非选频式宽带电磁辐射测量仪和选频式电磁辐射分析仪的异同
- 2019-07-23 点击：
-
越来越多的电子、通信设备的投入使用，使得各种频率的不同能量的电磁波充斥着地球的每一个角落乃至更加广阔的宇宙空间，电磁波作用于人体时，一部分被人体吸收，被吸收的电磁波能量达到一定强度时就会使人体发热，超过一定限度人体就会出现高温生理反应，从而有害人的健康。
电磁辐射对人的影响程度与辐射强度、频率、作用时间、环境等因素有关，辐射强度越大、作用于人体的时间越长、频率越高，影响就越大。一定程度的电磁辐射对人体的伤害已成定论，是危害人类健康的大敌。因此,电磁辐射环境问题已受到普遍关注。世界卫生组织把电磁辐射污染列为继水、气、声之后的第四大污染。联合国人类环境会议也已将其列为环境保护项目之一。 世界各国都十分重视越来越复杂的电磁环境及其造成的影响，电磁环境保护已经成为一个迅速发展的新学科领域，为了保护环境,保护人类健康,保障信息安全，必须对电磁辐射加以防护，电磁辐射污染的防护已经刻不容缓。
我国在电磁辐射防护方面制定了一系列的标准，它们包括如下：
1) 工频电磁场强度安全标准
l GB 8702-88：电磁辐射防护规定
l GB 9175-88：环境电磁波卫生标准
l GB 16203-1996：作业场所工频电场卫生标准
l GBZ/T 189.3-2007：工作场所物理因素测量（第3部分：工频电场）
l 《高压电力线路、变电站的工频电场、磁场曝露限值》
l HJ/T 10.2-1996：辐射环境保护管理导则、电磁辐射检测仪器和方法
l HJ/T 10.3-1996：辐射环境保护管理导则、电磁辐射环境影响评价方法与标准
l HJ/T24-1998：500KV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范
2) 射频电磁辐射环境安全标准：
l GB 8702-88：电磁辐射防护规定
l GB 9175-88：环境电磁波卫生标准
l GBZ/T 189.1-2007：工作场所物理因素测量（第1部分：超高频电磁场）
l GBZ/T 189.2-2007：工作场所物理因素测量（第2部分：高频电磁场）
l GBZ/T 189.5-2007：工作场所物理因素测量（第5部分：微波辐射）
l GB/T 6113.1：无线电骚扰和抗扰度测量设备规范
l HJ/T 10.2-1996：辐射环境保护管理导则、电磁辐射检测仪器和方法
l HJ/T 10.3-1996：辐射环境保护管理导则、电磁辐射环境影响评价方法与标准
电磁辐射的测量按测量场所分为作业环境、特定公众暴露环境、一般公众暴露环境测量。按测量参数分为电场强度、磁场强度和电磁场功率通量密度等的测量。对于不同的测量应选用不同类型的仪器，以期获取最佳的测量结果。
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。无论是非选频式宽带辐射测量仪还是选频式辐射测量仪，基本构造都是由天线（传感器）及主机系统两部分组成的。
在国家标准中，推荐优先使用非选频式宽带辐射测量仪器对整个电磁环境安全进行综合检测，使用非选频式宽带辐射测量仪器检测时，若当前检测结果超出管理限值，还应使用选频式辐射测量仪对单点位进行选频测试，测定该点位在测试范围内的电磁辐射功率密度（电场强度）值，判断主要辐射源的贡献量。
l 工作原理
非选频式宽带辐射测量仪是指具有各向同性响应或有方向性探头（天线）的宽带辐射测量仪。仪器监测值为仪器频率范围内所有频率点上场强的综合值，应用于宽频段电磁辐射的监测。
非选频式宽带辐射测量仪可以选择电场探头或磁场探头。
l 探头类型
1) 偶极子和检波二极管组成探头
这类仪器由三个正交的2~10cm长的偶极子天线，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。
通常这类仪器探头响应快，动态范围大，但由于作为天线的偶极子的长度应远小于被测频率的半波长，以避免在被测频率下谐振。这一特性决定了这类仪器只能在低于几吉赫频率范围使用，不过随着仪器技术的不断发展，近年也有厂家能将频率范围扩展到四十吉赫频率，甚至更高范围。
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，待测场强与极化无关，保证了探头有极宽的频带，容易做到极高的频率，但探头响应和动态范围要相对差一些。
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。
l 非选频式宽带辐射测量仪对性能的要求
使用非选频式宽带辐射测量仪实施环境监测时，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：
l 各向同性误差≤±2dB
l 系统频率响应不均匀度≤±3dB
l 灵敏度：探头的下检出限应当优于0.7×10-3W/m2（0.5 V/m），
上检出限应优于25 W/m2（100 V/m）
l 校准精度：±0.5dB
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。
l 工作原理
选频的意思是只选择某些频率进行测量，只让很小的频率范围的信号进来，滤除其余频率的信号。选频式测量仪器的灵敏度较非选频式的高很多。
根据所测量信号频谱的不同，选频式射频辐射测量仪器也按检波方式分为两大类，一类采用峰值检波，测量广播电视及通信等较窄的辐射源；另一类采用准峰值检波，测量火花放电等频谱范围很宽的电磁脉冲源。
电视场强仪，远区场强仪，一般具备峰值检波方式。干扰场强仪，测量接收机，一般具备准峰值检波方式。频谱分析仪，峰值检波及准峰值检波二者均有。
除常见的场强仪和频谱分析仪可以用于环境电磁辐射的测量外，其它仪器种类还有较多，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。其它专用的环境电磁辐射监测仪器，也可以组成测量装置实施环境监测。
l 选频式辐射测量仪的天线种类
作为测量用的天线，其参数主要是天线系数，应具有高的精确度。对于选频式测量仪表，测量频率是变化的，对同一根天线，天线系数随频率而变。
常见的选频式辐射测量仪的天线有如下几种：
1) 半波天线
半波天线为全长等于所测量电磁波波长一半的对称振子天线，用于米波段电场测量。测量频带窄，实际上不常用作测量天线。
2) 环天线
环天线为30MHz以下的磁场测量天线，磁场测量必须用环天线，环面积内磁通量的变化将在环线圈上产生感应电压。电压大小正比于环面积、环线圈匝数、待测磁场强度及频率。
3) 双锥天线
20-300MHz频段的电场测量天线。为半波天线的改进型。
4) 对数周期天线
5) 单极（鞭状、杆）天线
6) 其他还有喇叭天线和超宽带复合式天线
l 选频式辐射测量仪对性能的要求
使用选频式辐射测量仪实施环境监测时，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：
l 各向同性误差≤±2.5dB
l 测量误差≤±3dB
l 灵敏度：探头的下检出限应当优于0.7×10-3W/m2（0.5 V/m），
上检出限应优于25 W/m2（100 V/m）
l 频率误差：小于被测频率的10-3数量级
3. 工频电磁场强度测量仪器
中国电力工业的标准频率定为50赫兹，在电力系统正常的情况下，供电频率的允许误差为：电网装机容量在300万及以上的，为±0.2Hz;电网装机容量在300万以下的，为±0.5Hz。在电力系统非正常状况下，供电频率允许误差不应超过±1.0Hz 。因此，50赫又被称为工频。
工频电磁场强度测量仪就是指专用于测量50Hz的工频电力系统的电场强度跟磁场强度的设备,包括变电站、输变电系统、高压电力线等，不论它们的工作电压是多高，它们的工作频率均是50赫兹的工频，
工频测量探头由两个导体半球组成偶极子，沿赤道平面相互绝缘。目前仪器探头有方向性的和全向的两种。由于工频的频率低，所以工频测量探头一般不叫天线。
l 工频电场和工频磁场的定义
工频电场是一种随50Hz频率交变的准静态场，它的一些效应可以用静电场的一般概念来分析。这些场都是由电荷产生的，就高压装置来说，当导线带电时，电荷分布在架空导线的表面，所以换句话说，电压产生了电场。
工频磁场也是一个准静态场，这种准静态性质允许把电场和磁场分别进行讨论，而不会互相影响。输电线路的工频磁场仅由电流产生，把安培定律应用于载流导线，并将计算结果叠加，就可得出线路周围的磁场强度。
工频电场和磁场的测量必须使用专用的探头或工频电场和磁场测量仪器。工频电场测量仪器和工频磁场测量仪器可以是单独的探头，也可以是将两者合成的仪器。但无论那种型式的仪器，必须经计量部门检定，且在检定有效期内。
编辑：广州极端科技有限公司
广州极端科技有限公司-专业的环境质量检测专家，为您提供多种PM2.5(大气细颗粒物)检测仪、空气负离子检测仪、矿石负离子检测仪、有毒/可燃气体检测仪、甲醛检测仪、空气质量检测仪、核辐射检测仪、放射线污染检测仪、个人剂量报警仪、电磁辐射检测仪、远红外放射率检测仪、水污染检测仪、土壤污染检测仪以及相关检测服务等。
德国安诺尼（Aaronia AG）－极具优势的EMF/EMC电磁兼容测试、信号测试系统、电磁辐射检测专家，专业生产各类领先的专业型电磁辐射分析/检测仪、频谱分析仪、无线信号测试天线及配套系统。
德国安诺尼（Aaronia AG）中国总代理：广州极端科技有限公司
地址：广州市天河区中山大道中394号
电话、传真：020-34898196、34709296
更多问题，欢迎您的咨询！
- [全文完]
如果您有任何咨询或者疑问，您可以使 用下面任何联系方式与我们联系，我们 的工作时间是上午8点到下午6点。
地址：广州市天河区东圃汇诚商务大厦
电话：020-34898196
传真：020-34709296
Email：et5117@outlook.com