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电磁辐射后果

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电磁辐射后果

电磁辐射后果范文第1篇

【关键词】电磁辐射协调机制;电磁环境

1.电磁辐射及电磁辐射污染的概述

电磁辐射(electromagnetic radiation)又称电子烟雾:是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成,而该能量是由电荷移动所产生,能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。如正在发射讯号的射频天线所发出的移动电荷,便会产生电磁能量。电磁辐射可按其波长、频率排列成若干频率段,形成电磁频谱。电磁“频谱”包括形形的电磁辐射,从极低频的电磁辐射至极高频的电磁辐射。频率越高该辐射的量子能量越大,其生物学作用也越强。

电磁辐射主要有两种来源:一类来源于自然,主要是太阳等近地天体活动,雷电、宇宙射线及放射性物质;另一类来源于人类活动,如电视机、微波炉、电热毯、DVD播放机、手机、微波基站、医疗设备、高压输电线路等。对人体危害较大、较广的多是这一类。

2.电磁辐射污染的危害

电磁辐射是由加速运动的电荷所产生的一种能量,大功率的电磁辐射能量可以作为能源利用,但也有可能产生危害,构成环境污染因素。电磁污染包括了各种天然的和人为的电磁波干扰和有害的电磁辐射。电磁辐射主要是指射频电磁辐射,当射频电磁场达到足够强度时,可能造成以下方面的危害:(1)引燃引爆,如可使金属器件之间互相碰撞而打火,引起火药、可燃油类或气体燃烧或爆炸;(2)工业干扰,特别是信号干扰、破坏,这种干扰可直接影响电子设备、仪器仪表的正常工作,使信息失误,控制失灵,对通讯联络造成意外,如使导弹制动系统失灵,造成不堪设想的后果。特别是对于安装有心脏起搏器的人,使用手机将干扰起搏器的正常工作,如美国就曾发生一起因电磁干扰使心脏起搏器失灵而使病人致死的事件;(3)对人体健康带来危害,生物机体在射频电磁场的作用下,可以吸收一定的辐射能量,并因此产生生物效应。这种效应主要表现是热效应。因为,在生物机体中一般均含有极性分子与非极性分子,在电磁场作用下,极性分子重新排列,非极性分子可被磁化。由于射频电磁场方向变化极快,使这种分子重新排列的方向与极化的方向变化速度也很快。变化方向的分子与其周围分子发生剧烈碰撞而产生大量的热能。当射频电磁场的辐射强度被控制在一定范围时,可对人体产生良好的作用,如用理疗机治病;但当它超过一定范围时,则会破坏人体的热平衡,对人体产生危害。

科学证明:电磁辐射对人体危害的程度与电磁波波长有关。按对人体危害程度由大到小排列,依次为微波、超短波、短波、中波、长波,电磁辐射的危害是随着波长的缩短而逐渐加强的。微波对人体作用最强的原因:一方面是由于其频率高,使机体内分子振荡激烈,摩擦作用强,热效应大;另一方面是微波对机体的危害具有积累性,使伤害成为永久性的。微波辐射对人体的影响,最突出的是造成植物神经功能紊乱,并且还会引起眼睛损伤。根据医学方面的知识,眼部无脂肪层覆盖,晶状体含有较多水分,又缺少血管散热,受微波致热效应后,晶状体蛋白质凝固并有酶代谢障碍而造成晶体混浊,严重的导致白内障,更强的微波辐射会使角膜、虹膜、前房同时受到伤害,以致失明。

3.电磁辐射污染的防治一——公众的自我防护渠道

由前文所述,人类已经开始对电磁辐射的危害进行研究和关注,根据电磁波的物理性质,我们可以采用屏蔽的技术手段,为了保证高效率的屏蔽作用,防止屏蔽体成为二次辐射源,屏蔽体必须要良好地连接至地面,还可以利用反射、吸收等减少辐射源的泄漏来加强防护。现在越来越多的公民已经注意个人的防护措施,他们通常用特制的保护物将人体与辐射波隔离开来,还有穿戴如网络里常做广告的防辐射衣、防辐射手套、防辐射眼镜等。

4.电磁辐射污染的防治二——在源头把关,做好电磁辐射的环境影响评价

根据《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》第 1.3 条规定“电磁辐射环境影响评价是分为初步评价与最终评价的。初步评价应在获得环境保护部门颁发的项目规划建设许可文件(证)后进行。最终评价一般应于项目(或分阶段)竣工验收前进行。”第 1.2 条规定“本导则适用于一切电磁辐射项目的环境影响评价。对于特殊的电磁辐射项目,环境影响报告书的编写可以与本导则不同,但应加以说明。”可见国家对电磁辐射项目是有法律的规定,但并没有规定哪些电磁辐射项目是特殊的电磁辐射项目,环境影响报告书中的哪些内容可以特殊编写。现实中有许多各种各样的电磁辐射项目,比如输变电工程、变电站、火力发电厂、广电发射塔的设立与搬迁等项目。这些项目都有其不同和特殊性、该如何做好各项的环境影响评价,实属不易,因为没有一个可操作性、放之四海而皆准的法律规定。如今就是现有的法律也很难被执行、实施,比如2004 年的北京西上六电磁辐射听证案,该案就是因为工程在开工之前, 并未进行环境影响评价,造成后果,导致居民不满而投诉。笔者认为,电磁辐射环境影响评价首先应该把环境影响评价的一般性规定如公众参与、信息公开等执行、实施好是最为关键的一步,然后再根据各种电磁辐射项目的特点将环境影响评价实行好。比如辐射源工程,其电磁辐射环评分为几个阶段进行:即在可行性研究阶段进行初步环评,侧重提出污染防治措施;在初设阶段进行进一步环评,重点确定拆迁数量和补偿方式;在验收阶段则要着重检查环境保护措施的落实情况,并提出保护环境的建议。

5.电磁辐射污染的防治三——在终端做保障,健全监督机制

除了要在项目的源头把好环境影响评价这一关外,还需在项目的过程终端做好监督工作,根据《电磁辐射环境保护管理办法》来健全电磁辐射的监督机制。

(1)《电磁辐射环境保护管理办法》第 3 条规定:“县级以上人民政府环境保护行政主管部门对本辖区电磁辐射环境保护工作实施统一监督管理。”第 4 条规定:“从事电磁辐射活动的单位主管部门负责本系统、本行业电磁辐射环境保护工作的监督管理工作。”由此可见,监督主体多元,而监督效果寡存,所以从实践效果来看,缺失信息沟通和协商机制,电磁辐射防治效果并不理想。

笔者认为,应该明确监督主体,不能笼统规定为县级以上人民政府环境保护行政主管部门,因为上级领导的辖区是要大于下级领导的辖区,势必会造成一个辖区有两个领导来监督管理,最终监督效果因冲突而偏低,应该要协调部门及上下级领导的工作关系,建立信息沟通和协商机制。

(2)伴随着磁悬浮交通行业和超高压输电行业的迅猛发展,区域间的电磁辐射项目日益增多,迫切需要对跨区域的电磁辐射项目进行监督。不管从国家立法层面还是地方立法层面看,现行立法中都欠缺着区域间的信息沟通和协商机制。区域间协调机制欠缺,跨域电磁辐射污染监督不力,这势必会导致跨域的电磁辐射项目处于事实上的监督悬浮状态。笔者认为,区域间协调机制有必要建立,如此跨域电磁辐射污染监督才能得到实行、得到保障。

6.结语

电磁辐射无时不刻都存在着,需要我们做好电磁辐射的防护保障措施,普及电磁辐射的物理知识及法律保护知识,使公众了解不同微波辐射环境的特点,避免对电磁辐射产生不必要的恐惧心理,从而可以科学地应用电磁辐射,使它创造更多的社会与经济效益。

电磁辐射后果范文第2篇

关键词:电磁辐射;污染;探讨

中图分类号:O434.11 文献标识码:A 文章编号:

近年来,电磁技术应用越来越广泛,电磁辐射污染也越来越严重。电磁干扰、电磁辐射对生物体的影响成为了电磁辐射污染的主要危害,对人们的生产、生活造成了较大的影响。

1 电磁辐射污染的现状

室外产生电磁辐射的系统主要包括:通信、输电、交通、发射、武器等。首先,通信。通信基础设施,例如基站天线等,会产生电磁干扰。不合理架设的天线容易导致居民受到电磁辐射污染。随着城乡一体化进程的加剧,郊区出现了越来越多的大功率电磁波发射基站,产生了大量的电磁辐射。其次,输电。变电站、高压电缆、高压输电线等高压输电设备在城市、乡村中分别越来越密集,加剧了电磁辐射污染。第三,发射。为了方便信息、文化交流,发射系统持续运行。一些规划不当的发射系统,对附近区域造成了较大的电磁干扰。第四,交通。城市交通运输业的迅猛发展,提高了电磁辐射强度的峰值。高数量、多品种的交通工具在运营中会对通讯、广电设施的正常信号造成一定程度的干扰。此外,室内电磁辐射污染也不容忽视,人们根据自身喜好使用的一些带有电磁辐射的产品,加剧了室内电磁辐射污染的强度。随着电磁辐射污染的加剧,人们越来越关注电磁污染的防护。为了提高电磁污染防护的效率,就应针对电磁辐射污染的现状、种类与危害,采取严格执行相关法规、电磁辐射控制技术应用、加强个体防护等防护措施。

2 电磁辐射污染的种类

电磁辐射会对环境造成电磁干扰。按照电磁干扰源发射的电磁波强弱程度,可以将电磁干扰源分成两大类:强电磁干扰源和弱电磁干扰源。强电磁干扰源不但会导致系统或设备效能降低,还会对生物体造成影响。强电磁干扰源往往有着较窄的辐射频谱。弱电磁干扰源会导致抗干扰强度不高的系统、电子设备、电器的效能降低。弱电磁干扰源往往有着很宽的频谱,频率范围通常会跨越几个数量级。按照不同的电磁能量利用目的,可以将认为的电磁辐射污染源分成三大类。首先,正常工作不会产生超出标准范围的电磁能量的设备。此类设备主要包括变压器、送电线、绝大多数电子设备、家用电器、信息技术设备等。其次,需要利用电磁能量进行正常工作的设备,此类设备在某一区域为某一特定的对象服务,将电磁能量控制在一定的范围之内,不向其他地方泄漏电磁能量。此类设备主要包括医疗、科学、工业射频设备等。第三,需要将电磁波辐射出去才能完成正常工作的设备。此类设备主要包括雷达、通信、电视、广播等。

电磁辐射产生于电子设备和电气装置,主要有以下几类来源:第一:广电设备与电讯设备。长寿广播电视发射塔、渡舟等地的微波通讯站、地面卫星通信站、寻呼通信基站等,这些设备大功率定时或不定时发射。第二:工业用电磁辐射设备:主要有长寿晏家工业园区、江南的重钢的高频炉(包括高频感应炉、高频淬火炉、高频熔炼炉、高频焊接炉及电子管的排气、烤消、退火、封接、钎焊,半导体的外延、区熔、拉单晶等。)、塑料热合机(包括高频热合机、塑料焊接机等。)、高频介质加热机、高频烘干机、放电加工机床、各种类型电火花加工设备等。第三:电力系统设备。包括发电厂、高压输配电线、变压器以及数以千计的电动机等。第四:交通系统。各种汽车、电动车等。第五:各类家用电器。包括电子闹钟、吹风机、微波炉、电视机、电冰箱、计算机、空调和电热毯等。

3 电磁辐射污染的危害

电磁辐射污染的危害主要表现在两个方面:电磁干扰、电磁辐射对生物体的影响。

3.1 电磁干扰。电磁波充斥在人们生活的空间里,不同的电磁波会相互干扰。环境周围辐射源的数量,每个辐射源的辐射持续时间、带宽、波形、频率、振幅等参数,各个辐射源的距离等因素是随机变化的,从而形成了难以预料的干扰电磁场。电磁辐射将会干扰仪表、仪器、电子设备等,降低设备性能,产生诸多不良后果,例如系统可用性降低、出现延迟、信息重复、信息不准确等,造成任务无法顺利完成,电磁干扰严重时甚至会引发事故。

3.2 电磁辐射对生物体的危害。电磁辐射对生物的危害主要表现在三个方面:热效应、非热效应、累积效应。热效应指的是高频电磁波对生物机体细胞造成的“加热”影响。高频电磁波穿越生物表层“加热”内部组织,生物体内部组织难以散热,从而造成严重的“烧伤”。热效应导致生物肌体升温,干扰各个器官的正常工作,对生育系统、视觉系统、心血管系统均造成了一定的破坏。非热效应指的是低频电磁波对生物体造成的影响。低频电磁波辐射人体后,体温没有明显变化,但是身体本身的微弱电磁场已经受到了干扰,人体保持平衡状态的电磁场被打破,使得细胞、淋巴液、血液等发生变化,将会导致遗传基因突变、脱氧核糖核酸受损,从而导致一系列疾病,例如婴儿畸形、肿瘤、白血病等。非热效应包括化学效应和物理效应。电磁场对生物体造成的化学效应比热效应具有更大的杀伤力。累积效应指的是热效应和非热效应作用于生物体后,造成的伤害没有得到有效的恢复,又再次受到电磁辐射,伤害程度累积。电磁辐射污染的累积效应是长期的,严重时会对生命造成威胁。

4 对电磁辐射污染的防护措施

4.1 严格执行相关法规

电磁辐射污染防护的基本前提是严格执行电磁辐射污染防治的相关法律法规。建立、健全电磁辐射污染管理体制,例如加强对电磁辐射设施运作的审批、监督力度。对公共场所的电磁污染进行检测,为电磁辐射污染防护提供目标与方向。客观、合理评价新建项目或改建项目的电磁辐射污染程度,在项目建设期间,根据相关法律法规加强监管工作。

4.2 电磁辐射控制技术应用

合理应用电磁辐射控制技术是电磁辐射污染防治的重要措施。电磁屏蔽技术、高频接地、滤波技术、植物绿化、电磁辐射防护材料的使用等是目前重要的电磁辐射控制措施。电磁屏蔽技术是利用电磁辐射扩散抑制材料,将环境和电磁场源隔离,将电磁辐射控制在一定的范围之内,从而达到电磁辐射污染防护的目的。对高频电磁场进行屏蔽是电磁屏蔽技术的重要应用。高频接地能够将屏蔽体内部的射频电流导入大地,确保屏蔽体不成为二次辐射源,提高屏蔽作用。高频接地可以利用自然接地体,节省费用。滤波技术能够有效的抑制电流干扰,既要屏蔽无用信号,又要确保实用信号通过。植物绿化是利用植物能够吸收电磁能量的功能,吸收电磁波。在电磁辐射污染相对严重的地区,种植大面积的树木,能够促使电波传播衰减,降低电磁辐射对人体的危害。电磁辐射防护材料的合理使用,能够吸收或反射电磁辐射,最大程度地衰减电磁场场强。

4.3 个体防护

具体到个体层面,电磁辐射污染防护可以从以下几个方面着手。首先,在家用电器、手机等私人物品的使用上,应购买合格产品,不要集中摆放,并使用时注意保持距离。其次,在变电站、高压线、电磁波发射塔、电视台附近工作的人员,应注意采取相应的防护措施,并对自身的身体各项指标进行检测。最后,在饮食上,可以多食用蛋白质、维生素A、维生素C丰富的食物,例如海带、西红柿、胡萝卜等,以增强机体抵抗力。

5 结束语

综上所述,电磁辐射污染是随着电磁技术应用的广泛应用而加剧的,为了防治电磁污染危害,就必须采取相应的控制措施,降低电磁污染危害程度。

参考文献:

[1] 刘文魁,庞东.电磁辐射的污染及防护与治理[M].北京:科学出版社,2007.

电磁辐射后果范文第3篇

X 线辐射指数:

X 线是一种波长很短穿透能力很强的电磁波,若接触的X 线量过多,就可能产生放射反应,甚至受到一定程度的放射损害。但是,如果X 线射量在容许范围内,一般影响极小。

电热毯 辐射指数:

电热毯通电后会产生电磁场,产生电磁辐射。这种辐射可能影响母体腹中胎儿的细胞分裂,使其细胞分裂发生异常改变,胎儿的骨骼细胞对电磁辐射也最为敏感。

电吹风 辐射指数:

说到家用电器的辐射,大家往往会忽略体积较小的电吹风,其实它是“辐射大王”。电吹风确实是高辐射的家用电器,特别是在开启和关闭时辐射最大,且功率越大辐射也越大。由于使用时离头部较近,主要引起中枢神经和精神系统的功能障碍,主要表现为头晕、疲乏无力、记忆力衰退、食欲减退、失眠、健忘等亚健康症状。

微波炉 辐射指数:

微波炉的辐射在家用电器中虽然高居榜首,但往往被忽视。使用时要注意,微波炉不要放在卧室里,开启微波炉时,人不要站在旁边,等停止运行时再过去处理食品,微波炉不用时要拨掉电源。

电脑 辐射指数:

电脑显示器和主机是电脑辐射最大的两个部件。与电脑保持安全的距离、控制使用时间都是防辐射的方法。

手机 辐射指数:

手机处于工作状态时,会向发射基站传送无线电波,而任何一种无线电波或多或少地都会被人体吸收,从而改变人体组织,有可能对人体的健康带来影响。手机虽然辐射不高,但是跟人的关系密切,使用不当可能会产生不良后果。手机信号刚接通时,处在最大输出功率状态,手机辐射最大,所以在接通瞬间应将手机远离头部。

电视机辐射指数:

传统的电视显示器是通过电子束撞击荧光粉而显示,电子束在打到荧光粉上的一刹那间会产生电磁辐射,对传统显像管而言,液晶电视和等离子电视的辐射就小很多。看电视时最好保持2 米的距离,室内有适当照明,看电视时间不要超过两小时,看完电视洗洗脸,及时地清理面部皮肤吸收的辐射物质。

复印机 辐射指数:

有电流就会产生电磁波,有电磁波就存在辐射的问题。对于复印机,辐射并不是主要的问题,一般都在国家允许的范围。

安检 辐射指数:

电磁辐射后果范文第4篇

电热毯辐射指数:

电热毯通电后会产生电磁场,产生电磁辐射。这种辐射可能影响母体腹中胎儿的细胞分裂,使其细胞分裂发生异常改变,胎儿的骨骼细胞对电磁辐射也最为敏感。怀孕妈咪如果使用电热毯,长时间处于这些电磁辐射当中,最易使胎儿的大脑、神经、骨骼和心脏等重要器官组织受到不良的影响。

爱心提示:怀孕妈咪睡觉不要使用电热毯。

电吹风辐射指数:

说到家用电器的辐射,大家往往会忽略体积较小的电吹风,其实它是“辐射大王”。电吹风确实是高辐射的家用电器,特别是在开启和关闭时辐射最大,且功率越大辐射也越大。由于使用时离头部较近,主要引起中枢神经和精神系统的功能障碍,主要表现为头晕、疲乏无力、记忆力衰退、食欲减退、失眠、健忘等亚健康症状。

爱心提示:虽然电吹风辐射很大,因为平时使用的频次少、持续时间也短,还是个很安全的电器。

微波炉辐射指数:

微波炉的辐射在家用电器中虽然高居榜首,但往往被忽视,对孕妈咪影响比较大。使用时要注意:开启微波炉时,人不要站在旁边,等停止运行时再过去处理食品,微波炉不用时要拔掉电源。老人不要使用微波炉烹饪食品,因为烹饪食品要长时间近距离接触微波炉,接受的辐射最大。

电脑显示器和主机辐射指数:

电脑显示器和主机是电脑辐射最大的两个部件,是准妈妈们议论最多、重点防范最多的电器之一,基本上有点谈“脑”色变的味道了。电脑辐射对胎儿到底有多大的影响还没有定论,但能尽量少接触毕竟放心一点。

爱心提示:与电脑保持安全的距离、穿防辐射服、控制使用时间都是防辐射的方法。

手机辐射指数:

手机处于工作状态时,手机会向发射基站传送无线电波,而任何一种无线电波或多或少地都会被人体吸收,从而改变人体组织,有可能对人体的健康带来影响。手机虽然辐射不高,但是跟人的关系密切,是孕妈咪们不离手的常用设备,使用不当可能会产生不良后果。手机信号刚接通时,处在最大输出功率状态,手机辐射最大,所以在接通瞬间应将手机远离头部。信号不好时,辐射也会增加。

爱心提示:建议使用专用耳机和麦克风接听电话,尽量减少通话时间,提倡使用程控电话。

电视机辐射指数:

传统的电视显示器是通过电子束撞击荧光粉而显示,电子束在打到荧光粉上的一刹那间会产生电磁辐射,对传统显像管而言,液晶电视和等离子电视的辐射就小很多。

爱心提示:看电视时最好保持2 米的距离,室内有适当照明,看电视时间不要连续超过两小时,看完电视洗洗脸,及时地清理面部皮肤吸收的辐射物质。

复印机、打印机辐射指数:

电磁辐射后果范文第5篇

关键词: 电火工品; 电磁安全裕度; 感应电流; 半导体带隙

中图分类号: TN911.7?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2014)13?0150?03

Research on electromagnetic safety margin measurement of

bridge?wire electric ignition system

JI Jun?xiao

(Luoyang TV University, Luoyang 471000, China)

Abstract: A semiconductor band?gap optic fiber thermodetector is introduced to detect the electromagnetic safety margin of the electric ignition system. The bridge?wire′s temperature change is detected under the direction of electromagnetic radiation. The induced current of bridge?wire can be obtained by calculate the coefficients of bridge?wire′s temperature rise and current. At last the safety margins of electric ignition system are achieved under the direction of electromagnetic radiation. The experimental results show that the method can obtain accurate bridge?wire current induced in complex EM environment, and also is a reliable one to evaluate safety margins of bridge?wire electric ignition system.

Keywords: EED; electromagnetic safety margin; induce current; semiconductor band?gap

0 引 言

电点火系统是武器系统中的关键部件,其在复杂电磁环境下的安全性和可靠性对武器系统作战效能的发挥至关重要。电点火系统主要由电火工品(Electro Explosive Device,EED)构成,电火工品中通常是在两电极之间用贵重金属丝形成一个电桥,即灼热型桥丝式电点火头,处于复杂电磁环境下的桥丝,其内部会感应出射频电流,感应电流会加热桥丝,当达到火药点火温度时,点火头就发火发生爆炸,造成误炸现象,对于武器系统来说会造成严重和可怕的后果。

GJB1389A?2005《系统电磁兼容性要求》[1]中对于电起爆装置,明确规定电磁安全裕度限值为16.5 dB,因此,就需要找到一种准确测量桥丝式电点火系统电磁安全裕度的方法。

电点火系统的电磁安全裕度定义是:最大不发火电流[IMNF]与感应电流[Ii]的比值取对数再乘以20后得到的数值。如何精确测量感应电流是确定电磁安全裕度的关键,通过施加不同量级校准电流给桥丝,得到桥丝上的温升值,经过数据拟合获得桥丝温升与感应电流系数,通过测量桥丝的温度变化就可以获得对应感应电流。早期使用热敏电阻、热电偶来测量桥丝的温升。然而在复杂电磁环境下,测量电路本身会耦合出感应电流,叠加到桥丝感应电流上,引入较大测量误差,同时测量速度较慢。而利用光纤半导体器件测温,光纤是绝缘体,在电磁场下不会感应出任何电流,不影响电磁场的分布,不会带来测试误差,而且测量速度快、精度高,是目前广泛采用的方法。

本文所采用的就是半导体带隙型光纤测量系统,属于接触式测温系统。

1 原理阐述

1.1 桥丝电流与温度关系

通过理论计算,桥丝电流与温度的关系式[2]为:

[T=T0+I2iRUal28K] (1)

式中:[R]为桥丝体电阻;[l]为桥丝长度;[K]是桥丝的热扩散系数;[Ua]是桥丝的比热;[Ii]是桥丝感应电流;[T0]为测量现场温度,对某一确定桥丝,式(1)可简化为式(2),电流和温度的关系可写为:

[ΔT=T-T0=NI2i] (2)

式中:[N]是由桥丝本身性能确定的常数,因此桥丝的温升[ΔT]与感应电流的平方成正比。

1.2 光纤测温原理

半导体带隙型光纤测量系统的传感器是一种基于SCBG(Semi?Conductor Band?Gap)半导体带隙技术的光纤探头。这种探头的结构如图1所示。

图1 光纤探头结构图

光纤温度探头由光纤及其顶端细小的GaAs(砷化镓)晶体组成。当温度发生变化时,GaAs晶体具有如下特性:其对于波长低于某一特定值的光波是不透明的,而对于高于这一波长的所有光波,具有透明特性,这一临界的波长成为带隙[3]。如图2所示。

图2 GaAs(砷化镓)晶体光特性

光通过光纤信号调节器进入到GaAs晶体,在带隙波长以下的光被接收,而带隙以上的光被绝缘镜反射回信号调节器,进入一个小型的光谱分析仪。一个线性的CCD阵列光检波器对不同波长的光的强度进行测量。CCD阵列的每一个像素对应一个特定经过校准的波长,这样就可以得出GaAs发射回来的光的谱强度分布。由于GaAs的带隙位置随温度变化而变化,其位置所对应的光谱能量分布已经经过校准,且与绝对温度相对应。这样就能够对温度变化进行精确的测量。与其他干涉测量技术不同的是,对于测试中常见的机械振动及光纤移动等情况,SCBG技术不受任何影响。

2 测量与结果

2.1 测量系统构成

测量系统框图如图3所示(实线框部分是半导体带隙光纤数据采集单元),系统包含多路半导体带隙光纤测温探头,CCD阵列光谱分析单元。

系统配备白光光源,其发出光束经耦合器进入光纤,传输到测温探头。探头感应桥丝温升,使大于某一特定波长的光波被反射,反射回来的光经同一光纤传送到CCD阵列光谱分析单元,经过A/D转换、信号处理,把得出的对应温度数据通过LAN端口送给计算机。

内置校准电流源能够根据计算机控制命令,步进输出不同幅值校准电流信号给桥丝。计算机上的测量分析软件绘制出桥丝上测量位置的温度变化曲线,并将数据进行存储和传输。计算机控制命令也是通过LAN端口发送给光纤数据采集模块,来控制校准电流源的输出,并自动记录各电流输出下的温度探头读数,经过自动计算拟合后形成温升/电流转换系数,即公式(2)中的[N]常量。

图3 测量系统组成框图

2.2 电点火系统电磁安全裕度判据

对某电点火系统进行电磁辐射敏感度试验时,根据测得的温度变化值和电流源校准得到的[N]常数,计算出感应电流值[Ii。]把电点火系统最大不发火电流[IMNF]与感应电流[Ii]的比值取对数再乘以20后得到即为电磁安全裕度值[4]。如果该值大于16.5 dB ,则此电点火系统满足GJB1389A?2005规定的安全裕度要求。

2.3 测量实例

试验采用某型桥丝式电火头,其性能指标见表1。

实验中控制校准电流源以10 mA为步长增加,由于桥丝的热容量很小,达到热平衡的时间很短,所以每个电流值驻留10 s,满足实验精度要求,校准实验数据见表2。

图4 桥丝电流?温升的拟合曲线

因此,在电场辐射下,利用测得电火头桥丝温度变化值[ΔT,]利用图4所示的拟合曲线,便可以得到桥丝上的感应电流([Ii]),然后就可计算出安全裕度值,从而对该电点火系统进行电磁安全性评估。

3 结 语

原先对于电磁辐射对电点火系统的危害主要采用试验进行定性的判断,缺乏有说服力的试验数据,判断结果误差较大。随着科技的进步,以及电磁脉冲弹、微波武器的投入应用,各种电磁辐射源功率不断提高,使武器系统中电点火系统所处的电磁环境异常恶劣。

SCBG(Semi?Conductor BandGap)半导体带隙光纤测温仪的应用,解决诸如复杂电磁环境引入测试误差、抗机械振动、测量精度、速度和稳定性等传统测试方法带来问题,是一种精确评估桥丝式电点火系统电磁安全裕度的方法。

参考文献

[1] 中国人民总装备部.GJB1389A?2005系统电磁兼容性要求[S].北京:中国人民总装备部,2005.

[2] 王韶光,齐杏林,曹宏安,等.电发火系统感应电流测试方法研究[J].军械工程学院学报,2003,15(4):11?14.

[3] 靳伟,廖延彪,张志鹏,等.导波光学传感器原理与技术[M].北京:科学出版社,1998.

[4] 陈穷.电磁兼容性工程设计手册[M].北京:国防工业出版社,1993.

[5] 张晓光,刘艳,艾澜,等.通信开关电源的电磁兼容性[J].现代电子技术,2011,34(11):187?189.