電磁屏蔽紡織品的開發與檢測
【摘要】介紹了電磁輻射對人體的危害以及目前電磁屏蔽紡織品的開發現狀,著重分析了一種通用的對該類紡織品進行評價的方法。 【關鍵詞】電磁 輻射 屏蔽 開發 檢測
隨著科學技術的飛速發展,人民生活水平的不斷提高以及家用電器的大量普及和升級,電磁輻射對人類的危害日益增加, 電磁輻射已經成為繼廢水、廢氣、 噪音污染之后的第四大污染
一、 常見的電磁輻射源及其對人體健康的危害
人們生活中可能接觸到的電磁輻射源有: 雷達系統、電視和廣播發射系統、 射頻感應及介質加熱設備、 射頻及微波醫療設備、各種電加工設備、通信站、大型電力發電站及輸變電設備、地鐵列車、電氣火車及形形色色的家用電器,這些輻射源可以產生不同頻率、不同強度的電磁輻射(MER),其頻率范圍可從100kHz-300GHz
電磁輻射危害人體的機理主要有熱效應、非熱效應和累積效應三種[1-2]
1、熱效應
人體70%以上是水,水分子受到電磁輻射后相互摩擦,引起人體升溫,從而影響到人體內器官的正常工作。
2、非熱效應
人體的器官和組織都存在微弱的電場、磁場,正常情況下它們是穩定的、有序的,一旦受到外界電磁場的干擾,處于平衡狀態的微弱電磁場就將遭到破壞,人體也會受到損傷。
3、累積效應
熱效應和非熱效應作用于人體后,人體所受傷害尚未完全修復之前,如再次受到電磁輻射,其傷害程度就會發生積累,久而久之,會導致永久性、不可逆的病態發生。
人體長期或累計較長時間地處于電磁輻射的環境中,將有精力減退的傾向,容易產生白內障、腦腫瘤、心血管疾病并可導致婦女流產、不孕、人體免疫力下降等疾病,此類文獻和報道已是屢見不鮮。
二、電磁屏蔽紡織品的開發技術
為減少和預防電磁輻射的危害, 世界各國從20世紀中期已開展有關電磁屏蔽紡織品的研制和生產工作。我國從20世紀60年代開始研究電磁輻射的防護服,70年代開始正式生產銅絲與柞蠶絲混紡的防護服。 現在全國各地的市場上已經出現了各種各樣的防護產品,消費總量也在不斷上升。就該類產品的開發技術而言,目前較為成熟的有3種方法:
1、使用金屬纖維、碳纖維、有機導電纖維與普通纖維混紡。如市場上較常見的以超細不銹鋼纖維為原料的混紡面料,其細度可低至6µm。該類產品中不銹鋼纖維含量達到20%左右,即可獲得理想的電磁屏蔽效果,其服用性能佳,耐久性良好。
2、對織物進行防輻射后整理(鍍金屬涂層、其他吸收材料等)。如市場上常見的鍍銅、鍍銀織物。該類產品通常顏色較為單一,因涂層容易脫落,其屏蔽效果耐久性不佳,但由于金屬用量較少,所以該類產品的重量最輕,與普通紡織品非常接近。
3、多層織物中使用金屬絲網夾層、該類產品比較笨重,服用性能差,在民用紡織品中較少使用、
三 、電磁屏蔽紡織品的檢測
目前國內有關電磁輻射防護的環境標準及法規數十項,都側重于對環境。工作場所電磁輻射強度的測量,真正用于評價紡織品防輻射性能的方法標準尚未出臺,本行業中一般均按ASTM D4935-1999(測量平面材料電磁屏蔽效率的標準試驗方法&)進行檢測,測量的指標是電磁屏蔽效率SE,其計算公式為:
SE(dB)=10lgP1/P2
式中:
P1——經過參考樣屏蔽后的輸出功率,W;
P2——經過測試樣屏蔽后的輸出功率,W0
該方法適用于評價被測樣品在30MHz-1.5GHz范圍內的屏蔽效率、其基本測試原理如圖1:
信號發生器輸出一定功率。一定頻率的正弦電磁波。信號經同軸屏蔽電纜由衰減器(10dB,阻抗50Ω) 傳遞至樣品夾持器,樣品夾持器上先固定一個與待測樣品相同質地、相同厚度的參考樣品(中間有一環狀空隙),信號經吸收后傳遞至另一衰減器,再經同軸屏蔽電纜傳遞至信號接收器(其輸入阻抗為50Ω), 信號接收器測量經參考樣品吸收后的電磁波輸出功率P1。然后按同樣的方法對測試樣品進行試驗,測得經測試樣屏蔽后的輸出功率P2。測試樣品和參考樣品相比,多了一個圓環的面積,該圓環對電纜中的信號進行了屏蔽,二者的示意圖如圖2。 根據該方法測得某一產品的電磁屏蔽效率SE是一個相對值,它表征了該產品對某一頻率電磁波的削弱程度,該值隨著電磁波頻率的變化而變化。以目前市場上較為多見的含不銹鋼纖維防護服裝為例,如襯衫、孕婦裝等,對應于不同頻率的電磁波,其屏蔽效率通常20-30dB之間,按照上述公式的算法,相當于屏蔽了99-99.9%的輻射量,其防護效果能滿足日常需要。如采用金屬鍍層織物、全不銹鋼織物,其屏蔽效率可高達40-60dB,通常用于特殊工作環境或軍事目的??傊?,隨著科技的不斷發展,人民生活水平的不斷提高,人們對電磁輻射危害的防護意識也越來越強,電磁屏蔽紡織品將會得到越來越多的應用。 |
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