辐射环境保护管理导则--电磁辐射监测仪器与方法.doc

中华人民共和国环境保护行业标准 HJ/T 10.2-1996 辐射环境保护管理导则 电磁辐射监测仪器和方法 Guidline on Management of Radioactive Environmental Protection Electromagnetic Radiation Monitoring Instruments and Methods 中华人民共和国环境保护行业标准 HJ/T 10.2-1996 辐射环境保护管理导则 电磁辐射监测仪器和方法 Guidline on Management of Radioactive Environmental Protection Electromagnetic Radiation Monitoring Instruments and Methods 1 电磁辐射测量仪器 本导则所称电磁辐射限于非电离辐射。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。 1.1 非选频式宽带辐射测量仪 1.1.1 工作原理 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。当D≤h时（D偶极子直径，h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，对场的扰动也小，能分辨场的细微变化。偶极子等效电容CA、电感LA根据双锥天线理论求得： CA= (π·ε0·L)/｛ln(L/a)+S/2L-1｝……………………………………（1.1） LA = μ（ln 　 － 　）……………………………………（1.2） 式中：a --天线半径； S --偶极子截面积； L --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： V= · ………………………………（1.3） 式中：ω--角频率，ω=2·π·f ，f频率； CL--天线缝隙电容和负载电容； RL--负载电阻。 国家环境保护局 1996-05-10批准 1996-05-10 实施 由于CA、CL基本不变，只要提高RL就可使频响大为改善，使输出电压不受场源频率影响，因此必须采用高阻传输线。 当三副正交偶极子组成探头时，它可以分别接收x、y、z三个方向场分量，经理论分析得出： Udc = C·|Ke|2·[|Ex(r·ω)|2 +|Ey(r·ω)|2+|Ez(r·ω)|2] = C·|Ke|2·|E(r·ω)|2……………………………………（1.4） 式中：C --检波器引入的常数； Ke --偶极子与高频感应电压间比例系数； Ex、Ey、Ez --分别对应于x、y、z方向的电场分量； E --待测场的电场矢量。 （1.4）式为待测场的厄米特幅度（Hermitian）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的平方，而功率密度亦正比于待测场的平方，因此经过校准后，Udc的值就等于待测电场的功率密度。如果电路引入开平方电路，那么Udc值就等于待测电场强度值。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。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： E = E2x+E2y+E2z ………………………………………（1.5） 与极化无关。沿热电偶元件直线方向分布的热电偶结点阵，保证了探头有极宽的频带。沿x、y、z三个方向分布的热电偶元件的最大尺寸应小于最高工作频率波长的1/4，以避免产生谐振。整个探头像一组串联的低阻抗偶极子或像一个低Q值的谐振电路。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： ζ=μ0·N·π·b2·ω·H 式中：N --环匝数； b --环半径； H --待测场的磁场强度。 1.1.2 对电性能的要求 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： 各向同性误差≤±1dB 系统频率响应不均匀度≤±3dB 灵敏度：0.5V/m 校准精度：±0.5dB 1.1.3 常用的非选频式辐射测量仪 附录A1为常用的非选频式宽带辐射测量仪的有关数据。实施环境电磁辐射监测时，可根据具体需要选用其中仪器。