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電磁發射技術范文第1篇

【關鍵詞】地質 物探 地基處理

地質勘探時通過各種手段與方法對地質進行勘查、探測的活動，在經濟社會不斷發展的今天，將科學技術與勘探技術完美結合是實現地質勘探現代化的重要舉措，下面結合相關項目實際情況，分析網絡并行直流點法和瞬變電磁法在工程建設中的應用。

一、項目概況

和平村棚戶區改造建設工程位于淮南市八公山區，西面為八公山風景區，東側為新莊孜煤礦，和平村項目位于淮南市八公山區，小區規劃總用地面積約38.6公頃。淮南市八公山區為巖溶災害高發區域，經地質災害危險性評估和分析，規劃區有巖溶塌陷、膨脹土變形二種地質災害。整個小區劃分為地質災害危險性大區和中等區，建設用地適宜性為事宜性差和基本適宜。

為確保工程建設安全，在工程設計前，對該評估區進行詳細的工程地質勘查，進一步查明建筑物下巖溶的發育情況，以便采取合適的防治措施。根據規劃情況，初步確定探查區域為規劃布置的高層區域，主要探查內容如下：采用高密度電阻率法和瞬變電磁法探查該區巖溶發育情況，由于本區住戶密集，對于不適宜采用高密度電阻率法的區域重點選用瞬變電磁方法；探查地表以下深度為50m以上的巖溶發育情況。

二、選擇物探方法的探測原理

1、網絡并行直流電法探測原理

電法探測擬采用網絡并行電法進行探測。探測使用的儀器為并行網絡電法儀，該儀器的最大優勢在于任一電極供電，可在其余所有電極同時進行電位測量，可清楚地反映探測區域的自然電位、一次供電場電位的變化情況，采集數據效率比傳統的高密度電法儀又大大提高，是電法勘探技術的又一次飛躍，是國內率先使用的方法。

2、瞬變電磁探測原理

瞬變電磁法屬時間域電磁感應方法。其探測原理是：在發送回線上供一個電流脈沖方波，在方波后沿下降的瞬間，產生一個向回線法線方向傳播的一次磁場，在一次磁場的激勵下，地質體將產生渦流，其大小取決于地質體的導電程度，在一次場消失后，該渦流不會立即消失，它將有一個過渡（衰減）過程。該過渡過程又產生一個衰減的二次磁場向地下傳播，由接收回線接收二次磁場，該二次磁場的變化將反映地質體的電性分布情況。如按不同的延遲時間測量二次感生電動勢V（t），就得到了二次磁場隨時間衰減的特性曲線。如果沒有良導體存在時，將觀測到快速衰減的過渡過程；當存在良導體時，由于電源切斷的一瞬間，在導體內部將產生渦流以維持一次場的切斷，所觀測到的過渡過程衰變速度將變慢，從而發現導體的存在。

三、探測技術應用

1、兩種物探方法的應用

（1）電法勘探

根據地殼中各類巖石或礦體的電磁學性質和電化學特性的差異，通過對人工或天然電場、電磁場或電化學場的空間分布規律和時間特性的觀測和研究，尋找不同類型有用礦床和查明地質構造及解決地質問題的地球物理勘探方法。

主要的應用范圍：廣泛應用于提防隱患探測；用于水文、工程、環境的地質勘探及高分辨率電阻法工程地質勘探；用于煤礦采空區、人防工程及卡薩特地區溶洞等勘探；用于金屬和非金屬礦產資源的勘探和地熱勘探。

（2）瞬變電磁法

瞬變電磁法也稱時間域電磁法，簡稱TEM，它是利用不接地回線或接地線源向地下發射一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場間歇期間，利用線圈或接地電極觀測二次渦流場的方法。簡單地說，瞬變電磁法的基本原理就是電磁感應定律。

瞬變電磁法探測具有如下優點：由于施工效率高，純二次場觀測以及對低阻體敏感；無地形影響；異常響應強，形態簡單，分辨能力強；剖面測量和測深工作同時完成，提供更多有用信息；不受高阻層的屏蔽影響，能穿透高阻層，并采用空間多次覆蓋技術，提高信噪比和觀測精度；剖面測量和測深工作同時完成，提供更多有用信息，減少多解性。

2、探測方案設計

根據現場情況，共設計10條電法測線，橫測線（東西方向）編號為Res-Y1～Res-Y4，縱測線（南北方向上）編號為Res-X1～Res-X6，電法點距5.5m；全區電法測線共10條，測線總長為2955.5m，測點總數為576個點

瞬變電磁測線布置11條測線，其中縱測線5條，編號為TEM-X1～TEM-X5，橫測線6條，編號為TEMY1～TEMY6。測線總長為3104m，測點總數為307個點。

3、數據處理與解釋

由于網絡并行電法數據采集方式和常規電法數據有一定區別，因此在數據處理技術與處理流程上有獨特的特點。本次數據的預處理在本物探中心和東華測試有限公司聯合編制“網絡并行電法解析系統”處理平臺上進行。數據處理的重點為三維電阻率反演，直接利用地面不規則測線的空間坐標建立三維反演模型，選用EarthImager 3D軟件平臺，可獲得測區范圍內三維電阻率數據體，成果圖選用了surf8.0和AtuoCAD軟件進行輔助成圖。處理步驟為：數據解編――突變電位、電流剔除――AGI格式導出――三維建模――3D電阻率反演――結果成圖。

瞬變電磁數據處理在MSD平臺上進行，處理流程為：數據轉換-數據點平滑-測點坐標校正-晚期視電阻率計算-時深轉換-剖面成圖。

4、數據分析解釋

從地質條件上分析地下溶蝕地質條件的存在使得灰巖地層的電性發生明顯變化，電性的變化不僅與溶洞的溶蝕程度及范圍有關同時也受溶洞充填物影響。即灰巖溶洞在充水或充泥條件時阻值較低，而充填物較少或溶洞空腔則為高阻反映，在雨季表現低陰，在枯水期又表現出高阻。由于溶洞、風化程度的差異使得灰巖具有很強的結構不均性一，因此在介質彈性上具有很強的波阻抗差異，并且表現出低頻，衰減變慢等特征。基于上述所分析的溶蝕區地球物理條件，以此為解釋原則結合本工程地質條件對本次巖溶探查結果進行初步分析解釋。

本次綜合物探勘查根據電法、瞬變電磁法電阻率在平面和剖面上分布的均一程度將探查區劃分為1區、2區和3區共三個區，在平面位置上1區位于探查區西南，2區位于泄洪溝兩側，3區位于探查區東北，在電阻率分布上1區和3區均一性差，2區均一程度相對較好。三個分帶區同本區的地質層位基本對應，由于不同年代灰巖差異風化等因素使得1區和3區溶蝕程度較高，基巖界面處溶溝、石芽等溶蝕地貌發育，2區溶蝕程度相對低，灰巖完整性相對較好。通過物探勘察，查出了部分異常情況，基本探明地下巖溶分布，為降低受測區建筑物及其他設施的影響，對本次物探異常點加強巖土工程勘察驗證，進一步探明異常區的具體工程地質特征，以便采取更加得當的地基處理措施。

四、結束語：

實踐表明，在工程地質勘察中，尤其是在地質災害易發區域進行工程建設時，單純利用一種勘探手段，往往不能取得良好的勘查效果，而多種勘探手段有機的綜合使用，往往可取得事半功倍的效果。淮南市屬于巖溶多發區，利用工程物探手段，提前探明規劃區地質條件，尤其是斷層以及巖溶分布情況，對下步工程鉆探具有較強的指導意義，避免了工作的盲目性。

參考文獻

[1]巖土工程勘察規范 GB50021-2001

[2]淺層地震勘查技術規范 DZ/0107-1997

電磁發射技術范文第2篇

（安徽工程大學 電氣工程學院，安徽 蕪湖 241000）

摘要：為了研究線圈對電磁發射器的射擊精度的影響，本文設計實現了一個兩級線圈式電磁發射器.采用低壓直流電源供電，由SG3525生成PWM波，經MC33883驅動MOS管全橋產生高頻交流電，變壓器升壓后經整流、濾波，對電容進行充電.為精確控制發射電壓，采用AVR單片機采集電容電壓數據并實時顯示，且可開關選擇設定發射電壓.兩級線圈分別經可控硅和光電管控制觸發.射擊測試得到的實驗數據顯示發射器射擊距離和打靶精度較高，與距離相比，誤差不到5‰.該設計結果對線圈式發射器的未來應用具有一定的實際參考價值.

關鍵詞 ：線圈式；電磁發射器；AVR單片機

中圖分類號：TM15；TM383文獻標識碼：A文章編號：1673-260X（2015）02-0004-04

1 引言

電磁發射技術的應用領域非常廣泛，不僅可以應用于軍事、航天，還可以應用于民用領域.根據電磁發射結構和原理劃分，主要有軌道式、線圈式和重接式三種[1-3].軌道發射技術因研究人員的重視發展相對較早，如電磁軌道炮、電磁列車等.電磁列車可以利用現有的火車軌道而無需重新鋪設軌道，將列車箱體當作發射體，成本比磁懸浮列車低，而速度高于傳統列車[4].電子控制和高儲能密度大功率脈沖源技術使得電磁線圈發射技術得到了迅速發展，其優點主要有效率高、力學結構合理、彈丸與管壁無機械接觸，且能突破化學能發射的有效載荷而把大質量的載荷高速發射，軍事和民用領域應用都將極為廣泛[2-5].關于電磁線圈發射技術的研究發展，美國在全球水平最高、技術最成熟、研究領域最廣、投資規模最大，比其它國家明顯領先.國內外報道的相關資料顯示，電磁線圈發射技術在美國的軍事領域被廣泛應用.美國對電磁線圈發射技術展開了多方向研究，在軍事領域的應用有飛機的電磁彈射系統和導彈電磁助推器等[2].近年來，工程技術人員和研究人員對于利用該技術進行電磁發射器的性能評測和優化設計做了大量的研究，在研究過程中一般都是采用仿真方法對線圈的實時電磁力、機械結構特性、制作方法，以及最優觸發時序等進行分析優化[6-9]，而對于電磁發射器的發度的控制研究較少.本文利用電磁發射原理及前面的優化結果，在線圈式電磁發射結構的基礎上，設計了一個兩級電磁線圈發射器，并對發射器的精度進行了測試.本文設計的發射器一級線圈可采用開關觸發或單片機控制的自動、定時觸發；二級線圈則是利用光電對管檢測彈丸通過情況并自動觸發，該方法可以級聯多級加速線圈，從而提高發射速度.

2 線圈式電磁發射技術原理

線圈式電磁發射器，又稱線圈炮（coilgun），通過功率脈沖或交變電流感生的磁行波驅動彈丸線圈或鐵磁材料彈丸，本質上就是一臺直線型電機[3]，其構造一般為驅動線圈和一個彈丸，結構見圖1所示.

驅動線圈是由儲能元件供電；而彈丸上一般可繞制線圈，稱為發射線圈，通過滑動電刷或等離子體的電弧放電來提供電流，也可采用鐵磁材料彈丸上感生的渦流.兩個線圈在相互之間的電磁力作用下可能出現吸引或排斥.當兩個線圈的電流方向相反時，由于驅動線圈固定，則彈丸就會受到電磁力的排斥作用而被發射出去，且發射過程中磁懸浮效應使得彈丸不與彈管內壁發生機械接觸，無摩擦阻力.因而，線圈式電磁發射技術力學結構合理，發射效率高，適合于發射大質量載荷.本文采用鐵磁材料彈丸，只需將驅動線圈連接上儲能元件，避免了彈丸供電需要的電刷換向裝置.流過電流的線圈周圍形成磁場，線圈的磁動勢與線圈匝數N和電流i正比.若線圈磁阻為Rm，磁通量為φ，Rm為常數而φ與Ni成正比，則有Fm=Ni=φ·Rm.求下列積分即可得到線圈中儲存的磁場能：

3 線圈式電磁發射器設計

設計中炮管采用的是直徑為20mm的PVC管，在外管壁上采用直徑為0.85mm的漆包銅線繞制了兩級線圈.經計算測試，第一級線圈繞8層，長30mm，最底下第一層33匝，第二層32匝，以上各層依次遞減，共236匝，第二級線圈纏繞5層，共124匝.采用電容組對兩級線圈放電，產生一個大電流脈沖，使線圈產生強大持續時間短的變化磁場.發射炮彈采用直徑20mm的鐵球.所設計的二級線圈式電磁發射器如圖2所示.

為便于攜帶，采用電池或其它低壓直流電源供電，經逆變器轉化為高頻交流電，然后進行升壓整流對電容充電.電源電路原理圖如圖3所示，SG3525利用反饋電流調節脈寬生成PWM波，經過MC33883驅動MOS管全橋，產生高頻交流電.

全橋輸出的高頻交流電經過升壓變壓器升壓得到較高的電壓值，并經過整流、濾波后對電容進行充電，如圖4.

采用ATmega328P單片機的23引腳連接儲能電容，用來探測電容的電壓，并通過TM1638驅動數碼管L1和L2，實時顯示充電過程中電容的電壓大小.此外，為精確控制發射電壓，將引腳PD0-PD7及PB8連接選擇開關，用以選擇設定好的發射電壓.這樣通過事先設定和實時顯示電容電壓，可以大大提高電磁發射器精度.

為避免電容同時處于充電和放電狀態，設計中采用了繼電保護模塊器，見圖5.S2未按下時，繼電器為常閉狀態，當S1按下后，OUT1輸出高電壓給電容組充電；S2按下后，電流經過R1與C1和K1匯合于GND流出，繼電器K1線圈有電流流過，產生磁電效應，銜鐵在電磁力作用下被吸合向鐵芯，并由OUT2向可控硅輸出高電壓，使電容組放電.

一級驅動線圈觸發控制電路的工作原理如圖6所示，運用可控硅寬范圍的電流和電壓控制能力來實現器件的開啟或關閉.當單級可控硅管的CSR_G端接收到高電平時，C1對線圈瞬間放電，形成一個大的脈沖電流，產生強磁場驅動彈丸.當電容放電結束時，可控硅截斷.續流二極管D2用來防止可控硅截斷時的反向電流，避免損壞電路.

二級驅動線圈觸發控制電路的工作原理如圖7所示.常態下，光電對管的發射管D1發出的光束直接照射接收管D2，使得D2的電阻減小.于是，LM358的引腳7輸出為高電平，使得三極管Q1截止，OUT輸出為低電平，使可控硅截斷.當彈丸通過時，遮擋住D1直接照射到D2的光束，D2電阻變高，導致LM358輸出為低電平，從而使得三極管Q1飽和，OUT輸出高電平到可控硅G端，導通可控硅使得電容組放電，形成的強脈沖電流流過線圈產生強磁場，繼續推動彈丸增加運動速度.二級線圈及后面的多級線圈采用光電對管檢測控制可以實現自動觸發，從而便于級聯更多級的驅動線圈來實現更高的發射速度.

4 發射器精度實驗測試

為測試線圈式電磁發射器的發度，下面主要從發射器的射擊距離和打靶準確度兩方面來測量.經整流、濾波后給電容充電的交流電的頻率和電壓幅值，可以通過PMW脈寬調制器調節輸出再經MOS管全橋和變壓器升壓產生.因此，首先對SG3525控制電壓與輸出脈沖占空比進行了測試，以便選擇合適的輸入電壓，測試結果如圖8所示.從圖中可以看出，當輸入電壓超過3.2V之后，占空比基本上保持不變.

為了便于測量，對于射擊距離和打靶準確度的測試，選擇距離分別為2米和4米，目標靶距離3米，靶心高度為64cm.電壓值的大小決定了彈丸發射速度的不同，因而也就使得彈丸射擊的水平距離不同.一般電壓值越大，水平距離越遠.為了初略了解電壓與距離的關系，試選擇了不同電壓進行射擊，得出的結果見圖9.由圖可知，為了使射擊距離精確為2米和4米，后面的實驗測試分別選擇191V和257V電壓.

實際發射過程中，有多種客觀情況對彈丸的發射距離產生影響，如風力大小、空氣濕度等.為了了解線圈式電磁發射器自身因素對發射距離精度的影響，下面分別將發射電壓設置為191V和257V，并都進行了10次實驗，實驗結果如圖10所示.

由于固定了目標靶位置及靶心，為測試打靶情況，首先通過實驗確定在不同的發射電壓下，彈丸擊中目標靶的位置，經過射擊實驗得到的發射電壓與彈丸擊中靶的高度如圖11所示.據此，選擇打靶的發射電壓為254V，打中靶的位置高度如圖12所示.從圖中可以看出，彈丸擊中靶的位置基本上都落在靶心位置，誤差在-5~5mm以內，可見所設計的電磁發射器具有較高的準確度.

5 結論

本文運用AVR單片機進行精確控制，設計實現了一個兩級線圈式電磁發射器.為了攜帶方便，運用低壓直流電源供電，通過改變PMW脈寬調制器SG3525輸入調節輸出的頻率和電壓幅值，再經過MC33883驅動MOS管全橋產生高頻交流電，以及變壓器升壓、整流、濾波之后，對電容進行充電.還可以通過手動開關選擇設定發射電壓，且充電電壓通過AVR單片機采集并輸出經數碼管顯示.第一級線圈采用可控硅控制觸發，第二級線圈利用光電對管檢測彈丸的通過情況進行控制可控硅實現觸發.最后經過實際射擊測試，得到的數據顯示發射器具有較高的精度.

參考文獻：

〔1〕李軍，嚴萍，袁偉群.電磁軌道炮發射技術的發展與現狀[J].高電壓技術，2014,40(4):1052-1064.

〔2〕鄒本貴,曹延杰.美軍電磁線圈發射技術發展綜述[J].微電機，2011,44(1):84-89.

〔3〕王瑩,肖峰.電炮原理[M].北京：國防工業出版社,1995.93-178.

〔4〕楊世榮,王瑩,徐海榮,駱穎.電磁發射器的原理與應用[J].物理學和高新技術,2003,34(4):253-256.

〔5〕Driga M D, Weldon W F, Woodson H H. Electromagnetic Induction Launchers [J]. IEEE Transactions on Magnetics, 1986, 22(6):1453 - 1458.

〔6〕張亞東，張為杰，楊勝寬，張俊，阮江軍，劉開培.電磁驅動線圈的力學特性及制作方法[J].高電壓技術,2014,40(4):1186-1193

〔7〕李獻,王秋良,劉建華.直線感應電磁發射器分析與優化[J].電工電能新技術,2010,29(2):43-47.

電磁發射技術范文第3篇

【關鍵詞】電磁發射 電磁炮 射釘槍

線圈式電磁炮基本原理是利用高能的脈沖電流瞬間通過發射線圈，產生高密度磁感線瞬間磁化鐵磁性彈丸。將電能轉化為磁能再通過磁場作用轉化為彈丸的動能，從而達到預期目的。電磁發射技術具有諸多優點：具有較大的發射動能、威力大、無噪聲、無煙霧，體積小質量輕，方便攜帶。而線圈式電磁炮由于不足以滿足軍事需求，在軍事方面的研究慢慢變淡。但其在電磁射釘槍這一領域還是具有很大潛力的。目前投入市場的射釘槍主要有兩種形式：空氣壓縮驅動式式射釘槍和火藥驅動式射釘槍。壓縮氣體式射釘槍主要靠空氣壓縮機獲得高壓空氣，用空氣壓力將釘子射出。相比下其缺點在于應用時需配備體積較大的笨重的空氣壓縮機，且壓縮機的購買成本比較高。而火藥式射釘槍主要靠子彈的火藥爆炸力主動釘子前進，但其發射過程中會產生較大的聲響，會影響到施工人員與他人的健康甚至對耳朵造成失聰的危害。而且每一次的發射成本比較高。而基于線圈式電磁炮原理的射釘槍恰好彌補了他們的缺點。

圖1

原理圖（圖1）首先通過全橋整流電路將220v市電進行整流，經限流電阻后給儲能電容充電。充電完成關閉充電開關，打開發射開關。儲能電容的能量會瞬間釋放在發射線圈內，并在發射線圈內產生強磁場。利用強磁場就可以將鐵磁性炮彈瞬間磁化，從而利用一行磁極相吸引的原理將子彈吸引，子彈會獲得較大的動能發射出去，從而達到預期目的。

2 電磁炮的新的應用領域――射釘槍

2.1線圈跑的發展史

線圈炮是最早出現的電磁炮，1845年就有人用其將一根金屬棒打出二十米遠。1901年第一臺電磁炮正式誕生，并可以將一枚500g的彈丸加速到500m/s. 自此以后人們開始研究，使其射速更快射程更遠以用于軍事戰爭中，而后在軍事方面逐漸被軌道炮所取代。

2.2線圈炮的優點及改造

雖然其不能滿足現代戰爭的要求，但其存在諸多優點：發射的初速度極高、發射成本相對于其它發射方式要低很多、而且彈道相對垂直、受環境影響小、無后坐力、射程遠、貫穿性強、對環境無污染等諸多優點。針對其諸多優點，我們完全可以將其應用于新的領域：射釘槍發射系統。它的各項性能指標完全可以滿足民用射釘槍的發射需求，從而引起民用射

釘槍產品的一次巨大變革。它的眾多優點是火藥式射釘槍和壓縮器式射釘槍無法比擬的。

它會帶來射釘槍產品的一次巨大變革。首先該種射釘槍的可以做到體積小便于攜帶搬運，而相同類型的壓縮空氣式射釘槍必須配備一臺體積較大的笨重的空氣壓縮機。這種射釘槍可以減少的運輸成本，不必再搬著笨重的空氣壓縮機。相比于火藥式的射釘槍而言，這種電磁式射釘槍在使用過程中不會產生巨大的噪聲，而且這種射釘槍發射相同數目的子彈用時遠小于火藥式射釘槍。而且電磁式射釘槍的發射槍筒的質量可以做到300g左右，然而另外兩種發射器最輕也要1500g左右。這種射釘槍質量較小可以減輕操作人員的疲勞度。綜上，電磁式射釘槍可以很大程度上的減小對工作人員健康的損害。

2.3所制作電磁射釘槍的相關參數

2.3.1 發射時間

根據一階電路電容充電時間T的計算公式：t=RC

注：式中 T為電容達到穩態的充電時間；R為電路中的限流電阻的值； C為電路中電容的值。所選限流電阻為1KΩ、電容為三支220uf電容并聯（并聯后等效電容值為660uf）那么根據上述公式電容的充電時間T=3*220*10^（-6）*1000=0.66s。這就意味著該種電磁射釘槍的最小發射時間間隔為0.66s，這完全可以滿足射釘槍的連續射擊的工作要求。

2.3.2射釘槍發射子彈的初速度的計算方法

射出子彈的初速度計算原理：已知物體所處高度為Hm，即可根據H=1/2*g*t^2算出落地時間t。然后測量出子彈飛行距離S。根據S=V*t計算出子彈的飛行速度。

3 結語

將線圈炮原理的發射器制成民用射釘槍是具有可行性的。

參考文獻：

[1]馮慈璋，馬西奎.工程電磁場導論[M].高等教育出版社，2000.

[2]王兆安，黃俊.電力電子技術第四版[M].機械工業出版社，2012.

電磁發射技術范文第4篇

關鍵詞：電磁兼容；RE102；電磁輻射發射；電磁干擾

中圖分類號：TN713 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）25-0062-03

電磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）一般指電氣及電子設備在共同的電磁環境中能執行各自功能的共存狀態，即要求在同一電磁環境中的設備都能正常工作而互不干擾，達到“兼容”狀態。要獲得電磁兼容的理想結果，需要從兩個方面來對設備的電磁特性提出要求：降低電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI），即要求設備向外界產生的電磁干擾必須低于某一極限值；提高設備電磁敏感度（Electromagnetic Susceptibility，EMS），即保證設備在某一限值下具有足夠的抗電磁干擾能力。

1 電磁兼容檢測的重要性

電子技術的發展和應用造成電磁環境的不斷惡化，使人們對環境保護意識大大增強。在民用方面，我國已經將產品的電磁兼容性要求納入了強制性產品認證范圍，國家規定從2003年5月11日起凡列入國家強制性產品認證目錄的產品未經認證不得出廠、進口和銷售；在軍用方面，軍用電子裝備在工程研制階段須對裝備電磁兼容性進行檢測，在定型階段需在有相應資質的第三方實驗室進行電磁兼容性鑒定試驗，試驗結果作為裝備定型的重要依據。

2 電磁兼容檢測手段

目前，軍民品電磁兼容性檢測通常在滿足相應國標或國軍標的電磁兼容實驗室進行檢測。電磁兼容實驗室由半電波暗室、屏蔽室測試場地和專用的電磁兼容測試系統組成。電磁兼容實驗室建設、維護費用較高，通常具有一定實力和規模的企事業單位才會單獨擁有電磁兼容實驗室。

3 電流探頭感應檢測方法

3.1 問題提出

在軍用電子裝備電磁兼容性所有檢測項目中，當屬RE102電場輻射發射最難達標。在降低電場輻射發射方面，涉及到電磁干擾三要素（電磁干擾源、電磁耦合路徑和電磁敏感源）的兩大要素：電磁干擾源和電磁耦合路徑。電子裝備內部電路板級存在電磁干擾源，在較寬的頻率范圍內會產生電磁干擾信號，且不可能從根本上消除掉，只能通過PCB板級電磁兼容設計技術措施（如元器件選型、PCB板層劃分、布局、布線、接地、局部屏蔽和濾波等）降低干擾源的干擾信號強度；電子裝備的金屬機箱結構盡管理論上有很高的屏蔽效能，但由于機箱縫隙、孔洞及接插件等電磁泄漏因素的存在，使得機箱屏蔽效能顯著降低。因此，分析、定位、排除RE102電場輻射發射超標現象較為棘手。若采取在電磁兼容實驗室測試-整改-測試的傳統方法，將費時費力。

圖1 RE102電場輻射發射測試框圖

3.2 電流探頭感應檢測法原理

理論和實踐經驗表明，當電纜尺寸與電磁波的1/4波長可比擬時，電纜可等效為天線，將電磁波有效輻射出去。由于軍用電子設備機箱電纜的存在，在30～300MHz頻率范圍內的電磁信號泄漏電纜輻射是主要因素。電磁干擾信號在電纜內形成干擾電流，繼而以電磁波方式輻射出去，導致RE102測試項檢測超標。因此，可通過檢測電纜內的干擾電流強度估算電場輻射發射強度，為電場輻射發射超標問題整改提供有效驗證手段。

圖2 電流探頭感應檢測法框圖

具體檢測流程如下：如圖2所示，將電流探頭卡在待測電纜上，電流探頭信號輸出端口與頻譜分析儀射頻輸入端口相連。電流探頭將感應到的電纜內的電磁干擾電流轉換為電壓輸出給頻譜分析儀，從頻譜分析儀上讀出干擾信號強度，根據頻譜分析儀讀數大小可推斷電纜內電磁干擾信號強弱，從而估算出通過電纜輻射的電磁干擾信號強弱。通過比較在采取加強電纜屏蔽或電纜信號接口濾波或減少PCB板級干擾強度等措施前后頻譜分析儀讀數大小，可簡單、快捷地定性和定量分析所采取的降低通過電纜輻射發射電磁干擾信號措施的有效性。

4 試驗驗證

被測件選擇長度為1.5米的電纜（用金屬絲網屏蔽和不屏蔽兩種情況），電纜終端50歐負載匹配端接，利用信號發生器模擬干擾信號。信號源輸出幅度為0dBm、頻率分別為60MHz和100MHz的信號給被測電纜。

4.1 RE102標準測試方法

在電磁兼容實驗室，按照GJB 152A-1997規定的RE102測試方法對非屏蔽電纜和屏蔽電纜分別進行測量，測試配置框圖如圖1所示，掃描測試圖及試驗數據如圖3至圖6及表1所示：

4.2 電流探頭感應法

采用電流探頭感應法對非屏蔽電纜和屏蔽電纜分別進行測量，測試配置框圖如圖2所示，測試圖及試驗數據如圖7至圖10及表2所示：

4.3 試驗數據分析

從兩種驗證試驗數據可以看出，電纜在不屏蔽和屏蔽條件下，電磁兼容實驗室RE102標準試驗方法與電流探頭感應法兩種檢測方法得到的試驗結果呈現出相似的規律性和趨勢。因此，可通過便捷且對場地無特殊要求的電流探頭感應法定性和定量檢測電纜輻射發射干擾信號強弱，同時也可對所采取的整改措施的有效性進行評估和驗證。

5 結語

通過以上理論分析和試驗驗證可知，針對電場輻射發射通過電纜而引發的電磁輻射發射干擾問題，在摸底及問題整改階段，可用電流探頭感應法取代在電磁兼容實驗室環境條件下的RE102標準測試方法，評估電子設備電場輻射發射干擾水平和驗證所采取整改措施的有效性，簡化試驗過程，有效提高費效比。

參考文獻

[1] 楊繼深.電磁兼容技術之產品研發與認證[M].北京：電子工業出版社，2004.

電磁發射技術范文第5篇

關鍵詞電磁輻射;污染;環境

中圖分類號X9 文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2010)041-0204-01

隨著科學技術的不斷發展,電磁技術已廣泛應用于國民經濟的各個部門。它的應用不僅給人類創造了巨大的物質文明,同時也把人們帶進一個充滿人造電磁輻射的環境里。電磁輻射就像太陽和紫外線的關系一樣,人類要享受陽光,就不可避免的接受紫外線的輻射。伴隨著電子產業及通信業的迅猛發展,電磁輻射所造成的環境污染問題越來越突出。存在于空間的電磁場和其它污染物一樣,對人們的生產和生活產生各種不良影響。現代研究發現,小至空調、電腦、電視、微波爐、電熱毯、手機、電動剃須刀等家用電器,大到雷達、中繼通信、衛星通信、遙測遙感等電器設備,在正常工作時都會產生電磁波。這種電磁波是一種高速傳播的光子流,也是一種被科學家稱之為“電子垃圾”的微粒物質,又叫電磁煙霧或電磁輻射,有人將電磁煙霧污染稱作繼大氣污染、水污染和噪聲污染之后,威脅人類健康的第四大污染。

1何謂電磁輻射污染

電磁輻射是指能量以電磁波的形式通過空間傳播的現象。它是指各種天然的和人為的電磁波干擾和有害的電磁輻射。天然電磁輻射是某些自然現象引起的,包括雷電、火山噴發、地震、太陽黑子活動引起的磁暴、新星爆發、宇宙射線等。人為電磁輻射源是指人工制造的各種系統、電氣和電子設備產生的電磁輻射,包括脈沖放電、工頻漸變電磁場、射頻電磁輻射等。從理論上來講,電場和磁場的交互變化產生電磁波,電磁波向空中發射的現象,叫電磁輻射,過量的電磁輻射造成了電磁污染。在這個電子產品充斥的時代,環境中的電磁輻射幾乎無處不在,尤其是擺滿各種家電產品的房間,電磁輻射源更多。通常情況下,電磁輻射能干擾電視的收看,使圖像不清或變形,并發出噪聲;會干擾收音機和通信系統工作,使自動控制裝置發生故障,使飛機導航儀表發生錯誤和偏差,影響地面站對人造衛星、宇宙飛船的控制。專家指出,并非所有的電磁輻射都會傷害人體,電磁輻射和電磁污染其實是兩個概念。電磁污染是電磁輻射超過一定強度(即安全衛生標準限值)后的結果,電磁污染會對人體產生負面效應,如頭疼、失眠、記憶衰退、血壓升高或下降、心臟出現間歇性異常等。

2大環境中的電磁輻射與污染

在人們工作和生活的環境里,許多大、中型發射系統在工作著,為人類的精神、文化生活與通信事業提供服務,促進社會的發展與進步。然而,一旦這些系統設計不完善、安裝不合理、架設不妥當,特別是距離居民生活區過近,則會帶來意想不到的影響與危害。在這類系統中,以廣播電視發射系統、微波發射系統最為突出。

2.1廣播電視發射系統的電磁輻射與污染

所謂廣播,是指以公眾直接接收信號為目標的電波輻射。廣播所發射的電波,可以把各種大量的信息準確、及時地傳送給眾多的接收對象。廣播不同于無線電通信與導航,無線電通信與導航是以特定的對象為目標的電波發射。廣播發射主要是通過特定天線將電磁能量以電磁波形式傳播。

2.2微波發射系統電磁輻射污染與危害

微波輻射是強大的電磁輻射源。其主要污染場源包括雷達天線、工作電路、磁控管、速調管、敞開的波導管及加熱器的開口等。由于天線系統的旋轉,會使周圍環境受到比較嚴重的污染,其強度由幾十微瓦/平方厘米到幾十毫米/平方厘米,甚至更大些。在工廠車間內調試時,由于波反射的結果,有可能造成更強大的輻射。

3電磁輻射污染七大危害

電磁輻射污染又稱電子霧污染,高壓線、變電站、電臺、電視臺、雷達站、電磁波發射塔和電子儀器、醫療設備、辦公自動化設備和微波爐、收音機、電視機以及手機等家用電器工作時,會產生各種不同頻率的電磁波,對人體造成污染;長期暴露在超過國家規定的安全的輻射劑量下的人體,體內細胞會被大面積殺傷或殺死,導致病變。專家指出,電磁輻射污染有可能導致以下疾病:

1)兒童易患白血病,長期處于高電磁輻射的環境中,會使血液、淋巴液和細胞原生質發生改變。

2)誘發癌癥并加速人體的癌細胞增殖。電磁輻射污染會影響人體的循環系統、免疫、生殖和代謝功能,嚴重的會誘發癌癥,并會加速人體癌細胞增殖。

3)影響人的生育功能,男性質量降低,孕婦發生自然流產和胎兒畸形。現在不孕不育高發很大程度上與電磁輻射有關。

4)導致兒童智力殘缺,變成所謂的弱智兒童。

5)影響人們的心血管系統。造成人們心悸、失眠,部分女性經期紊亂、心動過緩、心搏血量減少、竇性心率不齊、白細胞減少、免疫功能下降。

4防范電磁污染的五種方法

專家建議,如果經常要接觸和操作能產生電磁波輻射的產品的人,應當穿好防輻射服、配備防輻射屏等,以減少電磁輻射的傷害。市場上防輻射產品可分為兩大類:普通屏蔽材料和吸波材料。普通屏蔽材料是由金屬網、金屬膜及摻金屬纖維紡織品及其他材料組成,它使電磁波改變方向,但電磁波輻射依然客觀存在,還可能給我們的生活、工作環境空間造成嚴重二次污染。吸波材料則利用電磁能量轉換的原理,吸收電磁波轉化為對人體及工作、生活的自然環境無任何危害的熱能散發,從根源上徹底地削弱電磁波輻射,不會發生反射造成二次污染。而如今風靡一時的孕婦穿的防輻射服在一定程度上能降低輻射污染。在上海這樣的大城市,幾乎80%的孕婦會有1至2件防輻射服。防范電磁污染可以從以下幾個方面著手:

1)購買家用電器和辦公自動化設備時,一定要買正規企業生產的合格產品,必須通過3C認證。因為合格產品的電磁輻射值在國家規定的安全范圍以內。

2)在使用電器的時候,要保持一定的距離。彩電的距離應在4-5米,日光燈距離應在2-3米,微波爐開啟之后離開至少1米遠。

3)注意室內辦公設備和家用電器的安排,不要集中擺放。特別是一些易產生電磁波的家用電器,如收音機、電視機、電腦、電冰箱等,不宜集中擺放在臥室里。而且還要注意自己的臥床頭部是否對著鄰居的電視機,以免直接遭受電磁輻射。

參考文獻

[1]薄琳.電磁輻射污染危害與預防[J].內蒙古科技與經濟,2009.