电磁兼容防护

电磁兼容防护（精选十篇）

电磁兼容防护 篇1

1 信息电磁辐射泄漏防护技术出现

当前, 因电子设备的高度密集化、数字化, 使电磁干扰造成的危害越来越严重。导致其泄漏发射电磁波的途径主要有两个:电磁辐射 (以电磁波的形式从空中传播) ;传导发射 (沿导线———电源线、地线、信号传输线以电流的形式传播) 。这种物理现象造成的危害也主要有两个方面:一个是电磁兼容性问题;另一个则是应引起高度重视的信息泄漏问题, 即利用专门的接收分析设备截获泄漏发射电磁波并还原其所携带的信息内容。1985 年, 荷兰科学家W O V A N E C K在英国伦敦进行了计算机电磁泄漏截获的公开演示之后, 电磁泄漏发射给信息安全带来的危害引起了国际间的广泛重视与关注, 计算机等信息技术设备的电磁泄漏信息很容易被截获、破译、复现。由宽带接收机和功能强大的分析处理软平台构成的截获还原系统, 可在距未做防护措施的计算机或网络终端设备数百米至1 公里范围内接收还原其显示器的信息内容。因此TEMPEST出现了。防信息泄漏技术 (TEMPEST) , 它是一种研究抑制计算机及其外围设备等信息设备的电、磁、声等信号杂散发射的技术。

2 防信息泄漏的主要技术方法

TEMPEST涉及信息设备信息电磁泄漏问题的所有领域。它既包含关于信息设备信息电磁泄漏机理基础性研究, 又包括许多技术内容和设备研制。要防止计算机电磁辐射泄密, 就必须要消除电磁辐射信号源并切断电磁信号泄漏的途径, 目前主要有以下几种技术防范措施:

2.1 使用低辐射设备:使用低辐射计算机设备是防止计算机辐射泄密的根本措施。因为这些设备在设计和生产时, 已经对可能产生信息辐射的元器件、集成电路和连接线等采取了防辐射措施。

2.2 距离防护:采用距离防护方法, 尽量扩大处理涉密计算机的安全距离, 这种方法仅适用于能采用较大防护距离的场所。

2.3 计算机电磁辐射干扰技术:根据电子对抗原理, 使用干扰器产生的噪声与计算机设备产生的信息电磁辐射一起向外传播, 使计算机设备产生的电磁辐射中包含的秘密信息不能被重新还原。

2.4 使用电源滤波器:使用电源滤波器, 防止计算机设备泄漏的电磁信号沿着电源线路传播, 造成泄密。

2.5 采用光缆或屏蔽线缆:传输线路采用光缆或屏蔽线缆, 防止计算机设备泄漏的电磁信号沿着线路对外传播, 造成泄密。

2.6 电磁屏蔽技术:根据计算机辐射量的大小和客观环境的需要, 对计算机机房或主机部件加以屏蔽, 是防止涉密计算机群体电磁辐射泄密的有效措施。

3 电磁屏蔽防护技术

许多电子信息的处理设备都有较强的电磁泄漏。在使用这些设备时, 必然会将处理的各种信息散射到一定的空间中去。这就给信息的保密工作造成极大的威胁。即使采用密码通信, 在还没有加密之前或者在脱密之后的处理过程中, 信息内容就已经随着电磁波辐射到周围空间中去了。这样, 不仅能造成信息的泄密, 而且通过侦收加密前的明文信息和加密后的密码信息, 就可以不断地进行明文信息与密码信息的对照、解析。经过多次侦收, 就可以将密码信息, 甚至高级密码信息破译出来, 使密码信息失去了保密的意义了。因此, 在使用电子计算机和其他电子信息处理设备时, 如果不采取可靠的技术措施就开始处理保密信息, 是十分危险的。电磁屏蔽技术。它是解决信息泄漏的重要手段, 在相应领域应用较广泛。涉密技术设备或系统被放置在六面体全封闭的电磁屏蔽体内 (与外界联系的线路接口或门窗处均采用特殊处理的屏蔽隔离技术) , 其主要材料分别是具有不同导电特性的金属板和由稀有金属材料合成的网、布及不锈钢网等, 从而使泄漏电磁波的传播路径被切断。屏蔽的目是采用一定的技术手段, 将电磁辐射的作用和影响限制在指定的空间之内。目前已经具有满足不同防护需求的不同级别 (屏蔽效能) 的屏蔽机房出现。

4 电磁屏蔽室防护

将涉密信息设备放置在屏蔽室内是防止信息电磁泄漏的有效措施。这一措施适用于涉密设备集中, 涉密程度高的场合。例如驻外使馆的涉密计算机房。可将机房建成一个屏蔽室。现已有专门的TEMPEST标准以规范屏蔽室和屏蔽机柜性能。对涉及国家或企业秘密的电子信息系统机房设置的电磁屏蔽室性能指标应依据国内相关标准执行。按性能标准又可分为国标级和军标级; 国家军用标准GJBZ20219-1994 从性能上又分B级和C级; 目前从自身工作接触了解到, 屏蔽室按使用用途分为防信息泄漏的保密机房和防电磁干扰的无电磁环境机房;从结构上可分为焊接方式和组装方式两种。其中组装式主要适用于有可能搬迁的屏蔽机房, 这种机房安装快, 可多次拆装, 灵活机动;不可拆装式则主要适用于大型机房, 这种机房防泄漏性能好, 能达到较高的技术指标。屏蔽机房可以使磁场变得极弱, 并且使电场和平面波微波获得最大限度的衰减。但随着技术的进步, 焊接方式的高密度, 高安全度, 高质量度已经取代组装方式的屏蔽室。为了有效地防止电磁干扰式噪声、辐射, 对电子设备和测量仪器的影响, 并严防电子信号泄漏威胁到机密信息的安全, 国家机关、军队、公安、银行、铁路等单位都投入建立屏蔽机房。

正确地使用不同种类的屏蔽机房或屏蔽室, 就是一种防止信息随电磁波泄漏的可靠措施。屏蔽机房不仅可以防止室内电子计算机和其他电子信息处理设备所处理的保密信息随电磁波泄漏出去, 而且可以防止外部来的比较强的电磁干扰, 扰乱室内电子计算机和其他电子信息处理设备正常工作。因此对屏蔽室测试技术提出了标准和要求。

随着屏蔽室的广泛应用, 其相应的测试技术和标准也在不断完善和更新。下面从实际工作经验介绍一下测试技术标准与要求:a.屏蔽标准和依据:国家保密标准BMB3-1999《处理涉密信息的电磁屏蔽室技术要求和测试方法》。此标准对应屏蔽室电磁防护程度不同分为B级和C级。b.屏蔽原理:屏蔽技术的原理是使用导电性能良好的金属网或金属板造成6 介面的屏蔽室或屏蔽笼将产生电磁辐射的计算机设备包围起来并且良好接地, 抑制和阻挡电磁波在空中传播。设计和安装良好的屏蔽室对电磁辐射的屏蔽效果比较好, 高性能的屏蔽室, 其屏蔽效果对电场可达140d B, 对微波场可达120d B, 对磁场可达l00d B。随着屏蔽室多用途的应用和电磁防护要求提高, 相应的要求内容和部位点数不断增多, 对应信号、电源、消防、光纤、空调部位和环境、设备都有高标准要求。

电磁辐射防护规定 篇2

1总则

1.1为防止电磁辐射污染保护环境保障公众健康促进伴有电磁辐射的正当实践的发展制定本规定

1.2本规定适用于中华人民共和国境内产生电磁辐射污染的一切单位或个人一切设施或设备但本规定的防护限值不适用于为病人安排的医疗或诊断照射

1.3本规定中防护限值的适用频率范围为100kHz~300GHz

1.4本规定中的防护限值是可以接受的防护水平的上限并包括各种可能的电磁辐射污染的总量值

1.5一切产生电磁辐射污染的单位或个人应本着可合理达到尽量低P的原则努力减少其电磁辐射污染水平

无线电监测中的电磁防护 篇3

根据国家技术监督局发布的GBI2638-90《微波和超短波设备辐射安全要求》，规定了距离微波、超短波通信设备一定范围内职业暴露人员可得到安全保障的辐射强度限值。该要求规定：对于微波，每日8小时连续暴露时，允许受到的平均功率密度为25uW／cm²；只要时间间断暴露或每日超过8小时暴露时，每日剂量不得超过200uw／cm²，如超过此限值，应采取相应的防护措施。而对于超短波，则规定每日8小时连续暴露时，允许平均功率强度为IOV／M，换算为功率密度是26．5uW／cm²。国家环境保护局发布的国家标准GB8702-88《电磁辐射防护规定》，适用于中华人民共和国境内产生电磁辐射污染的一切单位和个人、一切设施和设备。其具体规定是这样的：对职业照射，在30MHz—3GHz的频率范围内，功率密度应小于2W／m²，相当于200uW／cm²，对公众照射，在同样的范围内，功率密度应小于0．4w／m²。对于一个辐射体发射几种频率或存在多个辐射体时，电场强度的值为各单个频率场强平方和的根值。显然，GBI2630-90《微波和超短波设备辐射安全要求》比GB8702-88《电磁辐射防护规定》的要求要高。对无线电监测人员来说，应采用GBI2630-90中规定的辐射限值。

在基层无线电管理工作中，进行设备检测时，检测设备数量最多的是蹬M基站，现以它为例进行分析。GSM基站的发射频率为935-960MHz，属于微波频段，按有关标准基站发射功率共分为8级，其最大峰值功率为320W，最小为2．5W，现按其平均发射功率为50W，天线增益为13dB，因为基站检测一般情况下都在现场进行，天线与测试人员的距离较近，可按10米计，则其到达测试人员处的功率密度为52uW／cm²，已经超过了国标规定的二级标准。而这仅仅是一个频率，一个基站可以有多个发射频率。共同作用场强值就更大了。经过现场测试，在离基站10米处的辐射强变最大值为0．3mW／cm²，也超过了规定的限值，即使按时间间隔计算，每天的工作时间不能超过4小时。据GSM基站的维护人员介绍，出发射设备正常工作的情况下，对发豺天线进行维修保养时，10来分钟后人就感觉到头晕、耳鸣、恶心、站立不稳，远离天线之后才能逐步恢复。

同样，对工作在屏蔽室的人员，在对发射机进行设备检测时，由于屏蔽室的密封性，内部信号出不去，若内部吸收材料质量较差，发射机发出拘电磁波在屏蔽室内来回反射、折射，犹如一个大的微波炉，对人体是非常有害的。研究结果表明：当电磁场作用于任何生物体时，都会发生一定的反应，可影响到生物的整体，也可以影响到组织细胞。电磁辐射对人体的作用有两方面：一是致热作用，即热效应；二是非致热效应。专家指出，超量的电磁波辐射可引起人体以下几方面的劣性变化：影响循环系统、免疫系统、生殖系统的生理和代谢功能，致使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变；对视觉系统也有不良影响，可引起白内障，亦会导致儿童智力残缺等。联合国辐射委员会的报告指出：人受到辐射的剂量与癌症及遗传性疾病的发生率成正比关系。

雷电电磁脉冲也需“三段”防护 篇4

1 在信号系统中产生的机理

雷电电磁脉冲有三种耦合方式,分别为电阻耦合、电场耦合和磁场耦合,我们在多年的防雷实践中认为这三种感应主要是磁场耦合,雷电电磁波耦合主要是通过磁场作用产生的,因此只需要考虑此效能即可。只要分析出磁场感应破坏的原理就能找出相应防护方法。

1.1 雷电流经过的引线引起的雷电感应

雷电流入地时通过的导线(导体)产生的耦合,一般是避雷塔的接地引线、机壳的接地线、浪涌保护器的引下线、发射机的馈线等。总之,是直击雷电流经过的电线或导体产生的磁场,该磁场对信号线进行电磁感应。其原理如图1所示,I0是直击雷电流,B是I0产生的磁场,在该磁场的作用下,在信号线的外导体(屏蔽层)和芯线同时产生感生电流,因外导体与地相连,即使与地不连(如卫星接收机的高频头),其外导体与地之间也会有分布电容和绝缘电导,外导体的电位首先降低,致使内导体的电位相对升高,感应雷电流I1、I2进入设备,并起破坏作用。

1.2 雷电流直接击中设备附近的大地或自然物体上引起的雷电感应

打雷是云间放电或是云地之间放电的过程,放电本身就是一个巨大的脉冲电流,该电流周围也产生巨大的变化磁场,如果信号线处在其中,同样会在信号线的内外导体中产生感生电流和感生电动势,同样有破坏作用。

2 对信号系统的“三”段防护

2.1 初段防护

2.1.1 一个是采用磁场屏蔽办法,用磁导率高的金属屏蔽信号线。这是一个比较成熟并行之有效的方法,包括使用“防雷电感应信号传输线”(专利号:201120068770.1)。

2.1.2 可以考虑减少雷电流产生磁场方法,具体方法是在产生磁场的导体套上几个雷电感应能量吸收器(专利号:201220476546)。如图2所示,将雷电感应能量吸收器套在可以产生磁场的接地引线上,使雷电流产生的磁通量尽可能多地在铁芯内部流通,这样就能减少外部磁场的强度,并消耗其能量。套上铁芯后,该接地引线的电感量随之增大,流过该导线的脉冲电流会变缓,刺痛量的变化率会降低,致使在信号线上产生的感生电动势下降。由于穿过铁芯的雷电流达到一定幅值时,铁芯就进入磁饱和状态,不会对雷电流的泄放造成影响或影响有限。

2.2 中段防护

此时由于雷电感应的作用,信号线的内外导体都已经感应出脉冲电流,此时适合使用“雷电感应能量吸收器”(专利号:20120476546.0)。其原理是把感应到信号线里的能量再通过电磁感应原理感应出来并被电阻吸收。由于雷电感应能量吸收器本身就是一个较大的电感,对该还电流起到抑制作用。

2.3 末段防护

就是一直流行的使用信号浪涌保护器。该类产品众多,鱼目混杂,良莠不齐,但都有一个致命缺点,就是对正常信号会造成影响。该类产品多两个接头,易产生接触不良故障,同时要求接地,有时确实较难办,引线较长会影响接地效果,不打折扣的接地会产生较大费用,该办法是最后办法,笔者认为能不用就不用。

3 雷电感应对电源系统的侵袭分析与防护

我们所使用的市电几乎都是三相四线制,是将外电高压电经过三相变压器变压到线电压为380 V、相电压为220 V的三相四线制使用。如图3所示,是高压变压器,外电高压三线A、B、C分别连接变压器的三个绕组的一端,三个绕组采用角接,在变压器的输出端三个输出端采用星接,输出绕组的一端连在一起与大地相连接。同时,该端也作为三相四线制的一个输出端(零线N),而三个绕组另一端分别作为三个输出端(火线A、B、C)。该变压器输出端A、B、C之间的电压为线电压,是380V,相电压(A与N、B与N、C与N之间的电压)为220V,我们民用的市电一般都取相电压,也就是A、B、C三项其中一项与零线之间的电压。

由此可见当有雷电感应在输入端的A、B、C产生的破坏电压时,由于变压器初次级有分布电容存在,雷电脉冲通过分布电容在变压器的输出端的A、B、C与地(零线)也会产生破坏电压,而我们市电用户恰恰使用这一电压,这就难免造成用电设备的损坏。

4 对电源系统的三段防护

4.1 初段防护

在高压输变线路上架设避雷线,在易遭雷击区域每根线杆处都做接地处理,并在线杆顶端加装避雷针,目的是使雷电流垂直于输变线路,尽量减少电磁耦合。

4.2 中段防护

4.2.1 可以考虑在高压线入户前加装二合一雷雷电电磁脉冲能量吸收器。如图4所示,把已经感应到高压线里的脉冲能量再通过电磁感应原理感应出来,并被电阻吸收,同时它也是一个电感,对高压线产生的共模脉冲有抑制作用,而对正常供电不会造成影响。

4.2.2 将高压电缆穿入铁管内,并将铁管接地,与前者组成T形滤波网路,效果会更佳。

4.2.3 加装隔离变压器

一个是利用雷电电磁脉冲在三根高压线上的雷电电磁脉冲相位和幅度相同的特点,抑制雷电脉冲。另一个是采用各种措施降低变压器初次级之间分布电容,加大初次级间的隔离度。

4.3 末段防护

使用串联式防雷电电磁脉冲电源箱,将空气开关、低压浪涌保护器、雷电感应能量吸收器(或者电感)、无极性滤波电容组合到一起使用,装在一个箱内。目的是滤除或降低进入设备内部的雷电脉冲,只靠浪涌保护器防护雷电电磁脉冲是不够的。

5 关于等电位连接

很多资料上把等电位连接作为防雷电电磁脉冲的重要手段,笔者认为等电位连接对电阻感应和电场感应是必不可少的(这两种感应在实际线路中所占比例是很小的),而对磁场该应作用有限。而且不当的等电位连接还会造成“引雷入室”,进而在室内产生更大的脉冲磁场,产生更严重的破坏作用。所以在做等电位连接时还要防止引雷入室,尽量把直击雷电流释放到室外。

参考文献

电视塔电磁辐射卫生防护距离标准 篇5

随着广播电视事业的迅速发展，全国各省，部分城市都硅有r．播电视塔。按总发射功率可分为lOkW、30kW、60kW、90kW 四类。电磁辐琳目前已被列为造成公害的污染物，而广播电视塔电磁辐射是造成环境电磁辐射的主要来源之一。电视塔电磁辐射卫生防护距离标准目前国内外尚未报道。：奉标准是卫生部下达的“七五”期间重点攻关课题“工业企业卫生肪护距离标准体系研究”中的子课题之～。本标准由卫生部卫生监督司提出，由武汉市卫生防疫站和中国预防医学科学院环研所负责起草。起草人：李汉珍、邵强、张春利、黄俊铭、王军。技术归口单位：中国预防医学科学院环监所负责解释

本标准包括以下内容：① 主题内容与适用范围：②洙语；③ 标准内容(电视塔电磁辐射卫生防护距离标准；④ 附加说明。

本标准规定了电视塔与居民区之问所需的卫生防护距离 适用于地处平原、徽丘地区的新建及扩建、改建的电视塔，现有电视塔可参照执行。

电视塔电磁辐射的卫生防护距离，按电视塔发射机总功率及天线架设高度而定。

卫生防护距离：卫生防护距离系指产生有害因素源（电视塔发射天线）的边界至居住区边界的最小距离。

发射机总功率 天线架设高度* 卫生防护距离

10KW50500

100400

200300

300200

30KW50700

100500

200400

300300

60KW501000

100900

200800

300700

90KW501200

1001000

200900

300800

浅谈计算机电磁辐射及防护 篇6

关键词：信息安全；电磁辐射

中图分类号：TP309文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 16-0000-01

The Electromagnetic Radiation and Protection of Computer

Li Liang

(Xuchang University,Xuchang461000,China)

Abstract:With the rapid development of computer information security technology,computer electromagnetic radiation has been more and more attention.Analysis of electromagnetic radiation in computer information systems approach,and a brief description of its protection.

Keywords:Information security;Electromagnetic radiation

一、概述

任何带电物体的周围都存在电场，而周期变化的电场将会产生周期变化的磁场，也就存在电磁波，产生电磁辐射，如果这种辐射的量超过限定条件，那么就会对环境形成电磁污染。和无处可躲的大气污染、水污染、噪声污染一样，电磁辐射同样无处不在，这使它成为公认的“第四污染源”。

只要存在电场变化的地方就会有电磁辐射。目前，能造成大面积电磁污染的主要有高压输配电系统、发射设备、微波设备、家用电器、计算机等等。其中高压输电系统的电磁辐射强度最大，对人体的危害最明显。为了保障从业者的健康，在辐射环境下的工作时间有着严格的限定。相比之下，诸如彩电、手机、微波炉、空调机、电冰箱、计算机等等家庭必需的电气设备所影响的人群更广泛。在上述常见的电气设备中，与人们工作、生活息息相关的计算机更值得关注。许多上班族和沉迷于网络世界的网虫每天面对计算机的时间往往超过8小时。而计算机本身就是一个不可小觑的电磁辐射源：微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量。计算机所产生的电磁辐射，对那些长期接触计算机的人的身心健康有巨大的危害。

二、TEMPEST技术中电磁泄漏的途径

计算机及其外部设备内的信息，通常通过两种途径泄漏出去：以电磁波的形式辐射出去的称为辐射泄漏，这主要是指计算机内部产生的电磁辐射。这种辐射是由计算机内部的各种传输线（包括印制板上的走线）、信号处理电路、逻辑电路、显示器、开关元件和电机及其驱动控制电路产生的；另一种是通过各种线路和金属管道传导出去的称为传导泄漏。计算机系统的电源线、机房内的电话线、上下水管道和暖气管道以及地线等，都可能成为传导媒介，产生传导泄漏。传导泄漏往往伴随着辐射泄漏。

三、TEMPEST技术中电磁泄漏的防护

对于电磁泄漏，目前可以采用的措施主要有：使用低辐射设备、利用噪声干扰源、电磁屏蔽、滤波技术和光纤传输。

（一）使用低辐射设备。低辐射设备即TEMPEST设备。这是防辐射泄漏的根本措施。这些设备在设计和生产时就采取了防辐射措施，把设备的电磁泄漏抑制到最低限度。显示器是计算机安全的一个薄弱环节，对显示器的内容进行窃取，已是一项成熟的技术，因此选用低辐射显示器十分重要。单色显示器的辐射比彩色显示器低得多，使用等离子显示器或液晶显示器也能进一步降低辐射。

（二）利用噪声干扰源。电磁辐射干扰技术就是采用干扰器对计算机辐射进行电磁干扰，使窃收方难以提取视屏信息。利用噪声干扰源有两种方法：一是将一台能产生噪声的干扰器放在计算机设备旁边，干扰器产生的噪声与计算机设备产生的信息辐射一起向外辐射，使计算机设备产生的辐射不易被接受复现。干扰器产生的电磁辐射不应超过EMI（电磁干扰）标准；二是将处理重要信息的计算机放在中间，四周放一些處理一般信息的设备，让这些设备产生的电磁泄漏一起向外辐射。

（三）滤波技术。滤波技术是对屏蔽技术的一种补充。被屏蔽的设备和元器件并不能完全密封在屏蔽体内，仍有电源线、信号线和公共地线需要与外界连接。因此，电磁波还是可以通过传导或辐射从外部传到屏蔽体内，或从屏蔽体内传到外部。采用滤波技术，只允许某些频率的信号通过，而阻止其它频率范围的信号，从而起到滤波作用，有效地抑制传导干扰和传导泄漏。

四、计算机辐射的主要来源

虽然微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量，但幸运的是，除显示器之外，这些配件都是被装在具有电磁屏蔽能力的机箱里面，阻挡了大部分电磁辐射。所以，我们通常受到的辐射一方面来自显示器，而另一方面则来自主机。倘若显示器在电磁屏蔽技术方面不够严谨，那么用户可能一周5天、每天8小时都会受到电磁辐射，对健康的危害显而易见。而机箱同样如此，设计不良的产品往往会发生电磁辐射泄漏，如果机箱与用户之间的距离太近，外泄的电磁辐射同样会影响到用户健康。

上述表明，计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机。其中显示器又分为CRT显示器（阴极射线管显示器）和LCD显示器（液晶显示器）。CRT显示器是计算机中最严重的辐射源。CRT显示器通过电子枪发射电子束实现画面显示，对外发射电子本身就会产生严重的电磁辐射，尽管厚厚的含铅玻璃屏幕可在一定程度上阻隔辐射，但仍然有不少电子穿透阻隔层而直接照射到使用者。所以，如何削弱这部分辐射至关重要。

按照物理学的定义，来自CRT显示器的辐射伤害主要可分为光辐射、低能x射线、无线电场、静电场和低频电磁场。其中光辐射为电子枪打在屏幕背后荧光层而发出的可见光和少量紫外线，只有少量的紫外线会对人体造成危害。X射线由电子束碰撞阴极射线管的内部前屏所产生，但因为能量极低，其辐射程度也可忽略不计。无线电场主要从CRT的控制电路部分发出，强度非常弱，经过短距离后基本上就衰减到零。静电场则是从CRT电子枪内部的加速电场所产生，最直接的体现就是会让屏幕吸附灰尘。而被认为对人体健康损害最严重的应该是低频电磁场，它主要由显示器的电源部分（高压包）和垂直／水平扫描电场所产生，电磁场频率在5Hz-400kHz之间。

五、结语

在信息时代的今天，任何国家的政治、军事、外交斗争都离不开信息，信息安全保密已成为国家安全战略的一个重要组成部分。信息安全保密是一项系统工程，电磁辐射泄漏也一样，任何单一的防护措施都不是万无一失的。要根据不同系统的特点采用与之相适应的最佳防护措施进行综合防护。

参考文献：

[1]陈兵.电磁辐射与计算机关系探讨[M].北京:北京人学出版社,2000

电磁兼容防护 篇7

在以夺取电磁权为核心的新军事时代,战争形势由争夺时空优势逐渐向争夺信息优势、电磁优势转变,战争形态也由机械化向电磁化演变。电磁能量纵横交错、密级重叠的战场上,高新电磁能或定向能武器是保证取得战争胜利的必要条件,但保障国家信息安全和电磁主权是军事行动的首要前提,只有提高电磁安全保障能力和反信息侦查技术,才能为战争的胜利创造有利条件。

作为电磁安全的核心技术年代开始被少数发达国家列入军事技术研究项目。众所周知,海湾战争是美国成功运用TEMPEST技术取得战争胜利的典型范例。美国通过对敌方的电子设备所发射的电磁辐射进行有效截获并破译机密信息,成功获取伊拉克及海湾地区政治、军事、经济等多方面情报,电磁制胜权贯穿战争始末。

1 电磁泄漏危害

电磁安全问题不单单存在于硝烟弥漫的战场上,更体现在日常工作中。现在政府机关、科研机构、金融行业等重要部门的日常工作都是在计算机或计算机网络上处理完成的,还有常用的辅助工具例如打印机、扫描仪、传真机等等,这些基于计算机网络的信息处理平台的安全保密问题很可能成为电磁安全的最大隐患。

电磁泄漏的直接危害是将绝密、机密、秘密信息外泄,使敌方或竞争方掌握重要情报,同时电磁泄漏还存在着间接危害,当敌方或竞争方掌握我们信息动态后可通过电磁对抗设备对我方进行攻击或在信息传送线路中植入误信号,使我方的命令码翻转,扰乱信息网络。

2 电磁泄漏途径

电磁泄漏的表现形式多种多样,但其本质可以归属于电磁泄漏辐射发射和电磁泄漏传导发射。计算机系统是典型的辐射发射源,也是电磁安全问题最大隐患。计算机在信息输入、数据处理、结果输出等过程中,都可能产生无意识的电磁发射。例如计算机显示器,显示接口输入信号给显示器,如果是串行数据,敌方可以轻易的获得红信息(时钟信息、视频信息、命令数据等有用信息)。再如,计算机相关的连接线在发射和传送数据时会产生电磁泄漏传导发射,有资料可证传导辐射强度与设备工作频率和连接线上传送的信号形式有关,同时电磁泄漏传导发射受距离影响小,在终端连接线处利用电流卡钳感应电流变化从而获取传导泄漏的信号信息。传导发射可分为差模传导和共模传导,前者是信号线与回线之间的电流环状流动,辐射特性可比拟环状天线或方形天线,辐射电磁强度与线路传导的电流大小、工作频率和回路面积等参数有关;后者是因设计不当而使传输线与地线间形成回路,电场强度与工作频率、传输线长度、共模电流大小有关。

在电磁泄漏危害中提到的打印机、电话、复印机、传真机等由于主要处理串行数据,所泄漏的信息易于接收和还原。例如,电话机系统中的某些芯片具有很强的辐射性,所传送的语音信息相对于其他加密信息而言更利于敌军或竞争者截获或还原,同时电话线具有很强的耦合特性,因此在科研单位的保密规定中,强调了禁止在电话中谈及具体型号设计方面的事宜。

在《TEMPEST——军事信息安全保密的新领域》一文中提到了密码设备的电磁泄漏,这种处于红黑界面上的特殊设备如果系统互连设计不当,不但没有起到保护红信息的作用,反而很可能导致黑设备成为传播红信号的途径和载体。同时该文还提到了“TEMPEST病毒”,利用事先植入的病毒攻击程序,窃取硬盘中的数据,以隐蔽的方式通过信息设备产生的电磁波发射出去,然后利用接收机还原设备接收隐蔽的数据。

3 电磁泄漏防护措施

TEMPEST技术是电磁兼容的延展技术,有着相同的技术基础,也存在较大差异。例如,TEMPEST技术的目标是防止机密信息外泄,采取低辐射发射方式或利用伪噪声覆盖有效信息方式等减少机密信息被截获的可能性,设备间相互干扰或无用电磁能的泄漏等不是其关心的主要问题;TEMPEST技术所考虑的频率范围较广,在甚低频段范围内一些机密设备仍存在较强的电磁泄漏等等。但是在电磁安全防护方面,很多措施都可从电磁兼容角度出发。另外,防护措施不仅可以通过硬件措施解决,还可以从软件角度在源头下功夫。下面介绍几种常见的防护措施:

3.1 屏蔽技术

屏蔽技术是电磁泄漏防护措施中常用的技术。由于TEMPEST设备价格昂贵,短期内使用率不能达到要求,只能在普通设备的基础上进行改造使其达到TEMPEST技术要求,例如计算机主机箱进行优化设计,使其孔、缝等电磁泄露处进行仿真、合理布局,同时利用屏蔽技术对主机、显示器等进行屏蔽使电磁泄漏减少到最小。

3.2 低辐射技术

低辐射技术是黑红隔离技术、屏蔽技术和滤波等防辐射措施的综合运用从而达到减少电磁泄漏的目的。首先,在系统设计初期,考虑红黑分离技术,将可能产生有用信息的辐射源与无用信息(杂散、谐波等)辐射源分离开,分别叫做红设备和黑设备。相对应的通常把被截获后可以破译出有效信息的信号,叫做红信号,否则叫做黑信号。其次,为防止黑设备成为红设备的传播载体,黑红设备不可双向通信进行信息交换,只允许黑设备到红设备的单向信息传输,同时防止连接线等产生耦合作用采用屏蔽等措施。目前低辐射计算机已经在党、政、军等保密要害部门有所应用,这种计算机的主要特点是:显示器前盖内安装屏蔽玻璃,屏蔽玻璃后安装液晶屏。显示器后盖安装有屏蔽板,屏蔽板位于液晶屏和后盖盖体之间。同时在计算机前、后盖内及前后盖配合处分别采取屏蔽滤波措施,以实现低辐射的目的。

3.3 电磁噪声干扰器

电磁噪声干扰器是通过增加电磁泄漏辐射发射信道噪声强度和复杂度来达到掩盖电磁泄漏发射有用信息的目的。采用低辐射发射产品,仍有无意识电磁信号泄漏出去,为干扰敌方或竞争方截获信息,干扰器采用宽频率范围和高幅度两方面同时掩盖信息。例如计算机视频信息干扰器是专门为解决计算机辐射泄密问题而研制的一种信息安全保密防护产品。采用空间乱数加密技术、相关干扰和噪声混淆覆盖多种干扰方式同时对被保护计算机辐射的信息进行多重保护,使敌方或竞争方窃取信息更加困难。其中空间乱数加密技术是指涉密计算机的电磁辐射信号被扰乱,即使敌方或竞争方接收到电磁辐射信号也很难解调出信号真正携带的有效信息。相关干扰技术是指干扰器发出的干扰信号与计算机辐射信息实时跟踪,具有良好的相关性,克服单一白噪声作为干扰信息易被解调的弱点。目前电磁干扰器技术相对成熟、抗还原能力强、使用方便,但防护程度较低,主要用于防护密级较低的信息。

3.4 加密技术

除了硬件防护技术,还可以采用低成本、效果较好的软件防护技术,通过对视频信息和图像信息进行加密措施从信息源头解决电磁泄漏问题。例如,视频信息加密处理通常是将常规计算机显示器的行扫描方式转化成伪随机扫描方式加载到电路中去,通过特殊密码机制来控制。这种伪随机视频加密技术,可以扰乱敌方或竞争方对截取信息的破译,只要行扫描顺序规律没有被敌方或竞争方掌握,收到信息很难还原出来或把有用信息当成噪声处理掉,降低敌方或竞争方捕获效率。

3.5 安全距离保证

电磁泄漏防护技术中最简单直接的方法就是安全距离保障。由于电磁波在空间传播过程随着距离的增加,辐射强度衰减,可以将红设备安放在安全距离范围内,使敌方或竞争方采集的辐射场中,泄漏的有用信号场远小于噪声场,从而减小敌方或竞争方破译有用信息的概率。

4 结语

电磁安全问题关系重大,尤其是军事部门更应该有所重视,但目前TEMPEST设备昂贵,普遍应用可能性小,只有在现有条件的基础上做好相应的防护措施,从节省开支和做好防护工作两方面出发,提高我军的TEMPEST的防护能力,确保国家的信息安全。

参考文献

[1]胡绍华,袁化伦,曾庆海.TEMPEST——军事信息安全保密的新领域.2004.2

[2]李敏,孙德刚,杜虹,TEMPEST威胁与检测技术,信息安全与通信保密.2003.1

[3]卢硕,钟政良,万连城,计算机系统的EMC及TEMPEST,电子科技2005年12期(总第195期)

[4]张洪欣.计算机视频电磁信息泄露效应研究.通信学报2004,25

电磁辐射及其防护的研究 篇8

1.1 电磁辐射的概念

1831年，物理学家法拉第发现了电磁感应规律，1865年，英国物理学家麦克斯韦在总结前人对电磁现象研究成果的基础上，建立了电磁场的麦克斯韦方程组，并根据该方程组预示电磁波的存在，1888年，德国物理学家赫姆赫兹第一次用实验证实电磁波的存在。电磁技术发展到现在，已经成为一种应用广泛的综合性技术。目前，电磁技术已应用到节能、环保、制造、机械、医学、科研、农业、生物、国防等领域，而且还在不断扩大其使用范围。

麦克斯韦电磁场理论认为变化的电场会激起变化的磁场，而变化的磁场又可以产生变化的电场，电现象与磁现象紧密地联系在一起，这种交替产生的具有电场与磁场作用的物质空间就称为电磁场。这种变化场的传播就形成电磁波，电磁波不依靠任何传输导线而在空间传播，这种现象就叫做电磁辐射，换句话说，电磁辐射是一种能量以电磁波的形式在空间传播的现象。其形成机理如图1所示。

而在环境保护领域，电磁辐射通常指电场强度、磁场强度和无线电干扰三种物理现象或物理量，同时还包括独立的电场和磁场以及电磁感应现象和感应电流等。

电磁环境的组成包括天然电磁环境和人为电磁环境。天然电磁环境包括：

(1）大气和空电辐射源：产生原因有自然界的火花放电、雷电、台风、寒冷、雪飘、火山喷发等。

(2）太阳电磁场源：产生原因有太阳的黑点活动和黑体辐射等。

(3）宇宙电磁场源：银河系恒星的爆发、宇宙电子移动等。

而人为电磁环境包括：

(1）电视、广播发射塔的辐射。城市中电视、广播发射塔发射的电磁波包括天波、中波、短波和超短波等，是城市电磁环境中最大的辐射源之一。

(2）通信设施的辐射。这些设施包括通信基站、微波雷达站、通信终端等。

(3）高压变电线路的辐射[1]。高压输电线路和变电站高压电力设备与大地之间存在一定的电位差，形成了较强的工频 (50Hz) 电磁场。

(4）工业、科研、医疗和家庭使用的电器造成的辐射。如高频加热设备，短波、超短波理疗设备等，它们在工作时产生的电磁感应场和辐射场场强较大，并时有电磁辐射泄漏，而家用的微波炉、电脑、电视机、电冰箱等也造成电磁辐射影响。

1.2 电磁辐射污染

人类的生存和生活离不开一定的电磁环境，但是倘若周围的电磁辐射超过定量，就会对人体形成威胁或造成危害，或者干扰其它电气设备[2]。研究表明，电磁辐射的危害主要表现为健康效应、电磁干扰及引燃引爆作用。

电磁辐射的健康效应表现为热效应、非热效应、累积效应三种生物效应。热效应是指处在高频电磁场中的人体，由于电导率的关系，吸收了电磁波的电力而在体内产生了热量，这种热作用可能造成对中枢神经系统的损害，引起心血管系统失调，损伤眼睛和影响遗传等。非热效应是指高频电磁波对神经系统和血液的不良作用。长时间的高频辐射可破坏脑组织细胞，引起神经系统机能紊乱。引起血液内白细胞和红细胞减少，并使血凝时间缩短等。累积效应是指人体受到辐射后来不及恢复又被辐射伤害，久之成为永久性病态。

各种电气和电子设备，特别是高频设备的广泛应用和空间布置密度的大大增加，设备各自作为电磁辐射源，辐射源的个数、每个辐射源与该点的距离、各个辐射源的振幅、频率、波形、带宽、辐射持续时间等参数随机变化，便形成了干扰电磁场即杂散电磁场，这种电磁场主要干扰电子设备、仪器、仪表等，导致设备性能降低，产生不良后果，如信息不准确、信息需要重复或者出现延迟、系统可用性降低，导致任务不能完成等，严重时会引发事故。

强电磁辐射能引起金属感应电压等，当金属器材相互接触或碰撞时易发生金属打火现象，所以在充满可燃媒质的环境中可能会引起爆炸。同时高频电磁辐射场强能使装有电爆管的设备效应反应异常而引起爆炸，或者使导弹的飞行器的制导系统控制失灵等。

总之，电磁辐射已成为一种新的环境污染，即电磁辐射污染。

2 电磁辐射的检测

2.1 电磁辐射的传播

电磁辐射的传播方式有空间辐射、导线传播和复合传播等方式。空间传播是电子设备或电气装置工作时，会不断地向空间辐射电磁能量，电气设备本身就是一个多型发射天线导线。导线传播是指当射频设备与其他设备公用一个电源供电时，或者它们之间有电气连接时，那么电磁能量就会通过导线传播。复合污染是指同时存在空间辐射与导线传播时所造成的电磁污染。

2.2 电磁辐射的检测

研究电磁环境，进行电磁环境监测是防止电磁辐射损害人类健康的重要措施之一[3,4]。电磁辐射源产生的交变电磁场可分为性质不同的两部分，其中一部分电磁场能量在辐射源周围空间及辐射源之间周期性地来回流动，不向外发射，称为感应场即近区场；另一部分电磁场能量脱离辐射体，以电磁波的形式向外发射，称为辐射场即远区场。

电磁辐射的测量方法有电磁辐射源的检测法和一般电磁环境测量法两种。

对一般工业、科研和医疗设备、家用电器、通信设备终端的电磁辐射检测一般采用电磁辐射源的检测法。这种检测方法一般从环境条件、测量仪器和测量时间三个方面考虑。环境条件要应符合行业标准和仪器标准中规定的使用条件，选用仪器时应选用各向同性响应或有方向性电场探头或磁场探头的宽带辐射测量仪，并且在电磁辐射源正常工作时间内进行测量。

一般电磁辐射环境是指在较大范围内由各种电磁辐射源，通过各种传播途径造成的电磁辐射背景值，因而属于远区场。对一般电磁辐射环境进行环境监测能够确定较大范围内电磁辐射水平。这种检测方法一般针对各种通讯设备、广播电视发射塔、高压输电线、变电站等对象，选择电磁辐射应用较高的时间对各监测点进行监测，这样可以对城市区域环境电磁辐射污染状况及其分布规律进行监测，掌握区域内主要电磁辐射体的辐射程度。

3 电磁辐射的防护

如何防治电磁辐射污染，减少电子设备产生的电磁辐射对人体健康造成的潜在危害，是关系到人类生存空间净化、经济建设健康发展和社会生活安定的大事，因此，防治电磁辐射污染的危害已成为刻不容缓的当务之急。除了要加强电磁环境管理和严格控制外，以下是一些防止电磁辐射污染与危害的措施。

3.1 进行电磁屏蔽

屏蔽是防止电磁辐射的关键，是降低电磁污染确实可行的有效方法之一。电磁屏蔽目的在于防止电磁场主要是射频电磁场的影响，使其辐射强度被防护在允许范围之内。这种方法可以分为两类。一类是对电磁辐射源屏蔽，将电磁辐射限定在某个范围内，使其对另一范围的物体不产生辐射影响；另一类是对被辐射体屏蔽，即对某一指定空间屏蔽，使得在这一空间以外的电磁辐射源对被屏蔽的物体不产生电磁污染，称之为被动场屏蔽。

3.2 吸收和滤波防护

在防护微波辐射污染方面，可以采用吸收材料。当微波射入到吸收材料时，吸收材料表面由于电磁感应而产生了感应电流，由于吸收材料一般都不是理想的导体，其中必然存在一定的电阻，这样必然在吸收材料内产生热损耗，从而将微波衰减而保护设备、人员。

当电磁辐射的传播形式是导线传播时，在射频设备的电源线或控制线路引入处安装滤波器，可以防止射频信号的传播；在射频设备的输出处装设恰当的谐波滤波器，可以有效防止高次谐波的传递，这种方法称为滤波方式。

3.3 接地和增距防护

在电磁辐射源的一个点和大地之间用低电阻的良导体连接起来，也可以有效降低电磁辐射水平。

在近场区内，电场强度与距离的平方成反比规律，所以，在条件许可时，可以对生产工艺和流程进行合理的改造或者对环境进行重新布局，增加被防护目标和辐射源之间的距离，充分利用空间的自然衰减而实现防止电磁污染的目的。

4 结束语

随着技术的发展，电磁环境问题正日益变得复杂，电磁环境也是我们生存的环境，电磁辐射污染对人们的生活、工作有很大的影响，加强对电磁辐射危害的研究，发展先进的电磁辐射防护技术，具有重要的意义。

摘要：电磁辐射污染直接影响环境及人体健康。本文对电磁辐射、电磁污染的概念进行了介绍, 讨论了电磁污染的分类、危害, 讨论了进行电磁环境检测的方法, 并提出了进行电磁辐射防护的一些措施。

关键词：电磁辐射,电磁污染,电磁防护

参考文献

[1] 朱林.高压输变电工程的电磁辐射及环境影响评价 [J].电力环境保护.2000, 1:45-48.

[2] 周志付, 姜若婷, 劳国强. 电磁污染及其防护对策 [J].电力环境保护.2005, 1:60-62.

[3] 张建宏.电磁辐射污染与电磁环境监测[J].电力学报.2007, 1:39-43.

电磁辐射污染的危害及防护 篇9

电磁辐射按其来源可以分为自然与人为两方面。自然电磁辐射源有雷电、太阳黑子活动、宇宙射线、火山喷发、地震等等。人为电磁辐射源几乎都是与人们的生产、生活密切相关的设备,如为人们带来光明和电能的输电线路与发电设备,为人们提供新闻娱乐方便和享受的广播电视设备与家用电器,给了人们前所未有的信息传递的快捷与便利的手机移动通信设备,为人们提供了快捷交通的地铁高铁航空设备……它们在人们生活中不可或缺。可是,当电磁辐射为人们提供许多欢快与享乐的同时,也在给你的身心带来危害。这种危害就是电磁辐射污染,或者称电磁污染。电磁辐射源也就是电磁辐射污染源。

2 电磁辐射污染的危害

电磁辐射污染的危害,主要有两方面,一是电磁干扰,二是对人体的危害。

2.1 电磁干扰

电磁干扰是由于空间存在多种电磁辐射源,一种辐射源的信号影响另一种辐射源的信号,使其不能正常工作甚至发生事故,造成物质损失与人员伤害。

电磁辐射干扰导致诸如数字系统与数据传输过程中数据的丢失;导致电子系统、医疗电子设备的工作失常,自动化微处理器控制系统的工作失控,工业过程控制功能失效;导致通信信号噪声增加甚至信号中断,等等。

2.2 对人体的危害

电磁辐射危害人体的机理可以从热效应、非热效应和累积效应三方面来说明。

热效应是指人体中的水分子在电磁辐射的作用下相互磨擦使机体升温,从而影响体内器官的正常工作。水是人体主要的组成元素,占有70%的比例。生物水具有很强的偶极性(称为偶极子)。在自然状态下,这些偶极子杂乱无章地排列。当有电磁辐射时,偶极子会根据电场方向的取向排列。电磁场交变时,偶极子的取向也随着变化。这种交变运动加剧了分子之间的相互磨擦而发热。电磁场变化频率越高,偶极子运动越剧烈,发热越多。所发之热来不及失散,使机体升温。机体升温到一定值时,会产生高温生理反应而引发各种不正常症状,如心悸头胀、失眠、心率过缓、白细胞减少、视力和免疫力下降等,甚至危及生命。

我们家中用来给食品加热的微波炉就是利用上述的热效应而制成的。它使用的交变电频率很高,属于微波波段,因此而得“微波炉”之名称。据国外报道,一位家庭主妇不知道微波炉的危害,她把刚洗过澡的小狗放进微波炉内“烘干”,结果小狗被“烧死”。

非热效应:人体器官和组织都存在微弱的电磁场,这种电磁场通常情况下是稳定有序的,一旦受到外界电磁场的干扰,处于平衡状态下的微弱电磁场将遭到破坏,人体随之受到损害。当电磁辐射强度超过一定值,并长时间作用于人体时,虽然人体温度没有明显升高,但会引起人体细胞膜的共振,使细胞的活动能力受限。据世卫组织报告,60~120GHz的微波能直接作用于酶系统、染色体和细胞膜,使生物体产生微生物改变,导致血液、淋巴和细胞原生质出现不正常的改变,影响人体的循环系统,使免疫、生殖和代谢功能下降,可导致孕妇腹中胎儿畸形或流产等严重危害。

累积效应是指热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及修复之时,又再次受到电磁辐射,此时的伤害程度会发生积累,久而久之会成为永久性病态,甚至危及生命。

超过安全值的电磁辐射长时间作用于人体,对人体产生的危害各种各样,大致可以归纳成以下六个方面。

(1)影响人的心血管系统。表现为头疼、心悸、乏力,心动过缓,心博血量减少,窦性心律不齐,白细胞和血小板减少,免疫力下降。对装有心脏起博器的病人处于高电压的环境中,会影响起博器的正常工作。

(2)诱发癌症,加速人体癌细胞的增值。瑞士的研究资料指出,周围有高压线经过的住户居民,患乳腺癌的概率比其他人高出7.4倍。美国得克萨斯州癌症医学基金会针对一些遭受电磁辐射损伤的病人所做的抽样调查表明,在高压线附近工作的人,其癌细胞生长速度比一般人要快24倍。

(3)影响神经系统。表现为记忆力减退、失眠、容易激动。

(4)影响人的生殖代谢功能。表现为男性性功能下降,精子质量降低;女性内分泌紊乱,月经失调。台湾某医学院著名教授江保山在对手机进行研究后指出:经常将手机放在裤兜里,男性会造成肾脏毛细血管损伤,对女性会影响卵巢功能,严重的会导致不育。

(5)影响视觉系统。眼睛是人体对电磁辐射的敏感器官,它会使眼球晶体混浊,严重时造成白内障,产生不可逆的器质性损害,使视力显著下降甚至失明。

(6)对儿童、孕妇和老人的危害更大。这类人群是电磁辐射的敏感人群。超过安全值的电磁辐射对他们的危害更大。现代医学已经证明,超过安全值的电磁辐射可能促使骨组织中微量元素和钙含量下降,会直接影响儿童的组织发育、骨骼发育,造成智力残缺;使儿童视力下降,严重者可导致视网膜脱落;使儿童肝脏的造血功能减弱,诱发白血病。世界卫生组织认为,电脑、电视机、移动电话等电器的电磁辐射对胎儿有不良影响,致使胎儿畸形,导致孕妇自然流产等。

3 电磁辐射污染下的防护措施

电磁波干扰的传播途径有两种。一种是传导干扰,它是电流沿着电源线传播而引起的干扰。另一种是辐射干扰,它是电磁波发射源向周围空间辐射而导致。对电磁干扰的防护主要有以下措施。

3.1 对于电磁波辐射源的防护

(1)无线电广播电视、卫星广播电视、高压和高压输电线、输变电设备等的选址建设,都必须严格按照国家相关安全标准行事。例如,电力线路特别是高压、超高压线路的架设,必须符合国家《电力法》和《电力设施保护条例》的规定。这种线路架设必须与建筑物特别是居民区保持一定的距离,任何单位或个人在架空电力线路的保护区内不得兴建建筑物。

(2)合理设计线路。设计电路时,在限定的空间内,合理地排列元件和布置线路,尽可能削弱寄生的电磁耦合,以抑制电磁干扰。

(3)采用滤波器网络。这是一组由电阻、电容、电感等元件构成的线路。这种网络能让需要的频率信号通过,阻止其他频率的信号通过,从而防止对所需信号的干扰和对空间的干扰。

(4)采用屏蔽技术。使用屏蔽材料将电磁辐射能量限制在特定区域,或是防止电磁辐射能量进入特定区域。屏蔽材料性能是屏蔽效果好坏的关键。最常用的屏蔽材料是金属良导体。现代科技的发展,开发了新的很好的吸波材料,它们为人类开辟洁净空间创造了更好的条件。

3.2 电磁辐射污染对人体直接危害的防护

电磁辐射对人体的危害与电磁辐射的强度有关,强度越强,危害越大;强度越小,危害越小。当强度小于一定值时,对人体不会造成伤害。这个电磁辐射值我们称为安全值。

我国环保、卫生等部门制定的《环境电磁波卫生标准》规定的电磁辐射对人体没有任何影响的安全标准(一级标准)是:高频辐射小于10μW/cm2(相当于1mG或0.1μT的磁感应强度)。这个值比科学家普遍认为的安全值还小,因而是更安全的安全值。

既然人体处于电磁辐射强度小于安全值的环境中不会有危害,那么,对电磁辐射污染的防护就是要设法尽可能减少所处环境的电磁辐射强度,使其达到安全值。因为电磁辐射强度与辐射源的总功率成正比,与所处环境跟辐射源之间距离的平方成反比,所以要减小人所处环境的辐射强度,也就是要减小电磁辐射源的总功率,远离电磁辐射源,至少要与辐射源之间保持一定的距离。据此,提出如下防止电磁辐射污染危害的方法。

(1)家用电器不要过于集中摆放(特别不宜集中摆放在卧室),或多种电器经常同时使用,以减小同一空间电磁辐射的功率总量。

(2)人体尽可能远离电磁辐射源。使用各种家用电器时,必须保持一定的安全距离。

(3)各种家用电器、电子办公设备、移动电话等都应尽量避免长时间持续使用。如电视、电脑等,需要较长时间使用时,应注意至少每隔1hr休息一下,采用离机眺望远方或闭上眼睛的方式,减少眼睛的疲劳程度和所受辐射的影响。

(4)电器不用时应彻底切断电源,不让它们处于待机状态。例如,对有遥控功能的电器,不要只用遥控器关机,应关断机上电源开关或拔下电源插头(如空调)。因为待机状态也会产生微弱的电磁场,长时间会产生辐射累积。对于有电磁辐射的电器,可用可不用的,尽量不用,或用其他无辐射的电器取代。如对于有线入户有多个终端设备的网络用户,入户后不要用无线上网,还是以用电缆线连接各个终端设备为好。

(5)对于距离高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁发射塔很近的建筑物,应安装防辐射玻璃、窗帘;经常使用有电磁辐射波的电子电器设备、医疗设备、办公自动化设备的工作人员,应配备防辐射服装,将电磁辐射最大限度地阻挡在身体之外。

(6)对于孕妇、配带心脏起博器的患者等应杜绝靠近有较强强度的电磁辐射源。如果要穿防辐射服装,则一定要慎重选用货真价实的产品。

(7)经常保持室内和家用电器的清洁,尽可能减少灰尘,因为灰尘是电磁辐射的重要载体,是电器产生故障的一大诱因,是一切电器的大敌。

(8)多食用一些胡萝卜、油菜、西红柿、海带、卷心菜、豆制品、瘦肉、动物肝脏等富含维生素A、C和蛋白质的食品,以利于调节人体电磁场紊乱状态,加强机体抵抗电磁辐射的能力。提倡多喝绿茶,因为绿茶有一定的抗辐射作用。

3.3 常用家用电器的防护

根据实际测量,很多家用电器的电磁辐射强度都超过了科学家普遍认定的和我国《环境电磁波卫生标准》规定的安全值。所以使用时必须倍加防护。下面分别叙述几种常用电器的防护措施。

(1)微波炉与电磁炉。微波炉利用微波加热食品,频率高达2450MHz,功率很大(kW左右),是辐射强度最大的家用电器之一,它的辐射在于微波的泄漏。泄漏主要发生在门体的金属网孔和周围门缝。所以应经常保持门体干净,使门能关闭紧密,门缝无间隙。经测试,在离炉门0.7m处,辐射值下降到安全值以内,所以微波炉开启以后,应距离炉子0.7m以上。不要在炉前久站,眼睛不要盯着炉门。加热结束后,要稍等片刻再取出食物。电磁炉的辐射量与微波炉相近。测试表明,距离炉体0.5m处,辐射值已符合安全标准,所以使用时应距离炉体0.5m以上。

(2)手机与移动通讯基站。手机是人们使用频率最高的电器。用手机通话时往往手机紧贴耳部,其工作频率又处在微波波段,虽然它的发射功率不大,但头部受到的发射量却不小,其危害不可轻视。为了减小伤害,通话时,应尽量使头部离手机远一点,最好使用分离耳机和话筒通话。通话持续时间不要太长。因为手机在刚接通瞬间及充电时通话,释放的电磁辐射量最大,所以最好在手机响过一、两秒钟之后接听电话,充电时不要通话。手机不用时,最好不要放在裤兜或胸前口袋里,晚间不要放在离头部太近的枕边。

与手机密切相关的移动通讯基站当然也是工作在微波波段。它的发射总功率远远大于手机,但由于与人的距离远,一般至少在数十米之外,所受到的辐射强度远小于手机,一般处于安全值范围之内。按照国家规范建设的单个基站,在距基站直线20m之外就是安全的。根据实际计算和监测考证,以及按照国家规范建设所公布的有关测试数据,也说明了这一点。

但是往往有这样的情况;一是天线塔高度小于规定数值,一是在有利于发射信号的有些建筑物楼顶,建有多个基站(它们各属于不同的通讯公司)。在这种情况下,与按照国家规范建设的单个基站相比,其辐射量会成倍增长。这就不能不引起人们的重视了,因此,建筑物的主管者和城市管理部门对于在房屋楼顶建设移动通讯基站应予以严格的监督。

(3)无绳电话的防护。无绳电话通过超短波转发信号,虽然发射功率不大,但由于在室内,使用时离头部很近,所接收到的电磁辐射量很大,其伤害可谓不小。笔者建议,尽可能不要使用。在一个家庭的不同居室的话机可以用电话线并联的方式取代无绳电话。必须使用无绳电话时,应尽可能减少通话时间,不要将电话紧贴耳部接听。

(4)电视的防护。现在我国家用电视机最多的有两种,一种是屏幕为液晶显示器(LCD)的液晶电视,一种是旧式的以阴极射线管(CRT)为显示器的显像管电视,只有少数家庭使用等离子体显示器(PDP)的等离子体电视。LCD和PDP为平板电视,它们将迅速取代CRT电视。对电磁辐射而言,以LCD为最小,PDP次之,CRT最大。

为了防止电磁辐射伤害身体,同时也为了更好地保护眼睛,观看电视时,人与电视之间应保持一定的距离。这个距离与电视机的屏幕大小有关,屏幕越大,距离应越远。在观看图像清晰的情况下,距离远一些为好,亮度小一些为好,因为亮度大,辐射增大。

液晶电视的电磁辐射很小,测试显示,在距离液晶屏幕20cm以外,辐射值为零。我们观看电视一般距离电视机2m以上,所以是安全的。

显像管电视因为机内有接近3万伏的高电压,此电压电源在尚未整流为直流时其交变频率超过15kHz,比工频高得多,所以它的辐射量最大,看电视的距离至少应超过屏幕高度的6倍。维修人员开机通电维修时,距离高压帽处不要太近,应尽量缩短通电维修时间。显像管电视虽然有图像质量好的优点,但由于辐射较大、耗电较多等缺点,应尽快淘汰。

电视机的屏幕不要一味的追求大尺寸。因为屏幕越大,不仅辐射越大,而且耗电越多,购价越贵,使用成本越高,在经济上是不合算的,屏幕大小应根据观看电视场地面积的大小来选择,在面积小于20m2的房间,电视机屏幕以不超过50英寸为宜。

(5)电脑的防护。电脑与电视一样,是人们经常使用的电子设备。对于台式电脑,应采用辐射量很小的液晶显示器,淘汰辐射较大的CRT显示器。键盘和机箱都有电磁辐射。测试表明,距离键盘、机箱和LCD显示屏20cm以上,就不会有受辐射伤害的危险。所以工作时,除了需要与键盘直接接触的手部以外,身体的其它部位应距离显示器、键盘和机箱至少20cm。不要在电脑后面和两侧久待,也不要紧靠这些位置安放工作台。对于笔记本电脑,操作时除手部以外,人体同样应距离键盘和机箱20cm以上。

对于经常长时间使用电脑的工作人员,应配戴防辐射眼镜,要特别注意工作中定时休息。要特别提醒的是,机子不工作时,关闭机上电源开关后,还应拔下电源插头或者关闭电源插座上的开关,这样才彻底断开了电源。

电磁辐射污染的控制与防护 篇10

随着科技的发展,越来越多的电器进入到了我们的生活,给我们的生活带来便利的同时也带来了看不见的危害:电磁辐射。本文希望通过对电磁辐射的介绍、具体的家用电器中电磁辐射的防护实验来介绍电磁辐射的一些防护方法和对它的控制,从而能够采取一些措施避免电磁辐射给我们带来的危害,让我们在这个电器时代能更健康的生活。文章主要研究介绍微波炉以及电磁炉辐射防护器的设计和制作。通过对微波炉以及电磁炉辐射防护的制作来将之前介绍的辐射防护措施运用起来,让大家对辐射的防护有一个更直观具体的认识。通过微波炉和电磁炉辐射防护模型的设计,具体数据的测量,模型的完善,防护效果的判定来展示实验成果。让人们看到防护仪器的实用性。当然,我们期望能够用最低的成本来创造最佳的效果,特别是采用生活中的废弃材料。不仅经济实惠,而且容易获得可以自行制作。目前运用最广泛的电磁辐射的防护技术是屏蔽防护技术、吸收防护技术和接地防护技术。

(电场单位:V/m)(以电磁炉边缘为原点)

2 微波炉的电磁辐射防护

微波炉所产生出来的电磁辐射是种高频电磁波。在电磁波的波谱当中,它是在超短波和红外线之间,它的穿透力极大,并且能够使食物内部极性分子产生高速运动,在摩擦下,使温度快速的升高,从而煮熟食物。一般情况下使用微波炉不会对人体有较直接的影响,但是长时间的使用,微波炉会有一定的损害,可能会出现微波泄漏的情况,这时候就应该要尽快远离微波炉。为了避免累积效应,使用微波炉时尽量远离。微波炉对孕妇和小孩的影响相对要大一些,所以这类人群更要注意,加强防护。

设计“环保型微波炉辐射防护器”时,经过大量实验,尝试了大量不同种类的材料,如铁丝网、废旧纱窗、不锈钢铁皮、多种易拉罐等材料。最后综合多方面因素,如防护效果,美观性,可塑性,实用性,经济性等,确定了以八宝粥易拉罐和废旧纱窗网为主要材料来设计并完成了该作品。经过不断的尝试与修改最终确立了中部和右小部分为网材料,其余部分为易拉罐铁皮时效果达到最好。(如图1)。

2.1 技术参数

材料:易拉罐铁皮,铁丝网

规格:长45cm宽27cm

重量:300g

2.2 技术性分析

“环保型微波炉辐射防护器”的核心技术是反射防护技术。反射防护技术是通过测试,选择效果较好的电磁反射材料,置于电磁场中,用以反射电磁波的能量,改变其方向,减少直接射向人的辐射强度,从而达到防护目的的技术。

3 电磁炉的电磁辐射防护

设计原理:导电性材料将电磁干扰源或者敏感源封闭起来,起到隔离干扰源与敏感源的作用,可以实现对电磁辐射的两种屏蔽。采用电导率高的材料做屏蔽体,并将屏蔽体接地。它是利用屏蔽体在高频磁场的作用下产生反方向的涡流磁场与原来磁场抵消而削弱高频磁场的干扰,又因屏蔽体接地而实现电场屏蔽。

防护罩主箱的面板选用高铬合金材料,电磁屏蔽性能强通过对多种防辐射材料的比较试验,包括银离子布料、铜、铝、波莫合金及一些吸波材料等,最终选择高铬合金作为本实验材料。电磁炉功率较大,产热较多,通过下板及侧面散热孔能够有效散热。通过吸铁石(如图3所示)将防辐射罩与电热锅紧密相连,使得电热锅与防护罩形成一个整体,以屏蔽周围空间的电磁场。接地部分(如图4所示)。通过接入铜线将两线插座变为三线插座,使得防护罩与大地相连,把两者连为一个大导体,以消除电磁炉周围空间的电场辐射。

表2是实验记录及不作处理时实验数据。

使用该产品时后,所有的测量值均为0V/m。达到预期效果,如表2所示。

4 小结

(1)贴近生活。微波炉和电磁炉作为一种常用家电,早已走进千家万户。对这些家电的电磁辐射防护与生活息息相关。

(2)经济环保。制作微波炉和电磁炉的材料均来自于生活中随处可见的材料,如废旧易拉罐、废旧纱窗、铁皮、包装纸,废弃插座头等。在资源紧缺的中国应该注意环保问题,注意废物再利用,制作资源节约型的产品。本作品很好的贯彻了这一点。

(3)效果显著。经过细致测量和计算,这两个产品能够阻挡绝大多数射向人体的辐射,将辐射对人体的影响降到了最小值,很大程度上减少了电磁炉对人体的危害。

(4)市场前景可观。在实际做成成品时候,我们就完全可以将这些防护装置做成有电磁辐射各种成品的外壳,这样既美观,又起到防辐射的功能。

参考文献

[1]赵凯华,陈熙谋.电磁学(下册)[M].北京:高等教育出版社,1985.