發(fā)布時間：2023-10-18 10:22:33
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的防電磁輻射的方法樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：防電磁輻射服裝；屏蔽；測試方法；輻射危害
中圖分類號：O44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198（2008）06-0343-02
1 電磁輻射的概念及其放射源
電磁輻射是一種普遍的物理現(xiàn)象，它是由空間共同移動的電能量和磁能量所組成，而該能量是由電荷移動所產(chǎn)生的。換句話說：電磁輻射就是指“能量以電磁波的形式由放射源發(fā)射到空間的現(xiàn)象”。
電磁輻射源通常分成兩大類:一是自然界電磁輻射源，來自某些自然現(xiàn)象，如雷電、臺風(fēng)、太陽的黑子活動與黑體放射等。而這種電磁輻射源常常會被我們忽視和淡化！我們所一直關(guān)注的電磁輻射源，其實只是電磁輻射源的其中一種，即：人工型電磁輻射源。人工型電磁輻射源、來自人工制造的若干系統(tǒng)或裝置與設(shè)備，其中又分放電型電磁輻射源、射頻電磁輻射源及工頻電磁輻射源。
2 電磁輻射對人體的危害
1998 年世界衛(wèi)生組織列出電磁輻射對人體的五大影響但歸納起來，我們可以把電磁輻射對人體的危害分為：熱效應(yīng)，非熱效應(yīng)和積累效應(yīng)三種。
3 防電磁輻射服裝織物及面料
防電磁輻射服裝的面料對于電磁波的防護(hù)起著決定性的作用。因此在選用電磁輻射防護(hù)服裝時，應(yīng)了解防護(hù)服裝所采用的面料，及其工作原理。由于電磁輻射的頻率高低不同，所以我們必須按其高頻和低頻輻射的特點，用不同的織物及面料進(jìn)行防護(hù)。對電磁輻射的防護(hù)需要材料有好的導(dǎo)電性或?qū)Т判?，所以不銹鋼纖維、具有良好導(dǎo)電性能的銀、鎳、銅的電鍍纖維或織物、填充炭黑、導(dǎo)電化合物和吸波添加劑的有機(jī)復(fù)合導(dǎo)電纖維便應(yīng)運而生，而且市場上也出現(xiàn)了各種各樣的電磁屏蔽織物和面料。
制成方法：利用金屬材料，如采用金屬絲網(wǎng)罩隔離裝置和用金屬粉處理過的服裝；利用金屬纖維和其他纖維混紡成紗，再織成布。
3.1 防輻射織物、面料的一般分類及特點
目前國內(nèi)、外采用的防電磁輻射織物有三種，工作原理都是通過基料表面所形成的良好導(dǎo)電性能，使其具有抗電磁波的功能。通過對電磁波的反射和吸收而形成屏蔽作用：
(1) 合金纖維混紡：采用不銹鋼纖維與其他化纖、棉等纖維混紡形成電磁屏蔽織物，具有耐洗滌、耐磨、柔軟、手感好、透氣、抗靜電、防電磁輻射等功能。
特點：透氣性好、服飾感強(qiáng)、耐洗滌、手感好。
適用范圍:這種面料目前使用最廣,其可以被制成各類防輻射服裝,如醫(yī)護(hù)類、孕婦防護(hù)類等。
(2) 多離子織物：采用多種金屬離子涂敷粘附在普通織物上，形成一定的電磁屏蔽功能的織物能保持原普通織物的性能、顏色和手感。
特點：柔軟、透氣、服飾感強(qiáng)、服飾使用范圍寬。
適用范圍:可以制成T恤、內(nèi)衣、床單、蚊帳等。
(3) 金屬化織物：采用化學(xué)沉積方法在普通織物表面牢固地“鍍”上一層高導(dǎo)電金屬層，形成電磁屏蔽織物。
特點：鍍膜薄、附著力強(qiáng)、柔軟、透氣性好、使用頻率寬、屏蔽效能高。其中，金屬化織物是目前國內(nèi)外最新一代技術(shù)產(chǎn)品，比前兩種織物更具有以下顯著特點：工作頻率寬、屏蔽效能高、使用領(lǐng)域廣。
3.2 屏蔽高頻電磁輻射面料的類型
3.2.1 混紡梭織屏蔽布
外表與普通面料一樣，采用納米金屬屏蔽纖維與其他纖維混紡織成，屏蔽纖維直徑只有頭發(fā)的1/12，比蠶絲還細(xì)膩柔軟。
此面料經(jīng)過及測試中心檢測屏蔽效果達(dá)到99.9%（30dB以上），同時保留了普通面料的柔軟性、均勻性、透氣性、耐洗性、致密牢固、使用年限長等特點。
3.2.2 納米離子屏蔽布
采用高科手段，將金屬納米離子置入到織物的內(nèi)部，從而達(dá)到電磁屏蔽的作用。屏蔽率達(dá)到99.9999%（70dB以上），防輻射能力強(qiáng)，適合電子電器內(nèi)部防輻射；電信發(fā)射機(jī)房、基站、電視廣播雷達(dá)發(fā)射臺等的電磁防護(hù)，可作為機(jī)器設(shè)備的覆蓋物，或制成衣服的夾層，只可輕輕擦洗，不可揉搓。同時這種面料還可以起到遠(yuǎn)紅外保健、抗靜電、殺菌作用：能促進(jìn)和改善人體淺表組織微循環(huán)，增強(qiáng)人體的新陳代謝，對機(jī)體具有良好的保健作用。
3.3 檢測防電磁輻射面料的一般方法
(1) 測導(dǎo)電性
用萬用表檢測到有良好的導(dǎo)電性，普通面料則沒有導(dǎo)電性。
(2) 用火燒屏蔽布
混紡布會剩下一層屏蔽絲網(wǎng)；而納米離子布則剩下一堆金屬粉末。
(3) 使用手持式電磁輻射測試儀
有輻射時紅燈亮，用防輻射布擋住后，綠燈亮，表明輻射已被屏蔽。
(4) 包裹測試發(fā)
將手機(jī)等包裹在防電磁輻射屏蔽布或服裝中,看其信號是否減弱。
3.4 dB和屏蔽率的換算
dB和屏蔽率的換算率是：3dB50%；6dB75%；9dB87.5%；
12dB93.75%；30dB99.9%；70dB99.9999%；
3.5 防輻射服dB值是否越高越好
答案是否定的。作為防輻射服裝，首先要有服裝的基本性能，比如可洗滌，透氣性，穿著舒適性，同時要能滿足家電的防輻射。除非在雷達(dá)，發(fā)射臺等特殊高輻射場合，美國軍用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定大于15db。一般家用電器，如防電腦，微波爐等的輻射，由15db即可。大于60db，99%的織物表面上可以包住手機(jī)的輻射，但大多是電鍍金屬的織物，洗滌幾次就不行了。
4 防電磁輻射服裝發(fā)展現(xiàn)狀及其展望
目前市場防輻射服裝品種單一的情況，但我們可以將研發(fā)制作方向分為：金融、廣電、IT、電力、電信、民航、鐵路、醫(yī)療、生活進(jìn)行分類。 在接下來的產(chǎn)品中，我們不僅要注意產(chǎn)品的防電磁射功能，同時還可以增加服裝的防紫外線、防風(fēng)、拒水、防污、防蛀、抑菌、防臭的功能。
我們必須注意到，目前市場上出現(xiàn)的防輻射服裝仍存在一定的發(fā)展問題，如：品種太過單一、品種不全、屏蔽效果參差不齊且多為婦女防護(hù)用品如吊帶、連衣裙等。二是針對防輻射服裝世界上并未形成標(biāo)準(zhǔn)化的計算單位和檢測方法。三是具有防輻射功能織物原理均為反射和吸收兩種，而面料一般只有三種，要想達(dá)到令人更加滿意的效果我們必須研發(fā)更新更好的材料，至于什么材料可以更好的使防電磁輻射功能在服裝中進(jìn)行應(yīng)用，這仍有待進(jìn)一步的研究。
據(jù)了解，中國工程院院士、西安工程大學(xué)博士生導(dǎo)師姚穆教授的一項研究將有望填補(bǔ)國內(nèi)外空白。一直從事提高服裝穿著的舒適性和健康素質(zhì)方面研究的姚穆教授帶著博士生們，動手制作檢測設(shè)備，從無數(shù)種檢驗方式中得到逐漸清晰的規(guī)律，三年來，漸漸摸索出一套獨特的檢測方法。他們研究的防電磁輻射紡織品的檢測與標(biāo)準(zhǔn)制定項目，如果通過國家認(rèn)證，將為防電磁輻射服裝的生產(chǎn)、檢測提供科學(xué)的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。不久的將來，人們將穿上放心、舒適的防電磁輻射服。
參考文獻(xiàn)
［1］劉國華, 王文祖. 電磁輻射防護(hù)織物的開發(fā)［J］. 產(chǎn)業(yè)用紡織品, 2003, 21，(6).
［2］王進(jìn)美, 田偉. 健康紡織品開發(fā)與應(yīng)用［M］. 北京:中國紡織出版社, 2005.
本次比較試驗的樣本均由中國消費者協(xié)會工作人員以普通消費者身份在北京市大型商場 、電子市場及電視商場中購買，樣本品牌標(biāo)稱有“愛目の鏡”“佳虎”“金吉”“金屏”“ maxell”“神龍”“尤尼特”，產(chǎn)品涉及北京、深圳、廣東中山等地的8家生產(chǎn)企業(yè)。樣本 規(guī)格均為可適合15英寸顯示器使用。
在幾個樣本中，有無廠址及電話的、有無中文標(biāo)識的、也有仿冒的品牌，這些不規(guī)范的 產(chǎn)品都出現(xiàn)在一些電子市場中，經(jīng)測試其質(zhì)量也存在一定問題。因此，電腦防輻射屏市場可 謂魚龍混雜，有待整治，否則無法保證消費者的合法權(quán)益。
測試結(jié)果
1．防輻射效果差異顯著
對于電腦顯示屏的電磁輻射，我國尚無標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定究竟應(yīng)對哪個頻率進(jìn)行測試，也沒有確 定多少衰減量屬合格。本次測試的防輻射性能對于0～1000MHz整個頻段進(jìn)行測試，選擇1MHz 、3MHz、10MHz、30MHz、100MHz、300MHz等6個頻率的頻蔽效能進(jìn)行對比。經(jīng)測試，金吉、 金屏、尤尼特等3個樣本在所測試的樣品中防電磁輻射效果較好；maxell(2個樣本)、愛目の 鏡(2個樣本)、神龍等5個樣本有一定的防電磁輻射效果；佳虎不具有防電磁輻射的性能。
2．防靜電效果大相徑庭
樣本的防靜電性能測試了表面電阻率、起電電壓和靜電電壓半衰期，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定材料 的表面電阻率小于1．0×1012Ω即為防靜電材料，起電電壓絕對值應(yīng)小于100V，靜電電壓衰 減期應(yīng)小于2．00秒。在10個樣本中金吉、金屏、尤尼特等3個樣本的防靜電性能較好；佳虎 品牌的樣本不屬于防靜電材料，不具有防靜電性能。
3．光學(xué)性能水平不一
對于樣本的光學(xué)性能，本次比較試驗對其反射比、透射比和紫外透射比三項性能進(jìn)行測 試。
電腦防輻射屏面向操作者一側(cè)的光反射比應(yīng)盡可能低，高反射比的防護(hù)屏?xí)纬煞瓷鋾?，使操作者感覺不適，易疲勞。樣本中愛目の鏡E―2515的光反射比較低，為0．7％，防反 光效果較好。
電腦防輻射屏的可見光透射比應(yīng)盡可能高，一般2mm～3mm，光學(xué)玻璃的光透射比為90％ 左右。防輻射屏為達(dá)到防電磁輻射和減小反光的目的所采用的加工手段會使其透射比降低。 本次比較試驗的測量結(jié)果是指樣本在380nm～780nm之間的光透射比。如果透射比很低，電腦 操作者勢必要提高顯示器的亮度，有可能降低顯示器的壽命。樣本中，金吉的透射比比較高 ，為83．8％。
本次測試的紫外透射比是指樣本在250nm～400nm之間的光譜透射比的平均值。雖然電腦 顯示器的紫外線輻射較低，紫外透射比還應(yīng)越低越好。其中maxell品牌樹脂樣本的紫外透射 比較低，為3．7％。
選擇提示
1．“防輻射屏”與“視保屏”有區(qū)別。傳統(tǒng)“視保屏”主要是為了保護(hù)視力，產(chǎn)品設(shè) 計時沒有考慮到防電磁輻射的功能。而“防輻射屏”主要是為了衰減電腦的電磁輻射，兼有 視力保護(hù)的功能，提醒消費者不要將二者混淆。
2．萬用表可方便快捷測量防靜電性能。由于電磁輻射和靜電輻射看不見摸不著，測量 儀器昂貴，測試方法復(fù)雜，一般消費者不好測試，而防輻射屏是依靠其表面透明導(dǎo)電的材料 起到防電磁輻射和防靜電的，因此，只要用“萬用表”上的電阻檔來測量屏上玻璃的導(dǎo)電性 能，電阻越小(或電阻率越大)其防輻射和防靜電性能相對較好。不導(dǎo)電的屏不會有防輻射和 防靜電效果。
3．透射比太低眼睛容易疲勞。透射比低就意味著透明度差，通光量少。這時，人眼為 了看清屏幕上的文字或圖形，就要使眼睛移近屏幕或調(diào)節(jié)眼睛的瞳孔放大，以獲取更多的進(jìn) 光量，眼睛長時間處于緊張調(diào)節(jié)狀態(tài)，容易疲勞。
4．合理使用，減少反射光的影響。使用防護(hù)屏應(yīng)避免正對窗或光源，因為玻璃表面難 免有反射。專家認(rèn)為，在保證防輻射、防靜電和高透明度的同時，如果再考慮降低膜層表面 的反射比存在一定的難度，需要改進(jìn)工藝，增加較高的成本。因此，大多數(shù)的防護(hù)屏都存在 一定的光反射現(xiàn)象。
論文關(guān)鍵詞:計算機(jī) 電磁輻射 信息安全 TEMPEST
論文摘要:利用電磁學(xué)的方法分析了計算機(jī)電磁信息輻射的原理?引入偶極子分析計算了計算機(jī)電磁信息輻射場的頻譜與場強(qiáng);研究了計算機(jī)電磁信息輻射接收機(jī)的接收原理?進(jìn)一步定量分析了輻射場強(qiáng)與接收機(jī)帶寬、噪聲系數(shù)、接收天線定向性和增益之間的數(shù)值關(guān)系;闡述了計算機(jī)電磁信息泄露的方式和途徑?概括了基于實際的軍隊計算機(jī)應(yīng)用中電磁信息安全與防護(hù)的主要手段。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展和微型計算機(jī)的普及應(yīng)要處理、傳輸、存儲的軍事機(jī)密的安全構(gòu)成了嚴(yán)重的用?計算機(jī)已成為目前最關(guān)鍵、應(yīng)用最廣泛的信息處威脅?給國家和軍隊造成重大損失。理、傳輸和存儲的電子設(shè)備。軍隊指揮自動化、國防為了確保涉及軍事機(jī)密的信息的處理、傳輸、存工程的通訊與指揮、現(xiàn)代化的武器裝備以及智能化儲更安全有效?就必須重視軍用計算機(jī)的電磁信息的信息技術(shù)產(chǎn)品等無不與計算機(jī)有關(guān)。由于計算機(jī)安全與防護(hù)?研制、開發(fā)和使用防信息泄漏的計算的特殊構(gòu)造方式?它在工作時?會向周圍空間輻射電機(jī)。在計算機(jī)信息安全領(lǐng)域?電磁信息輻射的研究磁波?這些電磁輻射信號包含豐富的頻譜資源?攜帶屬于TEMPEST(Transient ElectroMagnetic Pluse Em-大量有用信息?一旦被敵方接收并破譯?就對計算機(jī)anationStandard)的研究范圍。
1電磁信息泄露原理
1。1計算機(jī)輻射原理
麥克斯韋于1846年歸納出了麥克斯韋方程組。根據(jù)麥克斯韋方程組(方程組(1))可知?電路中只要有電流的變化就會有電磁波的產(chǎn)生?任何時變電磁場都會向四周空間輻射電磁信號?任何載有時變電磁信號的導(dǎo)體都可作為發(fā)射天線向周圍空間輻射電磁信號。
由公式(2)、()3可以看出?偶極子所載信號幅度越大?頻率越高;功率越大?輻射場強(qiáng)越強(qiáng);信號波形越尖銳?其頻譜越寬;高頻分量越豐富?其輻射場強(qiáng)越強(qiáng)。
計算機(jī)系統(tǒng)的主要硬件有主機(jī)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)和其他外設(shè)備?電源線、主機(jī)與外設(shè)備間的互連線纜(信號線、數(shù)據(jù)線和控制線)?連接主機(jī)、外設(shè)備與互連線纜的連接器。計算機(jī)電路組成復(fù)雜?各個部件以及各種時鐘電路都存在電磁輻射?產(chǎn)生攜帶大量信息的輻射電磁波。這些電磁波就通過計算機(jī)的主機(jī)、外設(shè)備、線纜和連接器向周圍空間輻射?產(chǎn)生的電磁信息泄漏伴隨計算機(jī)對信息的接收、處理和發(fā)送的全過程。
從信息種類來分?計算機(jī)電磁輻射信息包括視頻信息、鍵盤輸人信息、磁盤讀寫信息等。從輻射部件來分?計算機(jī)的電磁輻射可以分為處理器的輻射、通信線路的輻射、轉(zhuǎn)換設(shè)備的輻射、輸出設(shè)備的輻射等。
從輻射方式來分?還可以分為一次泄漏和二次泄漏。對于處于復(fù)雜電磁環(huán)境中的計算機(jī)?周圍的電磁波接收和發(fā)射裝置有可能成為計算機(jī)二次泄漏輻射的載體。如果計算機(jī)輻射信號以某種形式藕合到計算機(jī)周圍的發(fā)射電路中?它以兩種形式二次發(fā)射出去:輻射信號藕合在放大器的前級?被放大器直接放大發(fā)射出去;輻射信號藕合在混頻器前級?與發(fā)射機(jī)內(nèi)的本振經(jīng)混頻器混頻再經(jīng)放大器發(fā)射出去。二次泄露輻射的強(qiáng)度可能超過一次泄漏的輻射強(qiáng)度?降低了計算機(jī)設(shè)備的防護(hù)等級?增加了信號泄露的危險。
1.2計算機(jī)輻射信息的接收
計算機(jī)工作時產(chǎn)生的極其豐富的諧波資源可達(dá)兆赫茲(GHz)以上?電磁輻射最強(qiáng)的頻帶范圍一般在20~so Hz之間?計算機(jī)的串口、并口、線纜和連接器?其信息泄露的帶寬一般較低?約在01 MH:?只要接收機(jī)的帶寬大于01 MHz?就能有效地接收計算機(jī)的輻射信息。計算機(jī)視頻信息的電磁輻射較為嚴(yán)重?隨著顯示器的分辨率越來越高?輻射的頻率范圍也越來越寬?輻射強(qiáng)度也不斷增加?被接收還原的可能性也不斷增大。1958年?vna.Eck在論文中提出?可以在1儀x〕m處接收還原視頻信息?20世紀(jì)90年代英國人稱可以在160 m接收還原視頻信號。其余部件的輻射?在滿足接收機(jī)條件的情況下?
當(dāng)確定了接收機(jī)的帶寬B、接收機(jī)的噪聲系數(shù)凡、接收機(jī)天線的定向性D(或者增益G)?便可以確定接收機(jī)能接收到的最低場強(qiáng)?只要大于最低接收場強(qiáng)的計算機(jī)電磁輻射信號均可以被接收機(jī)接收。
2安全與防護(hù)
為了降低計算機(jī)電磁輻射信息泄露的危險?確保涉及軍事機(jī)密的信息的處理、傳輸、存儲更安全有效?必須采取安全防護(hù)措施。目前的計算機(jī)防電磁信息泄露所采取的措施主要有3種?即信號干擾技術(shù)、電磁屏蔽技術(shù)和TEMPEST技術(shù)。
2.1信號千擾技術(shù)
信號干擾技術(shù)是指利用相關(guān)原理?將能夠產(chǎn)生噪聲的干擾機(jī)放在計算機(jī)旁?把干擾機(jī)發(fā)射出來的噪聲電磁波和計算機(jī)輻射出來的信息電磁波混在一起?通過不同技術(shù)途徑實現(xiàn)與計算機(jī)輻射信息的相關(guān)聯(lián)?并產(chǎn)生了大量與計算機(jī)相同頻譜特性的偽隨機(jī)干擾信號?使干擾信號與計算機(jī)設(shè)備的信息輻射混合在一起向外輻射?所以能破壞原輻射信號的形態(tài)?降低輻射信息被接收后還原的可能。它具有造價低廉、移動方便、體積小、質(zhì)量輕等特點?是目前國際上應(yīng)用最廣泛的一種防泄漏措施。
信號干擾技術(shù)主要是針對計算機(jī)的視頻輻射信息泄漏采取的一種防護(hù)措施?缺點是干擾機(jī)的干擾噪聲(白噪聲)和計算機(jī)的輻射信號(主要是視頻信號)的特性是不同的?可以被接收者區(qū)分開?提取到其中的有用信息。而且?信號干擾技術(shù)多采用覆蓋式干擾信號?容易造成電磁污染和防護(hù)對象單一。
2.2電磁屏蔽技術(shù)
電磁屏蔽技術(shù)是利用電磁屏蔽原理?將計算機(jī)關(guān)鍵部分用特殊材料包起來?抑制近場感應(yīng)和遠(yuǎn)場輻射、中斷電磁輻射沿空間的傳播途徑?是解決電磁信息泄漏的重要手段。
電磁屏蔽有雙重作用:減小電磁輻射泄漏;防止外界電磁干擾。屏蔽方法有多種?根據(jù)不同需要可以采用整體屏蔽、部件屏蔽和元器件屏蔽。如:屏蔽電纜、屏蔽電路、屏蔽機(jī)柜、屏蔽室等。屏蔽效果與材料性能、輻射頻率、屏蔽體結(jié)構(gòu)和輻射源的距離等有關(guān)。屏蔽體都需與大地相連?為屏蔽體上的電荷提供一條低阻抗的電氣泄放通路。電磁屏蔽的效果與屏蔽體接地的好壞密切相關(guān)?一般屏蔽體的接地電阻都要求。從使用的效果來看?屏蔽室更理想?好的屏蔽室可使信號衰減60一140dB?缺點是造價高。采用電磁屏蔽的方法防止電磁輻射泄漏時?并不是所有的設(shè)備和元器件都能完全封閉在屏蔽室?內(nèi)。比如?電源線、信號線等均與外界有聯(lián)系?輻射電磁波可以通過傳導(dǎo)方式傳到屏蔽室外造成信息泄漏。
2.3 TEMPEST技術(shù)
TEMPEST技術(shù)即低輻射技術(shù)?是指在設(shè)計和生產(chǎn)計算機(jī)設(shè)備時?對可能產(chǎn)生電磁輻射的元器件、集成電路、連接線、顯示器等采取防輻射措施?從而達(dá)到減少計算機(jī)信息泄漏的目的。前景較好的是紅、黑設(shè)備分離技術(shù)。采用紅黑分離技術(shù)制造紅黑分離式計算機(jī)?是指在系統(tǒng)設(shè)計中引人紅黑工程概念?將計算機(jī)設(shè)備上的信號分為紅黑兩種信號?紅信號是指能被接收破譯?并復(fù)現(xiàn)出有用信息的信號;黑信號是指即使被接收到?也不能復(fù)現(xiàn)出有用信息的信號。把紅信號與黑信號完全隔離開來?然后對隔離后的紅信號采取特殊處理措施?使其達(dá)到防電磁信息泄漏極限值的要求。在計算機(jī)設(shè)備中?相應(yīng)地也定義了紅設(shè)備、黑設(shè)備等概念。紅設(shè)備是處理保密數(shù)據(jù)信息的設(shè)備?黑設(shè)備是處理非保密數(shù)據(jù)信息的設(shè)備。
紅黑設(shè)備之間是不允許進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。通常是在兩者之間建立紅黑隔離界面?僅僅實現(xiàn)黑到紅設(shè)備之間的單向信息傳輸。
軟件TEMPEST技術(shù)191是國外近年發(fā)展起來的新的電磁防護(hù)技術(shù)?基本原理是通過給視頻字符添加高頻“噪聲”并伴隨發(fā)射偽字符?使敵方無法正確還原真實信息?而我方可正常顯示。它替代了過去由硬件完成的抑制干擾功能?成本較低。采用TEM-PEST技術(shù)的防護(hù)型TEMPEST計算機(jī)?使用軟件來控制計算機(jī)輻射信號的發(fā)射?同時加入了專用的攻擊程序?當(dāng)有人企圖截獲信息時系統(tǒng)能自動保護(hù)并進(jìn)行自衛(wèi)反擊。
一宗罪
內(nèi)外板材縮水
作為主機(jī)各配件的承載者，機(jī)箱的主要作用是放置和固定各個電腦配件，因此機(jī)箱板材是否足夠堅固、厚實，機(jī)箱所用的材料是否足夠“良心”直接決定了機(jī)箱的品質(zhì)。目前很多機(jī)箱的前面板都是了采用硬度較高的ABS或HIPS工程塑料制成，而高端一些的機(jī)箱則采用鋁等金屬材料打造拉絲質(zhì)感的面板，更利于散熱。機(jī)箱內(nèi)部本身的鋼板采用的則是鍍鋅鋼板，此種鋼板的優(yōu)點是抗氧化、不易生銹。從色澤上來看，好的鍍鋅鋼板多呈灰白色、啞光（圖1），這種材質(zhì)的內(nèi)部鋼板能夠提供必要的板材強(qiáng)度。
劣質(zhì)機(jī)箱為降低生產(chǎn)成本，前面板多采用廢舊塑料、工程二次料，不僅強(qiáng)度達(dá)不到要求，極易風(fēng)化變脆，而且?guī)в挟愇叮械纳踔習(xí)幸恍θ梭w有害的化學(xué)添加劑，長期使用會直接影響我們的身體健康。同時在鋼材方面，劣質(zhì)機(jī)箱也很糊弄，多采用次等的鍍鋅鋼板甚至是鍍錫鋼板，即我們熟知的“馬口鐵”。此類產(chǎn)品的鍍層一般較薄且不均勻（圖2），后期往往會因鍍層脫落引起生銹，造成機(jī)箱過早夭折。另外特別要注意的是，因為現(xiàn)在很多機(jī)箱內(nèi)部開始流行黑化處理（圖3），這樣雖然機(jī)箱內(nèi)部大幅度美觀，但也給了個別劣質(zhì)機(jī)箱偷工減料的機(jī)會。由于處理過后的機(jī)箱內(nèi)部我們不再能通過目測判斷其板材強(qiáng)度，如果用戶準(zhǔn)備購買售價超低的內(nèi)部黑化機(jī)箱，推薦盡可能要實地看一下或者多觀察用戶真實曬單評論。
此外板材厚度也是衡量一款機(jī)箱是否優(yōu)秀的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)質(zhì)機(jī)箱的板材厚度多在0.7mm以上（圖4），有的甚至可達(dá)到1mm以上，劣質(zhì)機(jī)箱多在0.6mm甚至0.4mm以下。如此薄的機(jī)箱在后期的使用過程中，很容易因無法承載電源、主板、顯卡、硬盤的重量而扭曲變形，最后導(dǎo)致主板間接變形或者與主板托架“親密”接觸，最終引起板件燒壞的惡果。同時會因板材過薄，出現(xiàn)共振現(xiàn)象而損壞硬盤。越來越重的顯卡的重量也不能僅僅用PCI-E位螺絲去固定，機(jī)箱板材的堅固程度會直接影響主板承載顯卡的重量（圖5）。
二宗罪
散熱性能欠佳
隨著電腦性能的不斷提高，硬件的發(fā)熱量也越來越大，特別是對于高清視頻愛好者和游戲玩家來說機(jī)箱是否具有良好的散熱設(shè)計至關(guān)重要。優(yōu)質(zhì)機(jī)箱的散熱設(shè)計合理，箱體寬大（圖6），風(fēng)道搭配合理，散熱性良好，前后面板均有足夠多的通風(fēng)孔，前后都會有充足的風(fēng)道風(fēng)扇安裝位置，可保證將硬件產(chǎn)生的熱量及時帶走。
而劣質(zhì)機(jī)箱的散熱設(shè)計剛好與之相反，不僅機(jī)箱空間狹小，硬盤、光驅(qū)和主板托架等布局凌亂、擁擠，而且無合理的風(fēng)道，這樣的機(jī)箱自然難當(dāng)散熱大任。機(jī)箱內(nèi)的硬件往往會因溫度過高而罷工，特別是對于發(fā)熱量很高的CPU以及顯卡來說，熱量無法及時發(fā)散，很容易引起藍(lán)屏、死機(jī)甚至過熱無法開機(jī)等現(xiàn)象。
三宗罪
看不見的電磁輻射
說起PC對人的危害，許多朋友會不約而同地想起電磁輻射。目前，已經(jīng)證實長時間的電磁輻射對人體存在危害癥狀，包括脫發(fā)、視力下降甚至失明、頭痛、注意力不集中及可能對胎兒產(chǎn)生影響等。那么電磁輻射是如何形成的呢？簡單地說電磁輻射是由電磁波的衍射現(xiàn)象造成的，電磁波在傳播的過程中，如果遇到障礙物或縫隙時傳播方向會發(fā)生變化，這就是所謂的衍射波（圖7）。
降低電磁輻射的方法主要有三種，一是搭建通道盡量減少電磁波在傳輸過程中可能遇到的障礙物;二是屏蔽密封盡量減少電磁波在傳輸環(huán)境中存在的縫隙;三是在不得不保留孔洞等可能形成電磁波衍射渠道的情況下盡量縮小孔洞直徑。由于電磁波衍射程度的強(qiáng)弱主要取決于障礙物和孔洞的大小，當(dāng)障礙物、孔洞的大小與波長相同或稍小時衍射現(xiàn)象最明顯，當(dāng)孔洞直徑明顯小于波長時衍射現(xiàn)象會減弱。因此通過縮小孔洞直徑的方法，會在很大程度上避免電磁波衍射現(xiàn)象的發(fā)生。
那么，什么是輻射？
概括的講，輻射就是能量以波或粒子的形式在空間中傳遞.典型的是電磁波和核高能粒子.
電磁波是電場和磁場相互激發(fā)的組合 ，攜帶著能量和信息在空間傳播.電磁波按照頻率由低到高組成整個電磁波譜.由長波、無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、Y射線組成.核高能粒子就是核反應(yīng)放出的氦核、電子等實物粒子.
其中X射線（原子內(nèi)層電子躍遷）、 γ射線（來自核反應(yīng)）又被稱作電離輻射.醫(yī)學(xué)上用X射線機(jī)作輔助檢查.由于γ 射線對細(xì)胞有殺傷力，醫(yī)療上用來治療腫瘤.但這兩種極高頻電磁射線和核反應(yīng)產(chǎn)生的α粒子、β粒子實物粒子我們?nèi)粘Ｉ钪懈窘佑|不到.但由于人們對電磁波的定義和特性不了解，常把低頻電磁輻射與電離輻射相混淆，甚至聯(lián)想到核輻射，妖魔化電磁波，形成不必要的恐懼.
電磁波由波源發(fā)出后，一般以球狀向各個方向傳播，可能涉及吸收、折射、散射、繞射、多徑干涉等一系列物理過程.電磁波傳播能量以電磁形式由波源發(fā)射到空間的現(xiàn)象，稱為電磁輻射.
二、準(zhǔn)媽媽們怎么去防止輻射呢？
防護(hù)的第一原則：時間防護(hù).
時間防護(hù)的原理是：在輻射場內(nèi)的人員所受照射的累積劑量與時間成正比，因此，在照射強(qiáng)度不變的情況下，縮短照射時間可減少所接受的劑量.或者說人們在限定的時間內(nèi)工作，就可能使他們所受到的射線劑量在最高允許劑量以下，從而達(dá)到防護(hù)目的. 時間防護(hù)的要點是盡量減少人體與射線的接觸時間（縮短人體受照射的時間）.
第二原則：距離防護(hù).
距離防護(hù)是外部輻射防護(hù)的一種行之有效的方法，采用距離防護(hù)的射線基本原理是首先將輻射源是看作為點發(fā)射源的情況下，輻射場中某點的照射量、吸收劑量均與該點和源的距離的平方成反比.增加射線源與人體之間的距離便可減少照射量，或者說在一定距離以外工作，使人們所受到的射線劑量在最高允許劑量以下，就能保證人身安全.從而達(dá)到防護(hù)目的.距離防護(hù)的要點是盡量增大人體與射線源的距離.
第三原則是屏蔽防護(hù)
屏蔽防護(hù)的原理是：射線穿透物質(zhì)時會反射、衰減損耗強(qiáng)度，當(dāng)在輻射源與人體之間設(shè)置足夠厚的屏蔽物（屏蔽材料）時，便可降低輻射水平.利用屏蔽體使得場源所產(chǎn)生的電磁能流不進(jìn)入或少量進(jìn)入被屏蔽區(qū)域，使人們在工作所受到的劑量降低到最高允許劑量以下，從而確保人身安全，達(dá)到防護(hù)目的.
當(dāng)盡量滿足時間和空間防護(hù)后，準(zhǔn)媽媽們將眼光投向了屏蔽防護(hù).而孕婦防射服成為當(dāng)仁不讓的選擇.那么孕婦防射服又是怎么防止輻射的呢？
先從孕婦防射服屏蔽材料說起.現(xiàn)有的屏蔽材料原理大致可以分為三部分：（1） 以反射為主；（2） 以損耗為主；（3） 反射和吸收損耗相結(jié)合.屏蔽效果的好壞可以用屏蔽效能SE來度量.
SE =A +R +B
A是電磁波在介質(zhì)中傳輸?shù)奈論p耗，R是電磁波在介質(zhì)表面的反射損耗， B 是電磁波在介質(zhì)內(nèi)部多次反射的損耗.其中吸收損耗A與屏蔽材料厚度成正比，磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率越高的材料，其吸收損耗也越大.反射損耗R隨著電導(dǎo)率的升高而增大，因此金、銀、銅等良導(dǎo)體金屬材料都具有良好的反射特性.多次反射損耗B在A>10 dB時，一般可以忽略不計.
所以應(yīng)該選擇合適的屏蔽材料構(gòu)成的衣物.屏蔽材料的發(fā)展就直接意味著屏蔽效能SE的提高.在20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了金屬絲和服裝纖維的混編織物，它對輻射有屏蔽作用.但手感較差，重而厚，不適合作為服裝.接著在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了服裝纖維和金屬纖維混編，舒適度有較大改善，但兩種纖維混編使工藝難度加大，而且屏蔽效果不理想，還有毛刺和尖端放電現(xiàn)象.到了70年代出現(xiàn)了服裝纖維鍍金屬表層織物，其保護(hù)效果好，薄而輕，舒適度好.隨著工藝技術(shù)的發(fā)展，鍍銀、鍍銅、鍍鎳現(xiàn)在都進(jìn)入日常生活中，現(xiàn)在的孕婦防射服主要就是鍍銀織物的衣服.近年來納米材料的屏蔽織物積極發(fā)展，由于納米材料具有特殊的微波吸收性能， 同時還具有吸收頻帶寬、多功能、質(zhì)量輕、厚度薄等特點，采用納米材料是電磁屏蔽織物未來的發(fā)展方向.
那么現(xiàn)在孕婦防射服的屏蔽效能究竟怎么樣呢？
據(jù)人們?nèi)粘Ｉ瞽h(huán)境的電磁輻射源強(qiáng)度來分， 服裝的屏蔽效能值SE 達(dá)到15 dB 時， 就能夠滿足防護(hù)普通家用電器的電磁輻射的需要，（如電腦、微波爐等；）屏蔽效能值SE達(dá)到60 dB， 基本能夠屏蔽手機(jī)信號輻射從而達(dá)到防護(hù)電磁波輻射的需要.而從日常使用的金屬鍍層材料的表現(xiàn)來看，對達(dá)到70～80 dB平面波輻射，完全能夠達(dá)到防護(hù)要求.但金屬鍍銀技術(shù)面料經(jīng)過折疊、水洗后，會在鍍銀表面形成微小斷層，使面料不能構(gòu)成最佳屏蔽.這時屏蔽效能下降最厲害，但仍然達(dá)到40 dB.由此可見，服裝織物的屏蔽效能是完全可以滿足屏蔽要求.
似乎防射服的屏蔽效能很可靠，那么準(zhǔn)媽媽們是不是就很放心了？
關(guān)鍵詞：基站 電磁環(huán)境 監(jiān)測 評價 池州市
中圖分類號：X837 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（a）-0034-03
Abstract： Chizhou construction mobile communication stations has more than 2600， according to the different region， the different type mobile communication stations samples 20%.After the monitor stations around various sensitivity points electric-field intensity mean value in 0.17～3.79 V/m， the corresponding power density value in 0.01～3.81 μW/cm2 between， around the stations the electromagnetic environment satisfies "Controlling limits for electromagnetic environment " （GB8702-2014） with the Anhui Province mobile communication stations electromagnetic environment control limiting value request， the overall environment quality is good.
Key Words： Basestations； Electromagnetic environment； Monitor； Appraisal； Chizhou city
電磁波是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波形式移動，傳播方向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面。當(dāng)頻率大于100 kHz時，電磁波離開導(dǎo)體通過空間傳播。這種在空間傳播的電磁能量即為電磁輻射，因其具有的量子能量較小，約為10-6～10-3 eV/光子，故不足以引起物質(zhì)分子的電離，故電磁輻射屬非電離輻射。但當(dāng)非電離輻射的強(qiáng)度及作用時間達(dá)到一定限值時就會對人體產(chǎn)生不良的影響[1]。電磁輻射可以按照頻率分類，從低頻率到高頻率，包括有無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外光、X-射線和γ射線等等。電磁波廣泛應(yīng)用于探測、定位和通信等方面。
1 基站電磁環(huán)境水平調(diào)查的意義
自20世紀(jì)90年代以來，無線通信技術(shù)得到迅速發(fā)展，移動通信從模擬信號發(fā)展到2G、3G、4G，移動通信基站越建越多，我國已成為手機(jī)用戶最多的國家，通信基站發(fā)射的電磁波與公眾的距離越來越近，電磁環(huán)境受到公眾廣泛關(guān)注。
截止2015年底，池州市共建了移動通信基站2 600多個，廣泛分布于城市的各個區(qū)域，特別是城市建成區(qū)，更是基站密布。公眾對隨處可見的基站越來越感到不安，對于通信基站的投訴逐年遞增，甚至有群體上訪事件發(fā)生。主要原因是公眾對電磁輻射的認(rèn)識不足，容易受到一些不實傳言影響。因此加強(qiáng)宣傳，正確引導(dǎo)尤為必要。對池州市有代表性的基站進(jìn)行電磁環(huán)境監(jiān)測，評價電磁環(huán)境水平，滿足公眾的環(huán)境知情權(quán)，可起到正確疏導(dǎo)的作用。
2 池州市移動通信基站建設(shè)概況
池州市位于皖西南，東臨黃山市、銅陵市、蕪湖市，西與安慶市隔長江相望。總面積8 271.7 km2，總?cè)丝?60萬人。全市轄貴池區(qū)、東至縣、石臺縣、青陽縣及九華山風(fēng)景區(qū)。池州地處皖南山區(qū)西北部與沿江平原接合地帶，地勢南高北低，有山地、丘陵、平原。南部山區(qū)以九華山、牯牛降為主體；中部崗沖相間，丘陵起伏；北部低平，多洲圩湖泊。因南部群山延綿，為保證信號的覆蓋，所建的基站密度更大。
在池州市建設(shè)移動通信基站的單位有移動公司、電信公司、聯(lián)通公司及鐵塔公司等，到2015年底共建設(shè)物理基站2 600多個，使用的系統(tǒng)主要有GSM、TD SCDMA、TD LTE、CDMA、LTE FDD、WCDMA等5 000多套。絕大部分都是使用雙極化天線，發(fā)射機(jī)標(biāo)稱功率38～80 W。天線架設(shè)方式有落地角鋼塔、落地單管塔、防生樹、樓頂美化天線、樓頂抱桿、樓頂景觀塔等。
3 調(diào)查方法及評價標(biāo)準(zhǔn)
3.1 抽樣原則
池州市域內(nèi)的移動通信基站分布廣泛，現(xiàn)場監(jiān)測基站選取城市市區(qū)、縣城城區(qū)、城市郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村等不同的區(qū)域有代表性的基站，重點關(guān)注居民或人群活動密集的區(qū)域。同時，選取不同機(jī)柜類型、不同天線架設(shè)方式、不同系統(tǒng)等基站進(jìn)行監(jiān)測，保證基站類型的代表性，抽測基站比例控制在20%左右。另外，監(jiān)測基站還考慮不同功能區(qū)及重要的環(huán)境敏感保護(hù)目標(biāo)等。
根據(jù)以上原則抽取55個基站進(jìn)行監(jiān)測，抽測的基站分布及天線架設(shè)方式情況統(tǒng)計見表1、表2。
3.2 監(jiān)測布點原則
監(jiān)測點位的布設(shè)主要依據(jù)《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則――電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》（HJ/T10.2-1996）、《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則―電磁輻射環(huán)境影響評價方法與標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T10.3-1996）、《移動通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測方法（試行）》（環(huán)發(fā)[2007]114號）中相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，并結(jié)合實際情況靈活調(diào)整布點設(shè)置。充分落實“以人為本”的原則，主要考慮基站周圍環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。
依據(jù)《移動通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測方法（試行）》第5.3條規(guī)定，在以發(fā)射天線為中心半徑50 m的范圍內(nèi)可能受到影響的保護(hù)目標(biāo)布設(shè)監(jiān)測點[2]。發(fā)射天線為定向天線時，在天線主瓣方向內(nèi)布設(shè)監(jiān)測點。對于發(fā)射天線架設(shè)在樓頂?shù)幕?，在樓頂公眾可活動范圍?nèi)布設(shè)監(jiān)測點位。
根據(jù)上述布點原則，并結(jié)合此次監(jiān)測基站的天線主瓣方向及周邊環(huán)境敏感點的分布情況，確定此次現(xiàn)狀監(jiān)測布點原則主要有以下幾點。
（1）50 m范圍內(nèi)主瓣方向敏感點，30 m范圍內(nèi)任何方向敏感點。
（2）在主瓣方向50 m范圍內(nèi)人群經(jīng)常達(dá)到的地方布水平剖面測量點，當(dāng)測量值較高時，必須測至測量值出現(xiàn)明顯下降趨勢時止。
（3）在主瓣方向50 m范圍內(nèi)布垂直剖面（在一條垂線上，不同樓層布點），測點一般布設(shè)在天線方向一側(cè)的房間窗戶、陽臺邊或樓梯窗戶邊等位置。
（4）若基站有多套系統(tǒng)共建或鄰近有其他基站，則根據(jù)實際情況適當(dāng)加大監(jiān)測范圍。
（5）當(dāng)受建筑物、河流等自然條件的影響無法實現(xiàn)上述布點方式時，則沿基站附近的公路或街道進(jìn)行布點監(jiān)測。
3.3 監(jiān)測時間及監(jiān)測規(guī)范
2013年11月至2015年4月對抽測的55座基站進(jìn)行了監(jiān)測，測量時間選擇在基站正常工作時，一般為一天內(nèi)8：00～20：00，每次測量時間不少于15 s，并讀取穩(wěn)定狀態(tài)下的最大值，每個測量點連續(xù)測量5次，取平均值。監(jiān)測時的環(huán)境條件滿足《移動通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測方法（試行）》的規(guī)定。
測量儀器選用德國Narda NBM550型綜合場強(qiáng)儀，探頭型號EF0691，探頭頻率響應(yīng)范圍100 kHz～6 GHz。儀器經(jīng)上海市計量測試技術(shù)研究院校準(zhǔn)，并在有效期內(nèi)。
測量儀器探頭（天線）尖端與操作人員之間距離不少于0.5 m，距地面（或立足點）1.7 m。基站監(jiān)測范圍內(nèi)有多層建筑物時，進(jìn)行垂直點位監(jiān)測。
3.4 評價標(biāo)準(zhǔn)
3.4.1 《電磁環(huán)境控制限值》（GB 8702-2014）
為控制電場、磁場、電磁場所致公眾曝露，環(huán)境中電場、磁場、電磁場場量參數(shù)的方均根值應(yīng)滿足表3的要求。
3.4.2 《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則――電磁輻射環(huán)境影響評價方法與標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T 10.3-1996）
該導(dǎo)則規(guī)定，對單個項目的影響必須限制在GB8702限值的若干分之一。對于由環(huán)保部負(fù)責(zé)審批的大型項目可取GB8702中場強(qiáng)限值的，或功率密度限值的1/2。其他項目可取場強(qiáng)限值的，或功率密度限值的1/5作為評價標(biāo)準(zhǔn)[4]。
在公眾曝露在多個頻率的電場、磁場、電磁場中時，應(yīng)綜合考慮多個頻率的電場、磁場、電磁場所致曝露，應(yīng)滿足下式：
3.4.3 地方標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《關(guān)于安徽省無線通信基站單址多套環(huán)境影響評價暫行標(biāo)準(zhǔn)的函》（安徽省環(huán)境保護(hù)廳，環(huán)輻射函[2009]474號），確定采用表4的評價標(biāo)準(zhǔn)。
4 監(jiān)測結(jié)果分析
4.1 單址單套通信系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果
池州市抽測的55個基站中，貴池區(qū)11個基站周圍各敏感點電場強(qiáng)度平均值在0.21～1.55 V/m，對應(yīng)的功率密度值在0.01～ 0.64μW/cm2之間；東至縣4個基站周圍各敏感點電場強(qiáng)度平均值在0.21～1.02 V/m，對應(yīng)的功率密度值在0.01～0.28μW/cm2之間；青陽縣2個基站周圍各敏感點電場強(qiáng)度平均值在0.27～ 1.66 V/m，對應(yīng)的功率密度值在0.02～0.73μW/cm2之間；石臺縣3個基站周圍各敏感點電場強(qiáng)度平均值在0.17～1.65 V/m，對應(yīng)的功率密度值在0.01～0.72μW/cm2之間，均小于安徽省無線通信基站單址單套通信系統(tǒng)電場強(qiáng)度5.4 V/m、功率密度8μW/cm2的標(biāo)準(zhǔn)要求。
4.2 單址多套通信系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果
貴池區(qū)14個基站周圍各敏感點電場強(qiáng)度平均值在0.20～ 3.79 V/m，對應(yīng)的功率密度值在0.01～3.81μW/cm2之間；東至縣7個基站周圍各敏感點電場強(qiáng)度平均值在0.21～0.86 V/m，對應(yīng)的功率密度值在0.01～0.20μW/cm2之間；青陽縣6個基站周圍各敏感點電場強(qiáng)度平均值在0.19～0.67 V/m，對應(yīng)的功率密度值在0.01～0.12μW/cm2之間；石臺縣5個基站周圍各敏感點電場強(qiáng)度平均值在0.28～1.56 V/m，對應(yīng)的功率密度值在 0.02～0.65μW/cm2之間；九華山風(fēng)景區(qū)3個基站周圍各敏感點電場強(qiáng)度平均值在0.32～0.45 V/m，對應(yīng)的功率密度值在 0.03～0.05μW/cm2之間，均小于單址多套通信系統(tǒng)電場強(qiáng)度 8.5 V/m、功率密度20μW/cm2的標(biāo)準(zhǔn)要求。
4.3 不同區(qū)域的電磁環(huán)境分析
抽測的池州市建成區(qū)和各縣建設(shè)區(qū)抽測的29個基站周圍各敏感點電場強(qiáng)度平均值在0.19～3.79 V/m，對應(yīng)的功率密度值在0.01～3.81μW/cm2之間；城郊13個基站周圍各敏感點電場強(qiáng)度平均值在0.21～1.65 V/m，對應(yīng)的功率密度值在0.01～0.72μW/cm2之間；鄉(xiāng)鎮(zhèn)13個基站周圍各敏感點電場強(qiáng)度平均值在0.17～1.66 V/m，對應(yīng)的功率密度值在0.01～0.73μW/cm2之間。
5 結(jié)語
池州市移動通信基站周圍電磁環(huán)境滿足《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702-2014）和安徽省無線通信基站電磁環(huán)境控制限值的要求，總體環(huán)境質(zhì)量良好。城市建成區(qū)內(nèi)的電場強(qiáng)度要略高于城郊和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的電場強(qiáng)度，城區(qū)是居民較集中的區(qū)域，因此，要統(tǒng)籌優(yōu)化城區(qū)的基站建設(shè)，可由鐵塔公司統(tǒng)一負(fù)責(zé)基站規(guī)劃建設(shè)，做到資源共享。對于個別區(qū)域電場強(qiáng)度偏高的基站，要采取控制發(fā)射機(jī)功率、限制載頻、調(diào)整天線方向角等措施，降低電磁場對公眾的影響。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞： 電磁干擾； 電環(huán)控系統(tǒng)； 電磁輻射； 多電飛機(jī)； CST
中圖分類號： TN03?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）03?0138?05
Study on emission characteristics of electromagnetic radiation for
MEA electric environmental control system
JIANG Dan， CAO Qunsheng
（College of Electronic and Information Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing 210016， China）
Abstract： The three?phase PWM inverter as the main electromagnetic interference source generated from more electric aircraft （MEA） electric environmental control system is analyzed. According to the working principle of the three?phase PWM inverter circuit and its simplified circuit， the common mode current causing the electromagnetic interference is obtained by analysis. The common mode current is taken as the excitation source of the electromagnetic radiation model for the electric environmental control system to establish the electromagnetic radiation emission model of the MEA electric environmental control system. The electric environmental control system influencing on the electromagnetic environment in the cabin and electromagnetic coupling effect of the cabin cable is studied with 3D electromagnetic simulation software CST. The research results show that the electromagnetic interference generated by electric environmental control system makes the electromagnetic environment deterioration within the aircraft， increase the electric field strength of the interference in the cabin and other system crates and induced current of the cabin cable.
Keywords： electromagnetic interference； electric environmental control system； electromagnetic radiation； more electric aircraft； CST
0 引 言
在20世紀(jì)70年代已經(jīng)提出了多電飛機(jī)（More Electric Aircraft，MEA）的概念，當(dāng)時稱為全電飛機(jī)。對于傳統(tǒng)飛機(jī)，二次能源是液壓能、氣壓能和電能三種混合能源模式[1]。飛機(jī)液壓系統(tǒng)由油壓驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成特定操縱動作，主要用于起落架、襟翼和減速板的收放，前輪轉(zhuǎn)彎操縱，驅(qū)動風(fēng)擋雨刷和燃油泵的液壓馬達(dá)，驅(qū)動副翼、升降舵和方向舵的助力器等；氣壓能主要來自于發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)壓縮后的高壓高溫空氣，主要用于防冰、除冰和作為飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的原動力。飛機(jī)上的多種二次能源使飛機(jī)和發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜、性能降低、重量大、價格高，并且能源的使用效率降低，可靠性和生命力降低。而電能與液壓能、氣壓能相比，具有容易輸送、分配和變換以及減少設(shè)備元件重量和尺寸的優(yōu)點，可以提高設(shè)備可靠性。多電飛機(jī)就是用電能代替集中式的液壓能源和氣壓能源，使各種二次能源統(tǒng)一為電能，二次功率均以電的形式傳輸、分配。
在多電飛機(jī)上大量的高功率密度電動機(jī)、電力作動器（EMA）、多種電能變換器和其他多種用電設(shè)備給多電飛機(jī)的電磁安全帶來了隱患[2]。多電系統(tǒng)的使用帶來了更強(qiáng)的電磁傳導(dǎo)和輻射，對機(jī)上電磁環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的不良影響。由機(jī)各系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備之間，各系統(tǒng)之間各類互連電纜多達(dá)上千條，數(shù)據(jù)表明，一架波音747大型客機(jī)的電纜總長度[3]達(dá)到274 km。導(dǎo)線可以認(rèn)為是高效率的電磁波接收天線和電磁波輻射天線。在各種多電系統(tǒng)中，電環(huán)控系統(tǒng)的功率最高，對電能的需求最高，對其他系統(tǒng)的電磁影響也最顯著；因此有必要重點對多電飛機(jī)中的電環(huán)控系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾源、發(fā)射和輻射對相鄰線纜的影響等進(jìn)行深入研究。類似方法可以用于多電系統(tǒng)的其他系統(tǒng)，如電作動系統(tǒng)、電防除冰系統(tǒng)等。
1 電環(huán)控系統(tǒng)中三相脈寬調(diào)制逆變器
交直流變換器（Pulse Width Modulation，PWM），即DC/AC逆變器，是電環(huán)控系統(tǒng)的重要組成器件，圖1為DC/AC逆變器的主電路示意圖。DC/AC逆變器的主要功能是完成DC 180 V至AC 115 Vrms/400 Hz交流電壓的變換功能。在三相DC/AC逆變器中，各個開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷過程中，導(dǎo)致A，B和C相的端口電壓[Va，][Vb，][Vc]不斷發(fā)生跳變，而在電路中，電路?地間會形成寄生電容[Cp1，Cp2，Cp3，]電壓[Va，Vb，Vc]通過寄生電容[Cp1，Cp2，Cp3]不斷進(jìn)行充?放電，因此產(chǎn)生了共模電流[icm1，icm2，icm3，]通過線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN）注入到逆變器的直流母線，如圖1中虛線所示，對電網(wǎng)或其他設(shè)備產(chǎn)生共模傳導(dǎo)電磁干擾（EMI）[4]。LISN也稱為人工電源網(wǎng)絡(luò)，它的作用就是為相線與地線之間和中線與地線之間提供50 Ω的恒定阻抗，為待測設(shè)備的傳導(dǎo)干擾提供通道，并與電源上的高頻干擾隔離開，還可以將干擾電壓通過耦合方式輸出[4]。
PWM逆變器輸出端的差模干擾主要是由于輸出電壓中含有諧波引起的。在開關(guān)管開通、關(guān)斷的瞬間，便有電流流過負(fù)載，該電流會耦合到直流端，因此導(dǎo)致了差模干擾的產(chǎn)生。
DC/AC逆換器產(chǎn)生的電磁干擾既有共模干擾又有差模干擾，但是在相同激勵的情況下，共模干擾的幅度比差模干擾幅度大，頻率比差模干擾的高，并且產(chǎn)生的輻射場強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于差模干擾產(chǎn)生的輻射場強(qiáng)[5]；此處僅對共模干擾電流產(chǎn)生的電磁輻射特性進(jìn)行分析。
1.1 共模干擾電流分析
1.1.1 Buck電路的共模電流等效電路
如圖2（a）所示為新型的交?交變頻電源――Buck變換器電路[4]。
Buck變換器是一種輸出電壓小于輸入電壓的單管不隔離直流變換器。當(dāng)開關(guān)管T通斷時，變換器的[P]點對參考地的電位不停的發(fā)生變化，而開關(guān)管對地之間存在寄生電容，因此變化的電位會對該寄生電容進(jìn)行充放電，形成共模電流[Icm。]共模電流[Icm]流過寄生電容[Cp，]然后經(jīng)過散熱器到達(dá)參考地，再通過LISN的50 Ω和0.25 μF的電容回到直流側(cè)，分成了兩路電流[I1]和[I2，]如圖2（a）中帶箭頭虛線所示。[I1]直接通過直流母線正極的連接線回到開關(guān)管的集電極，而[I2]則通過直流母線的負(fù)極經(jīng)電解電容后回到開關(guān)管的集電極，這兩條電流[I1]和[I2]的不同在于[I2]通過了直流母線上的電解電容。電解電容有一定的等效串聯(lián)電感和等效串聯(lián)電阻。假設(shè)它的等效串聯(lián)電感為[Le、]等效串聯(lián)電阻為[Re，]并且[Le]的數(shù)量級一般為nH級；[Re]一般為0.1 Ω左右；假設(shè)共模電流回路中導(dǎo)線的寄生電感為[Lp，Lp]的數(shù)量級一般為μH級；顯然，電感[Le]遠(yuǎn)小于電感[Lp，]電阻[4][Re]遠(yuǎn)小于50 Ω。因此電解電容的等效串聯(lián)電阻和等效串聯(lián)電感的影響通?？梢院雎?，[I1]和[I2]流過的通路就是一樣的，并且[I1]和[I2]為共模電流[Icm]的[12。]
圖2（b）為Buck電路的共模電流等效電路。圖中電壓源[V]表示開關(guān)管T兩端的電壓，直流電源被認(rèn)為是短路；[Lcm]代表散熱器與參考地的連接線的等效電感；[Lcab]代表從LISN到直流電容的等效電感；[Rin]代表從LISN到直流電容的等效電阻；[Cp]是開關(guān)管發(fā)射極對參考地的等效寄生電容；[Cn]是電解電容之后的直流母線正負(fù)極對參考地的等效寄生電容[4]。當(dāng)圖2（a）中開關(guān)管T與二極管D的位置調(diào)換后，此時Buck電路的共模等效電路模型與圖2（b）中電路完全一樣。
1.1.2 共模電流的等效電路
考慮圖1中三相PWM逆變器的共模電流時，可以把A，B，C三相橋臂分開來分析。以A相橋臂為例，它產(chǎn)生的共模電流可以采用Buck變換器等效分析的方法，A相橋臂中的開關(guān)管T1兩端電壓用電壓源[V1]等效。B相橋臂、C相橋臂也類似，開關(guān)管T3和T5兩端電壓分別可用電壓源[V2]和[V3]代替。三個橋臂產(chǎn)生的共模電流的和，即為三相PWM逆變器的共模電流。對于每個橋臂，它們的物理特性是一樣的，都只是由絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）組成的，也就是說，每個橋臂中點對地的寄生電容[Cp]的大小是一樣的。三相PWM逆變器中的其他無源器件的等效電路變換，與Buck電路中的一樣。由以上分析可得，PWM逆變器共模電流的等效電路如圖3所示 [6]。
在建立三相PWM逆變器的共模電流等效電路時雖然采用了與Buck變換器等效電路一樣的分析方法，但是與Buck變換器也存在差異，PWM逆變器橋臂中點對地的寄生電容是上下管疊加以后合成的，所以在開關(guān)管完全一樣的條件下，逆變器的寄生電容[Cp]要比Buck電路的寄生電容[Cp]大；同樣，三相PWM逆變器中直流母線正負(fù)極對地的寄生電容[Cn]也是由三個橋臂合成的，它也比Buck電路的寄生電容大一些。
利用戴維南等效原理，再對圖3的電路進(jìn)行簡化，電壓[V1+V2+V3]簡化為電壓源[V，]同時，[Lcab2+Lcm]簡化為電感[L，]25 Ω和[Rin]的等效電阻簡化為電阻[R，]因此得到的簡化電路如圖4所示[6]，簡化后的等效電路是一個二階RLC電路。與圖3相比，可以看出圖4中并沒有考慮0.5 μF的電容，原因是[Cp]和[Cn]都是pF級的，它與0.5 μF的電容串聯(lián)后幾乎還是等于
由于共模電流是由[dvdt]引起的，求解共模電流的實際波形可以等同為求二階電路的零狀態(tài)響應(yīng)。逆變器每個橋臂在進(jìn)行開關(guān)動作的過程中都會引起共模電流，因此對于三相逆變器，只需要得出一個橋臂的時域波形，另外兩個橋臂的時域波形也可以用類似的方法求解。當(dāng)[dvdt]非常大時，電壓源可以近似用階躍函數(shù)表示。
根據(jù)圖4以及基爾霍夫定理，可得到階躍響應(yīng)的電流表達(dá)式為：
式中：[ω0=1LC]是諧振電路的諧振角頻率；[ζ=][R2CL]是諧振電路的衰減系數(shù)；[Z0=LC]是諧振電路的特征阻抗。
當(dāng)[ζ2?1]時，諧振電路的電流可表示如下：
文獻(xiàn)[6]中采用LCR電橋測量的實驗方法，直流母線電壓為180 V，測得等效電路中無源器件參數(shù)[R，][Lcab，][Lcm，][Cp]和[Cn]分別為25 Ω，4.8 μH，2.8 μH，300 pF和1 200 pF，所以該三相逆變器的共模電流的表達(dá)式為：
1.2 三相PWM逆變器的電磁輻射模型
三相PWM逆變器的共模輻射可以用一個接地平面上長度[λ4]的短單極天線進(jìn)行等效[5]，如圖5所示。
圖5中DC/AC變換器電源線上的共模電流可以采用式（3）的形式作為天線等效模型的激勵源，天線本身視為電源線，所產(chǎn)生的電磁能量以電磁波的形式向周圍空間傳播，形成電磁輻射干擾。
2 多電飛機(jī)電環(huán)控系統(tǒng)電磁效應(yīng)的仿真模型
在三維電磁仿真軟件CST中建立B737?300整機(jī)電磁模型，該型號客機(jī)[7]總長為33.4 m，翼展28.9 m，最大高度4.01 m。由機(jī)的機(jī)翼、尾翼等結(jié)構(gòu)對電環(huán)控系統(tǒng)電磁輻射覆蓋和線纜的耦合幾乎沒有影響，綜合考慮仿真系統(tǒng)和和計算時間的限制，在實際仿真中將機(jī)翼、尾翼外部結(jié)構(gòu)不在計算范圍之內(nèi)。在仿真過程中，設(shè)置飛機(jī)外殼、前后門、安全門材料為導(dǎo)體材料；舷窗、駕駛舷窗為相對介電常數(shù)為4.4，損耗角正切為0.03的介質(zhì)材料；客機(jī)中椅子、行李架以及地板為相對介電常數(shù)為3.14，損耗角正切為0.035的介質(zhì)材料。
一般電環(huán)控系統(tǒng)采取雙環(huán)控調(diào)節(jié)器，分別安裝在機(jī)翼下方的電子設(shè)備艙中，根據(jù)電環(huán)控系統(tǒng)在客機(jī)中的位置以及1.2節(jié)中分析得到的電環(huán)控系統(tǒng)電磁干擾源DC/AC逆變器的電磁輻射模型，在簡化的機(jī)身仿真模型中建立該系統(tǒng)的電磁輻射模型作為電磁干擾源。
在客艙地板下方與貨艙上隔板之間創(chuàng)建兩根穿艙線纜，分別從客艙前部直至后設(shè)備艙尾部，總長為21 m，線與線之間的間隔為40 cm，該線距遠(yuǎn)大于HB 6524?91《飛機(jī)電線、電纜電磁兼容性分類及布線要求》中規(guī)定的各類電線布線的間距[8]。線纜類型分別采用單線和同軸線。單線的內(nèi)半徑為1 mm，兩端接有50 Ω的負(fù)載，同軸線采用RG58型，兩端同樣接有50 Ω的負(fù)載。線纜兩端分別連接兩個鋁制機(jī)箱，兩機(jī)箱的外尺寸分別為：800 mm×400 mm×500 mm，厚度為1.3 mm，兩機(jī)箱側(cè)面分別開有通風(fēng)孔。
圖6所示的為飛機(jī)內(nèi)部模型，顯示了飛機(jī)內(nèi)部地板、座椅、前后門、安全門、舷窗、駕駛舷窗等部件以及飛機(jī)內(nèi)電環(huán)控系統(tǒng)輻射模型、穿艙線纜、機(jī)箱。
以及穿艙線纜、機(jī)箱的位置
在整個客機(jī)中，設(shè)置4個電場探針，如圖7所示，圖中[p1，p2，p3]分別為客艙內(nèi)不同位置電場強(qiáng)度的探針，[p4]為穿艙線纜一端機(jī)箱內(nèi)中心點電場強(qiáng)度的探針位置，該探針位于地板的下方。
3 多電飛機(jī)電環(huán)控系統(tǒng)電磁效應(yīng)的仿真結(jié)果分析
在CST中采用傳輸線矩陣法（TLM）進(jìn)行時域仿真[9]。仿真頻率范圍設(shè)置為0～150 MHz，仿真時間設(shè)置為10 μs。進(jìn)行電磁仿真時，將該共模干擾電流信號作為激勵源。仿真結(jié)果如圖8～圖10所示。
圖8為客艙內(nèi)不同位置探針的電場強(qiáng)度隨時間的變化曲線。探針[p1，p2]和[p3]處的電場強(qiáng)度峰值分別為0.94 V/m，15 V/m和0.14 V/m。從圖8中可以明顯看出，探針[p2，][p1]和[p3]處電場強(qiáng)度依次減小，說明客艙內(nèi)不同位置處受到的電環(huán)控系統(tǒng)對外輻射的電場強(qiáng)度不同，并且客艙內(nèi)離電環(huán)控系統(tǒng)的位置越近，受到的電磁干擾的電場越強(qiáng)。
圖9為穿艙線纜一端機(jī)箱內(nèi)中心點的電場強(qiáng)度隨頻率的變化曲線，反映出系統(tǒng)間的電磁輻射干擾。此處，電環(huán)控系統(tǒng)作為干擾源，對設(shè)備艙內(nèi)其他機(jī)箱內(nèi)的系統(tǒng)會產(chǎn)生一定的電磁干擾。機(jī)箱內(nèi)中心點處的電場強(qiáng)度還與機(jī)箱的諧振頻率（機(jī)箱的尺寸）、機(jī)箱通風(fēng)孔的形狀及大小等因素有關(guān)。
圖10為穿艙線纜單線和同軸線內(nèi)導(dǎo)體上的感應(yīng)電流隨頻率的變化曲線，單線上的感應(yīng)電流的峰值約為6.18×10?7 mA（-180 dBA），出現(xiàn)在頻率為1.8 MHz時。圖10中表明，單線上的感應(yīng)電流要遠(yuǎn)高于同軸線內(nèi)導(dǎo)體上的感應(yīng)電流值，表明同軸線對電磁輻射具有一定的屏蔽作用，屏蔽效果明顯優(yōu)于單線。按照RTCA/DO?160G中對射頻敏感性的規(guī)定[10]，此類連接敏感設(shè)備的穿艙線纜所處電磁環(huán)境屬于S類，S類所對應(yīng)的傳導(dǎo)敏感性測試水平電流最高為1.5 mA（-56.48 dBA）。顯然，電環(huán)控系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁輻射場通過穿艙線纜耦合從而對敏感設(shè)備造成的干擾較小，但是當(dāng)多電系統(tǒng)的數(shù)目增多會使得線纜上的感應(yīng)電流明顯增大。
4 結(jié) 語
本文提出了一種多電飛機(jī)電環(huán)控系統(tǒng)的電磁輻射簡化模型，通過理論分析確定了電磁建模的結(jié)構(gòu)，并利用了三維電磁仿真軟件CST對其進(jìn)行了系統(tǒng)的電磁仿真。同時，仿真得出客艙內(nèi)不同位置處、電子設(shè)備機(jī)箱內(nèi)部受到的干擾電磁輻射的電場強(qiáng)度和穿艙線纜上的感應(yīng)電流。仿真結(jié)果表明，電環(huán)控系統(tǒng)的引入會導(dǎo)致客艙內(nèi)的干擾電場的增加，對人員和設(shè)備會產(chǎn)生一定的危害，而且該系統(tǒng)的電磁輻射對其他系統(tǒng)機(jī)箱內(nèi)的電子設(shè)備也會產(chǎn)生一定的電磁干擾。隨著多電系統(tǒng)的增加，穿艙線纜上的感應(yīng)電流增加，都會影響到電纜本身以及外接的電子設(shè)備，因此有必要對多電飛機(jī)中電環(huán)控系統(tǒng)的輻射發(fā)射特性進(jìn)行研究，這對多電飛機(jī)的概念設(shè)計階段具有實際的指導(dǎo)意義。
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【關(guān)鍵詞】沖擊礦壓；發(fā)生機(jī)理；影響因素；防治措施
1.沖擊礦壓分類
根據(jù)國內(nèi)外的分類方法，沖擊礦壓可分為由采礦活動引起的采礦型沖擊礦壓和由構(gòu)造活動引起的構(gòu)造型沖擊礦壓。而采礦型沖擊礦壓可分為壓力型、沖擊型和沖擊壓力型。壓力型沖擊礦壓是由于巷道周圍煤體中的的壓力由亞穩(wěn)態(tài)增至極限值，其聚集的能量突然釋放。沖擊型沖擊礦壓是由于煤層頂?shù)装搴駧r層突然破斷或位移引發(fā)的，它與震動脈沖地點有關(guān)，而與事故地點無關(guān)。在某種程度上，構(gòu)造型沖擊礦壓也是沖擊型的。沖擊壓力型沖擊礦壓則介于上述兩者之間，當(dāng)煤層受較大壓力時，在來自周圍巖體內(nèi)不大的沖擊脈沖作用下發(fā)生的沖擊礦壓[2]。
2.沖擊礦壓發(fā)生機(jī)理
沖擊礦壓發(fā)生的原因是多方面的，但總的來說可以分為三類，即自然地質(zhì)因素、開采技術(shù)條件和組織管理措施。
沖擊礦壓的發(fā)生需要滿足能量條件、剛度條件和沖擊傾向條件。這些條件可以用煤層和頂?shù)装宓膭偠葋碚f明。
（1）當(dāng)煤層和頂?shù)装宓膭偠染笥诹?，煤巖體穩(wěn)定。
（2）當(dāng)煤層剛度小于零，但煤層和頂?shù)装宓膭偠戎痛笥诨虻扔诹?，煤巖體亞穩(wěn)定或靜態(tài)破壞。
（3）當(dāng)煤層和頂?shù)装鍎偠戎托∮诹?，煤巖體強(qiáng)烈破壞，發(fā)生沖擊礦壓。
煤礦中，煤層，底板，頂板構(gòu)成一個平衡系統(tǒng)。其中頂?shù)装宓膹?qiáng)度均比煤層大，而且煤層是開采對象，故在壓力作用下，煤體容易遭受破壞，如果是穩(wěn)定破壞，則表現(xiàn)為煤柱的變形、巷道壓縮等，如果是非穩(wěn)定、突然破壞，則表現(xiàn)為沖擊礦壓或突出。
3.常見的幾種顯現(xiàn)狀態(tài)
沖擊礦壓現(xiàn)象就是一種以急劇、猛烈破壞為特征的礦山壓力的動力現(xiàn)象。主要表現(xiàn)為以下幾種狀態(tài)：
（1）彈射：單個碎塊從處于應(yīng)力狀態(tài)下的煤或巖體上彈射出來，并伴有強(qiáng)烈聲響，這種是屬于微沖擊現(xiàn)象。
（2）礦震：它是發(fā)生在煤體或巖體內(nèi)部或深部的沖擊礦壓，即深部的煤體或巖體發(fā)生破壞，但是煤或巖石不向已采空間內(nèi)拋出，只有片幫或散落現(xiàn)象， 煤或巖體震動， 伴有聲響，有時產(chǎn)生煤塵。較弱的礦震稱為微震。
（3）弱沖擊：煤或巖石向已采空間拋出，但破壞性不大，對支架、機(jī)器和設(shè)備基本上沒有損壞，對工作人員已可構(gòu)成傷害。圍巖產(chǎn)生震動，一般震級在2.2 級以下，伴有很大的聲響，產(chǎn)生煤塵，在瓦斯煤層中可能伴有大量瓦斯涌出。
（4）強(qiáng)沖擊：部分煤或巖體急劇破壞，大量向已采空間拋出，產(chǎn)生嚴(yán)重后果，出現(xiàn)支架折損、設(shè)備移動和圍巖震動，震級在2.3級以上，并伴有巨大聲響，形成大量煤塵和產(chǎn)生沖擊波。其強(qiáng)度足以對人員構(gòu)成極大的傷害。
4.沖擊礦壓的影響因素
影響沖擊礦壓發(fā)生因素是開采深度和地質(zhì)構(gòu)造， 煤層和頂?shù)装鍘r石的物理力學(xué)性質(zhì)， 以及開采技術(shù)條件。
4.1地質(zhì)因素
4.1.1煤層和頂?shù)装鍘r石性質(zhì)及特征
頂?shù)装鍘r層比較堅硬， 這就使的其在破壞前的全部變形中，彈性變形占的比重大，而塑性變形所占比重小。這樣一來， 厚而堅硬的頂板， 其初次來壓和周期來壓步距較大（初次來壓步距一般在50m左右） ， 采后易形成大面積的懸頂， 積聚大量的彈性能，是發(fā)生沖擊礦壓十分典型的條件。再就是，煤層堅硬有脆性， 其抗壓強(qiáng)度也隨之增大， 當(dāng)其承壓達(dá)到極限平衡時，在外部誘因（如放炮等）的作用下使其平衡狀態(tài)破壞，煤體發(fā)生脆性破壞，彈性能突然釋放，發(fā)生沖擊礦壓。另外，煤層厚度越大，其煤體發(fā)生脆性破壞的傾向性越大，發(fā)生沖擊礦壓的機(jī)率也越大。
4.1.2地質(zhì)構(gòu)造
通常在地質(zhì)構(gòu)造帶中尚存有一部分地殼運動的殘余應(yīng)力，形成構(gòu)造應(yīng)力場。在煤礦中常有斷層、褶曲和局部異常（如底板凸起、頂板下陷、煤層分岔、變薄或變厚等現(xiàn)象）等構(gòu)造帶。如斷層在形成的過程中，斷裂能夠釋放一定的能量，使其兩側(cè)的構(gòu)造應(yīng)力降低。但在斷層的尾端構(gòu)造處，仍可積聚有較大的殘余應(yīng)力，給發(fā)生沖擊礦壓創(chuàng)造了必要的條件。沖擊礦壓就常常發(fā)生在這些構(gòu)造應(yīng)力集中的區(qū)域。
4.2開采技術(shù)因素
開采技術(shù)因素可以從兩個方面促使沖擊礦壓的發(fā)生：一是人為地形成高度應(yīng)力集中，增加發(fā)生沖擊礦壓的危險性；二是改變應(yīng)力狀態(tài)和產(chǎn)生震動，可以誘發(fā)出沖擊礦壓。具體分析如下：
4.2.1采煤方法
各種采煤方法的巷道布置和頂板控制方法不同，所產(chǎn)生的礦山壓力和分布規(guī)律也不同。一般來說，短壁體系（房柱式、刀柱式、短壁水采等）采煤方法由于采掘巷道多，巷道交岔多，遺留煤柱多，形成多處支承壓力迭加，容易發(fā)生沖擊礦壓。因此，具有沖擊危險的礦井最好采用直線長壁式采煤方法。
4.2.2煤柱的狀況
煤柱是產(chǎn)生應(yīng)力集中的地點。孤島形和半島形煤柱可能受幾個方向集中應(yīng)力的迭加作用，因而在煤柱附近最容易發(fā)生沖擊礦壓。煤柱上的集中應(yīng)力不僅對本煤層開采有影響，而且對下部煤層形成沖擊條件。
4.2.3采掘順序
采掘順序?qū)τ诘V山壓力的大小和分布影響很大，巷道相向掘進(jìn)， 回采工作面相向開采，以及在工作面前方的支承壓力帶開掘巷道，都會使支承壓力迭加而可能發(fā)生沖擊礦壓。因此，應(yīng)當(dāng)避免同一區(qū)段上兩翼工作面同時接近上下山。
5.沖擊礦壓的防治措施
5.1預(yù)測、預(yù)報工作。
電磁輻射監(jiān)測預(yù)報：電磁輻射監(jiān)測的原理是，利用電磁輻射儀接收采掘生產(chǎn)過程中煤巖體在礦壓作用下產(chǎn)生、發(fā)射電磁輻射的信號，即監(jiān)測到的電磁輻射強(qiáng)度能反映煤巖體內(nèi)部應(yīng)力變化尺度及破壞程度的特征信息。自掘進(jìn)工作面迎頭向外50m范圍內(nèi)每隔10m布置一測點，在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行電磁輻射監(jiān)測。監(jiān)測礦成立專門防沖擊礦壓專業(yè)隊伍，利用儀器對煤層進(jìn)行觀測，如利用電磁輻射儀每班重點區(qū)域進(jìn)行設(shè)點觀測，通過分析每天對沖擊礦壓危險性做出預(yù)報。
5.2采取注水卸壓、鉆孔卸壓、爆破卸壓（包括松動爆）、頂板注水或強(qiáng)制放頂?shù)葴p緩應(yīng)力集中程度的措施，規(guī)定時間、地點、相應(yīng)的工藝參數(shù)以及檢查實施效果的方法。鉆孔卸壓：鉆孔卸壓的實質(zhì)是鉆孔接近高應(yīng)力帶時，煤層中積聚的彈性能破壞鉆孔周圍的煤體，因此，在每一個鉆孔周圍形成一定的破碎區(qū)，當(dāng)這些破碎區(qū)互相接近后，形成一個較大的松動區(qū)，煤層卸壓釋放能量，從而消除或減緩煤巖體沖擊危險性。
5.3生產(chǎn)技術(shù)專項措施。
①合理布置巷道，不留中間煤柱，風(fēng)道與上段凈煤柱應(yīng)留5～7m，避開應(yīng)力峰值區(qū)，石門繞道等應(yīng)與上下兩巷垂直布置。②開采有沖擊礦壓危險煤層，兩巷斷面應(yīng)不低于8，并使用錨網(wǎng)、錨索加鋼帶的主動支護(hù)方式。
6.結(jié)論
煤礦開采過程中，沖擊礦壓現(xiàn)象的危害程度比一般礦山壓力顯現(xiàn)程度更為嚴(yán)重。尤其是同煤集團(tuán)的一些礦井開采邊角煤、保護(hù)煤柱的條件下，開采中更易發(fā)生沖擊礦壓，造成嚴(yán)重的自然災(zāi)害。但是，我們在掌握其成因和機(jī)理，并了解影響其發(fā)生因素的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)有的技術(shù)水平下，通過對沖擊礦壓認(rèn)真地測定，并針對具體情況采取有效的防治手段，完全可以消除或大大減少沖擊礦壓事故，確保煤礦正常有序的生產(chǎn)。
（1）確定煤層沖擊危險狀態(tài)及等級對沖擊礦壓治理有重要意義。
（2）在一定的圍巖與壓力條件下，任何煤層都有可能發(fā)生沖擊礦壓。通過一定的方法，沖擊礦壓是可以防治的。
（3）由于沖擊礦壓的隨機(jī)性和突發(fā)性，必須進(jìn)行沖擊礦壓危險的區(qū)域預(yù)報與局部預(yù)報相結(jié)合，早期預(yù)報和及時預(yù)報相結(jié)合，采用多種方法進(jìn)行綜合預(yù)測。
【參考文獻(xiàn)】
[1]陳文波.沖擊礦壓產(chǎn)生原因及防治措施[J].煤炭技術(shù)，2005.
