В настоящее время в России ведется активная работа по созданию различных приборов и накопителей информации нового поколения для использования их как в медицинских учреждениях, так и для индивидуального пользования, позволяющих визуализировать, автоматизировать и максимально упростить процесс получения информации. Подготовлены несколько проектов современных приборов, которые могут быть использованы для проведения электромагнитного мониторинга окружающей среды и обстановки при проведении исследовательских работ в локальных помещениях.
Мониторинг окружающей среды при помощи специальных приборов позволяет иметь полное представление об естественных и наличии искусственных ЭМИ, «загрязняющих» окружающую среду. Современные малогабаритные переносные приборы на основе магнитоэлектрических датчиков позволяют проводить электромагнитные исследования в помещениях любого типа и размера. Так, на основе созданных приборов с феррозондовыми МЧД, появилась возможность проводить исследовательские работы в клиниках в условиях города и в обычных жилых помещениях, при относительно большом уровне индустриальных и техногенных помех, где магнитное поле бывает сильно аномальным, в полевых условиях в местах, где нет электропитания. Новые модели приборов отличаются современным дизайном, применением последних достижений микропроцессорной техники, дешевизной (по сравнению с аналогичными моделями зарубежных приборов), простотой и удобством в эксплуатации и обслуживании.
Рассмотрим основные приборы, разработанные в России и за рубежом.
§1. Портативный трехкомпонентный магнитометр ИГМП-3к
|
|
Внешний вид прибора
Назначение
Портативный магнитометр ИГМП-Зк предназначен для измерения модуля вектора и проекций напряженности малых магнитных полей. Прибор может быть использован для контроля степени экранирования помещений от магнитного поля Земли и других источников, в качестве электронного компаса, для медико-биологических и экстрасенсорных исследований, для контроля магнитных полей на рабочих местах, где они ограничиваются нормами СанПиНа. В прибор может быть установлен измеритель напряженности переменных магнитных полей низкой частоты генерируемых промышленными установками, электросетью, бытовыми приборами и другими устройствами (10 – 2000 Гц).
Рекомендован к применению ГОСТ Р 51724-2001.
Технические характеристики
Диапазон измеряемых магнитных полей, А/м | 0.5-200 |
Погрешность измерения напряженности поля, % | |
Диапазон измеряемых углов наклона вектора напряженности поля к плоскости XY датчика,° | 90.. +90 - |
Погрешность измерения угла, % | |
Время установления показаний, сек. | 1-2 |
Напряжение питания - батарея типа «Крона», В | 7-9 |
Ток потребления в режиме измерения, мА | |
Время непрерывной работы без смены батарей, ч | |
Габаритные размеры, мм электронного блока датчика |
54´90´180 Ø18´120 |
Масса, кг | 0,3 |
Тип интерфейса для подключения к ПК | RS-232 |
§2. Приборы, созданные в условиях ИЗМИРАН и НПФ «ИМПЕДАНС»
В ИЗМИРАН в течение ряда последних лет проводились специальные работы по исследованию электромагнитной обстановки как в производственных и лечебных, так и в жилых помещениях. Электромагнитный мониторинг производственных и жилых помещений, при помощи созданных оригинальных приборов, позволил проводить их сертификацию, картирование, определение вредных источников излучений и т.д., что может заинтересовать как службы санэпидемстанций (СЭС), так и службы, занимающиеся строительством и продажей жилищ, службы транспорта (особенно метрополитена, где люди подвержены сильному импульсному ЭМИ), людей, проживающих в непосредственной близости от электрифицированных железных дорог, ЛЭП, линий метрополитена и крупных промышленных предприятий, а также созданные в городах Центры электромагнитной безопасности.
Инициативно создан проект недорогого, не имеющего в мире аналогов, индикатора электромагнитной обстановки, предназначенного для использования в службах СЭС. Он представляет собой малогабаритный носимый прибор со встроенным графическим индикатором, позволяющим визуализировать результаты исследования электромагнитной обстановки в локальном помещении в виде построения магнитных карт и трехмерных проекций измеренного поля моментально, в процессе или по окончании проведения исследований. Прибор использует оригинальные программы – фильтраторы, позволяющие проводить работы в условиях с большим уровнем техногенных шумов и помех.
Разработан также проект регистратора магнитной активности (РМА), предназначенного для непрерывного накопления и хранения данных об окружающей электромагнитной обстановке в условиях локального помещения. РМА является малогабаритным, автономным и недорогим прибором. Для трансляции данных используется инфракрасный передатчик, благодаря чему отпадает необходимость в организации проводной связи с приемным устройством, что позволяет одновременно регистрировать данные от нескольких находящихся в помещении МЧД. Емкость энергонезависимой памяти позволяет сохранять накопленные данные в течение нескольких суток. РМА не оснащен дисплеем для демонстрации данных – функции визуализации, интерпретации и длительного хранения данных полностью перекладываются на оборудование приема данных, в качестве которого используется ПК любой производительности.
Приборы для регистрации естественных магнитных полей в условиях города: индикаторы магнитной бури
Исследования, целью которых было создание надежных и недорогих приборов для обнаружения МБ в условиях с большим уровнем техногенных помех и шумов, для проведения локального электромагнитного мониторинга в больницах, клиниках, в зонах отдыха, в жилых и производственных помещениях, показали возможность применения диагностических магнитометров (ДМ), выполненных на базе феррозондовых магниточувствительных датчиков, в условиях города с большим уровнем электромагнитных помех. Поэтому в 1990 г. в ИЗМИРАН приступили к изготовлению простых, недорогих приборов для оснащения медицинских учреждений, способных индицировать процесс изменения естественного МП в реальном времени. В результате появился новый класс ДМ – индикаторы магнитной бури (ИМБ). Опытные образцы ряда приборов прошли клинические и лабораторные испытания в исследовательских центрах и организациях. В процессе проводимых экспериментальных работ были созданы специальные компьютерные программы, позволяющие проводить корреляционный анализ получаемых медицинских и геофизических данных. Накопленный опыт использования ДМ и ИМБ различных типов и конструкций в клиниках показал принципиальную возможность применения созданной магнитометрической аппаратуры в условиях с достаточно большим уровнем техногенных электромагнитных помех, экспериментально показана возможность и необходимость регистрации МБ в условиях клиники. Основные характеристики созданных ИМБ приводятся ниже.
Диагностический магнитометр – индикатор магнитной бури МФ-01
Высокочувствительный аналоговый (настенный) прибор, включает в себя два основных блока: магнитный измерительный преобразователь (МИП) и блок индикации (БИ), соединенные между собой кабелем длиной 10...15 м. Информация об изменении интенсивности МБ, ее мгновенное значение, в течение суток отображается на шестиуровневом световом индикаторе БИ. Для индикации текущего магнитного возмущения БИ оснащен звуковой сигнализацией. Источник питание прибора – шесть батарей типа R6 напряжением 9 В. Габаритные размеры: 250´80´40 мм (МИП) и 110´90´55мм (БИ), масса прибора, не более 1,2 кг.
Диагностический магнитометр – индикатор магнитной бури МФ-04 magic
Высокочувствительный прибор, состоящий из двух блоков: МИП и БИ, соединенных между собой кабелем длиной 6...10 м. Информация об изменении интенсивности МБ, ее мгновенное и среднее значение за 60-ти минутный интервал времени, в течение суток отображается на световом индикаторе БИ. Для индикации текущего времени используются встроенные таймер и цифровое табло. Предусмотрена возможность индикации величины МБ при помощи включения звуковой сигнализации и возможность круглосуточной фиксации получаемой информации в реальном масштабе времени при помощи самопишущего потенциометра. Число фиксируемых индикатором градаций МБ – 6. Питание от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Масса прибора, не более 3 кг.
Малогабаритный магнитометр – индикатор магнитной бури МФ-05
Высокочувствительный малогабаритный настенный прибор. Информация об изменении интенсивности МБ, ее мгновенное значение, отображается на световом индикаторе. Предусмотрены возможность индикации величины МБ при помощи включения звуковой сигнализации и возможность фиксации и визуализации ее максимального значения при помощи светового индикатора. Прибор позволяет круглосуточно фиксировать получаемую информацию в реальном масштабе времени при помощи самопишущего потенциометра. Число фиксируемых индикатором градаций МБ – 6. Питание от сети переменного тока при помощи сетевого адаптера, напряжением постоянного тока – 9 В. Длина кабеля выносного магнитометра 6...10 м. Габаритные размеры: длина корпуса – 160 мм, внешний диаметр – 70 мм, масса не более 0,5 кг.
Регистратор геофизических данных – индикатор магнитной бури IDL- 04
Данный прибор предназначен для регистрации, хранения, обработки, анализа и представления медленноменяющейся в реальном времени информации от восьми аналоговых датчиков, в качестве одного из которых используется МИП. Осуществляет визуализацию на индикаторе графика “ сигнал-время ”, передачу данных в компьютер, вывод данных в аналоговом виде на самописец, изготовление “ твердой копии ” экрана на принтере, расчет и демонстрацию индекса магнитной активности. Прибор реализует оригинальный алгоритм работы, который позволяет, используя получаемые в темпе эксперимента данные, сигнализировать о МБ, рассчитывать и визуализировать индекс магнитной активности на основе поиска, выявления и определения дней со спокойной геомагнитной обстановкой. При расчете магнитного возмущения и индекса магнитной активности данные регистратора подвергаются цифровой фильтрации. Объем энергонезависимой памяти позволяет накапливать данные в течение 14...113 суток. Масса прибора не более 3 кг.
Универсальный регистратор данных – индикатор магнитной бури idl-04м
Прибор является современной модификацией ИМБ IDL-04 и предназначен для измерения в реальном времени, регистрации, хранения, обработки, анализа и представления данных измерений вариаций D -составляющей вектора магнитной индукции поля Земли, для проведения мониторинговых работ по исследованию окружающей среды, для проведения медицинских и магнитобиологических исследований. Имеет два измерительных канала для подключения (с помощью кабелей длиной 8…10 м) МИП с одинаковым диапазоном: ± 1000 нТл. Отсчетная точность
1 нТл, цикл регистрации – 60, 150, 300 и 600 с. Напряжение питания – 5 В (от сетевого адаптера). Прибор имеет встроенный графический индикатор. Зафиксированные данные о МП подвергаются цифровой фильтрации. Объем энергонезависимой памяти позволяет накапливать данные в течение 65 суток. Габаритные размеры блока измерения и накопления данных (БИН): 200´140´230 мм, масса прибора не более 2 кг.
Универсальный регистратор данных – индикатор магнитной бури idl-07
Предназначен для проведения мониторинговых работ по исследованию окружающей среды, для проведения медицинских и магнитобиологических исследований. На базе прибора возможно построение автономных редко обслуживаемых обсерваторий, пунктов сбора и накопления данных, построение автономных станций. Имеет 8 измерительных каналов, два из которых использованы для подключения МИП, остальные каналы могут быть использованы для подключения различных датчиков физических полей. Один из магнитометрических каналов позволяет измерять переменное МП в частотном диапазоне от 0 до 500 Гц. Диапазоны измерений магнитометрических каналов:± 125, ± 250, ± 500 и ± 1000 нТл, отсчетная точность – 1нТл. Цикл регистрации 0,1...3600 с. Скорость регистрации данных на аналоговом регистраторе 1, 4, 10 значений в секунду. Габариты: 200´140´230мм (БИН), 140´80´40 мм (первого МИП) и 50´10´6 мм (второго МИП). Для визуализации данных имеется встроенный графический индикатор.
Регистратор магнитной активности – индикатор магнитной бури idl-09
Предназначен для определения и индикации амплитуды МБ в любом районе Земного шара в реальном масштабе времени, для измерения, регистрации, хранения, анализа и представления данных об изменении магнитного поля. Напряжение питания 5...12 В. Объем энергонезависимой памяти позволяет накапливать данные в течение 3...5 суток. Прибор имеет аналоговый выход и оснащен встроенным цифровым (графическим) индикатором.
Электромагнитные поля в производственных и жилых помещениях и современные приборы для их обнаружения
Для электромагнитных исследований в помещениях любого типа и размера созданы современные интеллектуальные магнитометры (ИМ) на основе малогабаритных аморфных феррозондов, которые позволяют проводить сертификацию помещений, их картирование, определение вредных источников излучений, позволят обнаружить источники ЭМП, определить зону безопасности от электропроводки, от электро- и электронных приборов, осветительных приборов, установить безопасное включение выключателей и вилок бытовых приборов в розетки, зарегистрировать излучения от стен со скрытой электропроводкой и переизлучения от столов с металлическим каркасом, металлических шкафов, электроарматуры. При помощи ИМ появилась возможность разработать критерии оценки ЭМП и ГМП в помещениях. Эти приборы позволяют определить зону безопасности от компьютера, от электрооборудования в доме, офисе, на производстве, в школе и на даче, ответить на вопросы: где расположить кровать, письменный стол, как правильно расставить электроприборы на кухне, оценить безопасное расстояние от междуэтажного фидера электропитания в доме, от источников излучения, находящихся за стенами, под полом вашей квартиры (у соседей), убедиться в отсутствии протекания тока по металлическим трубам коммуникаций в квартире и т.п.
Ниже приводятся основные характеристики ИМ, созданных в условиях ИЗМИРАН в последние годы, которые примерно на порядок и более по точности измерения превосходят все известные из литературных источников приборы, выпускаемые для измерения ЭМП как отечественными, так и зарубежными фирмами.
Индикатор электромагнитной обстановки magic мf-06
Представляет собой малогабаритный носимый прибор со встроенным датчиком и цифровым индикатором, позволяющим определять источники вредных ЭМИ искусственного происхождения, оказывающих воздействие на человека на его рабочем месте, на транспорте, а также осуществлять контроль уровня электромагнитной обстановки в электронной промышленности, в локальных и гипомагнитных помещениях.
Основные технические характеристики. Диапазоны измерения постоянных МП: ± 2, ± 20 и ± 200 мкТл. Цена единицы счета младшего разряда цифрового индикатора соответственно 1, 10 и 100 нТл. Погрешность измерения в каждом из измерительных диапазонов не более 1%. Питание от батареи типа "6F22" напряжением 9 В. Потребляемая мощность в автономном режиме не более 0,12 Вт. Предусмотрено питание от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц при помощи стандартного сетевого адаптера и выход аналогового сигнала на аналоговый регистратор. Напряжение постоянного тока на аналоговом выходе 0... ± 2,5В. Габаритные размеры: 160´65´25 мм. Масса прибора не более 0,15 кг.
Индикатор электромагнитной обстановки idl-08
Представляет собой малогабаритный носимый прибор со встроенным графическим индикатором, позволяющим визуализировать результаты исследования электромагнитной обстановки в локальном помещении в виде построения магнитных карт и трехмерных проекций измеренного поля моментально, в процессе или по окончании проведения исследований.
Основные технические характеристики. Диапазон измерения постоянных МП: ± 200 мкТл. Отсчетная точность графического индикатора при построении магнитных карт 0,1 мкТл. Потребляемая мощность в автономном режиме не более 0,45 Вт. Предусмотрено питание от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц при помощи стандартного сетевого адаптера и вывод цифровых данных на ПК через последовательный порт. Масса прибора не более 0,5 кг.
Индикатор электромагнитной обстановки MAGIC MAF-08
Предназначен для определения и фиксации источников вредных ЭМИ искусственного происхождения, оказывающих воздействие на человека, позволяет проводить амплитудно-частотный анализ ЭМП в частотном диапазоне от 5 Гц до 100 кГц.
Основные технические характеристики. Диапазон измерения переменных МП: 0…200 мкТл. Погрешность измерения в измерительном диапазоне не более 5%. Питание от батареи типа "6F22" напряжением 9 В. Потребляемая мощность в автономном режиме не более 0,15 Вт. Габаритные размеры: 140´82´36 мм. Масса прибора не более 0,25 кг.
Индикатор электромагнитной обстановки idl-10
Представляет собой малогабаритный носимый прибор со встроенным графическим индикатором, позволяющим визуализировать результаты исследования электромагнитной обстановки в локальном помещении в виде построения спектра измеряемого ЭМП в реальном времени. Позволяет проводить аттестацию производственных помещений и рабочих мест с компьютерной техникой.
Основные технические характеристики. Диапазон измерения переменных ЭМП: 0…200 мкТл. Отсчетная точность графического индикатора 1%. Потребляемая мощность в автономном режиме не более 0,35 Вт. Питание от аккумуляторной батареи. Предусмотрено питание от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц при помощи стандартного сетевого адаптера и вывод цифровых данных на ПК через последовательный порт. Масса прибора, не более 0,5 кг.
§3. Приборы фирмы "Wandel & Goltermann"
Здесь представлена подборка информации о наиболее современных приборах для измерения уровней электромагнитных полей, наиболее полно отвечающих требованиям к средствам инструментального контроля ЭМП стандартов России, ЕЭС и Международного комитета по защите от неионизирующих излучений.
|
Рис. 13.Диапазоны измерений приборов фирмы"Wandel & Goltermann" |
Тесламетр ETM-1
Прибор для изотропных измерений уровней постоянного магнитного поля с автоматическим или ручным выбором диапазона измерений, дистанционным управлением по RS-232.
Диапазон измерений от 0,1 до 2000 мТл.
Анализаторы поля EFA-1, EFA-2
Прецизионные анализаторы магнитного поля в диапазоне частот от 5 Гц до 30 кГц. Встроенный изотропный датчик поля, развитые функции фильтрации, частотомер.
Анализаторы поля EFA-3
Прецизионный анализатор магнитного и электрического полей в диапазоне частот от 5 Гц до 30 кГц.
Встроенный изотропный датчик магнитного поля, развитые функции фильтрации, частотомер, память данных.
Дистанционное управление и передача результатов измерений.
Измерители электромагнитного излучения EMR-20, EMR-30
Прецизионные измерители уровней электромагнитного излучения в диапазоне частот от 0,1 до 3000 МГц.
Изотропный датчик поля.
Динамический диапазон от 1 до 800 В/м.
Дистанционное управление и передача результатов измерений.
Измерители электромагнитного излучения EMR-200, EMR-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.
Анализатор поля Protek 3201
Малогабаритный анализатор электромагнитного поля в диапазоне частот от 100 кГц до 2060 МГц.
Система настройки с ФАПЧ и кварцевой стабилизацией.
Встроенный частотомер.
Дистанционное управление и передача результатов измерений.
Тесламетр ETM-1
Назначение
Прибор разработан для измерений уровней постоянного магнитного поля, источниками которого являются, например, медицинское оборудование, металлоплавильные печи и транспорт на электрической тяге.
Характеристики
ETM-1 дополняет семейство анализаторов полей EFA-1 – EFA-3, обеспечивая измерения постоянных магнитных полей. Прибор имеет как автоматический, так и ручной выбор диапазона измерений. Результаты представляются на ЖК-дисплее (31/2 символа). Возможны измерения по одной или трем осям. Датчик соединяется с прибором экранированным кабелем длиной 1,5 м.
В измерительной головке установлены три датчика, сигналы с которых обрабатываются в измерителе раздельно. Результатом является геометрическая сумма измеренных значений.
Для дистанционного управления ETM-1 используется интерфейс RS-232.
Комплектация
В комплект прибора входят измеритель, измерительная головка, экран измерительной головки, сумка-чехол, соединительный кабель RS-232, батарея и сетевой блок питания.
Технические характеристики | |
Характеристика направленности | Изотропная, трехкоординатная |
Диапазон измерений | 0,1 мТл - 1999 мТл |
Тип датчиков | Датчик Холла |
Диапазон частот | 0 Гц |
Точность измерений | 2% |
Основные характеристики | |
Источник питания | Литиевая батарея 9 В или сетевой блок питания |
Время непрерывной работы от батареи | 15 ч |
Размеры измерителя | 160´80´30 мм |
Размеры измерительной головки | 12´12´100 мм |
Вес | 250 г |
Диапазон рабочих температур | от 0 до +40 ° С |
Ниже приводятся основные технические характеристики некоторых типов приборов.
§4.Основные технические характеристики некоторых типов приборов
Таблица 23
Средства измерений напряженности электрического поля E в диапазоне частот до 3 кГц
Тип измерительного прибора | Измеряемый диапазон частот, Гц | Пределы измерений, кВ/м | Относительная погрешность измерений, % | Производитель прибора |
П3-1м | 0,002 – 100 | ±10 | СКБ АМОТ (Россия) | |
П3-25 | 20 – 20000 | 0,05 – 12 | ±20 | СКБ РИАП (Россия) |
П3-26 | 20 – 20000 | 0,05 – 12 | ±20 | СКБ РИАП (Россия) |
П3-50 | 0,01 – 180 | ±15 | АЗОТ «ТАНО» (Россия) | |
NFM-1 | 2 – 40 | ±20 | «Präcitronic» (Германия) | |
EFA-3 | 5 – 30000 | 0,0005 – 100 | ±5 | «Wandel & Goltermann» (Германия) |
Таблица 24
Средства измерения напряженности электрического поля Е в диапазоне частот 3 кГц – 300 МГц
Тип измерительного прибора | Измеряемый диапазон частот | Пределы измерений, В/м | Относительная погрешность измерений | Производитель прибора |
П3-15/16/17 | 0,01 – 300 МГц | 1 – 3000 | ±3 дБ | СКБ РИАП (Россия) |
П3-21 | 0,01 – 300 МГц | 1 – 1000 | ±3 дБ | СКБ РИАП (Россия) |
П3-22 | 0,01 – 300 МГц | 1 – 3000 | ±2,5 дБ | СКБ РИАП (Россия) |
П3-25 | 0,02 – 20 кГц | 50 – 12000 | ±20% | СКБ РИАП (Россия) |
П3-26 | 0,02 – 20 кГц | 50 – 12000 | ±20% | СКБ РИАП (Россия) |
ИМП-101(М) | 0,03 – 1200 МГц 2,4 – 2,5 ГГц | 1 – 500 | ±(20 – 40)% | НПП «ДОЗА» (Россия) |
NFM-1 | 0,06 – 300 МГц | 2 – 1500 | ±20% | «Präcitronic» (Германия) |
EFA-3 | 0,005 – 30 кГц | 0,5 – 100000 | ±5% | «Wandel & Goltermann» (Германия) |
EMR-20/30 | 0,1 – 3000 МГц | 0,8 – 800 | ±3 дБ | «Wandel & Goltermann» (Германия) |
EMR-200/300 | 0,1 – 18000 МГц | 1 – 1000 | ±3 дБ | «Wandel & Goltermann» (Германия) |
Таблица 25
Средства измерений напряженности магнитного поля и плотности потока магнитной индукции В (плотности магнитного потока) в диапазоне частот до 3кГц
Тип измерительного прибора | Измеряемый диапазон частот, Гц | Пределы измерений | Относительная погрешность измерений, % | Производитель прибора |
Г-79 | 20 – 20000 | 0,1 – 1000 мкТл | ±5 | ПО «Магнитопровод» (Молдова) |
Г-703 | 20 – 20000 | 0,1 – 1000 мкТл | ±5 | ПО «Магнитопровод» (Молдова) |
Ф-4356 | 45 – 1000 | 0,1 – 100 мТл | ±(4 – 6) | ПО «Электроизмери- тель» (Украина) |
ТП2-2У | 20 – 2000 | 0,01 – 1999 мТл | ±(2,5 – 5) | МЦРМИ ГП «ВНИ-ИФТРИ» (Россия) |
МПМ-2 | 40 – 200 | 0,01 – 199,9 мТл | ±(5 – 7,5) | МЦРМИ ГП «ВНИ-ИФТРИ» (Россия) |
EFA-1/2/3 | 5 – 30000 | 0,04 – 10000 мкТл | ±3 | «Wandel & Goltermann» (Германия) |
Дата добавления: 2015-09-29; просмотров: 56 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
Конструкция датчик а