Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ ВО ВРЕМЕНИ СУММАРНОЙ ДОЗЫ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЧАСТОТОЙ 50 ГЦ

Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин, а именно к устройствам для измерения характеристик электромагнитного поля, воздействующего на персонал при работе в любых электроустановках и зонах при наличии магнитного поля частотой 50 Гц, и может быть использовано для контроля и предупреждения персонала соответственно о допустимом и вредном воздействии магнитного поля в течение смены.

Известно устройство (Пат. РФ №2054686, МПК⁶ G01R 29/08. В.В. Пантелеенко, Е.К. Добровольский, Е.Н. Егоров, М.С. Черняков. Устройство для контроля уровня электромагнитного излучения. - Опубл. 20.02.1996), включающее детектор излучения, пороговую схему, схему сигнализации, источник питания. Детектор излучения содержит СВЧ-диод, индуктивность и антенну. Схема сигнализации содержит генератор пачек импульсов и индикатор. Источник питания содержит батарею питания, стабилизатор напряжения и кнопку включения. Кроме того, устройство может содержать схему контроля, генератор пачек импульсов схемы сигнализации может содержать последовательно соединенные генератор прерываний и генератор звуковой частоты, индикатор схемы сигнализации может быть выполнен с возможностью формирования одновременно световых и звуковых сигналов.

Недостатком известного устройства является то, что используется аналоговый детектор излучения, состоящий из СВЧ-диода, индуктивности и антенны. Кроме того, устройство позволяет контролировать только безопасность электромагнитного излучения СВЧ-диапазона и не контролирует безопасность воздействия магнитных полей частотой 50 Гц.

Известно устройство (Пат. РФ №2444022, МПК⁶ G01R 29/08. СВ. Мамаев, С.А. Черныш, А.А. Рода, Е.В. Огарев. Индикатор магнитного и электрического полей. - Опубл. 27.02.2012), включающее основную плату и три печатных платы с печатными дипольными электрическими антеннами и проводными катушками с ферромагнитным сердечником - датчиками магнитного поля, предварительные усилители, фильтры нижних частот, выходные усилители антенных плат, аналого-цифровые преобразователи управляющего микроконтроллера, жидкокристаллический дисплей, излучатель звука.

Недостатком известного устройства является то, что используется большое число элементов и преобразований сигнала, а также устройство не учитывает время воздействия параметра магнитного поля.

Известно устройство (Пат. РФ №2143702, МПК⁶ G01R 29/08, A61N 1/16. А.Е. Родионов, М.Ю. Зацепин. Устройство для контроля уровня и защиты от электромагнитного излучения. - Опубл. 27.12.1999), включающее приемную антенну, блок усиления, выпрямитель, аналого-цифровой преобразователь, блок управления, кнопку включения-выключения устройства, клавиатуру блока управления, блок световой и звуковой сигнализации, источник питания, формирователь импульсов тока, к выходу которого подключена излучающая антенна, а также блок отображения информации.

Недостатком известного устройства является то, что используется аналоговый однокоординатный датчик магнитного поля и используется блок управления, который предназначен только для определения значений параметра магнитного поля без учета времени его воздействия.

Цель изобретения - упрощение конструкции устройства непрерывного контроля во времени суммарной фактической дозы магнитного поля частотой 50 Гц, индикация ее уровня.

Указанная цель достигается использованием трехординатного цифрового датчика магнитного поля и специальной программы для обработки получаемого от датчика сигнала.

Сущность изобретения заключается в том, что приемная антенна выполнена в виде трехкоординатного датчика, позволяющего получать цифровой сигнал, пропорциональный параметру магнитного поля, причем датчик выходом подключен к входу усилителя, который выходом подсоединен к входу частотного фильтра, выходом подключенного к входу процессора, снабженного специальной программой, рассчитывающей суммарную фактическую дозу магнитного поля за определенный интервал времени и долю ее от предельно допустимой дозы, этот результат с выхода процессора поступает на дисплей, а при достижении этой доли значения, равного единице, сигнал поступает также на динамик; питание устройства для непрерывного контроля осуществляется от аккумуляторной батареи, заряжаемой от питающей сети через преобразователь напряжения.

На фиг.1 представлена схема устройства для непрерывного контроля во времени суммарной дозы магнитного поля частотой 50 Гц, состоящая из приемной антенны 1 в виде трехкоординатного датчика, усилителя 2, частотного фильтра 3, процессора 4, дисплея 5, динамика 6, аккумуляторной батареи 7, преобразователя напряжения 8, питающей сети 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В настоящее время медико-биологическими исследованиями установлено, что длительное воздействие магнитных полей частотой 50 Гц оказывает вредное влияние на организм человека. Для объективной оценки влияния на человека магнитных полей необходимо контролировать как интенсивность параметра магнитного поля, так и продолжительность воздействия, фактическую дозу магнитного поля.

Так как интенсивность параметра магнитного поля, возникающего вблизи электроустановок, может резко изменяться в течение рабочей смены из-за изменения токовой нагрузки, места расположения персонала, то в каждом интервале времени определяют значение параметра магнитного поля и с учетом времени его воздействия рассчитывают фактическую дозу магнитного поля и ее долю от предельно допустимой дозы.

При нахождении трехкоординатного датчика приемной антенны 1 в зоне магнитного поля на его выходе возникает цифровой сигнал, пропорциональный параметру магнитного поля, подаваемый на усилитель 2. После усиления сигнала частотным фильтром 3 формируется его частотная характеристика. Полученный сигнал обрабатывается процессором 4 по специальной программе, выводится на дисплей 5 для отображения численного результата фактической суммарной дозы магнитного поля частотой 50 Гц как доли от предельно допустимой дозы, а при достижении долей значения, равного единице, - на динамик 6.

Специальная программа процессора 4 определяет фактическую суммарную дозу магнитного поля следующим образом.

Через каждые 2 секунды цифровой сигнал, пропорциональный параметру магнитного поля, подаваемый в процессор 4, запоминается для последующего вычисления его среднего значения за период 1 мин. За этот период специальная программа рассчитывает фактическую дозу магнитного поля по соотношению D_факт=В·τ, где В - интенсивность параметра магнитного поля в среднем за время τ=1 мин.

Затем по значению фактической дозы магнитного поля, полученной за 1 мин, рассчитывается ее доля от предельно допустимой дозы D_пду. В течение всей рабочей смены 8-12 часов каждую i-ю минуту осуществляется вывод на дисплей 5 результата суммирования фактической дозы магнитного поля D_факт и ее доли от предельно допустимой дозы D_пду:

где τ - период времени, равный 1 мин;

τ_см - продолжительность рабочей смены персонала, мин;

n - число значений интенсивности параметра магнитного поля.

Предельно допустимый уровень дозы магнитного поля частотой 50 Гц D_пду в соответствии с действующими нормативами Российской Федерации для производственных условий (СанПиН 2.2.4.1191 - 03. Электромагнитные поля в производственных условиях. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003. - 38 с.) определяется путем умножения предельно-допустимого уровня индукции магнитного поля В_пду на продолжительность смены τ_см.

Например, предельно допустимая доза магнитного поля частотой 50 Гц за смену 8 часов составит D_пду=100 мкТл·480 мин=4,8·10⁴ мкТл·мин, при этом предельно допустимая доза D_пду задается и сохраняется в памяти процессора 4. При достижении суммарной фактической дозы значения, равного предельно допустимой дозе, процессор 4 подает сигнал на динамик 6.

Конструкция предлагаемого устройства позволяет использовать его как мобильное индивидуальное для каждого работника устройство и обеспечивает учет вредного воздействия магнитного поля, а также контроль времени допустимого воздействия магнитного поля.

Таким образом, применение предлагаемого устройства для непрерывного контроля во времени суммарной дозы магнитного поля частотой 50 Гц обеспечивает непрерывный контроль и предупреждение персонала соответственно о допустимом и вредном воздействии магнитного поля в течение смены.

Устройство для непрерывного контроля во времени суммарной дозы магнитного поля частотой 50 Гц может использоваться персоналом при работе в любых электроустановках и зонах при наличии магнитных полей частотой 50 Гц.