имеющая 560 ячеек на 1 см2 в диапазоне волн от 1 до 10 см, дает ослабление мощности СВЧ от 25 до 45 дб.
Таблица 4. Ослабление мощности СВЧ при помощи ткани арт.4381
| Длина волны, см | 0,8 | 3,2 | ||
| Ослабление мощности, дб |
Эластичные экраны предназначены для изготовления экранных штор, драпировок, чехлов и специальной одежды (комбинезонов, халатов, капюшонов), защищающих обслуживающий персонал от излучений СВЧ энергии. Материалом для эластичных экранов служит хлопчатобумажная ткань, в структуре которой такие металлические нити образуют сетку с размерами ячейки 0,5 ´ 0,5 мм, диаметр проволоки 0,08 - 0,53 мм. Защитные свойства ткани арт.4381 сохраняются при температуре от -40 до +100°С и при относительной влажности до 98% (табл. 4).
Прозрачные экраны изготавливаются из специального оптически прозрачного стекла, покрытого двуокисью олова - SnO2. Плоские стекла выпускаются размером 650 ´ 500 мм (ТУ 166-63). Стекло создает ослабление мощности СВЧ порядка 30 дб в диапазоне волн 0,8... 150 см.
В некоторых случаях полное экранирование источника излучения вызывает нарушение рабочего процесса в генераторе за счет отражений от внутренней поверхности экрана. Для уменьшения этих помех применяют поглощающие экраны. Наибольший эффект достигается в том случае, когда электромагнитные волны падают на поглощающую поверхность экрана перпендикулярно. Наносимые на экран поглощающие покрытия должны полностью поглощать электромагнитную энергию.