HJ/T 10.2-1996 輻射環(huán)境保護管理導則 電磁輻射監測儀器和方法

1 電磁輻射測量?jì)x器

      本導則所稱(chēng)電磁輻射限于非電離輻射。

      電磁輻射的測量按測量場(chǎng)所分為作業(yè)環(huán)境、特定公眾暴露環(huán)境、一般公眾暴露環(huán)境測量。按測量參數分為電場(chǎng)強度、磁場(chǎng)強度和電磁場(chǎng)功率通量密度等的測量。對于不同的測量應選用不同類(lèi)型的儀器，以期獲取最佳的測量結果。測量?jì)x器根據測量目的分為非選頻式寬帶輻射測量?jì)x和選頻式輻射測量?jì)x。

1.1 非選頻式寬帶輻射測量?jì)x

1.1.1 工作原理

      偶極子和檢波二極管組成探頭這類(lèi)儀器由三個(gè)正交的2~10cm長(cháng)的偶極子天線(xiàn)，端接肖特基檢波二極管、RC濾波器組成。檢波后的直流電流經(jīng)高阻傳輸線(xiàn)或光纜送入數據處理和顯示電路。當D《h時(shí)（D偶極子直徑，人偶極子長(cháng)度）偶極子互耦可忽略不計，由于偶極子相互正交，將不依賴(lài)場(chǎng)的極化方向。探頭尺寸很小，對場(chǎng)的擾動(dòng)也小，能分辨場(chǎng)的細微變化。偶極子等效電容C_A、電感L_A根據雙錐天線(xiàn)理論求得：

 ??

?

      式中：

      α——天線(xiàn)半徑；

      S——偶極子截面積；

      L——偶極子實(shí)際長(cháng)度。

      由于偶極子天線(xiàn)阻抗呈容性，輸出電壓是頻率的函數:

? ?

      式中：

      ω——角頻率,ω=2?π?f，f頻率；

      C_L——天線(xiàn)縫隙電容和負載電容；

      R_L 負載電阻。

      由宇C_A、C_L基本不變，只要提高&就可使頻響大為改善，使輸出電壓不受場(chǎng)源頻率影響，因此必須采用高阻傳輸線(xiàn)。

當三副正交偶極子組成探頭時(shí)，它可以分別接收x、y、z三個(gè)方向場(chǎng)分量，經(jīng)理論分析得出：

? ?

      式中：

      C——檢波器引入的常數；

      Ke——偶極子與高頻感應電壓間比例系數；

      Ex、Ey、Ez 分別對應于x、 y、z方向的電場(chǎng)分量；

      E——待測場(chǎng)的電場(chǎng)矢量。

      并(1.4)式為待測場(chǎng)的厄米特幅度(Hermitian)可見(jiàn)用端接平方律特性二極管的三維正交偶極子天線(xiàn)總的直流輸出正比于待測場(chǎng)的平方，而功率密度亦正比于待測場(chǎng)的平方，因此經(jīng)過(guò)校準后，Udc的值就等于待測電場(chǎng)的功率密度。如果電路中引人開(kāi)平方電路，那么值就等于待測電場(chǎng)強度值。偶極子的長(cháng)度應遠小于被測頻率的半波長(cháng)，以避免在被測頻率下諧振。這一特性決定了這類(lèi)儀器只能在低于幾吉赫頻率范圍使用。

熱電偶型探頭

      采取三條相互垂直的熱電偶結點(diǎn)陣作電場(chǎng)測量探頭，提供了和熱電偶元件切線(xiàn)方向場(chǎng)強平方成正比的直流輸出。待測場(chǎng)強為：

 ?

      與極化無(wú)關(guān)。沿熱電偶元件直線(xiàn)方向分布的熱電偶結點(diǎn)陣，保證了探頭有極寬的頻帶。沿丄、y、z三個(gè)方向分布的熱電偶元件的最大尺寸應小于最高工作頻率波長(cháng)的1/4,以避免產(chǎn)生諧振。整個(gè)探頭像一組串聯(lián)的低阻抗偶極子或像一個(gè)低Q值的諧振電路。

磁場(chǎng)探頭

      由三個(gè)相互正交環(huán)天線(xiàn)和二極管、RC濾波元件、高阻線(xiàn)組成，從而保證其全向性和頻率響應。環(huán)天線(xiàn)感應電勢為：

 ?

      式中：

      N——環(huán)匝數；

      b——環(huán)半徑；

      H——待測場(chǎng)的磁場(chǎng)強度。

1.1.2 對電性能的要求

      使用非選頻式寬帶輻射測量?jì)x實(shí)施環(huán)境監測時(shí)，為了確保環(huán)境監測的質(zhì)量，應對這類(lèi)儀器電性能提出基本要求：

      各向同性誤差≤±1dB

      系統頻率響應不均勻度≤±3 dB

      靈敏度：0. 5 V/m

      校準精度：≤±0.5 dB

1.1.3常用的非選頻式輻射測量?jì)x

      附錄A1為常用的非選頻式寬帶輻射測量?jì)x的有關(guān)數據。實(shí)施環(huán)境電磁輻射監測時(shí)，可根據具體需要選用其中儀器。

1.2 選頻式輻射測量?jì)x

      這類(lèi)儀器用于環(huán)境中低電平電場(chǎng)強度、電磁兼容、電磁干擾測量。除場(chǎng)強儀(或稱(chēng)干擾場(chǎng)強儀)外，可用接收天線(xiàn)和頻譜儀或測試接收機組成的測量系統經(jīng)校準后，用于環(huán)境電磁輻射測量。

工作原理

      場(chǎng)強儀(干擾場(chǎng)強儀)

      待測場(chǎng)的場(chǎng)強值：

??

      式中K是天線(xiàn)校正系數，它是頻率的函數，可由場(chǎng)強儀的附表中査得。場(chǎng)強儀的讀數Vr必須加上對應K值和電纜損耗L才能得出場(chǎng)強值。但近期生產(chǎn)的場(chǎng)強儀所附天線(xiàn)校正系數曲線(xiàn)所示K值已包括測量天線(xiàn)的電纜損耗L值。

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