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2011注册环保工程师辅导资料-1

www.zige365.com 2011-3-3 13:18:31 点击:发送给好友 和学友门交流一下 收藏到我的会员中心

电磁环境监测仪器和基本方法  1、电磁环境测量仪器

  电磁环境的测量按测量场所分为:作业环境、特定公众暴露环境、一般公众暴露环境的测量。按测量参数分为:电场强度、磁场强度、电磁场功率通量密度、无线电干扰等的测量。测量仪器根据测量目的分为:非选频式宽带辐射测量仪和选频式辐射测量仪。

  (1)非选频式宽带辐射测量仪

  ①偶极子和检波二极管组成探头:这类仪器由三个长为2~10cm的正交偶极子天线,端接肖特基检波二极管、RC滤波器组成。检波后的直流电流经高阻传输线或光缆送入数据处理和显示电路;当 时(D-偶极子直径,—偶极子长度),偶极子互耦可忽略不计;由于偶极子相互正交,将不依赖场的极化方向;探头尺寸很小,对场的振动扰动也小,能分辨场的细微变化。根据双锥天线理论,求得偶极子等效电容 、电感 ;

  式中:—天线半径;—偶极子截面积;—偶极子实际长度。

  由于偶极子天线阻抗呈容性,输出电压是频率的函数:

  式中:—角频率,—频率;—天线缝隙电容和负载电容;—负载电阻。

  当三副正交偶极子组成探头时,它可以分别接收 三个方向场分量,经理论分析得出:

  式中:—检波器引入的常数;—偶极子与高频感应电压间比例系数;—分别对应于 三个方向的电场分量;—待测场的电场矢量。

  为待测场的厄米特(Hermitian)幅度。可见,用端接平方律特性二极管的三维正交偶极子天线,总的直流输出正比于待测场地平方,而功率密度亦正比于待测场的平方,因此经过校准后, 的值就等于待测电场的功率密度。如果电路中引入开平方电路,那么 值就等于待测电场强度值。偶极子的长度应小于被测频率的半波长。

  ②热电偶型探头:采取三条相互垂直的热电偶结点阵作电场测量探头,提供了和热电偶元件切线方向场强平方成正比的直流输出。待测场强为 ,与极化无关。沿 三个方向分布的热电偶元件最大尺寸应小于最高工作频率波长的1/4.避免谐振。

  ③磁场探头:由三个相互正交环天线和二极管、RC滤波元件、高阻线组成,从而保证其全向性和频率响应。环天线感应电势为:式中:N—环匝数;b—环半径;H—待测场的磁场强度。

  为了确保环境监测的质量,应对这类仪器电性能提出基本要求:各向同性误差dB;系统频率响应不均匀度dB;灵敏度0.5V/m;校准精度dB 。

  (2)选频式辐射测量仪

  这类仪器用于环境中低电平电场强度、电磁兼容、电磁干扰测量。除场强仪(或称干扰场强仪)外,可用接收天线和频谱仪或测试接收机组成的测量系统经校准后,用于环境电磁辐射测量。

  ①场强仪(干扰场强仪):待测场的场强值:

  式中:K—天线校正系数,为频率的函数,可由场强仪的使用说明文件查得。

  当被测场是脉冲信号时,不同带宽对应的值不同。此时需要归一化于MHz带宽的场强值,即:式中:BW—选用带宽,MHz;K、L值查表可得;—场强仪读数。

  测量宽带信号环境辐射峰值场强时,要选用尽量宽的带宽。相应平均功率密度为:

  式中: ——脉冲信号占空比, 和可以方便地计算出来。

  ②频谱仪测量系统:测量系统工作原理和场强仪一致,只是用频谱仪作接收机,此外频谱仪的dBm读数须换算成对50 系统,场强值为:

  ③微波测试接收机:用微波接收机、接收天线也可以组成环境监测系统。扣除电缆损耗,功率密度可按下式计算: 式中: —天线增益(倍数); —工作波长,cm; —数字幅度计读数,dBm; ——0dB输入功率,dBm。

  用于环境电磁辐射测量的仪器各类较多,凡是用于EMC(电磁兼容)、EMI(电磁干扰)目的的测试接收机都可用于环境电磁辐射监测。专用的环境电磁辐射监测仪器,也可用上面介绍的方法组成测量装置实施环境监测。

  2、电磁污染源监测方法

  环境条件:应符合行业标准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应注明环境温度、相对湿度。

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