论电磁辐射环境监测技术

1、论电磁辐射环境监测技术张玉平(贵州省放射性环境监理站，贵阳，550002)毫l电磁辐射测量仪器11非选颏式 l·l·l偶极子，二级管检波(电场探头)90。天线 交式中z戮罂有效电容；撼眠燃啪概、“”4。2甲丌电吊弧·由上式可见与额率无关l·l·2热偶结点阵天线(电场探头)热电偶毫高阻线。113磁场探头。三个正交环，串连出引线 环天线感应电势为。黧；篙磐匝数·a为环半径，日蒜翁茹磊羡?焉真空中导磁率，。为角频率一般。张玉平。论电磁辐射环境监测拄术 407对仪器的基本要求：(1)各向同性误差士1 dBf(2)系统频率响应不均匀度4-3 d

2、Bl(3)夏 敏度105 Vm，(4)校准精度·土05 dB。12遗疑仪1。21选叛场强仪I逐个额点测量 待澍场的场强值为tE(dB，w。，=K(dB)-1-V，(d鼬)-4-L(dB)式中。K为天线校正系数，它是频率的函数，可由场强仪的附表中查得，”为场强仪读数l L为电蟪损耗，新仪器在K中已包含。 注，被测场是脉冲信号时，不同带宽y，值不同此时需要归一化于MHz带宽的势强值，即：E(d耳vm)一K(dB)4-V，(dB，v)+20lg(1BW)+L(dB)式中。BW为选用带宽，单位MHz 122募谱仪十天线用颜谱仪作接收机，dB。读数经换算成d耳v对50 I-1系统，场强值为：E

3、(dB“m)=K(dB)+A(dB。)+107(d耳v)+L(dB)频谱仪的类型不受限制，频谱仪天线必须校准 1工3微波接收机扣除电缆损耗，功率密度P一如下tP。=(4aG92)×10“+6，10(mWcm2)式中，G为天线增益<倍数)·A为工作波长(cm)I A为数字幅度计读数(dB。)I B为0 dB输入功率(dB)，也称校准系数I 4aG舻为天线有效面积 关予电缆损耗·2电磁辐射污染源监测方法，亦即作业环境21环境条件应符台行标和仪器使用标准条件，测量纪录表应注明环境温度、相对湿度。22测量仪器可使用各向同性响应或有方向性电场探头及磁场探头的宽带辐射仪

4、采用有方向性探头时，应 在测量点调整探头方向以测量出测量点最大辐射电平测量仪器工作频率应满足待测场要求，仪器应经计量标准定期鉴定23测量时间在辐射体正常工作时间内进行测量，每个测点连续测量5次，每次测量时间不应少于15 s，并读取稳定状态的最大值若测量读数起伏较大时，应适当延长测量时间。 24测量位置距离地面05、10和17IB 25评价根据E、日或Pi值，按国标电磁辐射防护规定>(GB 870288)或其他部委制定的“安垒限值”全国中青年辐射防护学术研讨金论文汇编作出分析评价3一般环境电磁辐射测量方法(通常指对大居民区)31溯量条件311注明环境温度、相对湿度3I2一般取离地172om

5、高度测量313取电场强度测量值>50 dB_的频率作为测量频率314测量时同为5·oo一9Ioo，11。oo14Ioo和18loo23too城市环境电磁辐射高峰期，这是 基本测量时问若24小时昼夜测量，测点不应少于10点测量间隔时间为1 h，每次测量观察时闻暑 不应少于15 s，若指钟摆动过大。应适当延长观察时间32布点方法分为典型辐射体和大居民区两类 321典型辐射体环境溺量布点以辐射体为中心按间隔45。的八个方位为测量线，面条测量线上选取距场源分别为30、50和lOO m等不同距离定点测量，测量范围根据实际情况确定 例如广州二频道发射塔的辐射测量tl2 b厩活掌握 322一

6、般环境的测量布点 即大居民区的测量布点根据城市测绘地图，将全区分为(1X1)kmz或(2X2)km2小方格取方格中心为测量位置见下图；测量位置33测量仪器张玉平，论电磁辐射环境监测技术分为非选搬式和选频式两类 331非选颠式辐射测量仪具有各向同性响应或有方向性探头的宽带辐射测量仪属于此类用有方向性探头时，应调整探 头方向礴出最大辐射电平332选赣式辐射测量仪各种专门用于EMI(Electromagnetic Interference)测量的场强仪，干扰测试接收机，以及频谱 仪、接收机和天线自行组成测量系统经标准场校准后可用于此目的的测量误差应小于士3 dB，频 率谡差应小于被测频率的10-3数

7、量级34数据处理如果仪器测值的单位为分贝(dB,v)，则先按下式换算成以Vm为单位的场强：E。=10“”一5(Vm)式中。E，为在某测量位、某频段中被测频率i的测量场瞬时值(Vm)I z为场强仪读数(dB，vm)。 然后依次按下列各式计算，E=去竞蜀(Vm)E=E2(Vm)EG=tME，(Vm)上述各式中，n为B值读数的个数l E为在某测点位，某频段中各被测频率i的场强平均值(v m)。墨为在某测量位，某频段中各被测频率的综合场强(Vm)·Ej为在某测量位，24 h(或一定时 间内)内测量某频段后的平均综台场强(vm)；M为24 h(或一定时闻内)内测量某频段的测量次数35绘制污染田

8、 绘制频率场强、时间场强、时问一频率、测量位一总场强值各组对应曲线以及典型辐射体的标准等场强值线圈 36环境质量评价361用非选频宽带辐射测量仪时，由于测得的场强或功率密度值是所有频率的综合场强值，而 环境中辐射体频率主要在超短波频段(30300 MHz)。所以测量值和超短波频段安全限值的比值 若1基本上对居民无影响如果评价典型辐射体，则测量结果应和辐射体工作频率对应的安全限 值比较tEG工1式中，j0为莱测量位置总场强值(vm)I L为典型辐射体工作频率对应的安全限值或超短波频段 安全限值(Vm)362用选频式场强仪时，喇用下式t(EoLD1式中E。为测量位置某频段总的平均综合场强值(Vm)

9、l工，为对应频段的安全限值(Vm)。4环境质量预测的场强计算为了估算辐射体对环境的影响，对于典型的中波、短波及超短波发射台的发射天线在环境中的 辐射场强按(1)式至(6)式计算。对于正方形和圆口面微波天线在环境中的辐射场功率密度按(7)和 (8)式计算41中波(垂直极化波)410垒塌中青年辐射防护学术斫l寸会论文汇编理论公式，E：=(945d)而，()声(4咖A近似公式tE一，(300d)P4(mYm)(Z)式中td为被测位置与发射天线中心的距离(kin)IP为发射机标称功率(kw)l口为天线效率()，也称天线损耗I G为相对于接地基本搬子(点源天线t G一1)的天线增益倍数)-F()为发射天

10、线 高度因子，()一l143F(厶曲为发射天线垂直面(仰角4)、水平面(方位角P)方向性函数， 显Il!；0一=o4为地面衰搪因子A篇141×(2+03z)(Z十z+06童1)(3)，为数嚣距离：z=“d)、，ili=1jrj_i否i五五，j7jjrj_iii瓦弼(4)式中，为波长<mh e为大地的介电常数(无量纲)，口为大地的导电系数，l(ilra) (2)式是由_1、，()12、，(4秘一1得出的，称为“苏莱依金范德渡尔公式”42短波(承平极化波)除z的算法有别外其余阍中波的计算，z=()移耳ii耳1菇砺刁(5)43超短波(电视、调频晨此类)E(444需r)F(扩)(raV

11、ra)(6) 式中t尸为发射机标称功率(kw)，G为相对于半波德墩子(儡“一164)天线增益(倍数)，R为测 置位鼹与夭线中心的距离(kin)l F<口)为天线螽矗面方向性函数(视天线形式和层敦而异)注：此时的E由两部分构成，即直射波羊辞硬射波。如下圈。哭线中心曩实测要求：人和仪器的距离>to5抽I误差应控制在23 dB 建筑物的实测影响t前几+米E十25 dB。后几十米E+2030 dB 机动车的实测影响；±6 dB，>50m认为无影响。实测高度误差；士5 dB44微波(卫星地球站)441近场最大功率密度尸，n一=4冉S(mWcm2)(7)洼；此式引用美国1982年国家标准式中，Pt为送入天线净功率(raW)，或标称功率，s天线实际几何面积(era。)442递场轴向(最大)功率密度n：张玉平t论电磁辐射环境监潮技术4IlP。=(PG)I(4xr2)(roWcm2)(8) 式中P为雷达发射机平均功率(roW)IG为天线增益(倍数)lR为测量位置与天线轴向(中心)位 置fr5监测仪器介绍51几个概念511宽带全向仪，测出的是平均值512对脉冲信号，测其峰值，计算与占空比有关。 s13对50Hz工频，测有效值s2实用仪器 5。21进日仪器(1)美国通用微波公司23、4c型t推荐使用4c型，可测雷达参数如下 I带宽；200