автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Основы теории и практики анализа электромагнитных излучений и защиты рабочих мест высокочастотного электротермического оборудования

Г Г Б ОД - 3 мдй 2300

На правах рукописи

РУДАКОВ Марат Леонидович

ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ АНАЛИЗА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ И ЗАЩИТЫ РАБОЧИХ МЕСТ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Специальность: 05.26.01. - Охрана труда

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена в Балтийском государственном техническом университе "Военмех" им. Д.Ф.Устинова (г. Санкт-Петербург)

Научный консультант: доктор технических наук, профессор Иванов Н.И. Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Пономаренко Г.Н.;

доктор технических наук, старший научный сотрудник Безменов Ф.В.;

доктор технических наук, профессор Казимир А.П.

Ведущая организация: Санкт-Петербургский научно-исследовательский инс тут охраны труда, г. Санкт-Петербург.

Защита состоится 18 мая 2000 года в 15.00 на заседании диссертаци нога совета Д 064.87.01 в Балтийском государственном техническом униЕ ситете "Военмех" им. Д.Ф.Устинова по адресу: 198005, Санкт-Петербург, ] Красноармейская ул., д. 1, аудитория 217.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Балтийского п дарственного технического университета "Военмех".

Автореферат разослан " ' " апреля 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Дроздова Л.Ф.

зл о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Высокочастотный нагрев металлов и диэлектриков находит широкое применение в различных областях промышленности (строительство, электротехника, машиностроение, медицина, пищевые отрасли и др.). Увеличение числа и мощности промышленных высокочастотных (ВЧ) установок обусловливает необходимость исследования электромагнитных полей (ЭМП) не только в геометрической области нагреваемого материала, но и ЭМП, излучаемых во внешнее пространство. Последние являются причиной как достаточно мощных радиопомех, так и гигиенически значимых доз облучения персонала в производственных помещениях. Анализ результатов аттестации рабочих мест ВЧ электротермического оборудования на промышленных предприятиях России показывает, что примерно на 60 - 70 % рабочих мест условия труда могут быть отнесены к 3-му и 4-му классам вредности, причем подавляющее большинство случаев превышения предельно-допустимых уровней (ПДУ) ЭМП на рабочих местах (до 90 %) связано с осуществлением ограниченного ряда технологических операций - ВЧ сварка термопластов, нагрев диэлектриков в конвейерных установках, индукционная закатка, пайка и наплавка, индукционная плавка в бессердечниковых печах и сквозной нагрев перед прессованием. Из-за высокой ВЧ облучаемости рабочих мест растут показатели заболеваемости производственного персонала и текучести кадров.

Проблема защиты рабочих мест от ВЧ облучения тесно связана с двумя научными направлениями.

Первое, которое можно назвать "техническим", относится к вопросам проектирования и эксплуатации ВЧ электротермического оборудования. Большой вклад в создание научных основ проектирования электротермических установок внесли известные отечественные ученые В.П.Вологдин, А.Е.Слухоцкий, А.С.Васильев, Ф.В.Безменов, А.Н.Шамов, Н.П.Глуханов, И.Г.Федорова, Вс.П.Вологдин, А.В.Донской, А.А.Фрумкин, В.С.Немков, К.З.Шепеляковский, Г.И.Бабат, М.Г. Лозинский и др.

Второе направление можно назвать "медико-биологическим". Оно связано в первую очередь с исследованием воздействия ВЧ ЭМП на биологические объекты. Широкие исследования в этой области были'начаты в нашей стране в 60-е годы, был накоплен обширный клинический материал о неблагоприятном действии ЭМП, который явился основой при разработке нормативных документов и обоснования ПДУ электромагнитных воздействий в промышленных условиях. Нельзя не отметить таких отечественных исследователей как З.В.Гордон, А.Г.Суббота, Т.В.КаЛяда, Б.М.Савин, Ю.Г.Григорь-

ев, Ю.П.Пальцев, В.Н.Никитина, В.О.Самойлов, Б.И. Давыдов, Е.А. Лобанова, К.В.Никонова, А.С.Пресман, М.Г.Шандала, Б.А.Чухловин, Ю.А.Холодов и многих других.

К сожалению, оба отмеченных научных направления развиваются в общем изолированно и независимо друг от друга (в качестве исключения отметим исследования Ю.А.Осипова, К.В.Никоновой, П.П.Фукаловой, В.А.Франке, выполненные в 60-х годах). На сегодняшний день практически отсутствуют научные исследования, выполненные на основе "технического" и "медико-биологического" направлений, применительно к решению проблемы обеспечения защиты рабочих мест ВЧ электротермического оборудования от электромагнитного облучения. Результатом этого является: во-первых практически полное отсутствие методов теоретической оценки и прогноза облу-чаемости персонала, основанных на реальных требованиях производственных процессов нагрева и параметрах установок и, во-вторых, чрезвычайна* ограниченность методов и рекомендаций по снижению облучаемости рабочих мест (в качестве основного метода рекомендуется применять замкнутыг металлические экраны, установка которых в значительном числе случаев затруднена или невозможна). Также выраженная специфика облучения рабочие мест ВЧ электротермического оборудования не позволяет распространить н; них полученные ранее результаты анализа и снижения облучаемости от дру гих источников ЭМП.

Настоящая диссертационная работа посвящена проблеме защиты рабо чих мест персонала, обслуживающего ВЧ электротермические установки.

Целью работы является научное обоснование комплекса организацион ных и технических мероприятий по защите рабочих мест высокочастотной электротермического оборудования от электромагнитных полей, разработан ного на основе теоретических положений, базирующихся на едином методо логическом подходе к построению математических моделей электромагнит ных процессов на этапах анализа и снижения облучаемости.

Для достижения поставленной цели в диссертации сформулированы i решены следующие задачи:

1. Впервые разработаны теоретические основы анализа электромашитны: излучений и обеспечения защиты рабочих мест персонала ВЧ электротерми ческого оборудования.

2. Базируясь на теоретических основах, построены математические модел: для расчета напряженностей ЭМП и энергетических экспозиций на рабочи местах, проведены теоретическая и экспериментальная проверки результате моделирования в производственных условиях.

3. Разработана математическая модель для расчета электрического поля в биологическом объекте - теле оператора электротермической установки. Проведены исследования влияния ЭМП на операторов ВЧ установок, выработаны методы снижения этого влияния.

4. Проведены полные теоретико-эмпирические исследования облучаемости рабочих мест для электротехнологических процессов, характерных наибольшими излучаемыми ЭМП.

5. Разработаны, ориентированные на практическое использование, классификации методов защиты рабочих мест, а также защитных электромагнитных экранов ВЧ электротермических установок.

6. Предложены к использованию локальные электромагнитные защитные экраны, обоснованы их основные конструкции, разработаны математические модели для расчета характеристик данных конструкций, проведена верификация результатов моделирования в производственных условиях.

7. Проведена апробация результатов исследования в производственных условиях и выработаны рекомендации по защите рабочих мест от электромагнитного облучения с учетом специфики ВЧ электротермического оборудования.

На защиту выносятся следующие основные положения, составляющие научную новизну:

1. Впервые разработанные основы теории анализа электромагнитных излучений и защиты рабочих пест ВЧ электротермического оборудования, базирующиеся на требованиях технологических процессов ВЧ нагрева.

2. Обоснование использования метода вторичных источников для расчета электромагнитных процессов при анализе облучаемости рабочих мест, расчете электромагнитного поглощения в биологических объектах, расчете эффективности локальных электромагнитных экранов.

3. Разработанные математические модели, построенные на основе метода вторичных источников, для расчета электромагнитных процессов: электрического поля внутри биологического объекта (оператора ВЧ установки); электрического и магнитного полей от рабочих конденсаторов ВЧ установок; электрического и магнитного полей от ВЧ индукторов с загрузкой; эффективности локальных электромагнитных экранов индукторов и конденсаторов.

4. Впервые разработанная классификация методов защиты рабочих мест ВЧ электротермического оборудования от электромагнитного облучения, в том числе классификация защитных электромагнитных экранов ВЧ электротермического оборудования, в которую введены локальные экраны рабочих элементов и технологической оснастки.

Практическая ценность работы:

1. Исследованы зависимости мощности, поглощаемой телом оператора, от параметров внешнего ЭМП, от вида напольного покрытия, обувных материалов и одежды. Выработаны рекомендации по снижению этого неблагоприятного влияния.

2. Разработаны алгоритмы и программы расчета напряженностей электрического и магнитного полей, а также времени облучения рабочих мест, ориентированные на использование в практике проектирования и эксплуатации ВЧ электротермических установок. Для процедур численного расчета исследованы условия сходимости и устойчивости решений.

3. Для ряда электротехнологических процессов, характерных наибольшим ВЧ облучением рабочих мест, получены зависимости напряженностей электрического и магнитного полей от характеристик нагреваемых материалов и от конструктивно-технологических параметров рабочих элементов - конденсаторов и индукторов.

4. Разработаны алгоритмы и программы расчета основных характеристик локальных экранов; исследованы: эффективность ослабления ЭМП на рабочих местах, эффективность ослабления радиопомех, степень влияния на колебательные цепи экранированных рабочих элементов.

5. Предложен метод территориального разноса источника ЭМП и рабочего места, реализуемый как самостоятельно, так и в комплексе с локальными защитными экранами.

6. Разработаны рекомендации по анализу облучаемости рабочих мест и методам защиты, ориентированные на практическое использование в условия? производства.

7. Реализация внедренного комплекса методов защиты рабочих мест от В1 электромагнитного облучения позволила обеспечить допустимые у слови: труда на рабочих местах установок для ВЧ сварки, закалки, плавки, сушки ] предварительного подогрева.

Результаты исследований, выполненных в данной диссертационной ра боте, нашли свое отражение в виде "Рекомендаций по эксплуатации высоко частотного электротермического оборудования с учетом требований электро магнитной совместимости и безопасности персонала", утвержденной к ис пользованию во Всероссийском научно-исследовательском институте токо высокой частоты (ВНИИ ТВЧ) им. В.П. Волощина. Результаты работы так же внедрены и использованы в ООО ПО "Киришинефгеоргсинтез", ОА» "Ленморниипроект", ООО "Транс Бот", ОАО "Квернер Выборг Верфь" других. Отдельные пололжения и результаты диссертационной работы нашл отражение в Государственном докладе "О состоянии окружающей природнс

среды Российской Федерации в 1999 году", подготавливаемый Государственным комитетом Российской Федерации по охране охране окружающей среды, а также в справочно-аналитическом обзоре "Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге и Ленинградской области" за 1998 г., подготовленный Государственным комитетом по охране окружающей среды Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Результаты дозиметрических исследований (глава 3 диссертационной работы) нашли свое отражение в последней редакции международного "Справочника по радиочастотной дозиметрии" ("Radiofrequency Radiation Dosimetry Handbook"). Отдельные положения диссертационной работы также используются в учебных процессах: Балтийского государственного технического университета "Военмех", Государственного предприятия дополнительного профессионального образования "Центр охраны труда, промышленной безопасности и социального партнерства", Объединенного Санкт-Петербургского научного центра по фундаментальным проблемам механики жидкости, газа, плазмы, акустики и экологической безопасности.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на 11-м Международном симпозиуме по электромагнитной совместимости - ЕМС-92 (г. Вроцлав, Польша, 1992 г.), на 40-й международной научно-практической конференции по электротехнологиям в промышленности (г. Ильменау, Германия, 1995 г.), на 2-м и 3-м Международных симпозиумах по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии - ЭМС-95, ЭМС-97 (г. Санкт-Петербург, 1995, 1997 гг.), на 1-й и 2-й Международных конференциях "Проблемы электромагнитной безопасности человека. Фундаментальные и прикладные исследования" (г. Москва, 1996, 1999 гг.), на 4-й и 6-й Российских научно-технических конференциях "Электромагнитная совместимость технических средств и биологических объектов" - ЭМС-96, ЭМС-98 (г. Санкт-Петербург, 1996, 1998 гг.), на заседании школы-семинара "Медико-биологическое действие электромагнитных полей и излучений (г. Санкт-Петербург, 1996 г.), на 1-м Международном конгрессе "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине" (г. Санкт-Петербург, 1997 г.), на 1-й, 2-й, 3-й и 4-й Всероссийских научно-практических конференциях "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности" (г. Санкт-Петербург, 1996, 1997, 1998, 1999 гг.), на 2-ой Международной конференции "Экология и развитие Северо-запада России" (г. Санкт-Петербург, 1997 г.), на семинаре "Экология морских портов" (г. Пушкин, 1997 г.), на научно-практической конференции "Промышленная экология" (г. Санкт-Петербург, 1997 г.), на 2-м Международном конгрессе "Фундаментальные проблемы естествознания" (г. Санкт-Петербург, 1998 г.), на Международной научно-технической конференции "Современные проблемы и достижения в

области сварки, родственных технологий и оборудования" (г. Санкт-Петербург, 1998 г.), на Международном семинаре "Передовые исследования в области дозиметрии радиочастотных излучений" (г. Годз Мартульек, Словения, 1998 г.), на российской конференции "Атмосфера и здоровье человека" (г. Санкт-Петербург, 1998 г.), на научно-практическом семинаре "Опыт работы по аттестации рабочих мест по условиям труда и сертификации производственных объектов на соответствие требованиям охраны труда в ООО ПО "Киришинефтеоргсинтез" (г. Санкт-Петербург, 1998 г.), на научно-практических семинарах "Организация работы по аттестации рабочих мест по условиям труда и травмобезопасности" (г. Санкт-Петербург, 1999, 2000 гг.).

Отдельные результаты работы докладывались на заседании сессии Российского национального комитета по защите от неионизирующих излучений (г. Москва, 1999 г.), на заседаниях Русского географического общества, (г. Санкт-Петербург, 1997, 1998 гг.), на заседаниях профессорско-преподавательского состава кафедры "Экология и безопасность жизнедеятельности Балтийского государственного технического университета "Военмех" (1997, 1998, 1999 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 64 работы. Основное содержание диссертации изложено в монографии: Рудаков М.Л. "Электромагнитная безопасность в промышленности" - СПб., Политехника, 1999. -91 е., а также в брошюре: Рудаков М.Л. "Электромагнитные поля и безопасность населения" - СПб., Изд-во Русского географического общества, 1998.

32 с.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы и трех приложений. Работа изложена на 363 страницах машинописного текста, содержит 77 таблиц и 93 рисунка. Список литературы включает 238 наименований публикаций отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы основные цели и задачи исследований, а также научная новизна к практическая ценность работы.

Первая глава посвяшена состоянию проблемы и обоснованию зада1 исследования. На основе анализа научно-технической и патентной литерату ры приведен перечень областей применения ВЧ нагрева в различных отрас лях промышленности, а также основные характеристики отечественного Вт

индукционного оборудования для нагрева и термообработки металлов, ВЧ оборудования для нагрева, сварки, сушки и формования диэлектрических материалов. Проведенный обзор основных направлений исследований в области ВЧ электротермии позволил заключить, что на сегодняшний день в нашей стране исследования в области защиты производственного персонала электротермических установок от ВЧ электромагнитного облучения не могут быть названы в числе приоритетных. Проведенный анализ медико-биологической литературы по воздействию ВЧ ЭМП показал, что излучаемые высокочастотные электромагнитные поля электротермического оборудования несомненно являются вредным производственным фактором, и некоторые опасности для здоровья операторов ВЧ установок могут быть отмечены практически достоверно: различные заболевания нервной и сердечно-сосудистой систем; нарушения мужской репродуктивной функции; осложнения беременностей у женщин; заболевания глаз; высокочастотные ожога. Функциональные нарушения, вызванные ВЧ облучением, способны кумулироваться в организме, но, как правило, являются обратимыми, если временно прекратить контакт с ЭМП или улучшить условия труда - снизить облучаемость рабочих мест.

Общим для всех существующих экспериментальных работ по исследованию облучения рабочих мест ВЧ оборудования является чрезвычайная скудость информации о методиках измерений, методах исключения погрешностей, обработке результатов.

Теоретические исследования в области ВЧ электротермии в подавляющем большинстве направлены на совершенствование технологических процессов нагрева, а математические модели для расчета облучаемости рабочих мест развиты весьма слабо. Как правило, ни пространственное распределение ЭМП на рабочих местах, ни требования технологических процессов, ни конфигурации излучающих элементов существующими моделями не учитываются. Практически отсутствуют разработанные в России модели для расчета ЭМП в теле операторов ВЧ установок, хотя исследования в области теоретической дозиметрии в промышленных условиях являются достаточно актуальными для выявления факторов, влияющих на поглощение человеком энергии электромагнитного поля, и также для разработки методов, улучшающих условия труда операторов ВЧ установок.

Проведенный анализ результатов исследований ЭМП на рабочих местах позволил заключить, что ВЧ электротермическое оборудование может создавать на рабочих местах интенсивности ЭМП, существенно превосходящие отечественные гигиенические ПДУ, причем при работе установок индукционного нагрева металлов на рабочих местах преобладает магнитное поле, а

вблизи установок с использованием конденсаторов (диэлектрический нагрев) - электрическое. В случае даже правильно выполненной экранировки ВЧ генераторов, наибольшие по интенсивности ЭМП наблюдаются от рабочих элементов электротермических установок - индукторов и конденсаторов, которые для ряда установок не снабжены защитными электромагнитными экранами (либо эти экраны не используются в силу их громоздкости и влияния на производительность установок). Виды рабочих элементов, которые приводят к максимальной облучаемости рабочих мест следующие: для установок диэлектрического нагрева: протяженные электроды рабочего конденсатора при сварке (частоты 27,12 МГц, 40,68 МГц); плоскопараллельные электроды рабочего конденсатора для конвейерной сушки и предварительного подогрева (частота 13,56 МГц); для установок индукционного нагрева: круговые индукторы для нагрева внешних цилиндрических поверхностей (закалка, сварка, плавка) на частотах 66 кГц и 440 кГц.

В современной практике защиты от ЭМП в качестве основного технического метода защиты рабочих мест предлагается экранирование замкнутыми оболочками, что встречает существенные трудности при экранировании индукторов и конденсаторов. Отсутствуют научно обоснованные методы и средства защиты от ЭМП; ни классификация методов защиты рабочих мест I ВЧ электротермии, ни классификация защитных экранов ВЧ электротермического оборудования на сегодняшний день не разработаны.

Для достижения цели работы поставлены задачи исследования:

1. Разработать теоретические основы анализа облучаемости и обеспеченна защиты рабочих мест персонала ВЧ электротермического оборудования.

2. Базируясь на теоретических основах, построить математические модель для расчета напряженностей ЭМП и энергетических экспозиций на рабочиэ местах, провести теоретическую и экспериментальную проверки результате! моделирования в производственных условиях.

3. Разработать математическую модель для расчета электрического поля ] биологическом объекте - теле оператора электротермической установки Провести исследования влияния электромагнитных полей на операторов В1-установок, выработать методы снижения этого влияния.

4. Провести полные теоретико-эмпирические исследования облучаемости ра бочих мест для электротехнологических процессов, характерных наибольши ми электромагнитными излучениями. Исследовать вопрос о виде статистиче ского распределения погрешностей измерений, предложить мероприятия п< снижению их влияния на результаты.

5. Разработать, ориентированные на практическое использование, классификации методов защиты рабочих мест, а также защитных электромагнитных экранов ВЧ электротермических установок.

6. Предложить к использованию локальные электромагнитные защитные экраны, обосновать их основные конструкции, разработать математические модели для расчета характеристик данных конструкций, провести верификацию результатов моделирования в производственных условиях.

7. Провести апробацию результатов исследования в производственных условиях и выработать рекомендации по защите рабочих мест от электромагнитного облучения с учетом специфики ВЧ электротермического оборудования.

Во второй главе . которая является "стержнем" всей диссертационной работы проводится разработка основ теории анализа и снижения электромагнитного облучения рабочих мест в ВЧ электротермии. Эффективность решения данных задач во многом зависит от правильного выбора метода расчета ЭМП, от его практической реализации, а также от корректности и точности экспериментальных исследований которые служат как для проверки теоретических расчетов, так и для получения самостоятельных результатов, в случаях затрудненности использования расчетных методов.

Размеры индукционных и диэлектрических устройств значительно меньше длин волн электромагнитных колебаний ВЧ генераторов, а рабочие места ВЧ электротермического оборудования располагаются в ближних зонах излучения. Это дает возможность для пространственных областей, расположенных вне проводников, решать раздельно квазиэлектростатическую и квазимагнитостатическую задачи, которые существенно проще, нежели задача расчета ЭМП в резонансной области (для частот до 30 МГц это также справедливо и для расчета ЭМП внутри биологических объектов). Таким образом, было необходимо решить квазиэлектростатическую и квазимагнитостатическую задачи в открытой трехмерной области с источниками поля, представляющими собой тела сложной формы с линейными электрофизическим свойствами.

В контексте решения задач, поставленных в диссертационной работе, в качестве основного был выбран метод граничных интегральных уравнений (МГИУ), (также называемый методом поверхностных вторичных источников), использование которого позволило добиться следующего:

1. Подход к расчету ЭМП методом вторичных источников был единым для решения задач анализа ЭМП на рабочих местах, расчета локальных электромагнитных экранов и расчета электромагнитного поглощения в биообъектах.

2. МГИУ обеспечил необходимую точность расчетов, устойчивость решений, а также возможность расчета большого числа вариантов задач.

3. Рассматривались объекты с линейными электрофизическими параметрами, следовательно, области интегрирования при использовании МГИУ ограничивались поверхностями объектов с известными граничными условиями.

4. В расчетную модель, построенную на основе МГИУ, вводились дополнительные сведения об интегральных свойствах искомого поля, преобразованные к форме граничных условий.

5. Воздействующие высокочастотные ЭМП приводили практически к поверхностному распределению токов в металлах, что существенно облегчало построение моделей поверхностно-распределенных источников.

6. Метод обладал вычислительной экономичностью при малом времени подготовки исходных данных.

Задачи расчета ЭМП решались в два этапа: 1. Составлялись и численно решались интегральные уравнения относительно поверхностных плотностей вторичных источников, причем часть сведений с структуре поля вводились в модель аналитически; уравнения для расчет« плотности вторичных источников имели вид линейных интегральных уравнений 2-го и 1-го рода (формулы (1), (2):

Ш ~ * \у(М)К(й,М)йМ = М) , (1)

V

где Q - точка, в которой определяется неизвестная функция у(0); М -переменная точка интегрирования; Л - числовой параметр; К(£), М) - ядр< уравнения; /((2) - правая часть уравнения; область V, в которой ищете: решение, может быть отрезком, контуром или поверхностью;

У(М)К(ам)ш = по.) • (2:

V

Виды ядер, которые входили в разработанные уравнения, представлял собой квадратично-суммируемые ядра с конечным значением интеграла:

а

\Ш,М)\ ¿(¿¿М , (3

V V

и ядро, имеющее слабую особенность, и представимое в виде:

(4

гем

где /■"(2, М) - ограниченная функция; гдд/ - расстояние между точками О, М\0 < а < т (т- размерность пространства).

Для ядер последнего вида производились устранения особенностей при численном интегрировании.

В связи с отсутствием устойчивости задачу решения интегрального уравнения первого рода называют некорректной задачей. Для преодоления этой трудности был применен метод регуляризации плохо обусловленных матриц, чтобы возмущения правой части системы линейных алгебраических уравнений при численном решении (2) не искажали решения существенным образом. Для этого был использован метод, основанный на минимизации функционала вида:

Ф(а) = а\\ег II2 + II Ма- и II2 , (5)

где о- - вектор-столбец искомых значений плотности вторичных источников; М - квадратная матрица коэффициентов; и - правая часть системы линейных алгебраических уравнений; а > 0 - параметр регуляризации, подлежащий определению.

В качестве искомого значения а бралось такое, для которого с точностью до 2-го знака после запятой выполнялось равенство:

II Ма- и II = 5и = 0,2 , (6)

где 8и - погрешность правой части системы, которая задавалась равной 0,2. 2. По аналитическим выражениям вычислялось ЭМП в интересующих областях, представляющее собой суперпозицию ЭМП первичных и вторичных источников. Аналитические выражения, по которым производился расчет на втором этапе, содержали либо непосредственно искомые величины (электрическую Е и магнитную Н напряженности), либо потенциалы поля, для которых интегральные уравнения решаются проще.

Расчеты производились с точностью не менее 10 %, что дало некоторый "запас по точности" но сравнению с погрешностью измерительной аппаратуры (20 - 30 %). Для достижения требуемой точности использовалась вычислительная процедура, основанная на правиле Рунге, которая также позволила оценить сходимость решений при увеличении порядка разбиения.

Разработанная структура теоретической процедуры анализа ЭМП на рабочих местах представлена на рис. 1.

Источник ЭМП. Математическая модель состояла из трех блоков. На первом из них по исходным данным, представляющим собой требования к процессу нагрева и характеристики нагреваемого тела и рабочего элемента, определялись удельная мощность Ро, передаваемая в тело, время нагрева г и среднее число N операций нагрева за рабочую смену (тепловой расчет). Далее определялись действующие значения напряжения V и тока I на рабочем элементе (расчет электрической цепи с высокочастотным генератором, в которую включается и нагреваемое тело в виде элемента с пере-

менными характеристиками). Завершалась модель блоком численного расчета плотностей векторных или скалярных вторичных источников (а, 3, &м ).

Рис. 1. Последовательность процедуры оценки облучаемости персонала

Среда. Модель учитывала ослабление интенсивности ЭМП с расстоянием, а также влияние различных тел, расположенных на пути распространения поля, которые заменялись вторичными источниками.

Рабочее место. На входе модели имелись действующие значения векторов Е, Н в расчетных точках, соответствующих пространственной области рабочей зоны. С учетом общего времени облучения Т за смену, вычисленному на модели источника и квадратов действующих значений напряженностей поля, определяются энергетические нагрузки по электрическому ЭНЕ и магнитному ЭНН полям.

Процедура анализа завершалась сравнением фактических значений ЭНЕ, ЭНН на рабочих местах с предельно-допустимыми для конкретного частотного диапазона - ЭНЕпд, ЭННпд. Сравнение с ПДУ по напряженнос-тям поля Епд, Нпд также производилось для кратковременных воздействий.

Экспериментальные исследования включали в себя: измерения токов, протекающих через лодыжку операторов ВЧ установок, находящихся в различных условиях облучения; хронометражные эксперименты на рабочих местах, имеющие целью получить суммарное время облучения персонала за рабочую смену; измерения радиопомех от экранированных и неэкранирован-ных ВЧ установок; измерения электрической и магнитной напряженностей на рабочих местах ВЧ установок со снятыми и установленными электромагнитными экранами. Для измерений электрической и магнитной напряженностей на рабочих местах были использованы приборы ПЗ-21 и №М-1, прошедшие метрологическую аттестацию. Проверка гипотезы о нормальном характере распределения ошибок измерений показала, что они с достоверностью 0,9 подчиняются нормальному закону распределения, что дало возмож-

ность предложить известные методы снижения систематических, случайных и грубых погрешностей.

Разработанная классификация методов защиты рабочих мест ВЧ электротермического оборудования представлена на рис. 2. Ее признаки следующие:

Объект экранирования - как правило, генераторы и фидерные линии ВЧ установок экранированы и наибольшие трудности вызывает экранирование рабочих элементов (индукторов и конденсаторов).

Степень влияния метода защиты на установку - этот признак определяет "обратное" действие защитных электромагнитных экранов на рабочие элементы и колебательные цепи ВЧ установок. Нормированных значений параметров влияния не имеется, но рекомендуемые значения, при соблюдении которых можно говорить о практическом отсутствии влияния, таковы: потери мощности в экранах не должны превышать 1 % от колебательной мощности установки; относительное ослабление напряженности электрического поля в конденсаторах и магнитного поля в индукторах, вызванное влиянием экранов, не должно превышать 5 %; вносимое в колебательную цепь активное сопротивление, а также индуктивности и емкости не должны превышать 20 % от значений соответствующих величин загруженных рабочих элементов.

Вид используемой информации - текущая информация содержит сведения о параметрах облучаемости при эксплуатации ВЧ установки в конкретном режиме работы. Текущая информация может быть получена путем расчетов либо измерений. Априорная информация может содержать сведения как об облучаемости рабочих мест эксплуатируемых установок для иных режимов нагрева, так и для вновь проектируемого ВЧ оборудования.

Место реализации защитного мероприятия - целесообразно стремиться ограничить ЭМ излучение непосредственно в источнике (ВЧ установке), однако, когда это по каким-то причинам затруднено (например, нарушается технологический процесс), то переходяг к использованию методов защиты уже непосредственно на рабочем месте (средства индивидуальной защиты, территориальный разнос рабочего места относительно источника и др.)

Уменьшаемый параметр - требование снижения энергетических нагрузок до ПДУ в общем случае может быть осуществлено снижением значений напряженностей поля Е, Н или времени облучения 7 за рабочую смену.

В подавляющем большинстве случаев для рабочих мест ВЧ электротермического оборудования снижать необходимо Е и Я.

Рис. 2. Классификация методов защиты рабочих мест в ВЧ электротермии

Во-первых, при снижении напряженностей происходит квадратичное уменьшение значений энергетических нагрузок. Во-вторых, время облучения за смену неразрывно связано с длительностью технологических операций нагрева, и зачастую снизить Т возможно только уменьшив производительность установок, хотя в ряде ситуаций целесообразно совместное уменьшение напряженностей ЭМП и времени облучения. Отдельно следует остановиться на снижении электромагнитного поглощения в теле оператора ВЧ установки. В отличие от зарубежных стандартов, в отечественных документах этот параметр не нормирован, и по этой причине на рис. 2 он дан в скобках (Р$). Методы снижения электромагнитного поглощения позволяют уменьшить воздействие ЭМП на здоровье операторов.

Предлагаемая классификация ориентирована на практическое использование, поэтому не оговариваются методы, реализация которых в производственных условиях невозможна (например, нормирование ЭМП, дополнительные схемотехнические меры, требующие переделки ВЧ генераторов), а также очевидные организационные мероприятия - инструктажи и обучение работающих, предупредительные надписи и знаки и др.

Предложенная классификация защитных электромагнитных экранов рабочих элементов и технологической оснастки приведена на рис. 3.

Рис. 3. Классификация защитных экранов рабочих элементов в ВЧ электротермии

После выбора любой конструкции защитного экрана, необходимо произвести анализ ее возможной применимости, т. е. по сути ответить на следующие вопросы: обеспечивается ли защита персонала от ЭМП ?; соблюдаются ли нормы на радиопомехи ?; реализуема ли конструкция ?; Отсутствует ли влияние на установку ?

При выборе защитного экрана необходимо, чтобы ПДУ выполнялись с некоторым запасом, т. е., чтобы поле на рабочем месте при установленном экраном имело интенсивности на 30 % меньшие, чем ПДУ (30 % - основная погрешность отечественной интенсиметрической аппаратуры). Особо следует остановиться на идее расчета локальных экранов, которые, представляя собой незамкнутые конструкции, располагаются в пространственных зонах с максимальными напряженностями ЭМП. В предположении синфазности векторов поля, проникающих в расчетную точку рабочего места через экран и через открытую область, эффективность экранирования определяется по формуле:

Э(в)х Э1+Э0(О)' (7)

где Э] - эффективность экранирования бесконечно протяженного экрана, имеющем конечную толщину d и проводимость у. Расчеты проводятся по известным аналитическим выражениям, а Эi представляет собой величину не зависящую от координат расчетной точки Q; Эо - эффективность экранирования идеально проводящими и бесконечно тонким экраном конечных размеров; Эо является переменной величиной, зависящей от координат точки Q, и вычисляется с использованием метода вторичных источников.

В третьей главе приведены результаты дозиметрических исследований поглощения электромагнитной энергии в теле человека, подвергающегося облучению квазистационарным электромагнитным полем от ВЧ установки. Вначале, с использованием методов математической статистики, производился вывод эмпирических формул для расчета относительной диэлектрической проницаемостью Ев и удельной проводимостью ув, биологических тканей. Для этих параметров наиболее близкими оказались зависимости вида:

£a(f) = с, .ftt, , (8)

УвФ = c2-fa2 , (9)

где частота / вводится в мегагерцах.

Для уменьшения погрешностей формулы разрабатывались отдельно для диапазонов 10 кГц - 10 МГц (частоты индукционного нагрева) и 10 - 100 МГц (нагрев диэлектриков). Максимальная погрешность аппроксимации при использовании разработанных формул не превышала 20 % для диапазона частот 10 кГц - 10 МГц и 5 % для диапазона частот 10 - 100 МГц.

Полученные коэффициенты с¡, а у с г, йг различных биологических тканей для частот 10 - 100 МГц приведены в табл. 1.

Таблица 1

Коэффициенты с/, а;, с2, аг для диапазона частот 10 - 100 МГц

Ткани и органы С1 <Ц С2 а 2

мышцы и кожа 350,687 - 0,34080 0,48689 0,11053

жир и кость 140,513 - 0,52360 0,00484 0,57081

костный мозг 58,824 - 0,46852 0,00484 0,57081

головной мозг 791,134 -0,50031 0,18534 0,24922

кровь 243,000 - 0,25527 0,03556 0,65321

глаз 230,781 -0,31012 0,31688 0,09018

желудок и кишечник 172,329 - 0,28214 0,19654 0,65321

печень 595,950 - 0,45299 0,36946 0,10638

почки 1137,785 - 0,55091 0,61141 0,08873

селезенка и поджелудочная железа 900,000 - 0,47712 0,48828 0,10721

легкое 156,372 - 0,28035 0,53601 0,10721

сердечная мышца 873,636 - 0,44997 0,56529 0,04012

Далее вводились эквивалентные электрические параметры гетерогенных биологических объектов. "Эквивалентность" электрических свойств гомогенной (однородной) структуры по отношению к исходной реальной гетерогенной структуре понималась следующим образом. Во-первых, замена многослойной структуры однородной не сказывалась на распределении внешнего электрического поля. Во-вторых, средняя плотность поглощенной мощности была одинакова как для однородной, так и для гетерогенной структуры. Метод сведения гетерогенного биообъекта к гомогенному основан на соотношениях для статистических смесей диэлектриков. Были предложены расчетные формулы для сферической модели (имитирующей голову человека), для цилиндрической модели (имитирующей торс, руку или ногу человека), а также для модели человека в полный рост, находящегося с области неоднородного ЭМП. В последнем случае эквивалентная комплекс-

ная диэлектрическая проницаемость биологического объекта рассчитывалась через комплексные проницаемости областей:

ЛГ / = 1

где N - число областей однородности; V,- - относительный объем каждой

области, причем = 1.

Эквивалентная плотность гомогенной структуры:

N

р=Пр^ ' = 1

где лп,- - относительная масса каждой области, 2 т; = 1.

Приведенные формулы были использованы при расчете поглощенной мощности в теле оператора ВЧ сварочной установки, работающей на частоте 27,12 МГц. Расчеты дали следующие параметры эквивалентного гомогенного биообъекта: £ц = 79, ув = 0,264 См/м, р = 1064 кг/м3. Масса биообъекта, составленного из 14 областей однородности (мышцы, кость, кожа, кровь, кишечник и др.) равнялась 69,67 кг. Площадь поверхности тела рассчитывалась по формуле через массу и рост и составила 1,844 м2.

Далее был произведен вывод регуляризованного интегрального уравнения для расчета поверхностной плотности электрических зарядов на поверхности биообъекта. Исходное уравнение имело вид:

^_ ьрммъы^ __ ^е0п(& (12)

5 Г0М

где о{<2) - искомая поверхностная плотность заряда в точке £2; М - переменная точка интегрирования; ^м - расстояние между точками 2 и М\ Б - замкнутая поверхность биообъекта на которой ищется распределение заряда; л^ - единичная внешняя нормаль к поверхности Б в точке б; £°„(0 - нормальная компонента внешнего электрического поля в точке (2; ^в = (ев - У(Ев + £о) , £в - относительная диэлектрическая проницаемость биообъекта, ограниченного поверхностью 5; е0 - электрическая постоянная.

Решения уравнения (12) обладали неустойчивостью при параметре Яв, близком к характеристическому значению - единице (поскольку ев » е0)-

Регуляризация уравнения (12) проводилась с использованием квадратично суммируемой регуляризующей функции Р(()), обладающей следующим свойством:

F(Q)dSQ = 1.

(13)

Общий вид преобразованного уравнения:

K(Q,M)-F(Q)^K(Q,M)dSa s

dS м

(14)

= f(Q) ~ F(Q, ^f(Q) dSg - |ofQ) dSQ -S s

где под K(Q,M), f(Q) обозначены ядро и правая часть уравнения (12).

С учетом того, что суммарный свободный заряд внутри биообъекта, ограниченного поверхностью S, равен нулю и что поле £° создается зарядами, лежащими вне биообъекта, уравнение приняло следующий вид:

cf Q)

K(Q,M)-F(Q)^K(Q,M)dSQ s

dSM = f(Q).

(15)

Численное решение уравнения (15) проводилось методом сведения к системе линейных алгебраических уравнений:

то-

ще G(Qi,Mj) =

2и Lu

J

G(QhMj)o(Mj) = f(Qi) , i = i, 2, ... n

(16)

SJ

i = l

cos(rQiM ,nQi)

,2 Q,M

cos(rQ.M ,nQ)

dSn

dS

м

Для вычисления интегралов на поверхности биообъекта выделялись макрообласти, которые аппроксимировались поверхностями второго порядка известного вида (сфера для верхушки головы, эллиптические цилиндры для живота, торса и головы, круговые цилиндры для рук, ног и шеи). Для макрообластей строились нормальные вектора к поверхностям и выполнялось интегрирование по полученным элементарным площадкам, которые являлись частями поверхностей второго порядка.

Далее рассчитывались поверхностная плотность заряда и пространственные компоненты (¿л> ¡у, ¿г) тока в биообъекте. Вертикальная компонента наведенного тока значительно превышала остальные, поэтому в вычислениях учитывалась она одна. Удельная поглощенная мощность в областях тела

вычислялась по следующей формуле:

п ]2

$ = 'Вт/кг' (17)

где J - плотность тока в горизонтальном сечении, соответствующем середине области, в которой рассчитывается поглощение, А/м2.

С помощью разработанной модели были проведены исследования зависимостей электромагнитного поглощения от вида напольного покрытия в цехе, обуви и одежды оператора ВЧ сварочной установки, работающей на частоте 27,12 МГц. На рис. 5 представлены зависимости удельной плотности поглощенной мощности Р$ по горизонтатьным сечениям тела человека от вертикальной координаты Ъ. Максимумы поглощения наблюдаются в областях лодыжек, коленей и шеи, а влияние подстилающей поверхности сказывается на поглощении для координат г от 0 до 1 м. Из рис. 5 очевидно неблагоприятное влияние проводящих полов на мощность, поглощаемую телом оператора (отметим, что полы из влажной древесины оказываются по электрическим свойствам близкими к идеально проводящим полам).

Минимальные значения электромагнитного поглощения были получены для обувных материалов с наименьшими значениями ег, у. Например, при использовании паторы уровень удельного поглощения был примерно на 25 % ниже, чем при использовании неопреновой резины. Также было установлено, что на данной частоте величина поглощаемой мощности в биообъекте достаточно слабо зависит не только от вида материала одежды (исследовались лен, шерсть, хлопок, нейлон), но и от наличия одежды вообще. Это объясняется в первую очередь малыми значениями ег, у и объема одежды по сравнению с аналогичными параметрами модели обнаженного биообъекта.

Верификация результатов расчета производилась двум путями: сравнением с данными, полученными конечно-разностным методом во временной области и сравнением с результатами измерения тока, протекающего через лодыжку оператора без обуви, стоящего на металлическом заземленном листе (вариант № 1) и на пенополистироле (вариант № 2). Удовлетворительное совпадение данных позволило сделать однозначный вывод о том, что проводящие (или близкие к таковым) полы приводят к увеличению поглощения электромагнитной энергии в теле оператора.

Ъ, м

Рис. 4. Зависимости удельного поглощения от вертикальной координаты тела человека при разных напольных покрытиях: .—- идеальный проводник;

;.........I бетон; 1- —- линолеум; ч--ь свободное пространство.

При расчете и анализе удельного поглощения в кистях рук операторов, которые аппроксимировались полуцилиндрами с эквивалентными свойствами, установлено, что удельное поглощение в женском запястье превышает удельное поглощение в мужском. Это объясняется как меньшей массой женской кисти, что увеличивает удельное поглощение в Вт/кг, а также меньшими размеры женских кистей, которые, при необходимости плотно придерживать свариваемый материал, располагаются ближе к электроду, в областях более сильных полей.

Особым вопросом, потребовавшим специального исследования, явилось сравнение с существующими гигиеническими нормами. (Как известно, российских норм на удельную поглощенную мощность нет, в силу этого сравнение носило "косвенный" характер): 1. Имитировалась ситуация облучения при идеально проводящем полу, когда напряженность электрического поля равнялась максимально допустимой по российским нормам для кратковременных воздействий - 300 В/м. 2. Рассчитывалось удельное поглощение, которое усреднялось по объему всего тела и отдельно запястий. 3. Усредненная поглощенная мощность сравнивалась с нормированными значениями данного параметра (400 мВт/кг - для всего тела, 20 Вт/кг - для областей запястий и

лодыжек, усредненные за 6-ти минутный интервал), содержащиеся в международных стандартах СЕЫЕЬЕС ЕМУ 50166-2 и 1СМШР-98.

Результаты расчетов при рассмотрении разных темпов работы установки имели запас по нормам от 4-х до 11-ти, и таким образом, был сделан вывод, что снижение электромагнитного поглощения в теле оператора высокочастотных сварочных установок возможно двумя путями: ограничением напряженности электрического поля на рабочих местах до ПДУ, содержащихся в российских нормативных документах и ужесточением требований к окружающей среде - работа при сухих напольных покрытиях, использование обувных материалов и диэлектрических подстилок с малыми значениями проводимости, положения кистей рук "с боков" сварочного электрода.

В четвертой главе приведены результаты теоретического и экспериментального анализ, облучаемости рабочих мест ВЧ оборудования для нагрева диэлектриков. В качестве источников ЭМП выбраны рабочие конденсаторы для технологических процессов, которые характерны максимальной облучаемостью рабочих мест: сварка термопластичных изделий больших лйнейных размеров, предварительный подогрев древесно-стружечных плит (ДСП) перед прессованием, сушка сформованных материалов. Экспериментальные исследования выполнялись на рабочих местах установок ЛГС-1,5; "КоЛп^-КаеГеГ; УЗП-2.5-А; ВЧД6-4/27; ВЧД12-160/13, ПЗП-2500, Щ-2500, "ВаЛгеу". При расчете поверхностной плотности электрических зарядов а на электродах рабочих конденсаторов использовались интегральные уравения второго и первого рода, имеющие вид:

5 I- гйМ

= ^ ■ (18)

— \а(М) 4кг0

5

= Щ, (19)

11 1/0* )

где 5 - поверхность заряженного тела, м2; Со - емкость тела, Ф; гвм -вектор, направленный из точки М в точку £>; пд - внешняя нормаль к поверхности 5 в точке <2. Ядро уравнения (19) имело слабую особенность, которая была устранена при численном интегрировании.

Решение интегральных уравнений проводились методом сведения к системе линейных алгебраических уравнений. Для уравнения (19) система имела вид:

1

¡=1

Ми сг,- = 4кг0ит

О = 1... Ю ,

(20)

где о;- (7 = 1 ... Ы) - искомые значения плотности заряда; Му - квадратная матрица коэффициентов размером N х Л^ которая определяется как:

Мц=М1ц - М2ц

(21)

Расчетные выражения для элементов матрицы М1у определялись путем интегрирования и приняли вид:

М1( : = С ц 1п

АС у + Ад

+ А,у 1п

(22)

+Ву 1п

Щ] + Щ

ВСу +Су ,

+ О,у /л

ЛДу+Луу

где Ау = (гыеи) - г,-); Д,у = (цоку - г,); С,у = (у,- - у/0„,у); = (у, - уЫф¡);

АСц= (Ау + С,/5; ВСц = (Ву + ЛДу = (А/у + Д/'3; Ж>,у = (Вц + +Ду)0,5; у,- , г,- - координаты средней точки площадки 51,; у/ои, , у^ну -нижняя и верхняя граница площадки Sj по координате У ; г/ои,у , гы^ у -нижняя и верхняя граница площадки по координате 2.

Диагональные элементы матрицы М1 (при I = у) определялись по следующему выражению:

,0.5.

10,5.

М1ц = кг-1п

Н.

/¡у

Ну:. - ку.

+ ку-1п

гНуг + кг

(23)

„2 )0,5

где ку , /и - размеры площадок по координатам Г и 2; = (¡гг + Иу ) •

Элементы матрицы М2 определяются по выражению (22) с заменой Л у = (гыф у - = (гшу - г,-) на А 'ц = (у + г-,); В '¡} = (Цт, у + г,-).

Все вычисления выполнялись с точностью до 10 знаков после запятой (для снижения погрешностей, связанных с округлением чисел в ПЭВМ). Устойчивость решений оценивалась по числу обусловленности матрицы Мц.

После определения поверхностной плотности заряда находилась напряженность электрического поля в расчетной точке внешнего пространства:

Е«2)

1 Г

7— Умн 4т0 1 г

гйМ 'ОМ

(24)

Векторный магнитный потенциал тока смещения рабочего конденсатора определялся численно по выражению:

Ш) = -

4п

77 Г-

¿Ум

-0,51^ -0,5^

-2йи

^(х<2-Хм)2 +С>'е-Ум)2 +(1<>-?-м)2

(25)

где Ь = 1о/(1элУ>м) - плотность тока смещения, А/м2.

Напряженность магнитного поля в расчетной точке рабочей зоны:

Нсм(0) тогА(О) - —— Цо Но

х0

8А, _ дА,

ду а

~Уо

дх.

, А/м,

е/

(26)

где и ^^ - орты декартовой системы координат.

Магнитный векторный потенциал тока проводимости:

у/(кэл + (х(2 ~хм)2 + У\ + кэл ~ т-й

Апрг(й) = -\

11 -0,513

Ы

-1п

^(2(1м+га)2 +(ха -хм)2+у1 - 26 м -

екм

(27)

Векторные магнитные потенциалы токов проводимости горизонтальной и вертикальной металлических шин токоподвода вычислялись как:

Авг(0) = 1п

■¡(К+Ош-гд))2 +ха +Уд +1ш + Кч -¿а

V (кзл - гй)2 +Х2а +У2в + /га1 -

у/ (К-^-й)2 +хЬ+у2й ~Уй

(28)

л/ (кЭЛ+Х2й+(уа+1ш)2 -1ш-Уд

- ы

2 +4 "Ус

(К+гд)2 +4 + (Уа+1ш)2 ~1ш~Уй

Напряженность магнитного поля вычислялась следующим образом: - для вертикальной шины:

г

Нв(й) =

Iхо

_ дАвг _ аО

(30)

8>'а и он

для горизонтальной шины:

_ 1 ( дАгг дАгх

Но V ахй;

(31)

Результирующая напряженность Я в расчетной точке рабочей зоны вычислялась как суперпозиция напряженности магнитного поля собственно электрода, напряженности магнитного поля токов шин и напряженности тока смещения, протекающих в нагреваемом диэлектрическом материале.

На рис. 5 приведены рельеф (рис. 5, а) и распределение (рис. 5, б) напряженности электрического поля в рабочей зоне вблизи рабочего конденсатора. Распределение магнитного поля имеет аналопгчный характер, что позволяет заключить, что для любых протяженных конденсаторных конструкций максимальная облучаемость рабочих мест имеет место в плоскости, перпендикулярной оси протяженных электродов в точке их середины.

Рис. 5. Рельеф (а) и распределение (б) напряженности электрического поля в рабочей зоне вблизи рабочего конденсатора.

При рассмотрении рабочих мест ВЧ сварочных установок были проведены исследования зависимости напряженностей ЭМП на рабочих местах и энергетических нагрузок за смену от следующих параметров: от геометрических координат расчетной точки рабочего места; от темпа работы сварочной установки за смену; от вида подвода питания к рабочему конденсатору (рассматривались коаксиальный кабель и металлические шины); от высоты и длины прессового электрода; от вида свариваемого термопластичного материала (поливинилхлорид, полиамид П-66, фторопласт Ф-ЗМ); от частоты установки (27,12 МГц и 40,68 МГц).

Основные результаты исследований следующие: 1). С увеличением длины прессового электрода на 1 см максимальное увеличение напряженности электрического поля в рабочей зоне составляет 1 -1,4 %, а магнитная напряженность увеличивается на 1,3 - 1,5 %. Превышения ПДУ по электрическому полю достигают 6-8 для протяженных электродов длиной 0,9 - 1,1 м. 2). Увеличение высоты прессового электрода на 1 см приводит к увеличению электрической напряженности в рабочей зоне на 10 - 12 %, а магнитной напряженности - до 20 %. 3). С увеличением объема нагреваемого материала на 1 см3, энергетическая нагрузка рабочих мест увеличивается на 0,2 - 0,5 %, как из-за роста электрической напряженности, так и из-за более длительного облучения персонала за рабочую смену. 4). Для горизонтальной ориентации шины: с увеличением длины шины на 1 см электрическая напряженность увеличивается на 1%, магнитная - на 0,5 - 2%. Для вертикальной ориентации шины: с увеличением длины шины на 1 см электрическая напряженность увеличивается на 6 - 10 %, магнитная - на 8 -10 %; зона превышения ПДУ по расстоянию увеличивается в 1,5 - 1,7 раз, относительно облучения при шине такой же длины, но ориентированной горизонтально. 5). С уменьшением фактора потерь свариваемого материала на 0,01 напряженность электрического поля на рабочих местах увеличивается на 2 - 4 %, напряженность магнитного поля - на 1 - 1,5 %. 6). Сварка на частоте 40,68 МГц при прочих равных условиях менее благоприятна (для рассмотренного примера: превышение ПДУ Е на рабочих местах - достигают 10 раз), чем сварка на частоте 27,12 МГц (превышение ПДУ Е на рабочих местах - до 4 раз).

На рис. 6 приведены зависимости Е от вертикальной координаты расчетной точки гс> (начало координат соответствует плоскости плиты пресса установки) при сварке различных материалов при расстоянии от электрода, равном 0,3 м. На рис. 7 приведены зависимости Е(го) при разных длинах шины токоподвода 1Ш, ориентированной вертикально.

£(Ч 8/«

800

600

400

200

0

Рис. 6- : 1 - Фторопласт Ф-ЗМ; 2 - Полиамид П-66; 3 - Поливинилхлорид 4 - ПДУ для кратковременных воздействий.

1500

В/п

1200

900

600

300

о

Рис. 7. Е(го) при уе = 0,3; 1 - /ш = 0,5 м; 2 - = 0,3 м (точки - результаты измерений); 3 - Ецд =105 В/м; 4 - расчет с уединенной шиной; 5 - ПДУ для кратковременных

воздействий.

При рассмотрении облучаемости рабочих мест, расположенных вблизи конвейерных установок для подогрева стружечного ковра и сушки пенорезины, были проведены исследования зависимости напряженностей ЭМП и энергетических нагрузок за смену от следующих основных технологических параметров: от толщины стружечного ковра (при подогреве), от скорости движения конвейера, от начальной температуры (при подогреве) и влажности (при сушке) нагреваемого материала. Основные результаты следующие: 1). С увеличением толщины ковра облучаемость рабочих мест существенно увеличивается и напряженность электрического поля вблизи окна выгрузки превосходит в 3,8 раз ПДУ для кратковременных воздействий; для максимальной толщины ковра, равной 0,08 м, зона превышения ПДУ составляет до 2,5 м от окна конвейера. 2). Увеличение скорости движения конвейера позволяет производить более быстрый подогрев ковра, но резко ухудшает условия труда, как по электрической, так и по магнитной составляющим. Зона превышения ПДУ по электрическому полю увеличивается до 2,7 - 3 м от окна конвейера, а превышение ПДУ Е в точке вблизи конвейера при максимальной скорости (0,125 м/с) достигает 6 раз. 3). С понижением температуры материала происходит увеличение облучаемости рабочих мест. 4). Вблизи окон загрузки наблюдается максимум поля, соответствующий центру окна, выраженный тем сильнее, чем ближе оператор располагается к окну. 5). При увеличении начальной влажности и заданном времени нагрева происходит увеличение уровней ЭМП в рабочей зоне на 0,5 - 0,7 % с увеличением влажности на 1 %.

В табл. 2 приведены исходные данные и результаты анализа ЭМП в двух точках вблизи конвейера при различной толщине стружечного ковра. В табл. 3. приведены исходные данные и результаты анализа ЭМП вблизи окна загрузки при различной скорости движения конвейера сушильной установки.

Следует подчеркнуть, что для всех исследованных ситуаций облучения от неэкранированных конденсаторов (при сварке) и от открытых окон конвейеров (при сушке и предварительном подогреве), всегда фиксировалось превышение ПДУ по электрической напряженности Е для частот 13,56 МГц; 27,12 МГц; 40,68 МГц и превышение по магнитной напряженности Н для частоты 40,68 МГц. Превышения ПДУ по Е могут достигать 7-12 раз для наиболее неблагоприятных случаев облучения. Таким образом, при отсутствии средств защиты, условия труда на рабочих местах относятся к 3-му классу вредности. Более того, в ряде случаев Е на рабочих местах превышали ПДУ для кратковременных воздействий, что позволяет отнести условия труда в этих ситуациях к 4-му классу вредности.

Таблица 2

Исходные данные и результаты анализа ЭМП при различной толщине стружечного ковра

Вариант 1 2 3

толщина ковра, м 0,04 0,06 0,08

воздушный зазор ,м 0,025 0,025 0,025

скорость конвейера ,м/с 0,046 0,046 0,046

ЩЯ1), В/м (в скобках - результаты измерений) 714 912 (630) 1143 (780)

£(й>), В/м 80 110 280

Ела .В/м 300 300 300

Щ0.1), А/м (в скобках - результаты измерений) 0,62 0,44 (0,8) 0,6(1,2)

Н(йг), Ш _ * _ * _ *

* - ниже чувствительности прибора

Таблица 3

Значения £ и Я в рабочей зоне для разных скоростей конвейера

Вариант 1 2 3

начальная влвжность, % 30 30 30

конечная шгажность, % 2 2 2

скорость конвейера, м/с 0,02 0,01 0,005

время нафева, с 45 90 180

Емшс , В/м (в скобках измеренные значения) 653 (483) 467 (360) 333 (200)

Епл , В/м 300 300 300

Нмакс, А/м (в скобках измеренные значения) 0,49 (0,62) 0,34 (*) 0,25 (*)

* - ниже чувствительности прибора

В пятой главе приведены методы защиты рабочих мест при высокочастотном нагреве диэлектрических материалов.

Вначале обосновывается возможность применения защитных методов, не предполагающих электромагнитное экранирование рабочих конденсаторов. Показано, что реализация подобных методов (территориальный разнос, защита временем, изменение ориентации шины токовода) возможна, только для "благоприятных" условий облучения, когда ПДУ на рабочих местах превышаются не более, чем в 1,5-2 раза, что как правило имеет место при от-

носителыю низких темпах работы установки. Для более существенных превышений необходимо использование защитных электромагнитных экранов.

Основное внимание было уделено выбору и расчету локальных электромагнитных экранов рабочих конденсаторов. Идея локального электромагнитного экранирования состояла в "перекрытии наиболее опасных" по ЭМП пространственных областей рабочей зоны вблизи конденсаторов ВЧ установок. Были проведены следующие исследования: выбор конфигураций локальных экранов; определение эффективности экранирования ЭМП на рабочих местах локальными экранами, реализуемыми на практике; оценка ослабления радиопомех локальными экранами; оценка емкости, вносимой локальными экранами в колебательную цепь с рабочим конденсатором; оценка эффективности ослабления электрического поля при использовании вспомогательных электродов сварочных установок; оценка эффективности экранирования окна загрузки конвейера эластичными фольговыми материалами.

Основные результаты исследований следующие: 1). Локальные экраны плоской (рис. 8, а) и уголковой (рис. 8, б) форм, выполненные из металлических листов, металлических сеток или фольговых материалов (при экранировании окон конвейера), обеспечивающие перекрытие пространственных максимумов электрического поля и соблюдение ПДУ ЭМП на рабочих местах. 2). Для расчета эффективности экранирования локальными экранами конечных размеров использовалось соотношение, справедливое в предположении синфазности векторов напряженности поля, проникающих через материал стенок экрана и огибающих экран:

3(0 * эТТ^ё)' (32)

где Э] - эффективность экранирования бесконечно протяженного экрана, имеющем конечную толщину с1д и проводимость у, (Э/ представляет собой величину не зависящую от координат расчетной точки О)', Эо - эффективность экранирования идеально проводящими и бесконечно тонким экраном конечных размеров; Эо является переменной величиной, зависящей от координат точки (). На частотах ВЧ оборудования для нагрева диэлектриков при использовании в качестве материалов алюминиевых листов и металлических сеток, было утановлено, что эффективность экранирования ЭМП на рабочих местах практически полностью определяется составляющей Эо -т. е. можно полагать, что поле проникает в рабочую зону только в результате огибания полем краев незамкнутого экрана, и определять эффективность экранирования как Э = Эо.

Эффективность экранирования экранами конечных размеров определялась по формуле (33):

гэ

Уэ

Уэ

а) б)

Рис. 8. Локальные плоский (а) и уголковый (б) экраны конденсаторов

Э0Ш) =

(33)

Ек(й) + Е3(й) Ек(й)

где Е^О) - электрическое поле в расчетной точке от неэкранированного конденсатора; Еэ(й) - электрическое поле "реакции" экрана, обусловленное наведенными электрическими зарядами на поверхности экрана.

Интегральное уравнение 1-го рода для поверхностной плотности простого слоя электрических зарядов на экране имело вид:

(34)

где <рк{й) - потенциал электрического поля рабочего конденсатора в расчетной точке на поверхности экрана.

3). Эффективность экранирования ЭМП на рабочих местах плоскими локальными экранами, реализуемыми на практике составила: для рабочих мест ВЧ сварочных установок - до 3 - 7 раз; для рабочих мест вблизи конвейера установки для ВЧ подогрева - до 14 раз. Этого достаточно для соблюдения ПДУ, а большие значения практически недостижимы из-за необходимости увеличения размеров плоских экранов, огибаемых ЭМП. 4). Эффективность экранирования уголковым экраном сварочного конденсатора составила до 7 - 9 раз в рабочей зоне. В целом, уголковый экран оказывается примерно на 20 % эффективнее, чем плоский экран такой же высоты. 5). Эффективность ослабления радиопомех плоскими экранами составила не более 5-11 дБ.

Сильная дифракция электромагнитной волны не позволяет достичь более высокой степени ослабления радиопомех. 6). Оценка емкости, вносимой локальным плоским экраном в колебательную цепь составила: для бесконечной высоты плоского экрана, вносимая им емкость не превышает 20 % от емкости конденсатора без экрана, если размещать экран на расстояниях не менее 5 - 7 см от рабочего конденсатора. 7). Эффективность ослабления ЭМП на рабочих местах при использовании вспомогательных электродов составила: для вспомогательных электродов в виде валика: 5-11 раз, для вспомогательных рамочных электродов: 2-8 раз. В ряде случаев, когда эффективность не превышает 4-5 раз, этого недостаточно для соблюдения ПДУ, и в этих случаях необходимо дополнительно устанавливать локальные плоские экраны сверху вспомогательных электродов. 8). Эффективности экранирования окна загрузки эластичными фольговыми материалами составила от 3 до 17 раз в зависимости от числа продольных разрезов. Рекомендуемое число разрезов 4-6, при этом эффективность составляет 6-8 раз, что позволяет обеспечить соблюдение норм.

На рис. 9 приведены изолинии электрического потенциала в области вблизи плоского экрана высотой 30 см, а на рис. 10 зависимости эффективности экранирования углоковым экраном (х-3 = 30 см, уэу = 5 см, г.э = 25 см) от вертикальной координаты расчетной точки рабочего места при разных расстояниях от прессового электрода.

га, м

0.2-

0.021

' " ' • " 0.026 ' • ' . -0.03 - ■ С34

О 038 . 0 028 0.045,0.032 0.058 0 041 0 023 0.073 0.043. , 0.011 V 0.085 ' Р-^7: 0015 -012 0 пйн 0.049 0.019

;;й132,,О,09 О.053 аоп

а145': 0.1:0.07, 0,030:',!'

' -'0.15 '0.064'о.Йй ;

Ъ094 0.051 0013 [" 0.056 0.03 0.006

0 009

0.0&2

' 0ХЮ2-

—Г"

0.4

УС . м

Рис. 9. Распределение потенциала электрического поля вблизи экрана высотой гэ = 0,3 м (приведены значения, нормированные к потенциалу электрода рабочего конденсатора).

0.2

0 5

и

„ 3 ,2

Ч

О 0,1 0,2 0,3 0,4 „ 0,5

2,о, М

Рис. 10. Э =/(га) при хв = 0,: 1 - ув = 0,4 м; 2 -уа= 0,5 м; 3 - уа = 0,6 м;

4 - требуемая эффективность экранирования для уд = 0,5 м.

ИТрртяя главя посвящена анализу облучаемости рабочих мест при ВЧ индукционном нагреве металлов. В зависимости от геометрических размеров индуктора расчет ведется по двум различным алгоритмам: для витковых ("коротких") индукторов и для соленоидальных ("длинных") индукторов. Витковые индукторы имеют отношение диаметра £)/ к длине > 3.

При расчете ЭМП на рабочих местах, расположенных на расстояниях не менее 15-20 см от индукторов, с достаточной точностью используются соотношения для тонкого кругового витка (в этом случае пренебрегают толщиной и высотой индуктирующих проводов). Короткие индукторы находят широкое применение для закалки, сварки, пайки, наплавки и т. д.

Соленоидальные ("длинные") индукторы характеризуются отношением и при расчете ЭМП на рабочих местах необходимо пользоваться более сложными выражениями для соленоидов (индукторы применяются для ВЧ плавки металлов в тигельных печах малых объемов, предварительном нагреве тонких прутков под пластическую обработку). Экспериментальные исследования проводились на рабочих местах установок ВЧИ-25/0,44; ВЧИ7-10/0,44; ВЧИ2-100/0,066; ВЧ34-60/0,066; ВЧ31 -100/0,066; ВЧГЗ-160/0,066; ЛП-67; ЛГ-7, ИН-250/4.

Метод расчета ЭМП на рабочем месте основан на вычислении суммарного магнитного поля в точке наблюдения как результата суперпозиции поля пустого индуктора и поля реакции нагрузки тела, коаксиального с индуктором и длиннее его (рис. 11).

г

и

1 Я1

Рис. 11. Цилиндрический индуктор с загрузкой: Л;, - радиус и длина индуктора; В.2 - радиус нагреваемого тела

Для нахождения неизвестного поля реакции загрузки были использованы краевые условия идеальной проводимости (35) на границе нагреваемого тела (для "горячей" области под индуктором), и приближенные граничные условия Леонтовича (36) (для области нагрузки вне индуктора):

[л,Ё] = 0. (35)

[й, £]=(; + ;■) , (36)

где у - удельная проводимость материала тела, п - единичный вектор нормали, направленный внутрь поверхности цилиндра.

Было установлено, что поле реакции при сильном поверхностном эффекте в неферромагаитной загрузке ("горячая область под индуктором) может быть найдено как поле витка (или соленоида) радиусом Яг. подобного индуктирующему, но с противоположным направлением тока.

Векторный магнитный потенциал поля реакции области нагрузки, расположенной вне зоны напева в витковом индукторе:

А.2 = (Ш2)К, (кЯа)со$кгй6к , (37)

О

где I - ток, протекающий по витку; 11(2, ге ~ координаты расчетной точки; ' 1\(х), К{(х) - модифицированные функции Бесселя первого и второго рода. В выражении (37):

= К^ЩНРк^Шг)-!^)) -

[> 11(к112)(К1 (кЯ2) - ВкК0(кЯг)) ' 1

где /о (х) - модифицированная функции Бесселя первого рода нулевого порядка;

(39)

Цо 2

где Д - глубина проникновения поля в проводящую среду.

Было установлено, что при расчете ЭМП на рабочих местах при частоте 440 кГц с достаточной точностью можно полагать ¿1 = 0 для всех значений относительной магнитной проницаемости цотн, что касается частоты 66 кГц, то данное допущение не вносило существенных погрешностей до значений цотн, равных 500 - 600. Расчеты для более высоких значений ¡лотн проводились с использованием выражения для реакции нагрузки в форме (37). При рассмотрении рабочих мест ВЧ индукционного оборудования были проведены исследования зависимости напряженностей ЭМП на рабочих местах и энергетических нагрузок за смену от следующих технологических и конструктивных параметров: от частоты излучаемого ЭМП (расматривались частоты 66 кГц и 440 кГц); от наличия загрузки в индукторе; от глубины ВЧ закалки стали; от диаметра и высоты закалочного индуктора; от массы расплавляемою материала (при ВЧ плавке).

Основные результаты исследований: 1). Частота 66 кГц является в целом более "неблагоприятной" чем частота 440 кГц. Это связано с тем, что с уменьшением частоты растет удельная мощность, которую необходимо сообщить детали, и, следовательно, ток индуктора и напряженность магнитного поля на рабочем месте. 2). При. уменьшении глубины закаленного слоя на 0,1 мм напряженность магнитного поля на рабочем месте увеличивается на 4 - 8 % (66 кГц) и на 10-12 % (440 кГц). С уменьшением глубины закалки уменьшается время нагрева элемента поверхности цилиндра (на 20 - 40 % при уменьшении глубины закалки на 0,1 мм при использовании частоты 440 кГц и на 8 - 10 % при использовании частоты 66 кГц). При малой производительности установки за смену, более неблагоприятны большие глубины закалки - Н падает, но сильно растет время нагрева, что и определяет увеличение энергетической нагрузки. При максимально возможной производительности установки в режиме поточного производства более неблагоприятны малые глубины закалки. 3). С увеличением диаметра закалочного индуктора на 1 см, напряженность магнитного поля в рабочей зоне увеличивается примерно на 30 - 40 %. При

нагреве на частоте 66 кГц нормы по магнитному полю превышались: для загруженного индуктора - до 2,5 раз, для пустого - до 14 раз. При нагреве на частоте 440 кГц нормы по магнитному полю превышались: для загруженного индуктора - до 2 раз, для пустого - до 5,5 раз; нормы по электрическому полю превышались для пустого индуктора - в 1,3 раза. 4). С увеличением длины индуктора растет длина нагреваемой области детали, что приводит к следующему: растет удельная мощность, поскольку требуется нагреть большую зону детали, и следовательно увеличивается ток индуктора и напряженность внешнего магнитного поля (последняя увеличивается примерно на 18 - 25 % на 1 см длины индуктора; время нагрева участка поверхности остается неизменным, но суммарное за смену время нагрева протяженных цилиндров уменьшается, поскольку более длинный индуктор "перекрывает" большую площадь детали. При малой производительности установки, более "неблагоприятен" нагрев в коротком индукторе. Если установка работает в режиме максимальной производительности (поточное производство), то увеличение длины индуктора (высоты провода) ухудшает условия труда по уровням ЭМП на рабочих местах. 5). Напряженность магнитного поля пустого плавильного индуктора (частота 66 кГц) в 2 - 2,5 раза превосходит ПДУ для кратковременных воздействий (50 А/м), а напряженность магнитного поля загруженного - до 1,5 раз. Внешние ЭМП печи до расплавления шихты занимают промежуточное положение между ЭМП пустого индуктора и индуктора с расплавленной загрузкой. Магнитная напряженность в этом режиме на 20- 35 % меньше, а электрическая - на 15 - 25 % меньше, чем для пустой печи. 6). Напряженность магнитного поля на рабочих местах при плавке на частоте 66 кГц примерно на 60 - 80 % выше, чем при использовании частоты 440 кГц, причем в обоих случаях Н от незагруженных индукторов превосходили Я от индукторов с расплавом на 80 - 100 %. 7). С увеличением массы нагреваемого металла происходит рост напряженностей ЭМП на рабочих местах.

Таким образом, условия труда при воздействии ЭМП от ВЧ индукционных установок относятся к 4-му и 3-му (степени 3.2 - 3.4) классам вредности, поскольку характерным является не только превышение ПДУ для фактических длительностей облучения за рабочую смену, но и ПДУ для кратковременных воздействий. Отметим, что при прочих равных условиях нагрев на частоте 66 кГц отличается большими превышениями ПДУ по магнитному полю, чем нагрев на частоте 440 кГц (ПДУ для этих частот одинаков). При нагреве на частоте 440 кГц также наблюдается превышение ПДУ по напряженности электрического поля).

Седьмая глава посвящена разработке методов защиты рабочих мест при ВЧ индукционном нагреве металлов.

Вначале показана возможность применения защитных методов, не предполагающих электромагнитное экранирование. Реализация методов (территориальный разнос, защита временем) возможна, только для "благоприятных" условий облучения, когда ПДУ на рабочих местах превышаются не более, чем в 1,5 - 2 раза. Это имеет место при низкоинтенсивной работе нагревательных установок с "короткими" индукторами. Однако, применение методов этой группы целесообразно в сочетании с локальными экранами и использованием СИЗ. Общим методом этой группы является выключение установки в паузах между технологическими операциями - индуктор на холостом ходу без загрузки порождает существенно большие ЭМП на рабочих местах, которые даже для коротких закалочных индукторов могут превосходить ПДУ по магнитному полю для кратковременных воздействий.

При исследовании возможности использования локальных экранов индукторов были выбраны экраны плоской, уголковой и цилиндрической форм, выполненные из металлических листов гаи металлических сеток, и обеспечивающие перекрытие пространственных максимумов магнитного поля на рабочих местах. Эффективность экранирования являлась переменной величиной, зависящей от координат точки наблюдения <2-

\ни(0)+нв(а)

ЭоШ) =

(40)

ни«2)

где Ни(0) - вектор напряженности магнитного поля неэкранированного индуктора; Нв(<2) - вектор напряженности магнитного поля экранных вихревых токов. Расчет поверхностной плотности вихревых токов, наведенных в цилиндрическом экране производился в использованием интегрального уравнения 2-го рода вида:

Ш - НвШ = НИг (в), (41)

где

-Т77Т К(ки) +

(И, - + г<£

Нцг(О) = л . ,1/2

]

Ши) + —-

(42)

где - ток в индукторе, А; Я; - радиус индуктора, м; К2 - вертикальная координата точки £); К(кц), Е(кц) - полные эллиптические интегралы 1-го и 2-го рода, соответственно, с модулем к и, квадрат которого:

ки =-;-т ; (43)

Им (0.) = ~ ( :-—-7Тп \к(кэ)~ Е(кэ)] ¿гм, (44)

% \4Нэ2 + (гв-гм)2}

где М - переменная точка интегрирования; Лэ . zэ - радиус и высота экрана; квадрат модуля эллиптических интегралов выражения (44) равен:

2

к2э = 2 4Кэ-=■ . (45)

При расчете распределения поверхностной плотности вихревого тока плоского экрана было использовано понятие функции тока щ которая является скалярной величиной и связана с вектором поверхностной плотности вихревого тока следующим соотношением:

1 = Щ п] , (46)

где п - единичный вектор нормали; градиент берется по поверхности 5 плоского экрана.

Интегральное уравнение 1-го рода имело вид:

Цо 4п

5

ще векторный потенциал поля индуктора в декартовых координатах:

^i/2г

п к

и

Л/

л!ха +У<2

1-^к2ц\К(ки)-Е(ки)

(47)

(48)

* «¡щ 2, т

где хд, г<2 - декартовы координаты точки (2, на поверхности экрана.

Линейная плотность вихревых токов находилась численным дифференцированием, а напряженность магнитного поля вихревых токов в точке наблюдения по формуле (50):

с18м . (50)

~йм

С использованием разработанных математических моделей были выполнены исследования: эффективности экранирования цилиндрическими, плоскими и уголковыми экранами, реализуемыми на практике; степени ослабления радиопомех локальными экранами; влияния экранов на колебательные цепи индукторов (оценивались потери мощности в экранирующей кон струкции, относительное ослабление полем экранных вихревых токов маг

/

нитного поля внутри индуктора, вносимое электромагнитным экраном активное и индуктивное сопротивления в колебательную цепь с индуктором).

Основные результаты исследований следующие:

1). Эффективность экранирования цилиндрическими локальными экранами составила: на рабочих местах закалочных установок с короткими индукторами - 4 - 9 раз (в зависимости от высоты экрана), что позволяет соблюсти ПДУ. На рабочих местах установок с соленоидальными индукторами - 3 - 6 раза, что в ряде случаев требует дополнительных мер (защиты временем и расстоянием). Эффективность ослабления радиопомех - не более 6-11 дБ.

2). Оценка влияния локальных цилиндрических экранов на индукторы такова: радиус экрана, не оказывающего на "короткий" индуктор недопустимого влияния, должен быть не менее 2,5 - 3-х радиусов индуктора, причем наиболее "чувствительным" параметром влияния является относительное ослабление магнитного поля индуктора. Радиус экрана, не оказывающего на "длинный" индуктор недопустимого влияния, должен быть не менее 3 - 4-х радиусов индуктора. 3). Эффективность экранирования плоскими локальными экранами составила: для рабочих мест ВЧ установок с "короткими" индукторами - не более 2-7 раз, а эффективность ослабления радиопомех -не более 2-4 дБ. Плоские экраны рекомендованы к использованию для индукторов, внешние магнитные поля которых превышают ПДУ не более, чем в 3 - 5 раз, т. е. в основном для "коротких" индукторов. 4). Эффективность экранирования уголковыми экранами примерно на 20 - 40 % выше, чем при использовании плоских экранов такой же высоты. 5). При оценке влияния локальных плоских экранов на индукторы было установлено, что оно достаточно мало, и их можно располагать практически вплотную к индуктору (на расстоянии от витков, приблизительно равном радиусу индуктора); ограничением здесь являются только удобство загрузки и работы.

На рис. 12 приведено распределение напряженности магнитного поля Н в области рабочего места с установленным цилиндрическим экраном, а на рис. 13 - зависимости Я от вертикальной координаты при снятом и установленном цилиндрическом экране закалочного индуктора. Проведенные исследования позволили заключить, что локальные экраны индукторов удовлетворяют всем требованиям к экранам ВЧ установок, что позволяет применять их вместо громоздких замкнутых экранов. При защите от ЭМП "коротких" индукторов, применяемых при закалке, пайке, наплавке, локачьные экраны эффективно защищают рабочее место от ВЧ облучения, и условия труда при их использовании могут быть отнесены ко 2-му (допустимому) классу, поскольку ПДУ не превышаются. При защите от ЭМП "длинных" индукторов (плавка) необходимый размер цилиндрических и плоских локальных эк-

ранов может быть чрезмерно велик, поэтому, исходя из конкретных условий, следует либо закрывать верхний торец экрана, либо ограничивать пребывание персонала вблизи печи в рабочем режиме. Таким образом, при защите рабочих мест многовитковых индукторов для достижения допустимого класса условий труда локальное экранирование следует дополнять территориальным разносом либо ограничением по времени.

гд, м

0.4-

3.493 - -.'■-••

- "4-405 • 3.858 2.763.. 2.215;-. - '

'А,, 4.77 3 675 2.945 2 398 4 1-485 -- \ п

О-Н 9 15 " ,Ь668 4 0.^38 0.755

¿6?» . 5Ш 4.04 3.128 2.58 ^¿-85 1-303 "2

4.223 ,,, 7.508 5.865 3-31

'6.048, '6.413

- О Д'595 4.588 8:42 6.778 4.9539.698.6.96 5.135 _0 2_l.-9.88 7.143 , «18 3 ^«З

7.69 6.23 "4.405 2.763 ,,,, . -5.683 Ал 3.675 2.945 2 398 - ■ -

«23 з^ 3.128 2.58 Х.ф^ „X ^ ^ ^

I I I ~

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

некя

¡{<1 , м

Рис. 12. Распределение Н на рабочем месте с установленным цилиндрическим экраном А/и

20 10

0

Рис. 13. Н(гц) при Ид = 0,3 м: 1 - экран отсутствует ( . - измеренные значения) ; 2 -экран установлен ( + - измеренные значения); 3 - Нпд ■

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные в диссертационной работе исследования определили следующие выводы и результаты:

1. Впервые разработаны теоретические основы анализа облучаемости и обеспечения защиты рабочих, мест персонала высокочастотного электротермического оборудования. Методологический подход к анализу облучаемости рабочих мест, выбору и расчету защитных мероприятий, основан на технологических особенностях процессов высокочастотного нагрева и предполагает расчет электромагнитных процессов методом вторичных источников, который обеспечивает простоту расчетных моделей при необходимой точности и устойчивости получаемых решений.

2. Проведены дозиметрические исследования ЭМП, влияющих на операторов ВЧ установок. В рамках этих исследований: разработаны эмпирические зависимости электрических параметров биологических тканей в высокочастотном диапазоне, предложен метод сведения гетерогенного биологического объекта к гомогенному для сферической, цилиндрической гетерогенных моделей, а также для неупорядоченной статистической модели биообъекта в полный рост, выведено регуляризованное интегральное уравнение математической модели электрического поля внутри биологического объекта. Проведены исследования зависимости удельной поглощенной мощности от типа напольного покрытия в производственных помещениях, а также от обуви и одежды оператора. Исследовано удельное поглощения в запястьях рук операторов ВЧ сварочной установки при ручной загрузке рабочих конденсаторов. Предложен ряд методов уменьшения электромагнитного поглощения, основным из которых, является снижение уровней ЭМП на рабочих местах до значений, нормированных в российских стандартах.

3. Базируясь на теоретических основах, для рабочих мест установок для ВЧ нагрева диэлектриков (сварка, сушка, предварительный подогрев), характерных доминированием электрического поля, разработаны математические модели электрического и магнитного полей, основанные на методе вторичных источников. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования зависимости облучаемости от ряда параметров (вид нагреваемого материала, его теплофизические свойства, скорость нагрева, размеры электродов и токоподводов, частота поля, координаты расчетной точки) позволили выявить наиболее неблагоприятные ситуации облучения, на которые необходимо ориентироваться при выборе защитных мероприятий.

4. Базируясь на теоретических основах, для рабочих мест установок для ВЧ индукционного нагрева металлов (закатка, плавка), характерных доминированием магнитного поля, проведен анализ распределения электрического и магнитного полей на рабочих местах витковых и соленоидальных индукторов, выявлены пространственные максимумы полей. Разработана математическая модель, основанная на методе вторичных источников, позволяющая учесть влияние частично ферромагнитной нагрузки цилиндрических индукторов на параметры облучаемости. Показано, что индукторы без загрузки (на холостом ходу) порождают внешние ЭМП, существенно более интенсивные, чем в нагруженном режиме. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования облучаемости рабочих мест при изменяемых технологических параметрах (глубина закалки, диаметр индукторов, высота индуктирующего провода, наличие частично расплавленной загрузки печи, емкость печи, частота поля) позволили выявить наиболее неблагоприятные ситуации облучения рабочих мест.

5. Предложены к использованию и введены в классификацию локальные защитные электромагнитные экраны, идея которых состоит в перекрытии пространственных областей вблизи излучающих элементов (индукторов и конденсаторов) с наиболее интенсивными ЭМП. Предложенные локальные экраны, позволяющие обеспечить защиту рабочих мест и необходимое подавление радиопомех имеют следующие формы: для рабочих конденсаторов - экраны плоской и уголковой форм, а также вспомогательные электроды сварочных электродов и эластичные шторки окон конвейерных установок; для индукторов - экраны цилиндрической, коробчатой, плоской и уголковой формы. Расчет параметров экранов производился методом вторичных источников. Проведены исследования влияния размеров локальных экранов на эффективность экранирования на рабочих местах, эффективность ослабления радиопомех, степень влияния на колебательные цепи ВЧ установок. Результаты экспериментальных и теоретических исследований эффективности экранов, выполненных из различных материалов, позволили рекомендовать т изготовление как из алюминиевых листов, так и из мелкоячеистых металлических сеток, причем последние рекомендуются для облегчения экранноь конструкции, меньшего влияния на колебательные цепи и возможности визу ального контроля процесса нагрева.

6. Разработана построенная с учетом специфики ВЧ электротермиче ского оборудования классификация защитных электромагнитных экранов Основные виды экранов: сплошные металлические оболочки (замкнутые и отверстиями); локальные экраны (цельнометаллические; сетчатые и на осно ве эластичных материалов); в виде предельных волноводов. Средства индив

дуальной защиты (СИЗ) в этой классификации относятся к локальным защитным экранам на основе металлических сеток. Выработаны требования к защитным электромагнитным экранам ВЧ установок: обеспечение защиты рабочих мест от ЭМП, требуемое подавление радиопомех, физическая реализуемость, отсутствие заметного влияния на характеристики и производительность ВЧ установок.

7. Разработана построенная с учетом специфики ВЧ электротермического оборудования классификация методов защиты рабочих мест. Классификационные признаки методов: объект электромагнитного экранирования; место реализации метода защиты; степень влияния на установку; уменьшаемый параметр; вид используемой информации.

8. Показана возможность реализации дополнительных организационных и технических методов защиты рабочих мест: 1) метода территориального разноса источников ЭМП (индукторов и рабочих конденсаторов) и рабочих мест: в качестве самостоятельного метода - при малых (до 2-х раз) превышениях ПДУ на рабочих местах; в дополнение к локальным экранам и средствам индивидуатьной защиты - при превышениях ПДУ в 7 - 9 раз в случаях, когда установка сплошных замкнутых экранов затруднительна или невозможна; 2) ограничение неэкранированных участков шин токоподвода к сварочным конденсаторам и возможное изменение ориентации шины с вертикальной на горизонтальную; 3). выключение индукторов в паузах между технологическими операциями, когда незагруженный индуктор создает на рабочих местах существенно более интенсивные ЭМП; 4) ограничение времени пребывания в тех зонах вблизи индукторов и конденсаторов, где не превышаются ПДУ для кратковременных воздействий, а ПДУ с учетом энергетических нагрузок для максимального темпа работы ВЧ установок превышаются незначительно; 5) использование вспомогательных электродов рабочих конденсаторов при сварке изделий больших размеров.

9. Все положения диссертационной работы (расчет уровней поля на рабочих местах и времени облучения за смену, методы защиты рабочих мест, в том числе эффективность локальных экранов, оценка уровней электромагнитного поглощения) прошли апробацию в производственных условиях. Реализация методов анализа облучаемости и защиты рабочих мест проводилась для типовых промышленный установок и для опытных образцов индукторов и рабочих конденсаторов. Реализация предложенного комплекса методов защиты рабочих мест позволила снизить уровни ЭМП на рабочих местах до нормированных значений и обеспечить 2-ой (допустимый) класс условий труда.

Содержание диссертации опубликовано в 64 работах., основные из которых следующие:

1. Немков B.C., Рудаков M.JI. Сравнительный анализ российских и зарубежных стандартов на параметры электромагнитных излучений высокочастотного оборудования для нагрева диэлектриков // Стандарты и качество № 4, 1995. - С. 29 - 32

2. Буканин В.А., Немков B.C., Рудаков M.JL, Lupi S. Сравнительны! анализ требований стандартов ЭМС и био-ЭМС применительно к промыт ленным высокочастотным установкам // Сб. науч. докл. II Междунар. симпоз по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии. - СПб. ГЭТУ, 1995. - С. 234 - 235.

3. Рудаков МЛ. Методы оценки вредного воздействия электромагнит ных полей на плавсостав // Судостроение, № 8 - 9, 1995. - С. 23 - 24.

4. Рудаков МЛ. Внешние электрические поля, создаваемые раз личными конструкциями рабочих конденсаторов при высокочастотной свар ке термопластичных материалов // Промышленная энергетика, № 4, 1996. С. 26 - 29.

5. Рудаков МЛ. Российские и европейские гигиенические норматив! на параметры радиоизлучений для населения // Стандарты и качество, № А 1996. - С. 16 - 17.

6. Рудаков M.JL, Федорова И.Г. Расширение областей применения вь: сокочастотной сварки пластмасс и способы снижения уровней внешни электрических полей // Сварочное производство, № 5, 1996. - С. 34 - 36.

7. Рудаков M.J1. Эквивалентные диэлектрические параметры гетерога ных биологических объектов // Тез. докл. 4-ой научно-техн. конф. "Электре мага. совм. техн. ср-в и биологич. объектов (ЭМС-96)". - СПб.: ВИТ! 1996. - С. 532 - 533.

8. Рудаков МЛ. Техногенные источники неионизирующих излучений аспекте проблемы электромагнитной гигиены // Сб. докл. Всеросс. науч практич. конф. с межцунар. участием "Новое в без-ти жизнедеят. и экол< гаи". - СПб.: МЦЭНТ, 1996. - С. 151 - 159.

9. Буканин В.А., Рудаков M.JI. Параметры электромагнитных полей i рабочих местах установок индукционого и диэлектрического нагрева // С докл. Всеросс. науч.-практич. конф. с междунар. участием "Новое в без-' жизнедеят. и экологии". - СПб.: МЦЭНТ, 1996. - С. 147 - 150.

10. Рудаков M.J1. Метод расчета средней плотности поглощенной moi ности в моделях неоднородных биологических объектов // Тез. докл. 1 Росс. конф. "Проблемы электромагн. без-ти человека. Фундаментальные прикладные исследования." - М.: ЦЭМБ, 1996. - С. 99 - 101.

11. Рудаков М.Л., Федорова И.Г. Анализ распределения напряженности электрического поля на рабочих местах операторов высокочастотных сварочных установок // Электричество, № 6, 1996. - С. 60 - 65.

12. Рудаков МЛ. Анализ параметров электромагнитного облучения операторов установок для высокочастотной сварки термопластичных материалов // Сварочное производство, № 1, 1997. - С. - 34 - 36.

13. Рудаков М.Л. Способы снижения внешних электрических полей при предварительном высокочастотном подогреве древесно-стружечных плит перед прессованием // Деревообрабатывающая пром-ть, № 2, 1997.- С. 9 - 11.

14. Рудаков М.Л. Проблема электромагнитной безопасности в условиях производственного и внепроизводственного облучения. // Сб. докл. 2-ой Все-росс. научно-практич. конф. "Новое в без-ти жизнедеят. и экологии". -СПб.: БГТУ, т. 1, 1997. - С. 39 - 52.

15. Рудаков М.Л. Расчет магнитных полей на рабочих местах высокочастотных установок для индукционного нагрева // Сб. докл. 2-й Всеросс. научно-практич. конф. "Новое в без-ти жизнедеят. и экологии". - СПб.: БГТУ, т. 3, 1997. - С. 61- 63.

16. Рудаков М.Л. Электромагнитные излучения персональных ЭВМ: источники, опасности, стандарты, защитные мероприятия // Тез. докл. 1-го Междунар. конгресса "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине". - СПб.: ИАнП РАН, 1997. - С. 217 - 218.

17. Рудаков М.Л. Источники электромагнитного облучения в городских условиях: источники и основные гигиенические стандарты // Тез. докл 2-го Междунар. конгресса "Экология и развитие Северо-Запада России". - СПб.: МАНЭБ, 1997. - С. 249 - 250.

18. Рудаков М.Л. Частотные зависимости электрических параметров биологических тканей для диапазона высокочастотного электротермического оборудования // Сб. науч. докл. III Междунар. симпоз. по электромагн. совм. и электромага, экологии (ЭМС-97). - СПб.: ГЭТУ, 1997. - С. 71 - 74.

19. Рудаков М.Л. Исследование зависимости электромагнитного облучения персонала от свойств термопластичных материалов при высокочастотной сварке // Пластические массы, № 2, 1997. - С. 42 - 44.

20. МЛ.Рудаков. Расчет средней плотности поглощенной мощности в моделях гетерогенных биологических объектов // Гигиена и санитария, № 5, 1997. - С. 61- 63.

21. Рудаков М.Л. Зарубежные гигиенические стандарты на параметры электромагнитных воздействий в диапазоне радиочастот // Зарубежная радиоэлектроника, № 8, 1997. - С. 56 - 60.

22. Рудаков МЛ. Нормативные документы и приборная база для анализа парметров электромагнитных воздействий в производственных и непроизводственных условиях облучения//Метрология, № 7, 1997.- С. 12 - 19.

23. Рудаков МЛ. Защита от электромагнитного облучения в промышленности // Сб. докл. научно-практич. конф. "Промышленная экология". -СПб.: БГТУ, 1997. - С. 59 - 65.

24. Рудаков МЛ. Интегральные уравнения электрического поля в биологическом объекте // Сб. докл. научно-практич. конф. "Промышленная экология". - СПб.: БГТУ, 1997. - С. 236 - 241.

25. Рудаков МЛ. Эмпирические формулы для электрических параметров биологических тканей в высокочастотном диапазоне // Электричество, № 9, 1997. - С. 75 - 77.

26. Рудаков МЛ. Анализ распределения магнитных полей на рабочих местах высокочастотных установок для индукционного нагрева II Промышленная энергетика, № 11, 1997. - С. 40 - 42.

27. Немков B.C., Буканин В.А., Рудаков МЛ.. Внешние электромагнитные поля высокочастотного электротермического оборудования // Известия ПЭТУ: Сб. науч. тр. - СПб, ГЭТУ, 1997. - С. 63 - 67.

28. МЛ. Рудаков. Модели биологических объектов при исследовании взаимодействий с электроманитными полями в диапазоне радиочастот // Зарубежная радиоэлектроника, № 2, 1998. - С. 68 - 75.

29. Рудаков M.JI. Электромагнитные поля и безопасность населения. -СПб.: Изд-во Русского географического общества, 1998. - 32 с.

30. Рудаков МЛ. Расчет облучаемости персонала высокочастотных ин Аукционных установок // Электротехника, № 5, 1998. - С. 47 - 52.

31. Рудаков МЛ. Биологический аспект проблемы электромагнитно; совместимости // Материалы 2-го Международного Конгресса "Фундамен тальные проблемы естествознания". - СПб.: ГУ, 1998. - С. 179 - 180.

32. Рудаков МЛ. Незамкнутые электромагнитные экраны высокочас тотных установок // Сб. докл. 3-й Всеросс.научно-практич. конф. "Новое эко-логии и без-ти жизнедеятельности". - СПб.: БГТУ, т. 2, 1998. - С. 200 205.

33. Рудаков МЛ. Электростатические поля видеомониторов. //Сб док; 5-ой научно-практ. конф. "Электромагнитная совместимость радиоэлектро* ных средств и биологических объектов (ЭМС-98)". - СПб.: ВИГУ, 1998. С. 558 - 560.

34. Рудаков M.J1. Практические аспекты электромагнитной дозиметри при высокочастотном облучении в промышленности // Сб докл. 5-ой научю

практ. конф. "Электромапгатная совместимость радиоэлектронных средств и биологических объектов (ЭМС-98)". - СПб.: БИТУ, 1998. - С. 546 - 550.

35. Рудаков МЛ. Расчет электрического поля высокочастотных установок для оценки облучаемости персонала И Электричество, № 11, 1998. -С. 62 - 66.

36. Рудаков M.J1. Рекомендации по эксплуатации высокочастного электротермического оборудования с учетом требований электромагнитной совместимости и безопасности персонала // ВНИИ ТВЧ им. В.П.Вологдина. -СПб., 1998. - 65 с.

37. Рудаков MJI. Электромагнитные излучения в высокочастотной электротермии // Петербургский журнал электроники, № 1, 1999,- С. 63 - 67.

38. Рудаков M.JI. Оценка электромагнитного поглощения в биологических объектах методом интегральных уравнений // Известия вузов. Сер. Радиофизика, том XLII, № 2, 1999. - С. 176 - 182.

39. Рудаков МЛ. Критерий электромагнитной безопасности в оценке качества высокочастотного электротермического оборудования // Стандарты и качество, № 2, 1999. - С. 72 - 74.

40. Рудаков M.J1. Электромагнитная экология в промышленной энер-гетике//Изв. Академии наук (РАН). Сер."Энергетика", № 2, 1999.- С. 59- 63.

41. Рудаков МЛ. Расчет основных характеристик цилиндрических электромагнитных экранов методом вторичных источников // Инженерная экология, № 2, 1999. - С. 37 - 45.

42. Рудаков М.Л. Расчет поглощения электромагнитного излучения телом оператора высокочастотной сварочной установки // Электричество, № 3, 1999, с. 58 - 63.

43. Рудаков М.Л. Локальные электромагнитные экраны для высокочастотных индукторов // Техника машиностроения, N° 3, 1999. - С. 57 - 60.

44. Рудаков М.Л. Электромагнитная безопасность в промышленности. СПб.: Политехника, 1999. - 91 с.

45. Рудаков М.Л. Параметры электромагнитного загрязнения в условиях большого города П Сб. докл. 4-й Всеросс. научно-практич. конф. "Новое в экологии и без-ти жизнедеят". - СПб.: БГТУ, т.1, 1999. - С. 77 - 86.

46. Воробьев П.В., Иванов Н.И., Рудаков МЛ., Самойлов М.М. Влияние антропогенных полей на население большого города II Сб. докл. 4-й Всеросс. научно-практич. конф. "Новое в экологии и без-ти жизнедеятельности". - СПб.: БГТУ, т. 1, 1999. - С. 100 - 112.

47. Рудаков МЛ. Отечественные гигиенические нормы на электростатические поля видеомониторов обеспечивают безопасность // Стандарты и качество, № 5, 1999. - С. 48 - 49.

48. Рудаков МЛ. Анализ электромагнитного поглощения в биологических объектах при промышленном высокочастотном нагреве диэлектрических материалов // Медицина труда и пром. экология, № 6, 1999. - С. б - 10.

49. Рудаков M.JI. Особенности анализа и обеспечения электромагнитной безопасности в условиях промышленного производства // Материалы 2-й междунар. конф. "Проблемы электромагнитной безопасности человека". -М.: ЦЭМБ, 1999. - С. 101 - 102, 315.

50. Воробьев П.В., Рудаков M.JL, Самойлов М.М., Терентьев А.С. Особенности проведения аттестации рабочих мест пользователей ПЭВМ по параметрам неионизирующих излучений // Материалы 2-й междунар. конф. "Проблемы электромагнитной безопасности человека". - М.: ЦЭМБ, 1999. -С. 142, 357.

51. Рудаков МЛ. Электромагнитная безопасность в высокочастотной электротермии: анализ облучаемости и выбор защитных мероприятий для рабочих мест"/А Промышленная энергетика, № 11, 1999. - С. 39 - 43.

52. Рудаков M.JI. Выбор электромагнитных экранов высокочастотных установок для нагрева диэлектриков//Электротехника, № 11, 1999.- С.53- 59.

53. Рудаков МЛ. Расчет незамкнутых электромагнитных экранов методом интегральных уравнений. // Известия Академии наук (РАН). Сер. "Энергетика", № 3, 2000.

54. Рудаков M.JI. Особенности аттестации рабочих мест высокочастотных сварочных установок по параметрам электромагнитного облучения // Сб. докл. Междунар. научно-техн. конф. "Современные проблемы и достижения в области сварки, родственных технологий и оборудования на рубеже XXI века". - СПб.: Ин-т сварки России, 2000. - С. 155 - 158.

55. Rudakov M.L. EMC estimation of Millimeter-Wave Radar Systems Operating with Wideband Signals (developed) // Proc. of 11-th Int. Symp. or EMC (EMC-92), Wroclaw, Poland, 1992, pp. 223 - 225.

56. Nemkov V., Bukanin V., Rudakov M. External Fields of HI electroheating equipment // Pros, of Int. Symp. on Electroheating, Umenau Germany, 1995, part.4, pp. 379 - 384.

57. Rudakov M.L. The use of the method of secondary sources t( calculate the, electromagnetic absorption in the body of the operator of HI welding apparatus // Electrical Technology Russia, No. 1, 1999, pp. 135 - 145.

58. Rudakov M.L. Use of the Method of Integral Equations for Estimatin; Electromagnetic Absorption in Biological Objects // Radiophysics and Quantur Electronics, Vol. 42, No. 2, 1999, pp. 157 - 163.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ПРОБЛЕМА СНИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ОБЛУЧЕНИЯ РАБОЧИХ МЕСТ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

1.1. Области применения высокочастотного нагрева. Частотные спектры излучаемых электромагнитных полей

1.2. Воздействие электромагнитных полей на операторов высокочастотных электротермических установок

1.3. Гигиенические стандарты и нормы на параметры высокочастотного электромагнитного облучения в производственных условиях.

1.4. Приборная база для интенсиметрии высокочастотных электромагнитных полей.

1.5. Результаты исследований облучаемости рабочих мест высокочастотных электротермических установок

1.5.1. Экспериментальные исследования

1.5.2. Теоретические исследования.

1.6. Методы защиты от электромагнитного облучения

1.7. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА И. РАЗРАБОТКА ОСНОВ ТЕОРИИ АНАЛИЗА И СНИЖЕНИЯ ОБЛУЧАЕМОСТИ РАБОЧИХ МЕСТ В ВЧ ЭЛЕКТРОТЕРМИИ

2.1. Выбор метода расчета электромагнитного поля.

2.2. Общая структура теоретической процедуры анализа облучаемости.

2.3. Методические основы экспериментальных исследований электромагнитных полей на рабочих местах

2.3.1. Цели и виды экспериментов, проводимых для решения задач диссертационной работы.

2.3.2. Проверка нормальности распределения ошибок измерений.

2.3.3. Снижение влияния систематических погрешностей

2.3.4. Снижение влияния случайных погрешностей

2.3.5. Исключение грубых погрешностей.

2.4. Методы защиты рабочих мест в ВЧ электротермии

Высокочастотный нагрев металлов и диэлектриков находит широкое применение в различных областях промышленности (строительство, электротехника, машиностроение, медицина, пищевые отрасли и др.). Увеличение числа и мощности промышленных высокочастотных (ВЧ) установок обусловливает необходимость исследования электромагнитных полей (ЭМП) не только в геометрической области нагреваемого материала, но и ЭМП, излучаемых во внешнее пространство. Последние являются причиной как достаточно мощных радиопомех, так и гигиенически значимых доз облучения персонала в производственных помещениях.

Анализ результатов аттестации рабочих мест ВЧ электротермического оборудования на промышленных предприятиях России показывает, что примерно на 60 - 70 % рабочих мест условия труда могут быть отнесены к 3-му и 4-му классам вредности, причем подавляющее большинство случаев превышения ПДУ ЭМП на рабочих местах (до 90 %) связано с осуществлением ограниченного ряда технологических операций - ВЧ сварка термопластов, нагрев диэлектриков в конвейерных установках, индукционная закалка, пайка и наплавка, индукционная плавка в бессердечниковых печах и сквозной нагрев перед прессованием. Из-за высокой ВЧ облучаемости рабочих мест растут показатели заболеваемости производственного персонала и текучести кадров.

Проблема защиты рабочих мест от ВЧ облучения тесно связана с двумя научными направлениями.

Первое, которое можно назвать "техническим", относится к вопросам проектирования и эксплуатации ВЧ электротермического оборудования. Большой вклад в создание научных основ проектирования электротермических установок внесли известные отечественные ученые В.П.Вологдин, А.Е.Слухоцкий, А.С.Васильев, Ф.В.Безменов, А.Н.Шамов, Н.П.Глуханов, И.Г.Федорова, Вс.П.Вологдин, А.В.Донской, А.А.Фрумкин, В.С.Немков, К.З.Шепеляковский, Г.И.Бабат, М.Г. Лозинский и др.

Второе направление можно назвать "медико-биологическим". Оно связано в первую очередь с исследованием воздействия ВЧ ЭМП на биологические объекты. Широкие исследования в этой области было начато в нашей стране в 60-е годы, был накоплен обширный клинический материал о неблагоприятном действии ЭМП, который явился основой при разработке нормативных документов и обоснования предельно-допустимых уровней (ПДУ) электромагнитных воздействий в промышленных условиях. Нельзя не отметить таких отечественных исследователей как З.В.Гордон, А.Г.Суббота,

Т.В.Каляда, Б.М.Савин, Ю.Г.Григорьев, Ю.П.Пальцев, В.Н.Никитина, В.О.Самойлов, Б.И. Давыдов, Е.А. Лобанова, К.В.Никонова, А.С.Пресман, М.Г.Шандала, Б.А.Чухловин, Ю.А.Холодов и многих других.

К сожалению, оба отмеченных научных направления развиваются в общем изолированно и независимо друг от друга (в качестве исключения отметим исследования Ю.А.Осипова, К.В.Никоновой, П.П.Фукаловой, В.А.Франке, выполненные в начале 60-х годов). На сегодняшний день практически отсутствуют научные исследования, выполненные на основе "технического" и "медико-биологического" направлений, применительно к решению проблемы обеспечения защиты рабочих мест ВЧ электротермического оборудования от электромагнитного облучения. Результатом этого является: во-первых практически полное отсутствие методов теоретической оценки и прогноза облучаемости персонала, основанных на реальных требованиях производственных процессов нагрева и параметрах установок (методы оценки носят в основном экспериментальный характер, причем результаты полученные для отдельной технологической операции на одной установке, не всегда могут быть распространены на рабочие места других установок или даже на той же самой установки, но при другом технологическом режиме); во-вторых, чрезвычайная скудость методов и рекомендаций по снижению облучаемости рабочих мест (в качестве основного метода рекомендуется применять замкнутые металлические экраны, установка которых в значительном числе случаев затруднена или невозможна); в третьих, в производственных условиях до сих пор применяются методики оценки облучаемости, ориентированные на устаревшую нормативную и приборную базу и выведенные из эксплуатации ВЧ установки. Выраженная специфика облучения рабочих мест ВЧ электротермического оборудования также не позволяет механически распространить на них полученные ранее результаты анализа и снижения облучаемости от других источников (например, от антенн и генераторов радиопередающих устройств, линий электропередач и др.).

Также можно отметить, что достигнутые в последние годы успехи математического моделирования электромагнитных полей практически не распространились на область охраны труда. Сложности построения математических моделей, алгоритмической и программной реализации методов расчета ЭМП на рабочих местах по отношению к возможностям инженера, у которого возникла подобная задача, сейчас остаются главными препятствиями на пути их широкого использования.

Настоящая диссертационная работа посвящена проблеме защиты рабочих мест персонала, обслуживающего ВЧ электротермические установки.

Целью работы является научное обоснование комплекса организационных и технических мероприятий по защите рабочих мест высокочастотного электротермического оборудования от электромагнитных полей, разработанного на основе теоретических положений, базирующихся на едином методологическом подходе к построению математических моделей электромагнитных процессов на этапах анализа и снижения облучаемости.

Для достижения поставленной цели в диссертации сформулированы и решены следующие задачи:

1. Впервые разработаны теоретические основы анализа облучаемости и обеспечения защиты рабочих мест персонала ВЧ электротермического оборудования.

2. Базируясь на теоретических основах, построены математические модели для расчета напряженностей ЭМП и энергетических экспозиций на рабочих местах, проведены теоретическая и экспериментальная проверки результатов моделирования в производственных условиях.

3. Разработана математическая модель для расчета электрического поля в биологическом объекте - теле оператора электротермической установки. Проведены исследования влияния электромагнитных полей на операторов ВЧ установок, выработаны методы снижения этого влияния.

4. Проведены полные теоретико-эмпирические исследования облучаемости рабочих мест для электротехнологических процессов, характерных наибольшими электромагнитными излучениями. Исследован вопрос о виде статистического распределения погрешностей измерений, предложены мероприятия по снижению их влияния на результаты.

5. Разработаны, ориентированные на практическое использование, классификации методов защиты рабочих мест, а также защитных электромагнитных экранов ВЧ электротермических установок.

6. Предложены к использованию локальные электромагнитные защитные экраны, обоснованы их основные конструкции, разработаны математические модели для расчета характеристик данных конструкций, проведена верификация результатов моделирования в производственных условиях.

7. Проведена апробация результатов исследования в производственных условиях и выработаны рекомендации по защите рабочих мест от электромагнитного облучения с учетом специфики ВЧ электротермического оборудования.

На защиту выносятся следующие основные положения, составляющие научную новизну:

1. Впервые разработанные основы теории анализа электромагнитных излучений и защиты рабочих мест, базирующиеся на требованиях технологических процессов ВЧ нагрева.

2. Обоснование использования метода вторичных источников для расчета электромагнитных процессов при анализе облучаемости рабочих мест, расчете электромагнитного поглощения в биологических объектах, расчете эффективности локальных электромагнитных экранов.

3. Разработанные математические модели для расчета электромагнитных процессов, построенные на основе метода вторичных источников:

- электрического поля внутри биологического объекта (оператора ВЧ установки);

- электрического и магнитного полей от рабочих конденсаторов ВЧ установок;

- электрического и магнитного полей от ВЧ индукторов с загрузкой;

- эффективности локальных электромагнитных экранов индукторов и рабочих конденсаторов.

4. Разработанная классификация защитных электромагнитных экранов ВЧ электротермического оборудования, в которую введены локальные экраны рабочих элементов и технологической оснастки.

5. Впервые разработанная классификация методов защиты рабочих мест ВЧ электротермического оборудования от электромагнитного облучения.

Практическая ценность работы:

1. Исследованы зависимости мощности, поглощаемой телом оператора, от параметров внешнего ЭМП, от вида напольного покрытия, обувных материалов и одежды. Выработаны рекомендации по снижению этого неблагоприятного влияния.

2. Разработаны алгоритмы и программы расчета напряженностей электрического и магнитного полей, а также времени облучения рабочих мест, ориентированные на использование в практике проектирования и эксплуатации ВЧ электротермических установок. Для процедур численного расчета исследованы условия сходимости и устойчивости решений.

3. Для ряда электротехнологических процессов, характерных наибольшим ВЧ облучением рабочих мест, получены зависимости напряженностей электрического и магнитного полей от характеристик нагреваемых материалов и от конструктивно-технологических параметров рабочих элементов - конденсаторов и индукторов.

4. Разработаны алгоритмы и программы расчета основных характеристик локальных экранов; исследованы: эффективность ослабления ЭМП на рабочих местах, эффективность ослабления радиопомех, степень влияния на колебательные цепи экранированных рабочих элементов.

5. Предложен метод территориального разноса источника ЭМП и рабочего места, реализуемый как самостоятельно (в случаях небольших превышений

ПДУ на рабочих местах), так и в комплексе с локальными защитными экранами.

6. Разработаны рекомендации по анализу облучаемости рабочих мест и методам защиты, ориентированные на практическое использование в условиях производства.

7. Реализация внедренного комплекса методов защиты рабочих мест от ВЧ электромагнитного облучения позволила обеспечить допустимые условия труда на рабочих местах эксплуатируемых установок.

Результаты исследований, выполненных в данной диссертационной работе, нашли свое отражение в виде "Рекомендаций по эксплуатации высокочастотного электротермического оборудования с учетом требований электромагнитной совместимости и безопасности персонала", утвержденной к использованию во Всероссийском научно-исследовательском институте токов высокой частоты (ВНИИ ТВЧ) им. В.П. Вологдина. Результаты работы также внедрены и использованы в ООО ПО "Киришинефтеоргсинтез", ОАО "Ленморниипроект", ООО "Транс Бот", ОАО "Квернер Выборг Верфь" и других.

Отдельные пололжения и результаты диссертационной работы вошли в Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1999 году" , подготовленный Государственным комитетом Российской Федерации по охране охране окружающей среды, а также в Справочно-аналитический обзор "Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге и Ленинградской области" за 1998 г., выпущенный Государственным комитетом по охране окружающей среды Санкт-Петербурга и Ленинградской области.

Результаты дозиметрических исследований (глава 3 диссертационной работы) нашли свое отражение в последней редакции международного "Справочника по радиочастотной дозиметрии" ("Radiofrequency Radiation Dosimetry Handbook").

Отдельные положения диссертационной работы также используются в учебных процессах Балтийского государственного технического университета "Военмех", Государственного предприятия дополнительного профессионального образования "Центр охраны труда, промышленной безопасности и социального партнерства", Объединенного Санкт-Петербургского научного центра по фундаментальным проблемам механики жидкости, газа, плазмы, акустики и экологической безопасности.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на 11-м Международном симпозиуме по электромагнитной совместимости - ЕМС-92 (г. Вроцлав, Польша, 1992 г.), на 40-й международной научно-практической конференции по электротехнологиям в промышленности (г. Ильменау, Германия, 1995 г.), на 2-м и 3-м Международных симпозиумах по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии - ЭМС-95, ЭМС-97 (г. Санкт-Петербург, 1995, 1997 гг.), на 1-й и 2-й Международных конференциях "Проблемы электромагнитной безопасности человека. Фундаментальные и прикладные исследования" (г. Москва, 1996, 1999 гг.), на 4-й и 6-й Российских научно-технических конференциях "Электромагнитная совместимость технических средств и биологических объектов" - ЭМС-96, ЭМС-98 (г. Санкт-Петербург, 1996, 1998 гг.), на заседании школы-семинара "Медико-биологическое действие электромагнитных полей и излучений (г. Санкт-Петербург, 1996 г.), на 1-м Международном конгрессе "Слабые и сверхслабый поля и излучения в биологии и медицине" (г. Санкт-Петербург, 1997 г.), на 1-й, 2-й, 3-й и 4-й Всероссийских научно-практических конференциях "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности" (г. Санкт-Петербург, 1996, 1997, 1998, 1999 гг.), на 2-ой Международной конференции "Экология и развитие Северо-запада России" (г. Санкт-Петербург, 1997 г.), на семинаре "Экология морских портов" (г. Пушкин, 1997 г.), на научно-практической конференции "Промышленная экология" (г. Санкт-Петербург, 1997 г.), на 2-м Международном конгрессе "Фундаментальные проблемы естествознания" (г. Санкт-Петербург, 1998 г.), на Международной научно-технической конференции "Современные проблемы и достижения в области сварки, родственных технологий и оборудования" (г. Санкт-Петербург, 1998 г.), на Международном семинаре "Передовые исследования в области дозиметрии радиочастотных излучений" (г. Годз Мартульек, Словения, 1998 г.), на российской конференции "Атмосфера и здоровье человека" (г. Санкт-Петербург, 1998 г.), на научно-практическом семинаре "Опыт работы по аттестации рабочих мест по условиям труда и сертификации производственных объектов на соответствие требованиям охраны труда в ООО ПО "Ки-ришинефтеоргсинтез" (г. Санкт-Петербург, 1998 г.), на научно-практических семинарах "Организация работы по аттестации рабочих мест по условиям труда и травмобезопасности" (г. Санкт-Петербург, 1999, 2000 гг.).

Отдельные результаты работы докладывались на заседании сессии Российского национального комитета по защите от неионизирующих излучений (г. Москва, 1999 г.), на заседаниях Русского географического общества, (г. Санкт-Петербург, 1997, 1998 гг.), на заседаниях профессорско-преподавательского состава кафедры "Экология и безопасность жизнедеятельности Балтийского государственного технического университета "Военмех" (1997, 1998, 1999 гг.).

13

Публикапии.По теме диссертации опубликовано 64 работы. Основное содержание диссертации изложено в монографии: Рудаков М.Л. "Электромагнитная безопасность в промышленности" - СПб., Политехника, 1999. - 91 е., а также в брошюре: Рудаков М.Л. "Электромагнитные поля и безопасность населения" - СПб., Изд-во Русского географического общества, 1998.- 32 с.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы и трех приложений. Работа изложена на 363 страницах машинописного текста, содержит 77 таблиц и 93 рисунка. Список литературы включает 238 наименований публикаций отечественных и зарубежных авторов.

Основные выводы по главе 7

Предмет исследования Метод исследования Результаты исследования

1. Возможность применения защитных методов, не предполагающих электромагнитное экранирование Экспериментальные исследования, математическое моделирование Реализация методов (территориальный разнос, защита временем) возможна, только для "благоприятных" условий облучения, когда ПДУ превышаются не более, чем в 1,5 — 2 раза. Это имеет место при низкоинтенсивной работе нагревательных установок с "короткими" индукторами. Однако, применение методов этой группы весьма желательно в сочетании с л о

Продолжение табл. 7.9 кальными экранами и использованием СИЗ. Общим методом этой группы является выключение установки в паузах между технологическими операциями - индуктор на холостом ходу без загрузки порождает существенно большие ЭМП на рабочих местах, которые даже для коротких закалочных индукторов могут . превосходить ПДУ по магнитному полю для кратковременных воздействий.

2. Выбор конфигурации локальных экранов Экспериментальные исследования, анализ пространственного распределения магнитного поля Локальные экраны плоской, уголковой и цилиндрической форм, выполненные из металлических листов или металлических сеток, и обеспечивающие перекрытие пространственных максимумов магнитного поля на рабочем месте.

3. Размер участков разбиения локальных экранов, необходимый для достижения требуемой точности расчета Математическое моделирование Для цилиндрических экранов: высота пояска разбиения при котором на расстоянии 5 см от экрана обеспечивается заданная точность составляет 8 мм; если представляет интерес поле на расстояниях, составляющих более 30 см от экрана, то размер поясков может быть увеличен до 10 - 12 мм. Для вычисления потерь мощности в экране и степени ослабления поля в индукторе, необходимый размер поясков составляет не более 2 - 4 мм для разных соотношений радиусов индуктора и экрана. Для плоских экранов: размер квадратных площадок разбиения примерно составляет 3 х 3 см. При этом уровне дискретизации обеспечивается требуемая точность расчета поля на рабочем месте, и решения относительно устойчивы.

4. Эффективность экранирования цилиндрическими локальными экранами, реализуемыми на практике Математическое моделирование, экспериментальные исследования На рабочих местах закалочных установок с короткими индукторами - 4 - 9 раз (в зависимости от высоты экрана), что позволяет соблюсти ПДУ. На рабочих местах установок с соленоидальными индукторами - 3 - б раза, что в ряде случаев требует дополнительных мер (защиты временем и расстоянием). Эффективность ослабления радиопомех - не более 6 - 11 дБ.

5. Оценка влияния локальных цилиндрических экранов на индукторы Математическое моделирование Радиус экрана, не оказывающего на "короткий" индуктор недопустимого влияния, должен быть не менее 2,5 - 3-х радиусов индуктора, причем наиболее "чувствительным" параметром влияния является относительное ослабление магнитного поля индуктора. Радиус экрана, не оказывающего на "длинный" индуктор недопустимого влияния, должен быть не ме

Продолжение табл. 7.9 нее 3 - 4-х радиусов индуктора.

6. Эффективность экранирования плоскими локальными экранами, реализуемыми на практике Математическое моделирование, экспериментальные исследования Для рабочих мест ВЧ установок с "короткими" индукторами - не более 2-7 раз; Эффективность ослабления радиопомех - не более 2 - 4 дБ. С увеличением площади поверхности экрана на 1см2 эффективность экранирования в области рабочего места увеличивается на 4 - 9 %; с приближением экрана к индуктору эффективность растет несколько слабее - на 2 - 4 % с уменьшением расстояния на 1 см. Плоские экраны могут быть рекомендованы к использованию для индукторов, внешние магнитные поля которых превышают ПДУ не более, чем в 3 - 5 раз, т. е. в основном для "коротких" индукторов.

7. Эффективность экранирования уголковыми экранами Эксперимен-таьные исследования Примерно на 20 - 40 % выше, чем при использовании плоских экранов. Эффективность на рабочих местах установок с соле-ноидальными индукторами - 3 - 5 раз.

8. Оценка влияния локальных плоских экранов на индукторы Математическое моделирование Влияние плоских экранов на индукционную установку достаточно мало, и в этой связи их можно располагать практически вплотную к индуктору (на расстоянии от витков, приблизительно равном радиусу индуктора); ограничением здесь являются только удобство загрузки и работы.

9. Особенности использования СИЗ Математическое моделирование, эксперименты на добровольцах Повышение температуры цилиндрического слоя металлической сетки СИЗ, размещенного вблизи мощных индукторов может достигать + 7 . + 10 °С для стальных сеток и + 2 . + 4 °С для латунных.

1. Как и в случае ВЧ установок для нагрева диэлектриков (см. главу № 5), защиту рабочих мест установок для индукционного нагрева металлов необходимо проводить по схеме "от простого к сложному". Вначале производится оценка возможности применения территориального разноса индуктора и рабочего места (только для коротких индукторов), далее рассматриваются локальные незамкнутые экраны, замкнутые экраны и, наконец, средства индивидуальной защиты. Отметим, что методы, не предполагающие защитное электромагнитное экранирование индукторов могут быть применены самостоятельно только в очень ограниченном числе "благоприятных" случаев облучения, когда превышения ПДУ не превосходят 1,5 - 2,5. Однако, их применение оправдано как дополнительная мера к локальным экранам и средствам индивидуальной защиты. Особо следует оговорить необходимость применения такого организационного метода защиты как ограничение облучения персонала от индуктора на холостом ходу в паузах между технологическими операциями. Следует отметить, что ранее (см. главу 1) ни метода территориального разноса, ни детального исследования характеристик локальных экранов индукторов не проводилось.

2. Рекомендуемая последовательность выбора локальных экранов такова: 1) плоский экран из мелкоячеистой латунной сетки на металлической раме; 2) плоский сплошной экран из немагнитного металла; 3) сплошной экран уголковой формы с поддоном; 4) сетчатый или сплошной цилиндрический (коробчатый) экран, открытый с обоих торцов и с одного торца; 5) замкнутый металлический экран.

Увеличение порядкового номера в данной последовательности сопровождается ростом эффективности экранирования, но и увеличением степени влияния экрана на ВЧ установку, которое также необходимо оценивать либо по методу вторичных источников, либо аналитически, по предложенным в данной главе выражениям (для экранов рабочих конденсаторов этот вопрос практически не стоял, в силу относительно малой интенсивности магнитного поля, индуцирующего вихревые токи в экранах).

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволяют заключить, что локальные экраны индукторов удовлетворяют всем требованиям к экранам ВЧ установок (см. главу 2), что позволяет в ряде практических случаев применять их вместо громоздких замкнутых экранов. Отметим, что до использования средств защиты условия труда относились к 3-му и даже 4-му классам вредности (см. главу 6).

При защите от ЭМП "коротких" индукторов, применяемых при закалке, пайке, наплавке, локальные экраны эффективно защищают рабочее место от ВЧ облучения, и условия труда при их использовании могут быть отнесены ко 2-му (допустимому) классу, поскольку ПДУ не превышаются.

При защите от ЭМП "длинных" индукторов (плавка) необходимый размер цилиндрических и плоских локальных экранов может быть чрезмерно велик, поэтому, исходя из конкретных условий, следует либо закрывать верхний торец экрана, либо ограничивать пребывание персонала вблизи печи в рабочем режиме. Таким образом, при защите рабочих мест многовитковых индукторов для достижения допустимого класса условий труда локальное экранирование следует дополнять территориальным разносом либо ограничением по времени.

3. Метод вторичных источников, используемый для расчета поверхностной плотности вихревых токов, позволяет достаточно эффективно производить вычисления поверхностной плотности вихревых токов, используемых при расчетах эффективности локальных экранов, потерь мощности в экранах,

327 ослабления магнитного поля индуктора и активного сопротивления, вносимого экраном в колебательную цепь (отметим, что ранее подобный "универсальный" подход не применялся).

Результаты расчета обладают устойчивостью и удовлетворительной точностью, оцененной путем сравнения с результатами расчета по аналитическим методам и данными натурных измерений. Апробация результатов численного моделирования в производственных условиях (экраны, рассчитанные по МГИУ) показала достаточно высокую эффективность метода, рекомендуемого к широкому практическому использованию, особенно при комплексном исследовании возможных экранных конструкций.

Оценку эффективности в производственной практике также можно производить по предложенным в данной главе аналитическим выражениям, которые ддя реальных цилиндрических и прямоугольных экранов дают несколько заниженный результат, и поэтому могут быть названы "инженерными" формулами. Тем не менее, вначале рекомендуется проводить оценку именно по ним, а к численным (более сложным) расчетам прибегать, если расчитанные необходимые размеры экрана слишком велики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные исследования, изложенные в настоящей диссертационной работе, определили следующие выводы и результаты:

1. Впервые разработаны теоретические основы анализа облучаемости и обеспечения защиты рабочих мест персонала высокочастотного электротермического оборудования. Методологический подход к анализу облучаемости рабочих мест, выбору и расчету защитных мероприятий, основан на технологических особенностях процессов высокочастотного нагрева и предполагает расчет электромагнитных процессов методом вторичных источников, который обеспечивает простоту расчетных моделей при необходимой точности и устойчивости получаемых решений. Последовательные этапы анализа электромагнитных полей на рабочих местах таковы: 1) определение времени нагрева и удельной мощности, передаваемой в нагреваемое тело; 2) определение тока и напряжения на технологической оснастке; 3) расчет напряженностей ЭМП и энергетических нагрузок в рабочей зоне; 4) сравнение с предельно-допустимыми уровнями электромагнитных воздействий.

В рамках экспериментальных исследований выполнена проверка гипотезы о нормальном характере распределения ошибок измерений напряженностей поля на рабочих местах, предложены методы снижения систематических, случайных и грубых погрешностей измерений напряженностей поля на рабочих местах, ориентированные на использование типовых измерительных приборов, что позволяет повысить достоверность результатов экспериментальных исследований ЭМП.

2. Проведены дозиметрические исследования ЭМП, влияющих на операторов ВЧ установок. В рамках этих исследований: разработаны эмпирические зависимости электрических параметров биологических тканей в высокочастотном диапазоне, предложен метод сведения гетерогенного биологического объекта к гомогенному для сферической, цилиндрической гетерогенных моделей, а также для неупорядоченной статистической модели биообъекта в полный рост, выведено регуляризованное интегральное уравнение математической модели электрического поля внутри биологического объекта. Проведены исследования зависимости удельной поглощенной мощности от типа напольного покрытия в производственных помещениях, а также от обуви и одежды оператора. Показано чрезвычайно неблагоприятное влияние проводящих и влажных полов на уровень поглощаемой мощности, показано, что зазоры между ступнями ног и полом позволяют существенно снизить электромагнитное поглощение; даны рекомендации по использованию обувных материалов с низкими значениями удельной проводимости, а также диэлектрических подстилок малой толщины. Верификация результатов моделирования производилась как сравнением с результатами расчета по методу конечных разностей во временной области, так и путем измерений токов, протекающих через лодыжку оператора ВЧ сварочной установки, стоящего поочередно на двух типах имитаторов напольных покрытий - пенополистйроле и металлическом листе.

Проведенные исследования также позволили заключить, что на частотах ВЧ электротермического оборудования параметры одежды достаточно слабо влияют на уровень поглощенной мощности. Исследовано удельное поглощения в запястьях рук операторов ВЧ сварочной установки при ручной загрузке рабочих конденсаторов. Показано, что этот параметр в запястьях женщин-операторов выше, чем у мужчин, и что наиболее неблагоприятной позицией рук является "по центру" протяженного сварочного электрода. Предложен ряд методов уменьшения электромагнитного поглощения, основным из которых, является снижение уровней ЭМП на рабочих местах до значений, нормированных в российских стандартах.

3. Базируясь на теоретических основах, для рабочих мест установок для ВЧ нагрева диэлектриков (сварка, сушка, предварительный подогрев), характерных доминированием электрического поля, разработаны математические модели электрического и магнитного полей, основанные на методе вторичных источников. Выбранный уровень дискретизации расчетной области позволил получать решения с требуемой точностью - 20 - 30 % , определяемой основной погрешностью измерительных приборов. При использовании электродов значительных линейных размеров, когда порядок дискретизации существенно влиял на устойчивость решений, был использован процесс регуляризации решаемой матрицы, основанный на вариационном принципе; параметр регуляризации определялся по невязке.

Результаты анализа облучаемости верифицировались путем сравнения с данными полученными другими аналитическими и численными методами (метод конформных отображений, метод Грина и др.), а также путем измерений на проектируемых и действующих установках.

Проведенные исследования зависимости облучаемости от ряда технологических параметров (вид нагреваемого материала, его теплофизические свойства, скорость нагрева, размеры электродов и токоподводов, частота поля) позволили выявить наиболее неблагоприятные ситуации облучения, на которые необходимо ориентироваться при выборе защитных мероприятий. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования также позволили выявить пространственные максимумы электрического поля на рабочих местах вблизи протяженных конденсаторных конструкций.

4. Базируясь на теоретических основах, для рабочих мест установок для ВЧ индукционного нагрева металлов (закалка, плавка), характерных доминированием магнитного поля, проведен анализ распределения электрического и магнитного полей на рабочих местах витковых и соленоидальных индукторов, выявлены пространственные максимумы полей.

Разработана математическая модель, основанная на методе вторичных источников, позволяющая учесть влияние частично ферромагнитной нагрузки цилиндрических индукторов на параметры облучаемости. Показано, что индукторы без загрузки (на холостом ходу) порождают внешние ЭМП, существенно более интенсивные, чем в нагруженном режиме. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования облучаемости рабочих мест при изменяемых технологических параметрах (глубина закалки, диаметр индукторов, высота индуктирующего провода, наличие частично расплавленной загрузки печи, емкость печи, частота поля) позволили выявить наиболее неблагоприятные ситуации облучения рабочих мест.

5. Предложены к использованию и введены в классификацию локальные защитные электромагнитные экраны, идея которых состоит в перекрытии пространственных областей вблизи излучающих элементов (индукторов и конденсаторов) с наиболее интенсивными ЭМП. Предложенные локальные экраны, позволяющие обеспечить защиту рабочих мест и необходимое подавление радиопомех имеют следующие формы: для рабочих конденсаторов - экраны плоской и уголковой форм, а также вспомогательные электроды сварочных электродов и эластичные шторки окон конвейерных установок; для индукторов - экраны цилиндрической, коробчатой, плоской и уголковой формы. Расчет вторичных источников, которыми заменялись экраны, производился как на основе интегральных уравнений 1-го рода (расчет поверхностной плотности электрических зарядов, расчет "функции тока" плоского экрана индуктора), так и на основе интегральных уравнений 2-го рода (расчет поверхностной плотности вихревого тока наведенного на цилиндрическом экране). Проведена оценка влияния локальных экранов на колебательные цепи с индукторами и рабочими конденсаторами. Проведенные исследования позволили заключить, что для диапазона частот ВЧ электротермического оборудования эффективность экранирования незамкнутыми локальными экранами определяется огибанием ЭМП краев экранов конечных размеров, малых по сравнению с длинами волн основных колебаний ВЧ генераторов.

Результаты экспериментальных и теоретических исследований эффективности экранов, выполненных из различных материалов, позволили рекомендовать их изготовление как из алюминиевых листов толщиной 0,5 -1 мм, так и из мелкоячеистых металлических сеток, причем последние рекомендуются дня облегчения экранной конструкции, меньшего влияния на колебательные цепи и возможности визуального контроля процесса нагрева.

Для локальных экранов индукторов предложены аналитические выражения, позволяющие оценить потери мощности в экране и ослабление поля внутри индуктора, обусловленное влиянием экрана. Проведены исследования влияния размеров локальных экранов на эффективность экранирования на рабочих местах, эффективность ослабления радиопомех, степень влияния на колебательные цепи ВЧ установок. Разработаны формулы, позволяющие производить оценку эффективности экранирования локальных экранов предложенных форм, ориентированные на использование в производственных условиях.

6. Разработана построенная с учетом специфики ВЧ электротермического оборудования классификация защитных электромагнитных экранов. Основные виды экранов: сплошные металлические оболочки (замкнутые и с отверстиями); локальные экраны (цельнометаллические; сетчатые и на основе эластичных материалов); в виде предельных волноводов. Средства индивидуальной защиты (СИЗ) в этой классификации относятся к локальным защитным экранам на основе металлических сеток.

Выработаны требования к защитным электромагнитным экранам ВЧ установок: обеспечение защиты рабочих мест от ЭМП, требуемое подавление радиопомех, физическая реализуемость, отсутствие заметного влияния на характеристики и производительность ВЧ установок.

7. Разработана построенная с учетом специфики ВЧ электротермического оборудования классификация методов защиты рабочих мест. Классификационные признаки методов: объект электромагнитного экранирования (все блоки ВЧ установки; не экранируемые рабочие элементы); место реализации защитного метода (в месте излучения; на трассе распространения; на рабочем месте); степень влияния на установку (воздействующие на качество работы установки; не влияющие на качество работы установки; уменьшаемый параметр (электрические и магнитная напряженности; время облучения; совместно электрические и магнитная напряженности и время облучения), вид используемой информации (на основе текущей информации; на основе априорной информации).

8. Показана возможность реализации дополнительных организационных и технических методов защиты рабочих мест: 1) метода территориального разноса источников ЭМП (индукторов и рабочих конденсаторов) и рабочих мест: в качестве самостоятельного метода - при малых (до 2-х раз) превышениях ПДУ на рабочих местах; в дополнение к локальным экранам и средствам индивидуальной защиты - при превышениях ПДУ в 7 - 9 раз в случаях, когда установка сплошных замкнутых экранов затруднительна или невозможна; 2) ограничение неэкранированных участков шин токоподвода к сварочным конденсаторам и возможное изменение ориентации шины с вертикальной на горизонтальную; 3). выключение индукторов в паузах между технологическими операциями, когда незагруженный индуктор создает на рабочих местах существенно более интенсивные ЭМП; 4) ограничение времени пребывания в тех зонах вблизи индукторов и конденсаторов, где не превышаются ПДУ для кратковременных воздействий, а ПДУ с учетом энергетических нагрузок для максимального темпа работы ВЧ установок превышаются незначительно; 5) использование вспомогатель-ных электродов рабочих конденсаторов при сварке изделий больших размеров.

9. Все положения диссертационной работы (расчет уровней поля на рабочих местах и времени облучения за смену, методы защиты рабочих мест, в том числе эффективность локальных экранов, оценка уровней электромагнитного поглощения) прошли апробацию в производственных условиях. Реализация методов анализа облучаемости и защиты рабочих мест проводилась для типовых промышленный установок: ЛГС-1,5; "Korting-Kiefel"; УЗП-2,5-А; ВЧД 6- 4/27; ПЗП- 2500; ГД-2500; "Bartrev"; "Triumph"; ВЧД12-160/13; ВЧИ-25/0,44; ВЧИ7-10/0,44; ВЧИ2-100/0,066; ВЧ34-60/0,066; ВЧ31-100/0,066; ВЧГЗ-160/0,066; ЛП-67; ЛГ-7; ИН-250/4 а также для опытных образцов индукторов и рабочих конденсаторов. Реализация предложенного комплекса методов защиты рабочих мест позволила снизить уровни ЭМП на рабочих местах до нормированных значений и обеспечить 2-ой (допустимый) класс условий труда.

Сформулированные теоретические и экспериментальные положения позволяют проводить в будущем более полный и детальный анализ условий труда производственного персонала, облучаемого электромагнитными полями, и вырабатывать необходимые методы защиты как на стадии

333 эксплуатации установок, так и на стадии разработки нового оборудования.

Не менее важным является также дальнейшая разработка и применение метода вторичных источников в задачах охраны труда и экологии, где он используется еще недостаточно широко. Представляется, что прогресс в этом направлении не только позволит добиться улучшений условий труда и жизнедеятельности, но будет содействовать разработке общей методологии электротехнических и медико-биологических исследований.

1. Электротехника. Терминология: Справочное пособие. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 343 с.

2. Risman. P. Terminology and Notation on Microwave Power and Electric Energy // J. of Microwave Power and Electromagnetic Energy, Vol. 26, No 4, 1991, pp. 243 250.

3. ГОСТ 21139-87. Генераторы и установки высокочастотные промышленные для индукционного и диэлектрического нагрева. Общие технические условия.

4. Безменов Ф. В. Применение ТВЧ в электротехнической промышленности // Сб. научн. тр. "Новая высокочастотная техника для машиностроительного производства. М.: Энергоатомиздат, 1988, С. 3 - 8.

5. Безменов Ф. В., Иванов В. Н. Состояние, проблемы и перспективы развития ВЧ и УЗ техники // Тез. докл. 11-й научн.-техн. конф. "Применение токов высокой частоты в электротехнологии. Л., 1991. С. 5 - 6.

6. Тез. докл. 9-й Всесоюзной научн.-техн. конф. "Применение токов высокой частоты в электротермии". Л., 1981. - С. 9 - 113.

7. Тез. докл. 8-й Всесоюзной научн.-техн. конф. "Применение токов высокой частоты в электротермии". Л., 1975. - 74 с.

8. Материалы научн.-техн. конф. "Современные проблемы и достижения в области сварки, родственных технологий и оборудования". -СПб., 1998. 227 с.

9. Сборник научн. трудов "Промышленное применение токов высокой частоты // под ред. Шамова А. Н. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 72 с.

10. Электротермическое оборудование. Справочник // под ред. Альтгаузена А. П. М.: Энергия, 1980. - 416 с.

11. Княжевская Г. С, Фирсова М. Г., Килькеев Р. Ш. Высокочастотный нагрев диэлектрических материалов. Л.: Машиностроение, 1989. -64 с.

12. Глуханов Н. П., Федорова И. Г. Высокочастотный нагрев диэлектрических материалов в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1983. - 160 с.

13. Федорова И. Г., Безменов Ф. В. Высокочастотная сварка пластмасс. Л.: Машиностроение, 1990. - 80 с.

14. Jones P. L. Radio frequency processing in Europe // Journal of Microwave power, № 3, 1987, pp. 143 153.

15. Тез. докл. 9-й научн.-техн. конф. "Применение токов высокой частоты в электротехнологии. Л., 1991. - С. 5 - 91.

16. Устройство для ВЧ обработки инфецированного мусора: Патент Германии № 3505570: Заявл. 7.6.86 // РЖ ВИНИТИ "Изобретения стран мира", т. 14, №7, 1987. С. 35.

17. Способ и устройство для дезинфекции и/или сушки: Патент Германии № 3923841: Заявл. 24.01.91 // РЖ ВНИИТИ "Изобретения стран мира", т. 7, № 3, 1992. С. 74.

18. Устройство для излучения ВЧ электромагнитной волны: Патент Японии № 61-26194: Заявл. 19.06.86 // РЖ ВНИИТИ "Изобретения стран мира", т. 137, № 3, 1987. С. 37.

19. Способ обработки диэлектрических материалов: Патент SU 1669087/ Моск. ин-т. инж. с/х пр-ва, Заявл. 7.08.91, №4622675 // РЖ "Электротехника", № 7, 1992, 7М46П.

20. Диэлектрическая сушка горячего пастообразного материала: Патент US 4958054 // там же, № 8, 1991, 8М41П.

21. Зорин В.П., Лубенская С.А. Переработка пластических масс в США (обзор) // Пласт, массы, № 3, 1989. С. 61 - 65.

22. Journ. français de l'electrotermie, No. 27, 1987, pp. 8-9.

23. Sepag R., Cineli R.T. La compétitivité de l'electripasse aussi par la qualité // Journ. français de l'electrotermie, No. 16, 1986, pp. 27 30.

24. Power for processing // Stell Times, Vol. 224, No. 3, 1996, pp. 101102.

25. Heating of formed metal structure by induction: US patent 5403540; Заявл. 29.10.90; Опубл. 4.4.95.

26. Установка для высокочастотного нагрева: Патент 2054828, Россия, Заявл. 2.3.92; Опубл. 20.2.96, Бюл. № 96.

27. Apparatus for drying ceramic structures using dielectric energy: US Patent 5406058; Заявл. 30.11.93; Опубл. 11.4.95.

28. Dielectric drying of metal structures: US Patent 5388345; Заявл. 4.10.93; Опубл. 14.2.95.

29. Плеханов В.Г. Применение токов высокой частоты в порошковой металлургии. Барнаул, Изд-во Алт. ГТУ, 1996. - 153 с.

30. Электротехнологические процессы и установки: Межвуз. сб. науч. тр. /под ред. Чередниченко B.C. Новосибирск, Изд. Новосиб. гос. техн. унта, 1995. - 119 с.

31. High frequency bolt heater having induction heating coil: US Patent 5397867; Заявл. 6.11.93; Опубл. 18.10.94.

32. Induction heating of polyamid matrix composite fiber strands: US Patent 5357085; Заявл. 29.11.93; Опубл. 18.10.94.

33. Induction heating coil for bonding metal sheets: US Patent 5365041; Заявл. 26.4.93; Опубл. 15.11.94.

34. Heat treating //Adv. Mater, and Process., Vol. 146, No. 6, 1994, pp. 44-51.

35. Method of induction heating of composite materials: US Patent 5340428; Заявл. 20.11.92; Опубл. 23.8.94.

36. Способ индукционного нагрева плоских металлических изделий: Патент 2039420, Россия; Заявл. 11.3.91; Опубл. 9.7.95, Бюл. № 19.

37. Боженов Г.П. и др. Оптимизация ВЧ нагрева сухарных плит // Сб. науч. тр. Воронеж, гос. технол. акад., № 4, 1994. С. 18.

38. Высокочастотный нагреватель: Заявка 5152064, Япония; Заявл. 28.11.91, Опубл. 18.6.93 // Кокай токке кохо, сер. 7 (1), 1993, с. 377 383.

39. Hochfrequenz-Inductionsofen mit Faserfuhrung: Заявка 19546992, Германия; Заявл. 15.12.95; Опубл. 27.2.97.

40. Seal wire control for packing machinery responsive to product flow: US Patent 5597499; Заявл. 31.3.95; Опубл. 28.1.97.

41. Технология и оборудование для высокочастотной сварки термопластичных материалов из рулона // Отчет о патентных исследованиях уровня техники № 53/84. Л.: ВНИИ ТВЧ, 1984. - 22 с.

42. Дьяконов К.Ф., Горяев А.А. Сушка древесины токами высокой частоты // в сб. "Лесная промышленность", М., 1981. С. 168.

43. Горяев А.А., Самедов А.Т. Новая камера для сушки пиломатериалов // Деревообрабатывающая промышленность, № 3, 1983. С. 8 - 9.

44. Виноградский В.Ф. О необходимости сопоставления различных вариантов вакуумных сушильных камер // Деревообрабатывающая промышленность, № 2, 1997. С. 6 - 8.

45. Полонский Н.Б. Конструирование электромагнитных экранов для радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. радио, 1979. - 219 с.

46. Васильев А.С. Ламповые генераторы для высокочастотного нагрева. -Л.: Машиностроение, 1979. 87 с.

47. Васильев А.С., Гуревич С.Г., Кильдишева О.Э. Диагностика ламповых генераторов для диэлектрического нагрева // Электричество, № 6, 1995. С. 28 - 34.

48. Shellock F.G. Biological effects and safety aspects of magnetic resonance imaging // Magnetic Resonance Quarterly, Vol. 5, No. 4, 1989, pp. 243 251.

49. Обзор публикаций по неионизирующим излучениям. Перевод № 2857/2. Л.: Торгово-пром. палата СССР. Ленингр. отд-е, 1979. - 78 с.

50. Джонсон С. С., Гай А.В. Воздействие неионизирующего электромагнитного излучения на биологически среды и системы // ТИИЭР, т. 60,6, 1972. С. 49 - 82.

51. Григорьев Ю.Г., Степанов B.C., Григорьев О.А., Меркулов А.В. Электромагнитная безопасность человека. М.: Российск. нац. ком-т по защите от неионизир. излучения, 1999. - 145 с.

52. Давыдов Б.И., Тихончук B.C., Антипов В.В. Биологическое действие, нормирование и защита от электромагнитных излучений. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 176 с.

53. Кузнецов А.Н. Биофизика электромагнитных воздействий. Основы дозиметрии. М.: Энергоатомиздат, 1994. - 255 с.

54. Тез. докладов 1-го Международного конгресса "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине". СПб, 1997. - 313 с.

55. Могендович М.Р., Рюмин В.П., Чуваев А.К. К вопросу о физиологическом влиянии магнитного поля // в сб. "7-й Всесоюзный съезд физиологов, биохимиков, фармакологов. Доклады. М.: Медгиз, 1947. С. 71 - 72.

56. Могендович М.Р., Скачедуб Р.Г. О действии физических факторов на зрительный анализатор человека // Тр. Молотовского мед. ин-та, вып. 26. М.; 1957. С. 11 - 16.

57. Осипов Ю.А. Влияние токов высокой частоты в производственных усовиях // Гигиена и санитария, № 6, 1952. С. 22 - 28.

58. Осипов Ю.А. Вопросы гигиены труда при промышленном применении токов высокой частоты // в сб. "Пром. примен. токов высокой частоты. Доклады второй ленинградской конф."- Д.: Машгиз, 1954. С. 26 - 31.

59. Савин Б.М., Рубцова Н.Б. Влияние радиоволновых излучений на центральную нервную систему // В сб. "Физиология человека и животных", т. 22. М.: ВИНИТИ, 1978. - С. 68 - 111.

60. Jauchem J. R. Effects of electromagnetic fields: Misconceptions in the scientific literature // J. of Microwave power and electromagnetic energy, Vol. 26, 1991, pp. 189 195.

61. Barron C.I. et al. Physical evaluation of personnel exposed to microwave emanations // J. of Aviation Med., Vol. 26, 1959, pp. 442 452.

62. Lancranjan I. et al. Gonadic function of men with long-term exposure to microwaves // Health Physics, Vol. 29, 1975, pp. 381 383.

63. Гарина И.А. и др. Электромагнитные поля и репродуктивная система человека // Сб. науч. докл. 2-го Междунар. симп. по электромагн. совмест. и электромагн. экологии. СПб, 1995. - С. 228 - 229.

64. Cocozza G. et al. Rilievi sulle embryopatie da onde corte // Pediatria rivista d'igiene medica e chirurgia dell infanzia, Vol. 68, No. 7, 1968.

65. O'Connor M.E. Mammalian teratogenesis and radiofrequency fields // IEEE Proc., Vol. 68, 1980, p. 56.

66. Minecki L. Influence of high electromagnetic fields on embryogenesis // Medycyna Pracy, Vo. 15, 1964, p. 391.

67. Larcen et al. Gender-specific reproductive outcome and exposure to high-frequency electromagnetic radiation among physiottherapists // Scandinavian Journal of Work and Environmental Health, Vo. 17, 1991, pp. 324 329.

68. Никитина B.H. Отдаленные последствия воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона на организм // Сб. науч. докл. 1-го Междунар. симп. по электромагн. совмест. и электромагн. экологии. СПб, ГЭТУ, т. 3, 1995. С. 759 - 763.

69. Odland L.T. et al. Radiofrequency energy: A hazard to workers ? // Industrial and Medical Surgery, July/Aug., 1973, pp. 23 36.

70. Biny M. et al. Expose of workers to intence RF electric fields that leaks from plastic sealers // J. of Microwave Power, Vol. 21, No. 1, 1986, pp. 33 40.

71. Kolmodin-Hegman B. Health problems among operators of plastic welding machines and exposure to electromagnetic fields // Int. Archieves of Occup. and Environ. Health, Vol. 60, 1988, pp. 243 247.

72. Гурвич Е.Б., Новохатская Э.А. О потенциальной опасности развития лейкозов при воздействии электромагнитного облучения (обзор литературы) // Гигиена труда и проф. заболевания, № 10, 1989. С. 37 - 38.

73. Amstrong В. et al. Assosiation between exposure to pulsed electromagnetic fields and cancer in electric utility workers in Quebec, Canada, and France // Amer. J. of Epidemiology, Vol. 140, No. 9, 1994, pp. 805 820.

74. Milham S. Increased mortality in amateur radio operators dye to lymphatic and hematopoietic malignancies // Amer. J. of Epidemiology, No. 1277, 1988, pp. 50 54.

75. Jauchem J. R. Alleged Health Effects of Electromagnetic Fields: The Misconceptions Continue // J. of Microwave power and electromagnetic energy, Vol. 30, No. 3, 1995, pp. 165 177.

76. Frey A.H. On the nature of EMF interaction with biological systems. Springer-Verlag, 1995. 212 p.

77. Mild K.H. et al. Effects on human deings of high exposure to radio-frequency radiation A study of health and exposure of plastic welding machine operators // Arbete och Halsa, Vol. 10, 1987, pp. 1 - 66.

78. Kitayama Y., Tesukada S. Burn injury of the hand high frequency pres welder // Jap. J. of Trayma Occup. Med., Vol. 31, 1983, pp. 520 - 524.

79. Grandolfo M., et al. Occupational exposure to RF and microwave electromagnetic fields // J. Ital. Med. Lavoro, Vol. 4, No. 1, 1982, pp. 49 53.

80. Вопросы охраны труда при работе на установках, генерирующих электромагнитные колебания высоких, ультравысоких и сверхвысоких частот (методические материалы). М.: ЦБТИ, 1969. - 67 с.

81. Холодов Ю.А., Лебедева Н.Н. Реакции нервной системы человека на электромагнитные поля. М.: Наука, 1992.

82. Василевский Н.Н., Сувовров Н.Б. Мозг человека в электромагнитной среде // Сб. науч. докл. 2-го Междунар. симп. по электромагн. совмест. и электромагн. экологии. СПб, ГЭТУ, 1995. - С. 232 - 233.

83. Пальцев Ю.П. Состояние и задачи гигиенического регламентирования электромагнитных полей радиочастот // Мед. труда и пром. экология, № 6, 1999. С. 2 - 5.

84. Немков B.C., Лупи С. Аналитический обзор стандартов и норм по воздействию электромагнитных полей на человека // Сб. науч. докл. 1-го Междунар. симп. по электромагн. совмест. и электромагн. экологии. СПб, дополн. вып., 1995. С. 819 - 826.

85. Немков B.C., Рудаков М.Л. Сравнительный анализ российских и зарубежных стандартов на параметры электромагнитных излучений высокочастотного оборудования для нагрева диэлектриков // Стандарты и качество, № 4, 1995. С. 29 - 32.

86. Рудаков М.Л. Зарубежные гигиенические стандарты на параметры электромагнитных воздействий в диапазоне радиочастот // Зарубежная радиоэлектроника, № 8, 1997. С. 56 60.

87. Райнер М.М. Безопасность портативных сотовых радиотелефонов // Вестник связи, № 4, 1998. С. 180 - 185.

88. Ciaravino V., Meltz M.L., Erwin D.N. Absence of a Synergistic Effect between Moderate Power RF Electromagnetic Radiation and Adriamycin on Cell-Cycle Progression and Sister-Chromatic Exchange // Bioelectromag-netics, Vol. 12, No. 5, 1991, pp. 289 299.

89. Saunders R.D., et al. Biological effects of exposure to non-ionizing electromagnetic fields and radiation // Report NRPB-R240, National Radiological Protection Board, UK, 1991.

90. ГОСТ ССБТ 12.1.006-84*.Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.

91. Санитарные правила и нормы № 2.2.4/2.1.8.055-96. Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона. М., Госкомсанэпиднадзор, 1997. - 28 с.

92. Санитарные правила и нормы № 2.2.0.555-96. Гигиенические требования к условиям труда женщин. М., Госкомсанэпиднадзор, 1997. - 22 с

93. Human exposure to electromagnetic fields. High frequency (10 kHz to 300 GHz). European Prestandart ENV 50166-2, Brussels, Belgium, 1995.

94. Франке В.А. Прибор для измерения электрической и магнитной составляющих высокочастотного ЭМП в зоне индукции. Л.: ВНИИОТ ВЦСПС, 1958. - 16 с.

95. Конин П.М., Франке В.А. Прибор для измерений напряженности электрической и магнитной составляющих поля в зоне индукции // в сб. "Научн. работы ин-тов охраны труда ВЦСПС. М.: Профиздат, 1963. - С. 59 - 63.

96. Исследование действия электромагнитного поля высокой и ультравысокой частоты на живой организм // Труды лаборатории электробезопасности ВНИИОТ ВЦСПС., Л., 1958. С. 7 -59.

97. Широков Ю.Г., Н.В. Лазаренко. Гигиеническая оценка условий труда при использовании ЭМИ KB диапазона в промышленности // в сб. "Биологич. действие и гигиенич. нормир. ЭМИ KB диапазона. М., вып. 36, 1988. - С. 33-41.

98. Stuchly М.А. et al. Radiation survey of dielectric (RF) heaters in Canada // J. of Microwave Power, Vol. 15, 1980, pp. 113 121.

99. Dielectric (RF) heaters. Guidelines for limiting radiofrequency exposure // Health and Welfare Canada, Environmental Health Directorate Publication No 80-EHD-58, 1980.

100. Report on the Survey of Radio Frequency Heaters // Health and Welfare Canada, Environmental Health Directorate Publication 80-EHD-47, 1980.

101. Conover D.L. et al. Measurement of electric- and magnetic-field strength from industrial radio frequency plastic sealers // IEEE Proc., Vol. 68, No. 1, 1980, pp. 17 20.

102. Allen S.G. et al. A study of body currents in operators of radio-frequency PVC welding machines // ISSA Int. Symp. "Radiation-Fields-Currents", Wien, 1990, pp. 209 211.

103. Mild K.H. Occupational Exposure to radiofrequency electromagnetic fields // IEEE Proc., Vol. 68, 1980, pp. 12 17.

104. Ericson A., Mild K.H. Radiofrequency electromagnetic leakage fields from plastic welding machines // J. of Microwave Power and Electromag-netic Energy, Vol. 20, No. 2, 1985, pp. 95 107.

105. Terrana Т., et al. Occupational exposure to radiofrequency electromagnetic field: results of survey // J. Ital. Med. Lav., No. 4, 1982, pp. 55 58.

106. Elecctromagnetische Strahlung am Arbeitsplatz // Sihere Arb., No. 5, 1994, pp. 21 25.

107. Joyner K.H., Bangay M.J. Exposure survey of operators of radiofrequency dielectric heaters in Australia // Health Physics, Vol. 50, No. 3, 1986, pp. 333 344.

108. Сох С. et al. Occupational exposure to radiofrequency radiation (18- 31 MHz) from RF dielectric heat sealers // Amer. Indust. Hyguene Assos. J., Vol. 43, 1982, pp. 149 153.

109. Безменов Ф.В. Математическая модель процесса высокочастотной сварки термопластов с учетом гидродинамических явлений в сварном шве // В сб. "ВЧ техника на службе интенсификации пром. пр-ва. М.: Информэлектро, 1989. - С. 37 - 40.

110. Безменов Ф.В. Математическое моделирование ВЧ установок для сварки термопластов // Тез. докл. 11-й Всесоюзн. конф. "Применение токов высокой частоты в электротехнологии", ч. 2. Л., 1991. - С. 48.

111. Безменов Ф.В., Декстер Н.Д., Коробова В.В. Экспериментальные и численные методы исследования процесса высокочастотной сварки диэлектриков // Тез. докл. 8-го Всесоюзн. совещ. по электротермич. оборуд.- М.: Информэлектро, 1986. С. 66.

112. Немков B.C., Полеводов Б.С., Гуревич С.Г. Математическое моделирование устройств высокочастотного нагрева. Л.: Политехника, 1991.- 79 с.

113. Немков B.C., Демидович В.Б. Теория и расчет устройств индукционного нагрева. -Л.: Энергоатомиздат, 1988. 280 с.

114. Тез. докл. 9-й Всесоюзной научн.-техн. конф. "Применение токов высокой частоты в электротермии". Л., 1981. - С. 114 - 133.

115. Демидович В.Б. Экономичный способ численного расчета электромагнитного поля в индукционных системах с сильно неоднородной нагрузкой // Изв. ЛЭТИ., Л., 1981. Вып. 299. С. 21 - 26.

116. Гончаров В.Д., Демидович В.Б., Скворцов Ю.А. Расчет электромагнитного поля и пондеромоторных сил в рабочей камере индукционного плазматрона // Изв. ЛЭТИ., Л., 1982. Вып. 321. С. 3 - 7.

117. Лупи С., Немков B.C. Аналитический расчет цилиндрических индукционных сисстем // Электричество, № 6, 1978. С. 43 - 45.

118. Кувалдин А.Б. Джапарова Р.К. Расчет электродинамических сил в осесимметричной системе индуктор-металл с использованием ЭВМ // Электротехника, № 1, 1982. С. 61 - 63.

119. Немков B.C., Демидович В.Б. Экономичные алгоритмы численного расчета устройств индукционного нагрева // Изв. вузов. Электромеханика, № И, 1984. С. 52 - 59.

120. Эркенов Н.Х., Карасов А.А. Медведев И.Н. Об одном методе численного расчета ЭМП в системе индуктор-массивное проводящее тело / Деп. в ВИНИТИ 17.1.96, № 194 В96.

121. Сальников И.П., Абрамян Г.А. Подойников В.В. Электротепловая модель индукционного нагревателя при решении задач оптимизации // В сб. "Оптимизация работы электрооборудования". Тверь: Твер. гос. техн. ун-т, 1995. - С. 66 - 70.

122. Франке В.А. Методика расчетов экранов для рабочих индукторов и для согласующих трансформаторов плавильно-закалочных ВЧ установок. -Л.: ВНИИОТ ВЦСПС, № 24 (108), 1962. 36 с.

123. Северянин А.К., Демидович О.В. Электромагнитные поля на рабочих местах при облуживании индукционных нагревателей средней частоты // Тез. докл. 11-й научн.-техн. конф. "Применение токов высокой частоты в электротехнологии. Л., 1991. С. 54.

124. Немков B.C., Петухова С.В., Оробей В.В. Проблемы безопасности и экологии при разработке высокочастотных электротехнологических процессов и оборудования // там же, С. 18 19.

125. Теоретические исследования внешних электромагнитных полей, возбуждаемых системами рабочих конденсаторов при ВЧ сварке изделий из термопластичных материалов неограниченных размеров // Приложение № 3 к отчету № 1280. Л.: ВНИИТВЧ, 1989. - 54 с.

126. Sullivan D.M., Gandhi О.М., Taflove A. Use of the Finite-Difference Time-Domain Method for Calculating EM Absorption in Man Models // IEEE Trans, on Biomed. Eng., Vol. 35, No. 3, 1988, pp. 179 185.

127. Chen J.Y., Gandhi O.P. Electromagnetic Deposition in an Anatomically Based Model of Man for Leakage Fields of a Parallel-Plate Dielectric Heater // IEEE Trans, on Microwave Theory and Techniques, Vol. 37, No. 1, 1989, pp. 174 180.

128. Chen J.Y., Gandhi O.P., Conover D.L. SAR and Induced Current Distribution for Operator Exposure to RF Dielectric Sealers // IEEE Trans, on EMC, Vol. 33, No. 3, 1991, pp. 252 260 .

129. Spiegel R.J., Fatmi M.B.E., Kunz K.S. Application of a finite-difference technique to the human radio-frequency dosimetry problem // J. of Microwave Power, Vol. 20, 1985, pp. 241 254.

130. Chen J.Y., Gandhi О.P. RF current induced in anatomically-based model of a human for plane-wave exposures 20 100 MHz // Health Phys., Vol. 57, 1989, pp. 89 - 98.

131. Borup D.T., Gandhi O.P. Fast-Fourier-Transform method for calculation of SAR distribution in finely diskretized inhomogeneous models of biological bodies // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 32, 1984, pp. 355 -360.

132. Conover D.L. et al. Foot currents and ankle SARs induced by dielectric heaters // Bioelectromagnetics, Vol. 13, No. 2, 1992, pp. 103 110.

133. Conover D.L. et al. The effect of operator hand position and workstation furniture on foot currents for radiofrequency heater operators // Appl. Occup. and Environ. Hygiene, Vol. 9, No. 4, 1994, pp. 256 261.

134. Dimbylow P.J. The calculation of induced currents and absorbed power in a realistic, heterogenous model of a lower leg for applied fields from 60 Hz to 30 MHz // Physics in Medicine and Biology, Vol. 33, No. 12, 1994, pp. 1453 1468.

135. Dimbylow P.J. Finite-difference time-domain calculation of absorbed power in the ankle for 10 100 MHz plane wave exposure // IEEE Trans, on Biomed. Eng., Vol. 38, 1991, pp. 423 - 428.

136. Gandhi O.P. et al. Induced currents and SAR distributions for a worker model exposed to an RF heater under simulated exposure conditions. Final report // National Institute for Occupational Safety and Health, Cincinnati, Ohio, 1993.

137. Минин Б.А. СВЧ и безопасность человека. М.: Сов. радио, 1974. - 352 с.

138. Средства защиты в машиностроении: Расчет и проектирование: Справочник / под ред. Белова С.В. М.: Машиностроение, 1989. - 368 с.

139. Справочная книга по охране труда в машиностроении / под общ. ред. Русака О.Н. Д.: Машиностроение, 1989. - 541 с.

140. Никонова К.В., Фукалова П.П. Способы защиты рабочих от воздействия электромагнитных полей при использовании высокочастотных генераторов. М.: ЦБТИ, 1962. - 37 с.

141. Гигиена труда при работе на высокочастотных установках (методическое письмо). Харьков: Мин. здрав УССР, 1961.

142. Основные вопросы гигиены труда при работе с источниками излучения электромагнитных волн метрового диапазона (методическое письмо). -Харьков: Мин. здрав УССР, 1967. 12 с.

143. Safety in the use of radiofrequency dielectric heaters and sealers: A practical guide. Geneva, International Labour Office, 1998.

144. Гордон Г.Ю., Герасименко А.И. Безопасность работ на высокочастотных установках // В сб. "Научные работы ин-тов охраны труда ВЦСПС, вып. 71, 1971. С. 43 - 47.

145. Франке В.А. Сравнительная опасность токов высокой частоты и защит-ные мероприятия от электромагнитных полей высокой частоты // В сб. научн. работ ин-тов охраны труда ВЦСПС, № 6. М.: Профиздат, 1961.

146. Ушинская О.Ф., Франке В.А. Вопросы охраны труда при работе с установками ВЧ в промышленности // В кн. "Техника безопасности и оздоровление условий труда в приборостроении". М.: ЦИНТИ Электро-пром, 1963. - С. 21 - 29.

147. Аполлонский С.М. Справочник по расчету электромагнитных экранов. JL: Энергоатомиздат, 1988. - 224 с.

148. Каден Г. Электромагнитные экраны в высокочастотной технике и технике электросвязи. Л.: Госэнергоиздат, 1957. - 327 с.

149. Куренев С.И., Корякина P.C. О коэффициенте экранирования магнитного поля замкнутыми оболочками // Изв. вузов. Электромеханика, № 9, 1975. С. 3 - 6.

150. Князев А.Д., Пчелкин В.Ф. Проблемы обеспечения совместной работы радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. радио, 1971. - 200 с.

151. Шапиро Д.Н. Основы теории электромагнитного экранирования. -Д.: Энергия, 1975. 109 с.

152. Князев А.Д., Кечиев J1.H., Петров Б.В. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости. -М.: Радио и связь, 1989. 224 с.

153. Рогинский Г.Ю. Экранирование в радиоустройствах. Д.: Энергия, 1970. - 125 с.

154. Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике. М.: Энергоатомиздат, 1995. - 304 с.

155. Жондецкая О.Д., Полонский Н.Б. Комплексное подавление радиопомех от промышленных предприятий. М.: Связьиздат, 1961.

156. Высокочастотная электротермия: Справочник /под ред. Донского A.B. Д.: Машиностроение, 1965. - С. 551 - 557.

157. Кривобоков B.C., Самойлов В.И. Экранирование рабочих конденсаторов установок ТВЧ. М.: ГОСИНТИ, 1968.

158. Герасименко А.И., Морозов Ю.А. Экранирование промышленных высокочастотных установок // В сб. "Вопросы электробезопасности в народном хозяйстве. М.: ВЦНИИ ОТ ВЦСПС, 1974. - С. 59 - 69.

159. Рекомендации по экранированию высокочастотных установок. НРО.469.423. Д.: ВНИИТВЧ, 1975. - 54 с.

160. Исследование электромагнитных экранов установок ТВЧ // Отчет № ТОЭ-48. Л.: ЛЭТИ им. В.И. Ульянова (Ленина), 1968.

161. Федоров М.Н. Защита рабочих от электромагнитного излучения высокой частоты в условиях конвейерного производства //Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. Воронеж: ВГЛТА, 1998.

162. Никольский В.В. Теория электромагнитного поля. М.: Высшая школа, 1964. - 384 с.

163. Штоф В.А. О роли моделей в познании. М.: Изд-во МГУ, 1962. - 225 с.

164. Веников В.А. Теория подобия и моделирование. М.: Высшая школа, 1966. - 488 с.

165. Гринберг Г.А. Избранные вопросы математической теории электрических и магнитных явлений. М.: Изд-во АН СССР, 1948. - 727 с.

166. Демирчян К.С., Чечурин В.Л. Машинные расчеты электромагнитных полей. М.: Высшая школа, 1986. - 177 с.

167. Бинс К., Лауренсон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей. Пер. с англ. М.: Энергия, 1970.

168. Канторович Л.В., Крылов В.И. Приближенные методы высшего анализа. М.-Л.: Гостехиздат, 1952. - 695 с.

169. Бабич В.М., Капилевич М.Б., Михлин С.Г. и др. Линейные уравнения математической физики. М.: Наука, 1964. - 368 с.

170. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимации. / Пер. с англ. М.: Мир, 1986. - 318 с.

171. Бенерджи П., Баттерфильд Р. Методы граничных элементов в прикладных науках. Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 326 с.

172. Громадка Т., Лей Ч. Комплексный метод граничных элементов. Пер. с англ. М.: Мир, 1990. - 303 с.

173. Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов. Пер. с англ. М.: Мир, 1981. - 304 с.

174. Курбатов П.А., Аринчин С.А. Численный расчет электромагнитных полей. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 168 с.

175. Михлин С.Г. Интегральные уравнения и их приложения к некоторым проблемам механики, математической физики и техники. М.: ОГИЗ, 1949. - 378 с.

176. Тозони О.В., Майергойз И.Д. Расчет трехмерных электромагнитных полей. Киев: Техника, 1974. - 352 с.

177. Тозони О.В. Метод вторичных источников в электротехнике. -М.: Энергия, 1975.

178. Тозони О.В. Расчет электромагнитных полей на вычислительных машинах. Киев: Техника, 1967. - 252 с.

179. Купрадзе В.Д. Граничные задачи теории колебаний и интегральные уравнения. М.: ГИТТЛ, 1950. - 280 с.

180. Колечицкий Е.С. Расчет электрических полей устройств высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1983.

181. Ушаков А.Н., Ушакова Н.Ю. О развитии метода вторичных источников для расчета электромагнитного поля // Электричество, № 9, 1998. С. 68-72.

182. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1986. - 288 с.

183. Воеводин В.В., Кузнецов Ю.А. Матрицы и вычисления. М.: Наука, 1984. - 320 с.

184. Виноградов Е.М., Винокуров В.И., Харченко И.П. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Л.: Судостроение, 1986. - 264 с.

185. Roudakov M.L. EMC estimation of Millimeter-Wave Radar Systems Operating with Wideband Signals (developed) // Proc. of 11-th Int. Symp. on EMC (EMC-92), Wroclaw, Poland, 1992, pp. 223 - 225.

186. Рудаков М.Л. Электромагнитная экология в промышленной энергетике // Изв Акад. наук, сер. "Энергетика", № 2, 1999. С. 59 - 63.

187. Винокуров В.И., Каплин С.И., Петелин И.Г. Электрорадиоизмере-ния М.: Высшая школа, 1986. - 351 с.

188. Большее Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М.: Наука, 1983. - 416 с.

189. Фомин Я.А., Тарловский Г.Р. Статистическая теория распознова-ния образов. М.: Радио и связь, 1986. - 264 с.

190. Зайдель А.Н. Погрешности измерений физических величин. Л.: Наука, 1985. - 112 с.

191. Schwan Н. P. Electrical properties of tissues and sells. Advan. Biol. Med. Phys., vol. 5, 1957, pp. 147 209.

192. Grant E. H., Keefe S.E., Takashima S. The dielectric behavior of aqueous solutions of bovine serum albumin from radiowave to microwave frequencies. J. Phys. Chem., vol. 72, 1968, pp. 4373 4380.

193. Schwan H. P. et al. Electrical properties of phospholipid vesicles. Biophys. J., vol. 10, No. 11, 1970, pp. 1102 1119.

194. Stuchly M. A., Stuchly S. S. Dielectric properties of biological substances Tabulated. J. Microwave Power, vol.15, 1980, pp 19 - 26.

195. Рудаков М.Л. Эмпирические формулы для определения электрических параметров биологических тканей в высокочастотном диапазоне // Электричество, № 9, 1997. С. 75 - 77.

196. Johnson С. С., Guy A. W. Nonionizing electromagnetic wave effects in biological materials and systems. Proc. IEEE, vol. 60, No. 6, 1972, pp. 692 -718.

197. Оделевский В.И. Расчет обобщенной проводимости гетерогенных сред. // ЖТФ, 1951, т.21, с. 667 685.

198. Рудаков МЛ. Расчет средней плотности поглощенной мощности радиочастотного излучения в биологических объектах // Гигиена и санитария, № 5, 1997. С. 61 - 63.

199. Рудаков M.JI. Интегральные уравнения электрического поля в биологическом объекте // Сб. докл. научно-практич. конф. "Промышл. экология", СПб, БГТУ, 1997. С. 236 - 241.

200. Geigy Scientific Tables / Edited by С. Lentner. Ciba-Geigy Ltd., Basel, Switzerland, 1990.

201. Самусев P. П., Селин Ю. M. Анатомия человека. М.: Медицина, 1995. - 480 с.

202. Рудаков М. JI. Расчет поглощения электромагнитного излучения телом оператора высокочастотной сварочной установки // Электричество, № 3, 1999. С. - 58 - 63.

203. Massoudi et al. Electromagnetic Absorption in Multilayered Cylindrical Models of Man // IEEE Trans, on MTT, vol. 27, No. 10, 1979, pp. 825 829.

204. Ho H.S. Dose Rate Distribution in Triple-Layered Dielectric Cylinder with Irregular Cross Section Irradiated by Plane Wave Sources // J. of Microwave Power, vol. 10, No. 4, 1975, pp. 421 432.

205. Миролюбов H.H., Костенко M.B., Левинштейн М.Л., Тиходеев Н.Н. Методы расчета электростатических полей. М.: Высшая школа, 1963. - 415 с.

206. Тепловые и реологические характеристики полимеров. Справочник / под общ. ред. Липатова Ю. С. Киев., Наукова думка, 1977. - 244 с.

207. Рудаков МЛ. Исследование зависимости электромагнитного облучения персонала от свойств термопластичных материалов при высокочастотной сварке // Пластические массы, № 2, 1997. С. 42 - 44.

208. Рудаков МЛ. Электромагнитная безопасность в промышленности. СПб.: Политехника, 1999. 91 с.

209. Рудаков МЛ., Федорова И.Г. Анализ распределения напряженности электрического поля на рабочих местах операторов высокочастотных сварочных установок // Электричество, № 6, 1996. С. 60 - 65.

210. Иоссель Ю.А., Кочанов Э.С., Струнский М.Г. Расчет электрической емкости. Л.: Энергия, 1969. - 239 с.

211. Рудаков M.JI. Ослабление внешних электромагнитных полей при высокочастотном нагреве стружечного ковра перед прессованием // Деревообрабатывающая промышленность, № 2, 1997. С 9 - 11.

212. Рудаков M.JI. Расчет электрического поля высокочастотных установок для оценки облучаемости персонала // Электричество, № 11, 1998. С. 62 - 66.

213. Рудаков M.JL, Федорова И.Г. Расширение областей применения высокочастотной сварки пластмасс и способы снижения уровней внешних электрических полей // Сварочное производство, № 5, 1996. С. 34 - 36.

214. Рудаков M.JL, Федорова И.Г. Выбор электромагнитных экранов высокочастотных установок для нагрева диэлектриков // Электротехника, № 11, 1999. С. 53 - 59.

215. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. М.: Связь, 1972.336 с.

216. Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. М.: Наука, 1977. 344 с.

217. Демичев А.Д. Поверхностная закалка индукционным способом. -Л.: Машиностроение, 1979. 80 с.

218. Слухоцкий А.Е., Рыскин С.Е. Индукторы для индукционного нагрева. Л. - Энргеия, 1974. - 264 с.

219. Шамов А.Н., Бодажков В.А. Проектирование и эксплуатация высокочастотных установок. Л.: Машиностроение, 1974. - 280 с.

220. Шекалов A.A., Штрейс Я.И., Блинов Б.В. Плавка в малых бессердечниковых индукционных печах. Л., Машгиз, 1957. - 55 с.

221. Вологдин В.В., Кущ Э.В., Асамов В.В. Индукционная пайка. Л.: Политехника, 1991. - 80 с.

222. Шамов А.Н., Лунин И.В., Иванов В.Н. Высокочастотная сварка металлов. Л.: Политехника, 1991. - 240 с.

223. Немков B.C. Индукционный нагрев тонкостенных труб в цилиндрическом индукторе, /в сб. "Промышл. применение токов высокой частоты", вып. 7. Л.: Машиностроение, 1966. - С. 106 - 130.

224. Смайт В. Электростатика и электродинамика. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1954. - 604 с.

225. Алиевский Б.Л., Орлов В.Л. Расчет параметров магнитных полей осесимметричных катушек. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 112 с.

226. Рудаков М.Л. Расчет облучаемости персонала высокочастотных индукционных установок // Электротехника, № 5, 1998. С. 47 - 52.

227. Рудаков М.Л. Критерий электромагнитной безопасности в оценке качества высокочастотного электротермического оборудования // Стандарты и качество, № 2, 1999. С. 72 - 74.349

228. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 488 с.

229. Демирчян К.С., Бородин В.Н., Кузнецов И.Ф. Поверхностный эффенкт в электроэнергетических устройствах. М.: Наука, 1983. - 280 с.

230. Рудаков М.Л. Экологическая индустрия: расчет цилиндрических электромагнитных экранов высокочастотных индукторов методом вторичных источников // Инженерная экология, № 2, 1999. С. 37 - 45.

231. Цейтлин Л.А. Вихревые токи в тонких пластинах и оболочках // Журнал технич. физики, т. XXXIX, №10, 1969. С. 1733 - 1741.

232. СанПиН № 2.2.2.542-96. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996. - 65 с.

233. ГОСТ 12.1.045-84. ССБТ. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.

234. Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях № 2.1.8.042-96. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996.

235. Рудаков М.Л. Отечественные гигиенические нормы на электростатические поля видеомониторов обеспечивают безопасность // Стандарты и качество, № 5, 1999. С. - 48 - 49.