Котляров Александр Александрович - к.ф-м., ст.н.с. МИФИ Технический директор ООО "НТМ-Защита«

Котляров Александр Александрович - к.ф-м., ст.н.с. МИФИ
Технический директор ООО "НТМ-Защита«
115409 г.Москва, Каширское шоссе 31
тел.
3239079
3239308
факс
3244394
e-mail: ntm@radon.mephi.ru
http://www.ntm.ru
"Биологическое действие, физические основы и средства
измерения электростатических полей и электростатического
потенциала на экране видеомонитора".
Физические характеристики ЭСП
Источники ЭСП
Биологическое воздействие
Методы измерения
Приборы для измерения характеристик ЭСП
Природа электростатических полей.
Естественные поля. Атмосфера – результат действия электрических
зарядов на поверхности земли и в атмосфере.
Проявление - Огни Эльма  коронирование “острых” предметов
- появление и развитие молний   106 В/м
- среднее значение на поверхности земли  = 120150В/м
Техногенные поля:
- установки с высоким напряжением
- линии постоянного тока
- экраны дисплеев, ТНП
- синтетические материалы (ткани, покрытия).
Источники СЭП в производстве:
Текстильное производство от
Целлюлозно-бумажное производство от
Производство пластических материалов от
Приборы с ЭЛТ до
20 до 60 кВ/м
20 до 60 кВ/м
240 до 500 кВ/м
1000 кВ/м
Источники СЭП в быту:
Электризуемость пола
от 90 до 270 В/м
Электризуемость различных тканей в условиях реальной носки
Капрон
до 640 кВ/м
Нейлон
до 100 кВ/м
Ацетат
до 700 кВ/м
Вискоза
до 2,5 кВ/м
Хлопок
нет
Основные характеристики.
Е – напряженность поля
Е = U/d [B/м]
Электрическое поле - проявление электромагнетизма.
Е
F
,
q
E
1
40

q
, где 0=8,8510-12 Ф/м
r2
Расчет электрического поля для различных конфигураций
Одиночный заряд
Одиночная сфера

q
40 r
q

40 r
Плоский конденсатор

qd
 0 S


r
ln
20 rl
Бесконечная нить
Цилиндрический конденсатор
40 r 2
q
E
40 r 2
E
Одиночная плоскость
q
E
E

 0
q
 0 S

E
20 r

E
20 r
Воздействие электростатических полей.
Невротические заболевания – раздражительность, забывчивость, головные боли, метеопатия.
Психосоматические – гипертония, стенокардия, язва, бронхит, астма.
Изменение поля атмосферы от 150  2000 В/м может вызывать у людей ухудшение самочувствия.
Воздействие компьютеров - осаждение пыли на кожу, аллергия
Е может достигать 20  30 кВ/м на расстоянии 30см.
Биологическое воздействие СЭП на молекулярном и клеточном уровнях:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
нарушение молекулярных структур
нарушение проницаемости клеточных мембран
изменение ферментативной активности
при Е=260 кВ/м обнаружены перестройки сухих волокон ДНК
изменение ионного состава крови
снижение активности печени и мозга
влияние на системном и организменном уровнях
наблюдается уменьшение иммунных и розеткообразующих клеток селезенки при Е=200 кВ/м
общее нарушение первичного иммуннитета
возможные причины воздействия
поляризация молекул и тканей
боэлектретные эффекты
Нормативные документы.
1. ГОСТ 12.1.045-84.
Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.
(При Е < 20 кВ/м – время пребывания не ограничено.
Епред = 60 кВ/м – 1 час)
2. СанПиН2.2.4.1191-03 « Электромагнитные поля в производственных условиях.»
П.4.3.2. Контроль напряженности ЭСП в пространстве должен проводиться путем покомпонентного
измерения полного вектора напряженности в пространстве или измерения модуля этого вектора.
3. Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при изменении товаров народного
потребления в бытовых условиях. Межгосударственные санитарные правила и нормы МсанПиН 001-96
(на поверхности ТНП Е  15 кВ/м)
4. ГОСТ Р 50948-96.
Средства отображения информации индивидуального пользования.
(ранее было Е < 20 кВ/м; теперь введено понятие “поверхностный электростатический потенциал” не
должен превышать 500В)
5. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 («Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным
машинам и организации работы»)
Электростатический потенциал экрана видеомонитора не должен превышать 500В.
Рабочее место- Е < 15 кВ/м;
( ранее СанПиН 2.2.2.542-96.Гигиенические требования к видиодисплейным терминалам,
персональным электронно-вычислительным машинам и организация работы.)
6.Электризуемость материалов
6.1 Приложение1 к СанПиН 2.4.7/1.1.1286-03 «Гигиенические требования к одежде для детей, подростков
и взрослых»
Е <(2-7) кВ/м в зависимости от класса 1-4;
6.2 СанПиН 2.1.2.729-99 “Полимерные и полимерсодержащие строительные материалы, изделия и
конструкции. Гигиенические требования безопасности.”
Уровень напряженности электростатического поля на поверхности полимерных материалов в условиях
эксплуатации не должен превышать 15.0кВ/м (при относительной влажности воздуха 30-60%).
Методы измерения напряженности.
Статический метод
(метод ЗОНДА)
E
Динамический метод
(электростатические генераотры)
E
Пластина
вращается
++
Измерительная
пластина
Элементарная схема измерительного преобразователя СЭП с неподвижным зондом
Приборы для измерения ЭСП
Технические характеристики ЭСПИ-301
Диапазон измерений
напряженности электростатического поля 0,3 ... 180 кВ/м
Основная погрешность измерения 15 %
Габаритные размеры модуля: 170х85х45 мм
Технические характеристики СТ-01
Диапазон измерений:
напряженности электростатического поля 0,3 ... 180 кВ/м
электростатического потенциала 0,1 ... 15 кВ
Основная погрешность измерения 15 %
Габаритные размеры измерителя: 500х100х45мм
Блок преобразования
ПУ
Микроэлектродвигатель
Блок управления и индикации
Фильтр
ПЗУ
АЦП
Микропроцессор
Регулятор
скорости
Преобразователь
напряжения
Модуль вывода
информации
Сетевой блок питания
Аккумуляторная батарея
Матричный
жидкокристаллический
индикатор
Функциональная схема измерителя ЭСП СТ-01.
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЕЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ
СТ-01
Прибор предназначен для экспрессных измерений в жилых и рабочих помещениях
биологически опасных уровней электростатических полей, источниками которых
являются электроустановки, средства отображения информации (дисплеи
компьютеров, телевизоры, игровые автоматы), а также отделочные строительные
материалы.
ОСОБЕННОСТИ:
Измеритель позволяет оценить эффект электризуемости или антистатической
обработки текстильных и обувных полимерных материалов и изделий из них как в
лабораторных условиях, так и в условиях реального использования одежды и обуви
согласно нормативным документам.
Измеритель выполнен на современной элементной базе с матричным дисплеем и
микропроцессорным управлением, позволяющим автоматизировать процесс обработки
полученных данных. Для измерения поверхностного электростатического потенциала
экрана видеодисплея применяется измерительная пластина, которая устанавливается на
фиксированном расстоянии от экрана.
Предусмотрено использование двух типов измерительных пластин:
измерительная пластина в форме диска диаметром 200 мм для измерения
электростатического потенциала по СаНПиН 2.2.2.542-96;
измерительная пластина 500500 мм для измерений по ГОСТ Р 50949-96 (поставляется
по отдельному заказу).
Измеритель напряженности электростатического поля СТ-01 имеет сертификат об
утверждении типа средства измерений RU.C.35.002.А № 5170 от 01.07.98 г., внесен в
Государственный реестр средств измерений под № 17400-98 и допущен к применению в
Российской Федерации. Рекомендован Госсанэпиднадзором для использования в целях
санитарного надзора по контролю напряженности электростатического поля на рабочих
местах операторов ПЭВМ, электростатического потенциала по СанПиН 2.2.2.542-96, а
также в других сферах производства, регламентированных ГОСТ 12.1.045-84 и
СанПиН 001-96.
Технические характеристики
Характеристика
Значение
Рабочий диапазон измерений напряженности
электростатического поля
0,3  180 кВ/м
Диапазон измерений электростатического потенциала
экрана видеодисплея
0,1  15 кВ
Предел допустимой основной относительной
погрешности
 15%
Масса прибора
1,1 кг
Габаритные размеры укладочного кейса
350х260х120 мм
Рабочие условия эксплуатации
Температура окружающей cреды
+5+40 0С
Относительная влажность при температуре окружающего
воздуха 25 0С
до 90%
Комплетация поставки
Преобразователь напряженности электростатического поля
Аккумуляторная батарея, зарядное устройство
Измерительная пластина для измерения поверхностного электростатического потенциала
экрана видеодисплея по СаНПиН 2.2.2.542-96
Руководство по эксплуатации, паспорт
Свидетельство о поверке ВНИИФТРИ
Укладочный кейс
Срок гарантии 2 года
Определение электризуемости материалов.
(Гигиеническая оценка одежды для детей, подростков и взрослых.
МУК 4.1/4.3.1485-03)
3
1
2
4
1. Плоский металлический электрод.
2. СТ-01 с измерительной пластиной.
3. Прижимные планки с крепящими
барашками.
4. Подставка для СТ-01.
Испытуемый материал
Максимальное значение напряженности
электростатического поля (кВ/м) при
разных материалах на щетке с учетом знака
заряда
хлопковая
ткань
смесовая
ткань
капроновая
ткань
2
3
4
1. Натуральная кожа хромового дубления
+ 6,0
+ 11,0
+ 2,0
2. Искусственная кожа:
- с полиуретановым покрытием
- винилискожа
- 0,15
- 0,42
+ 0,40
+ 0,69
- 0,33
- 0,21
3. Натуральный мех:
- овчина натуральная
- овчина дублированная на коже
+ 46,7
+ 10,0
+ 126
+ 54,5
+ 71,0
- 11,7
4. Искусственный мех (60 PAN, 40 PES),
дублированный капроном
- 23,0
- 11,7
- 11,3
1
5. Желтая подкладочная ткань (100 PAD):
- сетчатая сторона
- трикотажная сторона
+ 22,0
+ 12,0
+ 37,0
+ 3,7
- 55,0
- 40,0
6. Зеленая подкладочная ткань (40 vl, 50
VS, 10 ot)
+ 2,57
+ 19,0
+ 1,95
7. Войлок
- № 1 тонкошерстный
- № 2 тонкошерстный РЭП (толщина 0,185 см)
- № 3 тонкошерстный РЭП (толщина 0,295 см)
- № 4 технический полугрубошерстный
+ 10,6
+ 9,5
+ 15,5
+ 7,0
+ 21,5
+ 22,4
+ 37,0
+ 17,0
+ 3,0
+ 4,0
+ 3,8
+ 4,4
Структурная схема ИРИ.
АЦП 1
ИЗМЕРИТЕЛЬ E0
ПУ1
ИЗМЕРИТЕЛЬ E50
ПУ2
ИЗБИРАТЕЛЬНЫЙ
ФИЛЬТР
БАЗОВАЯ
СТАНЦИЯ
АЦП 2
МИКРОКОНТРОЛЛЕР
БАТАРЕЯ
ИСТОЧНИК
ПИТАНИЯ
ЗВУКОВОЙ
СИГНАЛ
УСТРОЙСТВО
ИНДИКАЦИИ
УСТРОЙСТВО
СВЯЗИ
УСТРОЙСТВО ХРАНЕНИЯ
ДАННЫХ
Внешний вид макетного образца ИРИ-3.