1 Тимофеева Е.И., Федорович Г.В. Экологический мониторинг параметров микроклимата Москва 2005 Федорович Г.В. Экологический мониторинг электромагнитный полей Москва 2006 OOO «НТМ-Защита» г.Москва, Каширское ш.31 Тел. (495) ; Факс (495)

2 Измерение ЭМП Типичная блок-схема Измерителя Основные блоки Измерителя. Преобразователь: для магнитных полей это катушки, магниторезисторы, феррозонды, датчики Холла, очень редко (как правило – в физико-технических исследовательских установках) датчики на магнитооптических ячейках; для электрических полей это электрические вибраторы, многоэлектродные подвижные системы (для измерения электростатических полей), также редко – датчики на электрооптических ячейках; для измерения потока энергии СВЧ ЭМП используются дипольно-детекторные микросборки (диполи как магнитные так и электрические), СВЧ-термисторы и термопарные преобразователи. Блок обработки, как правило, включает в себя: усилители, фильтры, выпрямители сигналов, корректирующие элементы. Индикатор – либо: стрелочный (характерно для старых измерителей) прибор, жидкокристаллический индикатор (современные измерители), то и другое вместе (как правило – в дорогих моделях измерителей). Преобразователь Поле - Напряжение Блок обработки сигнала Индикатор

3 Измерение ЭМП Дипольная электрическая антенна Измеряемое напряжение пропорционально величине электрического поля:U = k*E. Коэффициент k зависит от параметров антенны, нагрузки Z и частоты f изменения поля. Для постоянного поля ( f = 0 ) k = 0. Для измерения постоянного поля используют антенны с изменяющейся геометрией. О таком приборе подробно рассказывалось в разделе об электростатическом поле. UЕ Z

4 Измерение ЭМП Дипольная магнитная антенна Измеряемое напряжение пропорционально величине магнитного поля: U = k*В. Коэффициент k зависит от параметров антенны (числа витков, наличия сердечника и пр.), нагрузки Z и частоты f изменения поля. Выбирая число витков, сердечник можно сделать компактную,чувствительную антенну. Для постоянного поля ( f = 0 ) k = 0. Для измерения постоянного поля используют датчики Холла, магниторезисторы и феррозондовые измерители. В(t)U Z

5 Измерение ЭМП Магнитная антенна на основе датчика Холла. В магнитном поле В при приложении напряжения U появляется ток J (направления – как на рис.). Достоинства – простота, высокая чувствительность, широкая полоса частот. Недостатки – нестабильность, зависимость от температуры. В U J

6 Измерение ЭМП Магнитная антенна на основе магниторезистора. Сопротивление R меняется с изменением магнитного поля В по закону R = Ro + k*B. Достоинства – простота, высокая чувствительность, широкая полоса частот. Недостатки – нестабильность, зависимость от температуры. В R=U/I

7 Измерение ЭМП Феррозондовая магнитная антенна. Запитка на одной частоте приводит к появлению ее гармоник за счет нелинейности феррита. Относительная амплитуда гармоник тем больше, чем больше величина постоянного магнитного поля, насыщающего ферритовый сердечник. Достоинства антенны: стабильность, широкая полоса частот. Недостатки антенны: сложность, разброс параметров ферритов, невысокая чувствительность. ~ В

8 Особенности современных приборов 1. Трехкоординатные (изотропные) антенны. 2. Электрическая развязка. 3. Компьютеризация: Процессор в приборе (математическая обработка результатов) Память для программы измерений и результатов. Связь с ПК – включение в измерительный комплекс.

9 Пример согласования Норм и возможностей приборов СанПиН Электромагнитные поля в производственных условиях, п.п , 17, 18 требует: При использовании приборов с однокоординатными (дипольными) датчиками ЭМП поиск максимального регистрируемого значения ЭМП необходимо осуществлять путем ориентации датчика в каждой точке в разных плоскостях. При этом необходимо обеспечивать совпадение направления оси диполя и максимального вектора напряженности ЭМП с допустимой относительной погрешностью 20 % при измерении ЭП и 10 % при измерении МП. Недостаточно точная ориентация датчика ведет к возникновению дополнительной погрешности.

10 Измерение ЭМП (МП, источник – ВДТ) Распределение магнитного поля совпадает с полем вертикального магнитного диполя, расположенного в центре ВДТ

11 Измерение ЭМП (ЭП, источник – ВДТ) Распределение электрического поля совпадает с полем точечного заряда, расположенного в центре ВДТ

12 Измерение ЭМП Аппаратурное обеспечение Анализаторы поля EFA-1, EFA-2Прецизионные анализаторы магнитного поля в диапазоне частот от 5 Гц до 30 кГц.EFA-1 EFA-2 Встроенный изотропный датчик поля, развитые функции фильтрации, частотомер.

13 Измерение ЭМП Аппаратурное обеспечение Анализаторы поля EFA- 3Прецизионный анализатор магнитного и электрического полей в диапазоне частот от 5 Гц до 30 кГц.EFA- 3 Встроенный изотропный датчик магнитного поля, развитые функции фильтрации, частотомер, память данных. Дистанционное управление и передача результатов измерений.

14 Измерение ЭМП Аппаратурное обеспечение Измерители электромагнитного излучения EMR-20, EMR-30Прецизионные измерители уровней электромагнитного излучения в диапазоне частот от 0,1 до 3000 МГц.EMR-20 EMR-30 Изотропный датчик поля. Динамический диапазон от 1 до 800 В/м. Дистанционное управление и передача результатов измерений

15 Измерение ЭМП Аппаратурное обеспечение Измерители электромагнитного излучения EMR-200, EMR- 300EMR-200EMR- 300 Прецизионные измерители уровней электромагнитного излучения в диапазоне частот от 3 кГц до 60 ГГц. Сменные изотропные датчики электрического и магнитного полей. Дистанционное управление и передача результатов измерений

16 Методика инструментального контроля (принципы) Контролируемая зона. Места возможного нахождения персонала при выполнении им работ, связанных с эксплуатацией и ремонтом электроустановок. Рабочее место. «Все места, где работник должен находиться или куда ему необходимо следовать в связи с его работой и которые прямо или косвенно находятся под контролем работодателя». Одно рабочее место может включать в себя несколько контролируемых зон. В том случае, когда рабочее место представляет собой единый производственный участок с перепадом ЭП в несколько единиц кВ/м, его следует разбить на отдельные контролируемые зоны, в которых уровни напряженности ЭП разнятся на1 кВ/м. Одна и та же контролируемая зона может входить в состав различных рабочих мест, если в ней производятся различные работы различными работниками. При этом для различных работников, в зависимости от длительности выполнения работ, условия труда в этой контролируемой зоне могут классифицироваться по-разному.

17 Методика инструментального контроля (принципы) План производственного помещения. Документ, описывающий (в графическом виде) планировку обследуемого производства (цеха, участка, территории). На плане должны быть: отмечены все зоны (контролируемые зоны) возможного нахождения людей при выполнении ими работ; отражены общие сведения о производственном объекте, размещении технологического оборудования. План является определяющим документом при проведении измерений (определяет места проведения измерений) и при анализе их результатов. Он абсолютно необходим, если эти две операции разнесены по времени и по исполнителям.

18 Методика инструментального контроля (планирование измерений) Особенности контролируемых зон определяют состав измерений, т.е. количество и положение точек измерения и измеряемые компоненты ЭМП в каждой точке: фазность источников ЭМП, создающих поле в контролируемой зоне (определяет поправочные коэффициенты); коэффициент загрузки сети Kнагр = Imax/I; расположение непосредственно над источником магнитного поля; локальность воздействия магнитной составляющей ЭМП на конечности (кисти рук, предплечья) работников.

19 Методика инструментального контроля (планирование измерений) Характеристики рабочих мест. нумерация рабочих мест; принадлежность рабочих мест (профессии работников, занимающих эти места), структура каждого рабочего места, т.е. перечень контролируемых зон, из которых оно состоит время (по принадлежности) выполнения работ в этих зонах. Характеристики рабочих мест определяют алгоритмы анализа результатов измерений уровней ЭМП и вывода заключений по ним;

20 Методика инструментального контроля (планирование измерений) Компьютерные программы поддержки. Программы с элементами ИИ, предназначенные для автоматического составления плана инструментального контроля в строгом соответствии методическими указаниями. Входом программы является пояснительная записка к плану производственного помещения, выходом – перечень контролируемых зон с указаниями количества и положения точек измерения ЭМП. Целесообразно заносить алгоритм проведения измерений в специализированные средства измерений, использующиеся для инструментального контроля.

21 Методика инструментального контроля (проведение измерений) Измерения уровней ЭМП в контролируемых зонах проводится согласно составленному плану производственного помещения и приложения (пояснительной записки) к нему. Состав и точки измерений определяются характеристиками контролируемой зоны: Как правило, измерения ЭП и МП должны проводиться на трех высотах: 0,5м, 1,5м и 1,8м от поверхности земли, пола помещения или площадки обслуживания оборудования и на расстоянии 0,5м от оборудования и конструкций, стен зданий и сооружений. Для контрольных зон, расположенных непосредственно над источником МП следует проводить дополнительное измерение МП над уровнем земли, пола помещения, кабельного канала или лотка. Для контрольных зон, в которых воздействие МП локализовано на конечностях (кисти рук, предплечья) работников, следует поводить одно измерение только магнитного поля только в зоне воздействия.

22 Методика инструментального контроля (проведение измерений) Автоматизация проведения контроля. Целесообразно использовать специализированные приборы, сопрягаемые с компьютерными программами поддержки контроля. Это процессорные приборы, в которые можно загружать алгоритм проведения измерений, предварительно составленный специальной компьютерной программой планирования контроля. Прибор вырабатывает подсказку для исполнителя измерений по измеряемым параметрам, количеству и положению точек измерения ЭМП в каждой из намеченных контролируемых зон.

23 Методика инструментального контроля (анализ результатов) Электрическое поле. предельно допустимый уровень напряженности ЭП на рабочем месте в течение всей смены: Епд = 5 кВ/м. абсолютный пороговый уровень ЭП, превышение которого исключает пребывание персонала в зоне действия ЭП: Еапу = 25 кВ/м [1] (п ). в промежуточном ЭП задается допустимое время пребывания Тдоп: если 5 Е 20, то Тдоп = 50 / Е – 2 ; если 20 Е 25, то Тдоп = 1/6.

24 Методика инструментального контроля (анализ результатов) Электрическое поле. На рабочих местах, включающих несколько контролируемых зон с различной напряженностью ЭП вводится понятие приведенного времени Тпр, определяемого по формуле

25 Методика инструментального контроля (анализ результатов) Магнитное поле. Общее воздействие. Допустимое время Тобщ.доп(В) работы в МП величиной В, задается кривой интерполяции ПДУ. При воздействии МП большего уровня или при необходимости выполнения работы в поле В в течение времени, большего чем время Тобщ.доп(В), определяется предельное время работы для определенного класса условий труда. Локальное воздействие. Допустимое время Тлок.доп(В) работы в МП величиной В, задается интерполяцией данных по ПДУ локального воздействия. При воздействии МП большего уровня или при необходимости выполнения работы в поле В в течение времени, большего чем время Тлок.доп(В), определяется предельное время работы для определенного класса условий труда.

26 Методика инструментального контроля (анализ результатов)

27 Методика инструментального контроля (анализ результатов) Магнитное поле. Для оценки по МП условий труда на рабочих местах, включающих несколько контролируемых зон с различной напряженностью МП, в качестве контролируемого параметра следует брать максимальное значение магнитного поля (maxB), из измеренных во всех контролируемых зонах, входящих в состав рабочего места. Это значение следует использовать для подсчета предельного (в зависимости от выбранного класса условий труда) времени работы на обследуемом рабочем месте.

28 Методика инструментального контроля (анализ результатов) Компьютерные программы поддержки - это экспертные системы (ЭС), предназначенные для автоматической трансформации результатов совокупности замеров уровней ЭМП в заключение об условиях труда на обследуемом рабочем месте. В качестве входной информации ЭС получает результаты измерений параметров ЭМП в контролируемых зонах и описание структуры рабочих мест (перечень контролируемых зон с указанием времени работы в каждой из них). Применяя правила отношений к символическому представлению знаний о нормируемых уровнях ЭМП, ЭС выносит суждения о классе условий труда.

29 Методика инструментального контроля ( Оформление результатов инструментального контроля ) Результаты инструментального контроля фиксируются в рабочем журнале, а выводы и заключения по ним оформляются протоколом инструментального контроля уровней электромагнитного поля промышленной частоты (ПЧ).

30 Методика инструментального контроля ( Оформление результатов инструментального контроля ) Цель измерения Наименование и адрес объекта, где проводились измерения Уполномоченный представитель объекта, присутствующий при проведении измерений Дата и время измерений Наименование средств измерений и сведения о государственной поверке Нормативная документация, в соответствии с которой проводились измерения Источники электромагнитных полей и их характеристики План производственного участка (помещения), описание расположения контролируемых зон

31 Методика инструментального контроля ( Оформление результатов инструментального контроля ) План производственного участка (помещения), описание расположения контролируемых зон Таблица (результаты измерений) Измеряемый параметр Единицы измерения Результаты исследований, измерений Результаты измерений с учетом погрешности Величина допустимого уровня Дополнительные сведения Измерения проводил(и) Руководитель подразделения (лаборатории)

32 Методика инструментального контроля ( Оформление результатов инструментального контроля ) Программа поддержки оформления результатов инструментального контроля. Результатом ее работы является проект протокола инструментальных измерений параметров ЭМП промышленной частоты на обследуемом рабочем месте. Протокол можно просмотреть, отредактировать, записать в архив (на любой носитель), распечатать.