- 裝甲車輛電磁兼容性設計與試驗技術
- 趙曉凡
- 1606字
- 2021-03-05 10:18:03
1.7 電磁場與人體安全
電磁場對人體的影響分為長期效應和短期效應。長期效應是指人或生物體處于電磁場中,經過一段較長的時間后,身體機能發生的變化,比如白細胞增加等生理病變。短期效應是指人體所處環境的電磁場強度值較大,人體內產生感應電場,或者人體和所觸碰的物體之間電位并不相等,產生瞬時電流流過人體,導致人體受到傷害等情況。中低頻電磁場由于頻率較低、能量較小,所以不同于射頻輻射的短時間暴露顯性傷害,其對人體的危害更多來自長時間的累積效應。
非離子(電磁)輻射所產生的不是生物效應而是熱效應,其造成人體過熱的問題。當人體不能夠應付或充分消散由于暴露于RF能量而產生的熱時,就會產生過熱的問題。人體的反應取決于暴露的能量水平、暴露的時間以及環境的溫度。已經證明不存在重復暴露的累積效應,或能夠導致明顯的生物學問題的遺傳危害的分子組成的變化。
由于大功率發射機的輸出功率和天線特性以及工作人員可能的暴露,雷達和電子對抗系統通常存在最大的對人員的潛在危害。修理、維護和試驗室人員有過度暴露的較高的可能性,需要采用已經發布的RF暴露指南和程序,以保護操作人員免受RF暴露的有害影響。
1.7.1 安全評估標準
電磁波對人體影響的一個直觀表現是人體表面的感應電流,一般當感應電流密度達到10~100 mA/m2時,人體會產生明顯的組織效應,如神經系統的功能變化,國內外少數試驗研究也顯示低頻電磁場有促癌作用。關于低頻電磁場對人體的生物學效應,1987年世界衛生組織(WHO)認可了一個對3~300 Hz低頻電磁場所引起的生物效應,并取得一致意見,詳細內容見表1-2。
表1-2 3~300 Hz低頻電磁場所引起的生物效應

國軍標GJB 5313 A—2004中規定,對作業區暴露限值的要求,測量結果應不超過表1-3所示的指標要求。
表1-3 作業區短波、超短波、微波脈沖波暴露限值要求

1.7.2 射頻高場強環境對人體的影響效應
1.影響效應及表現形式
人體所處環境的電磁場強度超過一定限值時將會對人體健康產生不良影響,甚至造成傷害,其表現形式是多種多樣的:
(1)長期處于中高強度電磁環境中的人群,其心理、行為和識別能力都會受到不同程度的影響。電磁場還會使人產生失眠多夢、記憶力下降等征狀。
(2)長時間電磁場輻射可能對生殖系統產生熱效應危害及引起生殖障礙。
(3)長時間電磁場輻射可能以某種方式影響生物細胞的功能,比如,低頻電磁場導致小兒白血病的發病率增高。
(4)超短波、微波還會造成植物神經機能紊亂,導致心跳速度緩慢或者過快以及血壓下降等。
2.影響健康的主要因素
電磁場與人體的相互作用受多種因素影響。一般來說,電磁場對人體健康的影響主要與以下因素相關:
(1)電磁場強度:電磁場強度越高,生物體吸收的能量就越多,傷害越大。
(2)電磁場交變頻率:頻率越高,極性分子運動產生的熱量越多。
(3)電磁波進入機體的深度。
(4)磁場暴露時間:電磁場對人體的傷害具有累積效應,長時間短間隔的暴露產生的危害更大。
(5)周圍環境溫度。
(6)個體的身體機能(比如個體含水量比例)。
1.7.3 評估RF對人體危害的詳細方法
RF危害的估計可以通過確定人員與RF發射機的安全距離來完成。安全距離可以根據RF發射機的特性通過計算或測量來確定。一旦安全距離確定,就需要結合天線的方向特性檢查人員接近的區域。如果人員接近危險區域,就必須采取適當的措施,如在實際使用中發布告警信號和警告標志,使用用戶手冊、操作手冊等。
在進行測量檢查以前,應計算確定開始測量的距離以避免檢查人員受到危險的輻射和防止危害測試設備。由于危害的標準起初是基于平均功率密度和場強電平(也定義了峰值電平),所以要注意測量探頭的使用范圍。因為它們具有峰值功率限值,當超過該限值時,可能燒壞探頭的敏感元件。
當出現多個發射機并且這些輻射器有相位不相干(通常是這種情況)時,合成的功率密度是相加的,計算和測量方法都需考慮其影響。另外,對于主波的危害,由任何金屬結構反射的能量都可以產生局部的熱點。這種結果可能發生在總功率密度小于最大允許暴露值的區域。