Охрана труда и БЖД

где b — плотность потока мощности, Вт/м2; Sэф — эффективная поглощающая поверхность тела человека.
        Степень воздействия СВЧ-поля на человека зависит от содержания в облучаемых тканях кровеносных сосудов. Поглощаемая тканями энергия электромагнитного поля превращается в теплоту, избытки которой первоначально отводятся механизмом терморегуляции организма человека. Однако, начиная с величины при токе о5*Ю МВт/см2, этот механизм не справляется с отводом теплоты и температура тела в течение 15— 20 мин может повыситься на I—2 °С. После этого она начинает падать за счет резкого увеличения потока крови, отводящего теплоту. Поэтому более уязвимыми к СВЧ-облучению являются ткани, не содержащие кровеносных сосудов, В этом случае отвод теплоты отсутствует. К ним относятся желудочно-кишечный тракт и глаза. Интенсивное облучение приводит к необратимым изменениям, в частности помутнению хрусталика глаз.
        Воздействие электромагнитных полей вызывает ряд тормозных процессов центральной нервной системы (головные боли, вялость, сонливость, быстрое утомление), изменения в функционировании сердечно-сосудистой системы (учащение пульса, повышение температуры, изменение состава крови в сторону увеличения числа лейкоцитов и уменьшения эритроцитов). Функциональные нарушения, вызванные биологическим действием СВЧ-полей, способны накапливаться в организме, но являются обратимыми, если исключить воздействие излучения и улучшить условия труда.
        Нормирование СВЧ-излучений. СВЧ-поле, распространяясь в пространстве, переносит определенное количество энергии, характеризуемое ее объемной плотностью (а Дж/м3):




где E и H — напряженности электрического и магнитного полей; ε и μ — диэлектрическая и магнитная проницаемости; ε0 и μ0 — диэлектрическая и магнитная постоянные.
        Характер распространения электромагнитного поля зависит от расстояний до источника, в зависимости от чего различают зоны волновую, дифракции и индукции. На расстоянии от источника R>λ/2π, находится волновая зона, в которой электрическая и магнитная составляющие поля связаны универсальной зависимостью E = 377 Н.. Поле распространяется в виде бегущих сферических волн, и плотность энергии может быть вычислена через Е или Н.
        При R<λ/2π она переходит в зону дифракции, в которой энергия распространяется потоками волн, накладывающихся друг на друга и образующих максимумы и стоячие волны.
        На СВЧ-установках рабочие места всегда находятся в волновой зоне или в зоне дифракции (Х<10 м), в которых излучение оценивается по суммарной плотности потока мощности о.
        Предельно допустимые уровни облучения зависят от его длительности. В СССР были установлены следующие предельно допустимые уровни; 0,0! мВт/см3 при облучении в течение всего рабочего дня; 0,1 мВт/см2 в течение 2 ч; 1 мВт/см2 — не более 15—20 мин за рабочий день при обязательном использовании защитных очков (ГОСТ 12.1.006—76 «Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности»). Принятые у нас уровни СВЧ-облучения являются абсолютно безопасными для обслуживающего персонала. Однако необходимо строго соблюдать сроки проверочных замеров и в случае превышения допустимого уровня снимать СВЧ-установку с эксплуатации до устранения неисправности.
        Среднее во времени значение плотности потока энергии в СВЧ-диапазоне оценивается с помощью прибора ПО-1, «Медик» или ВИМ-1, М3-1а, радар-тестеров ГК7-14, ГК4-ЗА, а также ПЗ-13, ПЗ-9, позволяющих проводить измерение 0,02—316 мВт/см2.
Для контроля превышения уровня СВЧ-излучення может быть использован индикатор (сигнализатор) СВЧ-колебаний П2-2.
        Зашита от СВЧ-излучений обеспечивается снижением напряжения и плотности потока СВЧ-энергии, экранированием оборудования и рабочих мест; дистанционным управлением; рациональным размещением оборудования в рабочей зоне; рациональными режимами работы оборудования, рациональными режимами труда и отдыха; средствами индивидуальной защиты; предупредительной сигнализации. В конструкции СВЧ-установок предусмотрены устройства, обеспечивающи-бсзопасную эксплуатацию.
        В СВЧ-печах периодического действия все панели ограждения корпуса оборудованы концевыми выключателями, блокирующими включение печи при снятой панели или ослабление ее крепления. Дверцы печей имеют различные специальные шлюзовые устройства, из которых наиболее часто используются контактные. Для уплотнения применяют поглощающую жидкость (воду), уплотняющие устройства, работающие с помощью сжатого воздуха, или электромагнитные защелки. Уплотняющие устройства имеют блокировку и шарнирное замковое устройство, которые при закрывании дверцы обеспечивают звуковой контроль. Смотровое окно дверцы рабочей камеры снабжается металлической решеткой и металлизированным стеклом.
        Система коммутации и блокировок СВЧ-установок обеспечивает правильную последовательность включения печи, отключение магнетрона при отклонении от нормального режима работы и безопасность работы обслуживающего персонала.
        Пар из рабочих камер при тепловой обработке продуктов СВЧ-печи удаляется вентиляторами. Отток воздуха осуществляется через отверстия типа «запредельный волновод» (аттенюатор) в виде круглой, квадратной или прямоугольной трубки, длина которой рассчитывается исходя из необходимой величины ослабления энергии. Ослабление энергии а в дБ на 1 см длины рассчитывается по формулам: для трубки круглого сечения а = 32/<2, для трубок прямоугольного или квадратного сечения а = 27/а, где й — диаметр трубки, см; а — размер большей стороны  прямоугольника, см.
        Длина трубки l (см), создающей необходимое ослабление (дБ), 1=N/а, где N — мощность проникающего электромагнитного поля.
Вентиляционные отверстия в СВЧ-установках чаще всего выполняются  в виде набора трубок, длина которых определяется следующим образом: для круглых трубок




для прямоугольных трубок




где n — число трубок.
        В качестве технических средств защиты от электромагнитных излучений широко используют экраны и поглотители мощности.
        Для экранирования источника излучения или рабочего места применяют отражающие и поглощающие экраны. Первые изготовлены из токопроводящих металлов (медь, латунь, алюминий, сталь). Защитное действие обусловлено тем, что э-кранируемое поле создает в экране токи Фуко, наводящие в нем вторичное поле, по амплитуде почти равное, а по фазе противоположное экранируемому полю. Вследствие этого их результирующее ноле быстро убывает в экране, проникая в него на незначительную глубину.
        Уменьшение амплитуды падающей волны по мере ее проникновения в проводящую среду характеризует понятие глубины проникновения (Z). Под ней понимают расстояние вдоль распространения волны, на котором амплитуда падающей волны Еа (или На) уменьшается в е раз. Ее находят из формулы




где E, H — соответственно электрическая и магнитная составляющие; ω — круговая частота электромагнитных колебаний; μ — магнитная проницаемость экрана; V — удельная электропроводность экрана; — коэффициент затухания; Z — глубина проникновения магнитного поля в экран.
        При распространении в вакууме или в воздухе Е = 377 Н0 фазы колебания векторов E и H происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Глубину проникновения определяют из выражения КZ=1. Например, если электромагнитная волна имеет частоту малую λ = 9 кГц и проникает в среду, у которой v = 10⁵* 1/0м*м (сталь), а μ= 10³μо (μо— магнитная постоянная), глубина проникновения Z=0,005 см.
        Глубину проникновения для любого заранее заданного ослабления электромагнитного поля можно вычислить по формуле




откуда




        Обычно по соображениям прочности экратпл изготавливают толщиной не менее 0,5 мм из листового материала с высокой электропроводностью.         Смотровые окна и другие технологические отверстия в экранах закрывают густой металлической сеткой с ячейками не более 4X4 мм. Экран должен заземляться. Швы между отдельными листами экрана или сетки должны обеспечивать надежный электрический контакт соединяемых элементов. Шов выполняют сваркой, пайкой или точечной сваркой с шагом не более 50—100 мм.
        Для защиты работающих от электромагнитных излучений применяют заземленные экраны в виде камер или шкафов, кожухов, ширм, защитных козырьков, устанавливаемых на пути излучения.
        Средства защиты (экраны, кожухи и т. д.) из ра-диопоглощающнх материалов выполняют в виде тонких резиновых ковриков, гибких или жестких листов поролона или волокнистой древесины, пропитанной соответствующим составом, ферромагнитных пластин. Коэффициент отражения не превышает 1—3%.
        В зависимости от технологического процесса СВЧ-установки могут размещаться в отдельных или общих помещениях. При мощности до 30 кВт установка размещается на площади не менее 25 м2, а выше 30 кВт — более 40 м3. Электромагнитная энергия, излучаемая отдельными СВЧ-установками, при отсутствии экранов распространяется в помещении, отражается от стен и перекрытии, частично проходит сквозь них и в небольшой степени рассеивается. В результате образования стоячих волн в помещении могут создаваться зоны с повышенной плотностью электромагнитного излучения.             Поэтому установки следует размещать в отдельных, специально выделенных помещениях, которые должны быть изолированы от других помещений данного здания и иметь непосредственный выход в коридор или наружу.
        Толщину стен н перекрытий помещений определяют в каждом случае расчетным путем, исходя из мощности установок и поглощающих свойств строительных материалов.
        Материалы стен и перекрытий помещений, в том числе и окрасочные материалы, различно поглощают и отражают электромагнитные волны. Масляная краска создает гладкую поверхность, отражающую до 30 % электромагнитной волны. Известковые покрытия имеют малую отражательную способность. Поэтому для уменьшенная отражения электромагнитной энергии потолок целесообразно накрывать известковой или меловой краской.
Если рассмотренные методы не обеспечивают требуемого эффекта, необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты (капюшоны, халаты или комбинезоны из металлизированной ткани), при пользовании которыми следует строго соблюдать требования электробезопасности.
        Для защиты глаз применяются специальные радиозащитные очки ОРЗ-5 из стекла, отражающего электромагнитные излучения или очки марки ЗП5-90. вмонтированные в капюшон или применяемые отдельно. Стекла очков покрыты полупроводниковым оксидом олова БпОз, ослабляющим электромагнитную энергию до 30 дБ в диапазоне волн 0,8—150 см не менее чем в 1000 раз при сохранении светопропускания не ниже 74%.
Организационные меры    защиты    от СВЧ-энергии.
        К работе на установках СВЧ не допускаются лица моложе 18 лет, а также со следующими заболеваниями: все болезни крови, заболевания нервной системы прогрессирующего характера, хронические заболевания глаз, туберкулез в активной форме, выраженные эндокринные заболевания, функциональные расстройства нервной системы. При облучении, превышающем 10 мкВт/см2, рабочим предоставляется дополнительный отпуск и сокращается рабочий день.
        Помещения, где работают СВЧ-устаиовки. оборудуют общеобменной вентиляцией. Вентиляционные устройства во избежание высокочастотного нагрева выполняют из неметаллических материалов (асбоцемента, текстолита, гетинакса).