Мониторинг электрических, магнитных и электромагнитных полей
Антропогенные источники образуют постоянные и переменные магнитные поля, как правило, более высокой интенсивности, чем природные. Особо стоит отметить источники, работающие на промышленной частоте 50 Гц, например бытовые приборы. Другие антропогенные источники применяют при научных исследованиях, в промышленности и медицине, а также в некоторых технологических процессах, связанных с производством… Читать ещё >
Мониторинг электрических, магнитных и электромагнитных полей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Электрическое поле — частная форма проявления (наряду с магнитным) электромагнитного поля, определяющая действие на электрический заряд (со стороны поля) силы, не зависящей от скорости движения заряда. Магнитное поле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом (независимо от состояния их движения). Электромагнитное поле — особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами.
В отличие от других факторов ОС, электромагнитный фактор вследствие использования его физических свойств в производстве и быту невозможно заменить на какой-либо другой, менее вредный.
В целом общий фон факторов электромагнитной природы состоит из источника естественного (электрические и магнитные поля Земли, радиоизлучения Солнца и галактик) и искусственного (антропогенного) происхождения (радиотехнические объекты, телеи радиостанции, линии электропередач, мобильная связь и др.).
Уровень естественного электромагнитного фона на несколько порядков ниже уровней электромагнитных полей, создаваемых антропогенными источниками.
По своим физическим характеристикам (с учетом особенностей генерации) поля электромагнитной природы можно классифицировать следующим образом:
- • электромагнитные излучения радиочастот и микроволн;
- • электрические поля промышленной частоты;
- • магнитные поля.
Оценку электромагнитного поля частотой 50 Гц осуществляют раздельно по напряженности электрического поля Е, напряженности магнитного поля Н или индукции магнитного поля В. Нормирование электромагнитных полей частотой 50 Гц на рабочих местах персонала дифференцировано в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле.
ПДУ напряженности электрического поля частотой 50 Гц на рабочем месте в течение всей смены установлен равным 5 кВ/м. Измеритель напряженности электрического и магнитного поля (рис. 10.4) имеет диапазон измерений Е 0,01 В/м — 100 кВ/м, Н 0,0001 — 265,3 А/м.
Рис. 10.4. Измеритель напряженности электрического и магнитного поля
Магнитное поле Земли образуется электрическим током, протекающим в верхнем слое земной коры. Па поверхности Земли вертикальная составляющая магнитного поля достигает максимума на магнитных полюсах (примерно 6,7Т0~5 Тл) и равна нулю на экваторе. Горизонтальная составляющая достигает максимума на экваторе (около 3,3−10-5 Тл) и равна нулю на магнитном полюсе.
Природные переменные поля в атмосфере имеют различное происхождение, включая меняющиеся в течение суток поля порядка 3*10~8 Тл, связанные с солнечным и лунным влиянием на ионосферные токи. Наиболее обширные переменные атмосферные магнитные поля с частотой 10~5—102 Гц возникают в результате солнечной активности и гроз, достигая интенсивности порядка 5−10″ 8 Тл, при этом на уровне земли сила тока может достигать 2−105 А.
Антропогенные источники образуют постоянные и переменные магнитные поля, как правило, более высокой интенсивности, чем природные. Особо стоит отметить источники, работающие на промышленной частоте 50 Гц, например бытовые приборы. Другие антропогенные источники применяют при научных исследованиях, в промышленности и медицине, а также в некоторых технологических процессах, связанных с производством и передачей энергии.
Существует три механизма взаимодействия магнитных полей с живой тканью.
- 1. Магнитная индукция. Этот механизм характерен для постоянных и переменных магнитных полей и осуществляется в результате следующих взаи м одейст в и й:
- • электродинамического с подвижными электролитами;
- • токи Фарадея, т. е. токи в живых тканях, индуцируемые в соответствии с законом индукции Фарадея.
- 2. Магнитомеханические взаимодействия. Известны два типа механических воздействий, которые оказывают постоянное магнитное поле на биологические объекты:
- • ориентация молекул в магнитном поле, например фотопигменты в мембранах палочек сетчатки глаза;
- • магнитомеханическое поступательное движение.
- 3. Взаимодействие с электронами.
Оценку и нормирование постоянных магнитных нолей осуществляют по уровню магнитного поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену для условий общего (на все тело) и локального (кисти рук, предплечье) действия.
Уровень постоянных магнитных полей измеряют в единицах напряженности магнитного ноля Я (А/м) или в единицах магнитной индукции В (мТл).
ПДУ напряженности (индукции) постоянных магнитных полей на рабочих местах приведены в табл. 10.4 (СанПиН 2.2.4.1191—03).
Таблица 10.4
ПДУ постоянного магнитного ноля.
Время воздействия за рабочий день, мин. | Условия воздействия. | |||
Общее. | Локальное. | |||
ПДУ напряженности, кА/м. | ПДУ магнитной индукции, мТл. | ПДУ напряженности, к А/м. | ПДУ магнитной индукции, мТл. | |
о. о. | ||||
11−60. | ||||
61−480. |
ПДУ напряженности периодических (синусоидальных) магнитных полей устанавливают для условий общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия (табл. 10.5).
Для измерения магнитных полей наиболее широкое распространение получили индукционные, феррозондовые, холловские (Э. Холл, Е. Hall — американский ученый, 1855—1938) и магниторезистивные ИП. Внешний вид измерителей магнитной индукции показан на рис. 10.5.
Таблица 10.5
ПДУ воздействия периодического магнитного поля частотой 50 Гц.
Время пребывания, ч. | Допустимые уровни МП II/В, (А/м)/(мкТл) при воздействии. | |
Общее. | Локальное. | |
" 1. | 1600/2000. | 6400/8000. |
800/1000. | 3200/4000. | |
400/500. | 1600/2000. | |
80/100. | 800/1000. |
Рис. 10.5. Измерители магнитной индукции