电磁辐射:标准是什么?快到碗里来!政策资讯中国服装网-www.baid.com

  新闻事件

  近期,中国纺织标准网发布了“关于对《服装 电磁屏蔽效能测试方法》等8项拟报批国家标准予以公示的通知 ”。其中关于《服装 电磁屏蔽效能测试方法》(报批稿)中的内容及相关信息颇为引人关注。最近,相继有业内外专家学者致电本报,针对此批示稿中的内容提出了自己的观点,希望与标准的起草方及业内同行共同探讨。

  总后勤部军需装备研究所教授级高工施楣梧博士和北京工业大学材料学院电磁防护与检测研究室的王群教授对于此项标准报批稿的主要质疑在于:这项标准制定的必要性和电磁辐射环境超标的限值、服装防护标准等数据的科学依据。

  权威数据

  今年5月,环境保护部公布的《2013中国环境状况公报》中指出:2013年,全国辐射环境质量总体良好。

  其中,关于“电磁辐射”的描述如下:2013年,全国环境电磁辐射质量总体良好。环境电磁综合场强均远低于《电磁辐射防护规定》(GB 8702-88)中有关公众照射参考导出限值。电磁辐射设施周围环境电磁辐射水平无明显变化。

  开展监测的移动通信基站天线周围环境敏感点的电磁辐射水平低于《电磁辐射防护规定》规定的公众照射导出限值,开展监测的各输电线和变电站周围环境敏感点工频电场强度和磁感应强度均低于《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T 24-1998)规定的居民区工频电场评价标准和公众全天候辐射时的工频限值。

  特刊观点

  针对专家学者对《服装 电磁屏蔽效能测试方法》(报批稿)提出的主要建议,本刊将逐一对照标准报批稿中的相关内容进行呈现。就目前的电磁辐射环境看,普通民众是否需要穿戴防护服进行特别保护?市场上,防电磁辐射服的产品质量良莠不齐、防护标准尚不明确,标准依据什么制定?行业标准和国家标准又该如何界定……

  国家标准的推行作为国家公器具有一定的权威性和引导性,起草部门经过调查研究提出方案进行报批,审批部门严格遵守程序公示审查,行业相关从业人员各抒己见,完善其中内容,这样的过程足见一个标准判定过程中行业对社会的负责态度。

  为公允起见,本刊开放讨论平台,希望征得各方的声音,相继在“防护特刊”进行开诚布公的讨论,为标准的制定与完善提供更多科学依据,为民众提供真正的保护。

  关于测试系统

  《服装 电磁屏蔽效能测试方法》(报批稿) 原文

  7 测试程序

  7.1 测试参数

  7.1.1 测试频率:分别测试80MHz、450MHz、915 MHz、1800MHz、2450MHz以及6000MHz,共6个频点。

  7.1.2 极化方向:水平、垂直。

  7.1.3 人体模型定位:人体模型面对发射天线,在发射天线的主瓣方向的轴线位置上,距离 3 米,发射天线与胸测试点(接收探头)处于等高的位置,距实验室地面不小于 0.8 米,且不影响样品服装的正常穿着状态。见图 1。

  7.1.4 测试点:接收探头分别位于人体模型胸围和腹围前正中,并置于人体模型内部。探头外表面与人体模型表面平齐。见图 1。

  注:由于样品用途或款式不同,测试点和测试方向也可由相关方协商确定。但须在测试报告中说明。

  7.2 测试步骤

  7.2.1 测试系统校准后,设置信号源输出信号频率(按 7.1.1),保持信号源输出电平不变,样品每部位(测试点)水平和垂直极化各测一次,分别对人体模型的2个测试点(按7.1.4)进行测试,得到24个电场强度测试数据 E1。

  7.2.2 在人体模型上套穿被测样品服装,注意导线出入位置不应影响服装的正常穿着状态,保持服装与人体模型之间相对位置基本稳定后,按 7.2.1 进行测试,得到 24 个电场强度测试数据 E2。

  注:有调节拉链、绳带的服装,套穿时宜闭合拉链或系上绳带。

  7.2.3 对耐洗涤防电磁辐射服装,试样按6.2进行洗涤、干燥后,按7.2.2进行测试。

  标题是防辐射服装,性能等级标准是指民用防护服服装,而文件内给出的人体模型却是孕妇模型,这点不妥。从概念划分看:防护服>民用防护服>孕妇防护服。

  标准中给出了信号接收机的主要性能指标要求,其中关键指标电平测量范围下限值为-50dBm。按照标准中描述的测量系统,信号经信号源输出,由发射天线口面发射出后,到接收探头处,整个系统的信号链路测算大约为-35dBm~-40dBm之间,如果再将全向接收探头的增益及接收端的损耗算进去,则接收机的-50dBm的电平测量下限根本无法测量到10dB以上的屏蔽效能。

  标准中虽然提出了信号接收采用全向探头,但却对探头的具体参数指标未做任何说明。据了解,目前国内外接收探头供应商提供的全向探头的最小灵敏度值为约0.14V/m,所对应的最低场强分贝值约为-13dBm。如果按照链路最小损耗值-35dBm来考虑,全向探头的最小测量值已经高于链路损耗值,要是再将屏蔽服的信号衰减作用叠加上去,则全向接收探头根本不能满足测量系统的动态要求。

  标准文件中所述的人体模型身高为165cm,人体模特全身穿着具有金属性质的屏蔽服后, 其高度方向大于宽度方向,显然,这种结构能够耦合更多与其同向的电场分量的电磁波能量,因此,这就要求发射电磁波的天线应该为垂直极化方式。这样,安装于人体模型内部的接收天线也必须是垂直极化,否则,当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时,接收到的信号都会变小,发生极化损失。

  标准文件中列出了两种极化方式,由实际测量人员自行确定。试想,同一件防护服在两个测量系统上进行测量,如果发射天线的极化方式不同,那么,两个系统上的测量结果也就必然不同,这种情况可能会有损标准规范化的意义。

  关于计算和结果的表达

  《服装 电磁屏蔽效能测试方法》(报批稿) 原文

  8 计算和结果的表达

  8.1 记录胸、腹测试点的电场强度实测值(可参照表 1),按3.1的式(1)计算电磁屏蔽效能,修约至小数点后一位。

  8.2 观察表1中的24个SE值,依次剔除较小的6个 SE值,以剩余18个SE值中最低值为服装电磁屏蔽效能的测试结果。

  注:测试中SE值有可能出现负值,但一般情况下这种现象出现的概率非常低。

  8.3 若表1中的SE值出现负值多于6个,则不能得到服装电磁屏蔽效能的测试结果,仅记录和报告E1、E2 实测值和SE计算值。

  标准中第8条关于“计算和结果的表达”的规定有些不清楚。首先,关于剔除E2值大于E1值的依据,标准撰写人认为“测试中出现E2值大于E1值的现象,有可能是测试系统不够完善及其测量误差造成的,一般情况下这种现象出现的概率非常低”。

  实际上,这种情况在低频段屏蔽效能测量中普遍存在,这不是测量误差造成的,而是有确定的物理机制,其根本原因是由于穿着防护服的人体模型内实际构成了一个结构不规则的类金属腔体,存在丰富的谐振频率,在对应的谐振频点上高于、低于参比E1是很正常的现象,高于E1值并不代表防护服无效果。需要明确的是,E值是仪器测量的电平值,而人们追求的防护服效果实际是电磁波能量衰减量,是指在宽频带内能量衰减的综合效果,两者之间存在差异。用电场强度比值来表征屏蔽效能仅适合于无谐振条件,例如,在测量屏蔽室屏蔽效能时,先要计算被测屏蔽室的谐振屏蔽,测量时要避开谐振频点。对于防护服采用回避谐振频点的方法是不可行的,因为屏蔽室很规则,能够计算出谐振频率,而不规则的防护服根本无法计算。可行的方法只能是消除或减小谐振峰值。

  其次,人为剔除6个数据点的依据是什么?设想,如果剔除的6个点并没有均匀地出现在推荐测量频点上,那么,如何对剩余的18个测量数据进行统计分析?这在标准中未做任何说明,这就意味着要由不同的测量人员来根据自己的判断来分析确定,显然,这样做同样使标准缺乏规范性。

  关于等级划分

  《服装 电磁屏蔽效能测试方法》(报批稿) 原文

  9 评定和标识

  9.1 民用服装的电磁屏蔽效能测试结果达到5dB及以上,可评定该服装具有防电磁辐射性能。

  9.2 按7.2.3试验后,服装的电磁屏蔽效能测试结果达到5dB及以上,可评定该服装具有耐洗涤防电磁辐射性能。

  9.3 民用服装的防电磁辐射性能等级,按电磁屏蔽效能测试结果为二个等级,见表 2。

  民用服装系指除军用服装以外的各类服装,包含民用职业服装和民用日常生活服装。按照标准中的规定,防护服屏蔽效能划为两个标准,一级等级:SE>10dB,二级等级:10≥SE≥5。这两个等级的数值范围没有根据电磁屏蔽面料屏蔽效能的实际情况进行规定,也欠缺对民用职业防护服屏蔽效能等级要求的考虑。

  一方面,目前市场上的各类电磁屏蔽面料的屏蔽效能范围很宽,低的只有几dB,高的达到70dB,甚至更高,用这些屏蔽面料制成的防护服根据结构和款式的不同,着装的防护服的实际屏蔽效能一般在2dB至 40dB之间。显然,根据本推荐标准,在5dB以下的有一定效能的未作规定,而10dB以上的很大范围屏蔽效能却都规定为一个等级,无法体现不同防护服产品性能优劣的差异。

  另一方面,民用职业防护服能够实现有效防护的要求应该是场强值至少衰减到1/10的水平,即20dB,显然,按照本标准等级的规定,所有民用职业防护服都是1 级,没有级差,因此标准中的等级规定也就失去了意义。

  根据以往研究的结果,合理的等级划分应为,3级:SE≤10dB;2级:10dB<SE≤20dB;1级:20dB<SE≤30dB, 特级≥30dB。或3级:SE≤10dB;2级:10dB<SE≤20dB;1级:20dB<SE≤40dB;特级≥40dB。

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