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【關(guān)鍵詞】電液伺服系統(tǒng);PLC;虛擬儀器;數(shù)據(jù)采集;LabVIEW
0 引言
TZ 100KN電液伺服綜合試驗(yàn)機(jī)是一種拉壓雙向動(dòng)靜試驗(yàn)系統(tǒng),主要用于測(cè)試各種金屬材料、高強(qiáng)度非金屬、復(fù)合材料及部件,如汽車(chē)板簧、門(mén)鎖、鏈條等,在常溫下的動(dòng)靜力學(xué)性能,可對(duì)被測(cè)試件施加規(guī)則波形和任意波形試驗(yàn),其負(fù)荷、位移(變形)兩種狀況任意轉(zhuǎn)換。試件裝夾、橫梁升降、鎖緊均為液壓驅(qū)動(dòng)、操作方便,安全可靠。隨著電子技術(shù)、虛擬儀器儀表技術(shù)、總線技術(shù)的快速發(fā)展,原系統(tǒng)的硬件、軟件功能已經(jīng)跟不上科技發(fā)展的步伐,應(yīng)用現(xiàn)有的技術(shù)成果和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造,使設(shè)備更能滿足具體要求,尤其在我國(guó)產(chǎn)品更新?lián)Q代緩慢的條件下,具有較大的意義。
1 存在的問(wèn)題
原系統(tǒng)使用年限已久,計(jì)算機(jī)、信號(hào)調(diào)制電路、伺服閥驅(qū)動(dòng)器、控制電路、油源系統(tǒng)出現(xiàn)不同程度老化;負(fù)荷傳感器及其信號(hào)調(diào)制電路出現(xiàn)問(wèn)題,致使負(fù)荷測(cè)量不準(zhǔn)確;試驗(yàn)操作界面不友好,參數(shù)設(shè)定不直觀、不方便,試驗(yàn)時(shí)操作繁瑣,且其程序?yàn)?6位程序,不利于升級(jí)和修改;液壓源采用調(diào)壓回路和旁路分油的方式實(shí)現(xiàn)輸出壓力調(diào)節(jié),耗電量大。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
由于出現(xiàn)上述問(wèn)題,該試驗(yàn)系統(tǒng)已無(wú)法正常使用,為了恢復(fù)系統(tǒng)功能,延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命,對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行下列技術(shù)升級(jí)改造(如圖1所示),系統(tǒng)由高壓油源(變頻器和液壓泵等)、檢測(cè)變送裝置(位移、負(fù)荷傳感器和位移、負(fù)荷變送器)、控制器(PLC)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(伺服閥及其驅(qū)動(dòng)器)以及操作界面(上位機(jī))組成。
圖1 系統(tǒng)硬件組成圖(控制部分、機(jī)械部分略)
LabVIEW是虛擬儀器領(lǐng)域中最具有代表性的圖形化編程開(kāi)發(fā)平臺(tái),它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受,視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。上位機(jī)采用基于LabVIEW開(kāi)發(fā)的人機(jī)界面,通過(guò)RS232與PLC進(jìn)行通訊,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和顯示油源系統(tǒng)以及PLC的狀態(tài),完成數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)保存、參數(shù)設(shè)置、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、打印等功能。
3 系統(tǒng)工作原理
電液伺服綜合試驗(yàn)系統(tǒng)有位移控制和負(fù)荷控制兩種方式,位移控制系統(tǒng)位移跟隨設(shè)定變化,負(fù)荷控制系統(tǒng)負(fù)荷跟隨設(shè)定變化??刂扑惴镻ID控制算法,比例系數(shù)、積分增益、微分增益三個(gè)參數(shù)可調(diào)。將位移、負(fù)荷傳感器信號(hào)以及伺服閥控制信號(hào)轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào),PLC按一定的時(shí)間間隔采集位移、負(fù)荷、壓力信號(hào),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、存儲(chǔ),PLC根據(jù)上位機(jī)的操作,載入不同類(lèi)型的試驗(yàn)(包括靜態(tài)位移試驗(yàn)、靜態(tài)負(fù)荷試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)負(fù)荷試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)位移試驗(yàn)),位移、負(fù)荷PID控制運(yùn)算輸出通過(guò)DA模塊變成0~10V信號(hào)后做為伺服放大器的輸入,伺服放大器在將其轉(zhuǎn)換成-40mA~40mA的控制信號(hào),控制電液伺服閥中高壓油的流量,從而改變油缸的位置和負(fù)荷;壓力PID控制運(yùn)算輸出通過(guò)DA模塊變成0~10V信號(hào)后做為變頻器是頻率設(shè)定,控制液壓泵的轉(zhuǎn)速,從而調(diào)整油源系統(tǒng)的出口壓力,控制程序流程圖如圖2所示。
圖2 控制程序流程圖
基于LabVIEW開(kāi)發(fā)的電液伺服綜合試驗(yàn)系統(tǒng),操作界面程序部分采用了生產(chǎn)者/消費(fèi)者的設(shè)計(jì)模式,該設(shè)計(jì)模式要求有一個(gè)隊(duì)列,生產(chǎn)者以事件驅(qū)動(dòng)方式生成隊(duì)列中的項(xiàng),消費(fèi)者根據(jù)隊(duì)列中的元素異步執(zhí)行代碼。本系統(tǒng)程序中,數(shù)據(jù)通訊和部分需要重復(fù)使用的功能,使用了這一設(shè)計(jì)模式來(lái)設(shè)計(jì)。
生產(chǎn)者就是一個(gè)定時(shí)循環(huán)結(jié)構(gòu)和一個(gè)用戶事件結(jié)構(gòu),消費(fèi)者就事件處理器。定時(shí)循環(huán)中的代碼產(chǎn)生周期性事件,比如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄和通訊偵測(cè);用戶事件結(jié)構(gòu)產(chǎn)生用戶進(jìn)行操作時(shí)觸發(fā)的事件,比如數(shù)據(jù)處理、參數(shù)設(shè)置等等;指令隊(duì)列處理器包含了多條指令,每條指令都有不同的功能,它們主要實(shí)現(xiàn)與PLC通訊和顯示界面的更新(如圖3所示)。
4 電液伺服綜合試驗(yàn)機(jī)信息化管理系統(tǒng)
本信息化管理系統(tǒng)用于微機(jī)控制電液伺服綜合試驗(yàn)機(jī),進(jìn)行各種金屬及非金屬的試驗(yàn),按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)完成實(shí)時(shí)測(cè)量與顯示、實(shí)時(shí)控制及數(shù)據(jù)處理、結(jié)果輸出等各種功能(部分功能如下圖4、圖5、圖6所示),具有以下主要特點(diǎn):
圖4 電液伺服綜合試驗(yàn)系統(tǒng)(靜態(tài)試驗(yàn))主界面
圖5 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)界面
(1)分權(quán)限管理,不同級(jí)別的操作者有不同的操作權(quán)限,可操作的菜單等內(nèi)容也不同,有效的保護(hù)了系統(tǒng);
(2)實(shí)時(shí)測(cè)量與顯示試驗(yàn)力及峰值、位移、變形等各信號(hào);
(3)實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷-變形,負(fù)荷-位移等多種試驗(yàn)曲線的實(shí)時(shí)屏幕顯示,可隨時(shí)切換觀察,曲線的放大與縮小非常方便;
(4)具備試驗(yàn)參數(shù)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、設(shè)定、加載等功能,調(diào)零、標(biāo)定等操作都從軟件上進(jìn)行,各參數(shù)可方便的進(jìn)行存儲(chǔ)和調(diào)入;
(5)試驗(yàn)數(shù)據(jù)以文本文件存貯,以方便用戶查詢,以及利用任何通用商業(yè)報(bào)表、字處理軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行再處理,同時(shí)方便聯(lián)網(wǎng)傳遞數(shù)據(jù);
(6)可記錄、保存試驗(yàn)全過(guò)程的數(shù)據(jù)曲線,并具有演示功能,實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)曲線再現(xiàn),還可以進(jìn)行曲線疊加對(duì)比,便于對(duì)比分析;
(7)可按用戶要求格式打印試驗(yàn)報(bào)告,用戶可以自己選擇報(bào)告輸出基本信息和試驗(yàn)結(jié)果及試驗(yàn)曲線的內(nèi)容,滿足各種需要;
(8)具備過(guò)載保護(hù)自動(dòng)停機(jī)功能,并可以自動(dòng)判斷試樣斷裂,自動(dòng)停機(jī)。
圖6 參數(shù)設(shè)置界面
5 結(jié)語(yǔ)
我們?cè)O(shè)計(jì)的這套基于PLC和LabVIEW的電液伺服綜合試驗(yàn)系統(tǒng),能夠?qū)﹄娨核欧C合試驗(yàn)機(jī)性能及工藝參數(shù)進(jìn)行高速實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集,并將數(shù)據(jù)及時(shí)地送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析、處理,最后將結(jié)果形象地顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。系統(tǒng)升級(jí)改造交付廠家使用以來(lái),顯現(xiàn)出以下優(yōu)點(diǎn):人機(jī)界面友好、程序結(jié)構(gòu)清晰、易于閱讀與維護(hù)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單、操作方便,企業(yè)投入少量的資金對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造,使舊設(shè)備再生并獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)可使舊設(shè)備升值,該系統(tǒng)適用性好、可移植性強(qiáng),具有很好的推廣應(yīng)用前景。
【參考文獻(xiàn)】
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第一章總則第一條為加強(qiáng)電磁輻射環(huán)境保護(hù)工作的管理,有效地保護(hù)環(huán)境,保障公眾健康,根據(jù)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》及有關(guān)規(guī)定,制定本辦法。第二條本辦法所稱(chēng)電磁輻射是指以電磁波形式通過(guò)空間傳播的能量流,且限于非電離輻射,包括信息傳遞中的電磁波發(fā)射,工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療應(yīng)用中的電磁輻射,高壓送變電中產(chǎn)生的電磁輻射。任何從事前款所列電磁輻射的活動(dòng),或進(jìn)行伴有該電磁輻射的活動(dòng)的單位和個(gè)人,都必須遵守本辦法的規(guī)定。第三條縣級(jí)以上人民政府環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)對(duì)本轄區(qū)電磁輻射環(huán)境保護(hù)工作實(shí)施統(tǒng)一監(jiān)督管理。第四條從事電磁輻射活動(dòng)的單位主管部門(mén)負(fù)責(zé)本系統(tǒng)、本行業(yè)電磁輻射環(huán)境保護(hù)工作的監(jiān)督管理工作。第五條任何單位和個(gè)人對(duì)違反本管理辦法的行為有權(quán)檢舉和控告。
第二章監(jiān)督管理第六條國(guó)務(wù)院環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)負(fù)責(zé)下列建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)申報(bào)登記和環(huán)境影響報(bào)告書(shū)的審批,負(fù)責(zé)對(duì)該類(lèi)項(xiàng)目執(zhí)行環(huán)境保護(hù)設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)使用(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“三同時(shí)”制度)的情況進(jìn)行檢查并負(fù)責(zé)該類(lèi)項(xiàng)目的竣工驗(yàn)收:(一)總功率在200千瓦以上的電視發(fā)射塔;(二)總功率在1000千瓦以上的廣播臺(tái)、站;(三)跨省級(jí)行政區(qū)電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目;(四)國(guó)家規(guī)定的限額以上電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目。第七條省、自治區(qū)、直轄市(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“省級(jí)”)環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)負(fù)責(zé)除第六條規(guī)定所列項(xiàng)目以外、豁免水平以上的電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目和設(shè)備的環(huán)境保護(hù)申報(bào)登記和環(huán)境影響報(bào)告書(shū)的審批;負(fù)責(zé)對(duì)該類(lèi)項(xiàng)目和設(shè)備執(zhí)行環(huán)境保護(hù)設(shè)施“三同時(shí)”制度的情況進(jìn)行檢查并負(fù)責(zé)竣工驗(yàn)收;參與轄區(qū)內(nèi)由國(guó)務(wù)院環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)負(fù)責(zé)的環(huán)境影響報(bào)告書(shū)的審批、環(huán)境保護(hù)設(shè)施“三同時(shí)”制度執(zhí)行情況的檢查和項(xiàng)目竣工驗(yàn)收以及項(xiàng)目建成后對(duì)環(huán)境影響的監(jiān)督檢查;負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理隊(duì)伍的建設(shè);負(fù)責(zé)對(duì)轄區(qū)內(nèi)因電磁輻射活動(dòng)造成的環(huán)境影響實(shí)施監(jiān)督管理和監(jiān)督性監(jiān)測(cè)。第八條市級(jí)環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)根據(jù)省級(jí)環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)的委托,可承擔(dān)第七條所列全部或部分任務(wù)及本轄區(qū)內(nèi)電磁輻射項(xiàng)目和設(shè)備的監(jiān)督性監(jiān)測(cè)和日常監(jiān)督管理。第九條從事電磁輻射活動(dòng)的單位主管部門(mén)應(yīng)督促其下屬單位遵守國(guó)家環(huán)境保護(hù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)對(duì)所屬各單位的電磁輻射環(huán)境保護(hù)工作的領(lǐng)導(dǎo),負(fù)責(zé)電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目和設(shè)備環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)的預(yù)審。第十條任何單位和個(gè)人在從事電磁輻射的活動(dòng)時(shí),都應(yīng)當(dāng)遵守并執(zhí)行國(guó)家環(huán)境保護(hù)的方針政策、法規(guī)、制度和標(biāo)準(zhǔn),接受環(huán)境保護(hù)部門(mén)對(duì)其電磁輻射環(huán)境保護(hù)工作的監(jiān)督管理和檢查;做好電磁輻射活動(dòng)污染環(huán)境的防治工作。第十一條從事電磁輻射活動(dòng)的單位和個(gè)人建設(shè)或者使用《電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目和設(shè)備名錄》(見(jiàn)附件)中所列的電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目或者設(shè)備,必須在建設(shè)項(xiàng)目申請(qǐng)立項(xiàng)前或者在購(gòu)置設(shè)備前,按本辦法的規(guī)定,向有環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)審批權(quán)的環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)辦理環(huán)境保護(hù)申報(bào)登記手續(xù)。有審批權(quán)的環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)受理環(huán)境保護(hù)申報(bào)登記后,應(yīng)當(dāng)將受理的書(shū)面意見(jiàn)在30日內(nèi)通知從事電磁輻射活動(dòng)的單位或個(gè)人,并將受理意見(jiàn)抄送有關(guān)主管部門(mén)和項(xiàng)目所在地環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)。第十二條有審批權(quán)的環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)應(yīng)根據(jù)申報(bào)的電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目所在地城市發(fā)展規(guī)劃、電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目和設(shè)備的規(guī)模及所在區(qū)域環(huán)境保護(hù)要求,對(duì)環(huán)境保護(hù)申報(bào)登記作出以下處理意見(jiàn):(一)對(duì)污染嚴(yán)重、工藝設(shè)備落后、資源浪費(fèi)和生態(tài)破壞嚴(yán)重的電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目與設(shè)備,禁止建設(shè)或者購(gòu)置;(二)對(duì)符合城市發(fā)展規(guī)劃要求、豁免水平以上的電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目,要求從事電磁輻射活動(dòng)的單位或個(gè)人履行環(huán)境影響報(bào)告書(shū)審批手續(xù);(三)對(duì)有關(guān)工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療應(yīng)用中的電磁輻射設(shè)備,要求從事電磁輻射活動(dòng)的單位或個(gè)人履行環(huán)境影響報(bào)告表審批手續(xù)。第十三條省級(jí)環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)根據(jù)國(guó)家有關(guān)電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,負(fù)責(zé)確認(rèn)電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目和設(shè)備豁免水平。第十四條本辦法施行前,已建成或在建的尚未履行環(huán)境保護(hù)申報(bào)登記手續(xù)的電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目,或者已購(gòu)置但尚未履行環(huán)境保護(hù)申報(bào)登記手續(xù)的電磁輻射設(shè)備,凡列入《電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目和設(shè)備名錄》中的,都必須補(bǔ)辦環(huán)境保護(hù)申報(bào)登記手續(xù)。對(duì)不符合環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn),污染嚴(yán)重的,要采取補(bǔ)救措施,難以補(bǔ)救的要依法關(guān)閉或搬遷。第十五條按規(guī)定必須編制環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)的,從事電磁輻射活動(dòng)的單位或個(gè)人,必須對(duì)電磁輻射活動(dòng)可能造成的環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)價(jià),編制環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表),并按規(guī)定的程序報(bào)相應(yīng)環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)審批。電磁輻射環(huán)境影響報(bào)告書(shū)分兩個(gè)階段編制。第一階段編制《可行性階段環(huán)境影響報(bào)告書(shū)》,必須在建設(shè)項(xiàng)目立項(xiàng)前完成。第二階段編制《實(shí)際運(yùn)行階段環(huán)境影響報(bào)告書(shū)》,必須在環(huán)境保護(hù)設(shè)施竣工驗(yàn)收前完成。工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療應(yīng)用中的電磁輻射設(shè)備,必須在使用前完成環(huán)境影響報(bào)告表的編寫(xiě)。第十六條從事電磁輻射活動(dòng)的單位主管部門(mén)應(yīng)當(dāng)對(duì)環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)提出預(yù)審意見(jiàn);有審批權(quán)的環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)在收到環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)和主管部門(mén)的預(yù)審意見(jiàn)之日起180日內(nèi),對(duì)環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)提出審批意見(jiàn)或要求,逾期不提出審批意見(jiàn)或要求的,視該環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)已被批準(zhǔn)。凡是已通過(guò)環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)審批的電磁輻射設(shè)備,不得擅自改變經(jīng)批準(zhǔn)的功率。確需改變經(jīng)批準(zhǔn)的功率的,應(yīng)重新編制電磁輻射環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表),并按規(guī)定程序報(bào)原審批部門(mén)重新審批。第十七條從事電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)的單位,必須持有相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)評(píng)價(jià)資格證書(shū)。第十八條電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目和設(shè)備環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)確定需要配套建設(shè)的防治電磁輻射污染環(huán)境的保護(hù)設(shè)施,必須嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境保護(hù)設(shè)施“三同時(shí)”制度。第十九條從事電磁輻射活動(dòng)的單位和個(gè)人必須遵守國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)設(shè)施竣工驗(yàn)收管理的規(guī)定,在電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目和設(shè)備正式投入生產(chǎn)和使用前,向原審批環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)的環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)提出環(huán)境保護(hù)設(shè)施竣工驗(yàn)收申請(qǐng),并按規(guī)定提交驗(yàn)收申請(qǐng)報(bào)告及第十五條要求的兩個(gè)階段的環(huán)境影響報(bào)告書(shū)等有關(guān)資料。驗(yàn)收合格的,由環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)批準(zhǔn)驗(yàn)收申請(qǐng)報(bào)告,并頒發(fā)《電磁輻射環(huán)境驗(yàn)收合格證》。第二十條從事電磁輻射活動(dòng)的單位和個(gè)人必須定期檢查電磁輻射設(shè)備及其環(huán)境保護(hù)設(shè)施的性能,及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并及時(shí)采取補(bǔ)救措施。在集中使用大型電磁輻射發(fā)射設(shè)施或高頻設(shè)備的周?chē)?,按環(huán)境保護(hù)和城市規(guī)劃要求劃定的規(guī)劃限制區(qū)內(nèi),不得修建居民住房和幼兒園等敏感建筑。第二十一條電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要任務(wù)是:(一)對(duì)環(huán)境中電磁輻射水平進(jìn)行監(jiān)測(cè);(二)對(duì)污染源進(jìn)行監(jiān)督性監(jiān)測(cè);(三)對(duì)環(huán)境保護(hù)設(shè)施竣工驗(yàn)收的各環(huán)境保護(hù)設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè);(四)為編制電磁輻射環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)和編寫(xiě)環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書(shū)提供有關(guān)監(jiān)測(cè)資料;(五)為征收排污費(fèi)或處理電磁輻射污染環(huán)境案件提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),進(jìn)行其他有關(guān)電磁輻射環(huán)境保護(hù)的監(jiān)測(cè)。第二十二條電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目的發(fā)射設(shè)備必須嚴(yán)格按照國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)批準(zhǔn)的頻率范圍和額定功率運(yùn)行。工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療中應(yīng)用的電磁輻射設(shè)備,必須滿足國(guó)家及有關(guān)部門(mén)頒布的“無(wú)線電干擾限值”的要求。
第三章污染事件處理第二十三條因發(fā)生事故或其他突然性事件,造成或者可能造成電磁輻射污染事故的單位,必須立即采取措施,及時(shí)通報(bào)可能受到電磁輻射污染危害的單位和居民,并向當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)和有關(guān)部門(mén)報(bào)告,接受調(diào)查處理。環(huán)保部門(mén)收到電磁輻射污染環(huán)境的報(bào)告后,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行調(diào)查,依法責(zé)令產(chǎn)生電磁輻射的單位采取措施,消除影響。第二十四條發(fā)生電磁輻射污染事件,影響公眾的生產(chǎn)或生活質(zhì)量或?qū)娊】翟斐刹焕绊憰r(shí),環(huán)境保護(hù)部門(mén)應(yīng)會(huì)同有關(guān)部門(mén)調(diào)查處理。
第四章獎(jiǎng)勵(lì)與懲罰第二十五條對(duì)有下列情況之一的單位和個(gè)人,由環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)給予表?yè)P(yáng)和獎(jiǎng)勵(lì):(一)在電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理工作中有突出貢獻(xiàn)的;(二)對(duì)嚴(yán)格遵守本管理辦法,減少電磁輻射對(duì)環(huán)境污染有突出貢獻(xiàn)的;(三)對(duì)研究、開(kāi)發(fā)和推廣電磁輻射污染防治技術(shù)有突出貢獻(xiàn)的。對(duì)舉報(bào)嚴(yán)重違反本管理辦法的,經(jīng)查屬實(shí),給予舉報(bào)者獎(jiǎng)勵(lì)。第二十六條對(duì)違反本辦法,有下列行為之一的,由環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)依照國(guó)家有關(guān)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理的規(guī)定,責(zé)令其限期改正,并處罰款:(一)不按規(guī)定辦理環(huán)境保護(hù)申報(bào)登記手續(xù),或在申報(bào)登記時(shí)弄虛作假的;(二)不按規(guī)定進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)、編制環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)的;(三)拒絕環(huán)保部門(mén)現(xiàn)場(chǎng)檢查或在被檢查時(shí)弄虛作假的。第二十七條違反本辦法規(guī)定擅自改變環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)中所批準(zhǔn)的電磁輻射設(shè)備的功率的,由審批環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)的環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)依法處以1萬(wàn)元以下的罰款,有違法所得的,處違法所得3倍以下的罰款,但最高不超過(guò)3萬(wàn)元。第二十八條違反本辦法的規(guī)定,電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目和設(shè)備的環(huán)境保護(hù)設(shè)施未建成,或者未經(jīng)驗(yàn)收合格即投入生產(chǎn)使用的,由批準(zhǔn)該建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)的環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)依法責(zé)令停止生產(chǎn)或者使用,并處罰款。第二十九條承擔(dān)環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作的單位,違反國(guó)家有關(guān)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的規(guī)定或在評(píng)價(jià)工作中弄虛作假的,由核發(fā)環(huán)境影響評(píng)價(jià)證書(shū)的環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)依照國(guó)家有關(guān)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理的規(guī)定,對(duì)評(píng)價(jià)單位沒(méi)收評(píng)價(jià)費(fèi)用或取消其評(píng)價(jià)資格,并處罰款。第三十條違反本辦法規(guī)定,造成電磁輻射污染環(huán)境事故的,由省級(jí)環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)處以罰款。有違法所得的,處違法所得3倍以下的罰款,但最高不超過(guò)3萬(wàn)元;沒(méi)有違法所得的,處1萬(wàn)元以下的罰款。造成環(huán)境污染危害的,必須依法對(duì)直接受到損害的單位或個(gè)人賠償損失。第三十一條環(huán)境保護(hù)監(jiān)督管理人員、、或泄漏從事電磁輻射活動(dòng)的單位和個(gè)人的技術(shù)和業(yè)務(wù)秘密的,由其所在單位或上級(jí)機(jī)關(guān)給予行政處分;構(gòu)成犯罪的,依法追究刑事責(zé)任。
關(guān)鍵詞:防電磁輻射服裝;屏蔽;測(cè)試方法;輻射危害
中圖分類(lèi)號(hào):O44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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(dòng)的電能量和磁能量所組成,而該能量是由電荷移動(dòng)所產(chǎn)生的。換句話說(shuō):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(lèi):一是自然界電磁輻射源,來(lái)自某些自然現(xiàn)象,如雷電、臺(tái)風(fēng)、太陽(yáng)的黑子活動(dòng)與黑體放射等。而這種電磁輻射源常常會(huì)被我們忽視和淡化!我們所一直關(guān)注的電磁輻射源,其實(shí)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(lái)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(duì)人體的危害
1998 年世界衛(wèi)生組織列出電磁輻射對(duì)人體的五大影響但歸納起來(lái),我們可以把電磁輻射對(duì)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(duì)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(shí),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(diǎn),用不同的織物及面料進(jìn)行防護(hù)。對(duì)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(yùn)而生,而且市場(chǎng)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(guò)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(lèi)及特點(diǎn)
目前國(guó)內(nèi)、外采用的防電磁輻射織物有三種,工作原理都是通過(guò)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(guò)對(duì)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(diǎn):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(lèi)防輻射服裝,如醫(yī)護(hù)類(lèi)、孕婦防護(hù)類(lèi)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(diǎn):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(diǎn):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(guó)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(diǎn):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(lèi)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(guò)及測(cè)試中心檢測(cè)屏蔽效果達(dá)到99.9%(30dB以上),同時(shí)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(zhǎng)等特點(diǎn)。
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(tái)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(shí)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(duì)機(jī)體具有良好的保健作用。
3.3 檢測(cè)防電磁輻射面料的一般方法
(1) 測(cè)導(dǎo)電性
用萬(wàn)用表檢測(cè)到有良好的導(dǎo)電性,普通面料則沒(méi)有導(dǎo)電性。
(2) 用火燒屏蔽布
混紡布會(huì)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(cè)試儀
有輻射時(shí)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(cè)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(hào)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(shí)要能滿足家電的防輻射。除非在雷達(dá),發(fā)射臺(tái)等特殊高輻射場(chǎng)合,美國(guó)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(chǎng)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(lèi)。 在接下來(lái)的產(chǎn)品中,我們不僅要注意產(chǎn)品的防電磁射功能,同時(shí)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(chǎng)上出現(xiàn)的防輻射服裝仍存在一定的發(fā)展問(wèn)題,如:品種太過(guò)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(duì)防輻射服裝世界上并未形成標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算單位和檢測(cè)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(guó)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(xiàng)研究將有望填補(bǔ)國(guó)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(dòng)手制作檢測(cè)設(shè)備,從無(wú)數(shù)種檢驗(yàn)方式中得到逐漸清晰的規(guī)律,三年來(lái),漸漸摸索出一套獨(dú)特的檢測(cè)方法。他們研究的防電磁輻射紡織品的檢測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目,如果通過(guò)國(guó)家認(rèn)證,將為防電磁輻射服裝的生產(chǎn)、檢測(cè)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。不久的將來(lái),人們將穿上放心、舒適的防電磁輻射服。
參考文獻(xiàn)
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第二條凡在本市行政區(qū)域內(nèi)從事帶有本條第二款所列電磁輻射作業(yè)活動(dòng)的單位和個(gè)人,必須遵守本辦法。
本辦法所指電磁輻射,是指廣播電視設(shè)施、無(wú)線通訊設(shè)施和雷達(dá)等在信息傳遞中發(fā)射的電磁波,高壓送變電設(shè)施、電氣化鐵路、城市軌道交通在運(yùn)行中產(chǎn)生的電磁輻射,以及工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用中產(chǎn)生的電磁輻射。
第三條市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)對(duì)本市行政區(qū)域內(nèi)的電磁輻射污染防治實(shí)施統(tǒng)一監(jiān)督管理。
市無(wú)線電管理、廣播電視、電力、信息產(chǎn)業(yè)、民航、鐵路、衛(wèi)生、軌道交通等主管部門(mén),依照各自職責(zé),協(xié)同市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)對(duì)電磁輻射污染防治實(shí)施監(jiān)督管理。
第四條市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)負(fù)責(zé)組織建立本市電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),定期電磁輻射環(huán)境質(zhì)量狀況公報(bào)。
第五條市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)依照《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702-88),負(fù)責(zé)確認(rèn)本市電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目或設(shè)備的豁免水平。
前款所稱(chēng)豁免水平是指國(guó)務(wù)院環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)規(guī)定的對(duì)應(yīng)用或伴有電磁輻射活動(dòng)免于管理的限值。
第六條建設(shè)電磁輻射項(xiàng)目或購(gòu)置電磁輻射設(shè)備的,應(yīng)當(dāng)遵守國(guó)家和本市有關(guān)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理的規(guī)定。
市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)負(fù)責(zé)確定未列入國(guó)家《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)分類(lèi)管理名錄》中的電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目或設(shè)備的環(huán)境保護(hù)管理類(lèi)別,并向社會(huì)公布。
第七條電磁輻射的建設(shè)項(xiàng)目或設(shè)備與周?chē)ㄖ镏g的防護(hù)距離,應(yīng)當(dāng)符合經(jīng)批準(zhǔn)的環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(表)的要求,建設(shè)項(xiàng)目或設(shè)備的電磁輻射強(qiáng)度不得超過(guò)國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
第八條從事帶有電磁輻射作業(yè)活動(dòng)的單位和個(gè)人,應(yīng)當(dāng)將電磁輻射的種類(lèi)、強(qiáng)度、用途、方式以及污染防治設(shè)施等向市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)辦理申報(bào)登記手續(xù),并提供污染防治方面的有關(guān)資料。
電磁輻射在種類(lèi)、強(qiáng)度、用途、方式以及污染防治設(shè)施等方面發(fā)生重大改變的,應(yīng)當(dāng)在15日前向市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)辦理變更登記手續(xù)。
本辦法實(shí)施前,未辦理申報(bào)登記手續(xù)的單位和個(gè)人,應(yīng)當(dāng)在本辦法實(shí)施之日起3個(gè)月內(nèi)補(bǔ)辦電磁輻射申報(bào)登記手續(xù)。對(duì)不符合本辦法規(guī)定和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),污染嚴(yán)重的,要采取補(bǔ)救措施,難以補(bǔ)救的要依法關(guān)閉或搬遷。
第九條從事帶有電磁輻射作業(yè)活動(dòng)的單位和個(gè)人,必須保持電磁輻射污染防治設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn),不得擅自拆除或者閑置。
確有必要拆除或者閑置的,應(yīng)當(dāng)在15日前向市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)提出申請(qǐng),說(shuō)明拆除或閑置理由。市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)接到申請(qǐng)后,對(duì)電磁輻射強(qiáng)度和防護(hù)距離能夠達(dá)到規(guī)定要求的,應(yīng)在20日內(nèi)予以批準(zhǔn)。
第十條從事帶有電磁輻射作業(yè)活動(dòng)的單位和個(gè)人,應(yīng)當(dāng)制定電磁輻射的監(jiān)測(cè)方案,并向市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)備案。
從事帶有電磁輻射作業(yè)活動(dòng)的單位和個(gè)人,應(yīng)當(dāng)按照監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行監(jiān)測(cè),也可以委托具有法定資質(zhì)的單位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)異常的,應(yīng)當(dāng)及時(shí)向市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)報(bào)告。
第十一條市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)有權(quán)對(duì)本市從事帶有電磁輻射作業(yè)活動(dòng)的單位和個(gè)人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查。被檢查的單位和個(gè)人必須如實(shí)反映情況,提供必要的資料和數(shù)據(jù)。市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)應(yīng)為被檢查單位和個(gè)人保守技術(shù)和商業(yè)秘密。
第十二條市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)應(yīng)會(huì)同有關(guān)部門(mén)制定本市電磁輻射污染事故應(yīng)急方案,報(bào)市人民政府批準(zhǔn)后執(zhí)行。
第十三條從事帶有電磁輻射作業(yè)活動(dòng)的單位和個(gè)人,應(yīng)當(dāng)制定電磁輻射污染事故應(yīng)急預(yù)案,并向市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)備案,加強(qiáng)電磁輻射防護(hù)知識(shí)和技能的培訓(xùn),建立安全責(zé)任制,防止發(fā)生電磁輻射污染事故。
第十四條造成電磁輻射污染事故的單位和個(gè)人,應(yīng)當(dāng)按照應(yīng)急預(yù)案采取處理措施,在污染事故發(fā)生后24小時(shí)內(nèi)向市環(huán)境保護(hù)行政主管和有關(guān)主管部門(mén)報(bào)告,并協(xié)助調(diào)查,接受處理。
第十五條市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)接到污染事故報(bào)告后,應(yīng)當(dāng)按照本市電磁輻射污染事故應(yīng)急方案及時(shí)組織監(jiān)測(cè),確定污染程度和范圍,采取相應(yīng)的控制污染措施。
第十六條造成電磁輻射污染事故的單位和個(gè)人,應(yīng)當(dāng)查明事故原因,并向市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)提交書(shū)面事故報(bào)告。
市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)應(yīng)當(dāng)會(huì)同有關(guān)部門(mén),對(duì)事故的原因、性質(zhì)、污染程度和范圍、危害后果和責(zé)任等進(jìn)行全面調(diào)查,并由市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)或有關(guān)部門(mén)依法做出處理決定。
第十七條違反本辦法有下列行為之一的,由市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)責(zé)令限期改正,并處罰款:
(一)排放的電磁輻射強(qiáng)度超過(guò)國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的,處5000元以上3萬(wàn)元以下罰款;
(二)拒報(bào)、謊報(bào)或瞞報(bào)有關(guān)申報(bào)登記事項(xiàng)的,處3000元以上3萬(wàn)元以下罰款;
(三)擅自拆除、閑置電磁輻射污染防治設(shè)施的,處5000元以上3萬(wàn)元以下罰款;
(四)未制定電磁輻射監(jiān)測(cè)方案或在監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)異常未及時(shí)向市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)報(bào)告的,處3000元以上1萬(wàn)元以下罰款;
(五)被檢查的單位和個(gè)人拒絕檢查或者在檢查中弄虛作假的,處5000元以上3萬(wàn)元以下罰款;
(六)未制定電磁輻射污染事故應(yīng)急預(yù)案的,處1000元以上1萬(wàn)元以下罰款。
第十八條違反本辦法第十四條規(guī)定,未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)向市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)和有關(guān)主管部門(mén)報(bào)告污染事故的,由市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)處1萬(wàn)元以下罰款。
違反本辦法,造成電磁輻射污染事故的,由市環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)處1000元以上3萬(wàn)元以下罰款,并承擔(dān)相應(yīng)的民事賠償責(zé)任。
第十九條對(duì)監(jiān)督管理部門(mén)的工作人員、、的,由所在單位或上級(jí)機(jī)關(guān)給予行政處分;構(gòu)成犯罪的,依法追究刑事責(zé)任。
【關(guān)鍵詞】電磁輻射;環(huán)境質(zhì)量;污染源;防治對(duì)策
環(huán)境污染可分為物質(zhì)流污染和能量流污染兩大類(lèi)。物質(zhì)流污染物進(jìn)入環(huán)境使大氣、水的質(zhì)量變壞,并進(jìn)而影響到土壤和食品。能量流污染同樣會(huì)使環(huán)境質(zhì)量變壞,并進(jìn)而影響到人體健康。電磁輻射是一種重要的能量流污染。電磁輻射按其來(lái)源可分為天然和人工兩大類(lèi)?,F(xiàn)在環(huán)境中的電磁輻射主要來(lái)自人工輻射,天然輻射相對(duì)人工電磁輻射可以忽略不計(jì)。人工電磁輻射來(lái)自廣播、電視、雷達(dá)發(fā)射設(shè)施、通信系統(tǒng)、電牽引系統(tǒng)、電器與電子設(shè)備及電磁能在工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療中的應(yīng)用設(shè)備。
1電磁輻射影響環(huán)境質(zhì)量的主要污染源
1.1通信系統(tǒng)
隨著移動(dòng)電話用戶的增多,移動(dòng)通信公司必然要建設(shè)更多的移動(dòng)通信發(fā)射基站來(lái)擴(kuò)大容量。移動(dòng)通信基站的建設(shè)要求一定的高度,但是城市中的高層建筑物必定是有限的,隨著高層建筑物頂部的空間被全部占用,越來(lái)越多的基站建在了5、6層高的居民樓頂上。再由于高層空間和選址的限制,有的建筑物上同時(shí)建有三家移動(dòng)通信公司的基站。在泰州市就發(fā)現(xiàn)有的建筑物頂上同時(shí)建有聯(lián)通公司、移動(dòng)通信公司和世紀(jì)公司(CDMA)的基站。有的雖然沒(méi)有建在同一個(gè)建筑物上,但是距離也很近,這必然要增加環(huán)境中的電磁輻射水平。雖然基站的發(fā)射功率并不大,一般只有十幾瓦,但是基站的分布密度大,而且是24h連續(xù)發(fā)射的,有的基站距居民很近,所以移動(dòng)通信基站對(duì)電磁輻射環(huán)境質(zhì)量的貢獻(xiàn)是不可忽視的。以泰州市聯(lián)通移動(dòng)通信公司為例,泰州市行政區(qū)域內(nèi)共有基站399個(gè),分布在市區(qū)的有144個(gè),其中距居民不超過(guò)50m的就有38個(gè),據(jù)聯(lián)通公司上報(bào)的材料中得知,最近,有的基站就建在居民樓群中,已經(jīng)引起了當(dāng)?shù)鼐用竦年P(guān)注。
1.2 聲音、廣播、電視發(fā)射系統(tǒng)由于接收機(jī)(無(wú)論是聲音還是電視)的數(shù)量十分龐大,一個(gè)大城市中可能超過(guò)千萬(wàn)臺(tái)。如果采取提高接收機(jī)靈敏度(像移動(dòng)通信那樣)的方法保證信號(hào)接收,從總體上看是十分不經(jīng)濟(jì)的。此外,由于電磁環(huán)境中的電磁噪聲廣泛存在,而聲音廣播與電視廣播的接收帶寬又都較寬(如調(diào)頻廣播帶寬200kHz,我國(guó)PAL―D彩色電視廣播帶寬6.5MHz),如接收機(jī)靈敏度過(guò)高,很容易使信噪比降低,影響信號(hào)質(zhì)量。所以在廣播中都是采用高發(fā)射功率、低接收靈敏度的方案。例如,對(duì)于彩色電視接收機(jī),在75Q阻抗輸入條件下,圖像通道噪波限制靈敏度:VHF頻段250IxV,UHF頻段350IxV;短波調(diào)幅廣播接收機(jī)為一二百微伏;調(diào)頻廣播接收機(jī)為數(shù)十微伏(而移動(dòng)通信接收機(jī)的靈敏度高達(dá)1IxV左右)。由于以上原因,廣播發(fā)射機(jī)的功率都很大。對(duì)于中波、短波聲音廣播發(fā)射臺(tái),由于考慮到占地面積大,要求周?chē)鸁o(wú)高大建筑,以及電磁環(huán)境問(wèn)題,所以多設(shè)置在城市郊區(qū),周?chē)丝诿芏炔淮?。同時(shí),由于中、短波廣播的服務(wù)范圍很大,也不存在把發(fā)射天線設(shè)置在市內(nèi)的需要。由于發(fā)射天線所處之地,地廣人稀,所以中、短波廣播發(fā)射臺(tái)對(duì)電磁環(huán)境的污染不是主要問(wèn)題。同樣原因,短波通信發(fā)射臺(tái)也與短波廣播發(fā)射臺(tái)情況類(lèi)似。中波一般不用于干線通信。調(diào)頻聲音廣播的頻段87.5~108MHz,我國(guó)電視廣播的頻率為共分為5個(gè)頻段。由于在這些頻段里,電磁波主要以空間波的形式呈直線傳播,并且受高樓等建筑物的遮擋或反射。所以如要求服務(wù)范圍較大,并且不偏向城市的某一部分,則必需提高發(fā)射天線塔的高度,而且天線塔的位置也應(yīng)選在城市的較中心地區(qū)。這些位置周?chē)丝诔砻?,加上發(fā)射功率較大,這使得調(diào)頻、電視發(fā)射塔成為城市居民與電磁環(huán)境工作者關(guān)心的焦點(diǎn)之一。
1.3高壓輸(變)電系統(tǒng)
由于現(xiàn)在許多高壓輸電線路已經(jīng)采用地纜形式,所以這里主要討論高壓變電系統(tǒng)。隨著城市的發(fā)展建設(shè),許多以前遠(yuǎn)離居民區(qū)的變電站已經(jīng)被居民樓包圍,再由于隨著人民生活水平的提高,各種家用電器基本普及,這必然要造成城市用電量的增加,在城市中就要增加高壓變電站的建設(shè)。而且隨著送電壓的增加,所造成的工頻電磁場(chǎng)強(qiáng)和電磁干擾也越來(lái)越嚴(yán)重。值得注意的是我國(guó)電力部門(mén)已決定,220kV與110kV變電站將逐漸由城市的郊區(qū)轉(zhuǎn)移到市區(qū),以降低配電線路的損耗。500kV超高壓線路建設(shè)規(guī)模正在不斷擴(kuò)大,超高壓線路正逐漸成為電力系統(tǒng)的主干網(wǎng)絡(luò),基于我國(guó)人口眾多,且人口和負(fù)荷都比較集中的國(guó)情,500kV線路進(jìn)入城市近郊的人口密集區(qū)已不可避免。以泰州市為例,今年就要在市區(qū)新建220kV變電站5座。在郊區(qū)新建500kV變電站2座。高壓變電站產(chǎn)生電磁輻射主要有電暈放電、絕緣子放電電磁噪聲及其周?chē)a(chǎn)生的工頻電場(chǎng)。
2電磁輻射環(huán)境的防治對(duì)策
為了既能合理、有效地使用電磁輻射,又能保護(hù)環(huán)境,人們?cè)诋a(chǎn)生或伴有電磁輻射的項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中應(yīng)該采取預(yù)防為主的政策,建議在城市電磁輻射環(huán)境保護(hù)中應(yīng)做好以下工作:
2.1產(chǎn)生或伴有電磁輻射項(xiàng)目建設(shè)單位應(yīng)做好輻射的防護(hù)工作。建設(shè)單位在達(dá)到電磁輻射環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,應(yīng)遵循“可合理達(dá)到盡量低”的原則,在建設(shè)地點(diǎn)的選擇時(shí)應(yīng)考慮盡量遠(yuǎn)離居民區(qū),在建設(shè)工藝和儀器設(shè)備的選擇等方面盡量減少電磁輻射的產(chǎn)生。
2.2進(jìn)行有關(guān)電磁輻射基本知識(shí)和電磁輻射環(huán)境保護(hù)的宣傳工作,使公眾正確對(duì)待電磁輻射,既使公眾認(rèn)識(shí)到電磁輻射在人們?nèi)粘I?、工作中所起的作用,又使公眾能科學(xué)、有效地防護(hù)電磁輻射,避免公眾對(duì)電磁輻射產(chǎn)生不必要的誤解和恐慌。
2.3嚴(yán)格執(zhí)行政策法規(guī)。嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家規(guī)定的電磁輻射污染防治的政策法規(guī)是對(duì)各類(lèi)電磁輻射源進(jìn)行有效管理的前提。環(huán)境保護(hù)管理部門(mén)應(yīng)嚴(yán)格遵守和執(zhí)行《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》和《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》,認(rèn)真履行建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)審批手續(xù),對(duì)污染嚴(yán)重、工藝設(shè)備落后、資源浪費(fèi)和生態(tài)破壞嚴(yán)重的電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目與設(shè)備,要禁止建設(shè)或者購(gòu)置。
2.4電磁輻射控制技術(shù)的應(yīng)用。應(yīng)用控制電磁輻射的技術(shù)措施是防治電磁輻射污染的重要途徑。(1)電磁屏蔽技術(shù)。電磁屏蔽技術(shù)的應(yīng)用之一就是對(duì)高頻電磁場(chǎng)的屏蔽,而且在抗干擾輻射方面,屏蔽是最好的措施。(2)高頻接地。高頻接地的作用是將屏蔽體(或屏蔽部件)內(nèi)由于感應(yīng)生成的射頻電流迅速導(dǎo)入大地,使屏蔽體(或屏蔽部件)本身不致再成為射頻的二次輻射源,從而保證屏蔽作用的高效率。(3)濾波技術(shù)。濾波是抑制電磁干擾的最有效手段之一。線路濾波的作用就是要保證有信號(hào)通過(guò),并阻截?zé)o用信號(hào)通過(guò)。(4)植物綠化。一些樹(shù)木對(duì)電磁能量有吸收作用,在電磁場(chǎng)區(qū),大面積種植樹(shù)木,增加電波在媒介中的傳播衰減,從而防止人體受電磁輻射的影響。(5)使用電磁輻射防護(hù)材料。在建筑、交通、包裝、衣著等很多方面,避免使用增強(qiáng)電磁輻射的材料如金屬材料,它會(huì)增強(qiáng)電磁輻射作用,因此要合理使用電磁輻射防護(hù)材料,利用其對(duì)電磁輻射的吸收或反射特性,可大大衰減電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)。
結(jié)束語(yǔ)
伴隨著電磁技術(shù)帶給我們巨大收益的同時(shí),電磁輻射也充斥著我們的空間,破壞了良好的電磁生態(tài)環(huán)境,構(gòu)成現(xiàn)代社會(huì)新的“隱形殺手”。因此對(duì)其研究分析,并提出防治對(duì)策具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)