时间:2023-10-13 09:44:42
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇防止电磁辐射的方式,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
该项调查还显示在选购机箱时你最看重的是哪一方面这一问题上,有超过半数的消费者将选票投给了防电磁辐射。在面对两款性能和价格都相近的机箱,你会怎样选择这个问题时,也有62.1%的网友表示将根据机箱的防电磁辐射能力来判断,而选择品牌和散热的则分别只有25.3%和10.9%。这样的结果在历次机箱调查中还是首次出现。此外,在防电磁辐射机箱的价格方面,大多数网友也并没有一味追求低价,投票结果显示网友对健康的高度重视,57%的网友愿意购买300元以上的防电磁辐射机箱,其中更有226名网友选择500~1000元的价位。不过,本次调查也使些问题浮出了水面。比如对于机箱防电磁辐射的知识,有超过半以上的网友表示只是听说过,并不十分了解。这说明了机箱厂商和我们媒体在宣传和引导上的一些缺失。但无论怎么说,从本次调查的结果来看,机箱的防电磁辐射性能已越来越多地受到消费者的关注。
机箱防电磁辐射前途迷茫
那是不是意味着目前的机箱市场的选购风向标已由机箱的外观,做工、材质和散热等全面转向了防电磁辐射呢?实际情况并非如此。从目前机箱市场的选购行情来看,大多数消费者还是把价格,外观散热等指标放在前列。究其原因,我们认为这与国内消费者长久以来形成的消费习惯有很大关系。大多数消费者在攒机时,首先考虑的是CPU,主板显卡的搭配,对于机箱的选择一直以来都不太重视,所以就更谈不上关注机箱的防电磁辐射性能了。不少人都是由商家推荐一系列相应价位的产品,然后选择款顺眼的产品了事。相信这种情况即使在今天也屡见不鲜。另外,少部分对机箱有要求的用户也仅仅会根据机箱的用料做工扩展性和散热来进行比较选择,即使他对机箱的防电磁辐射有一定的了解,但是由于客观条件的限制也很难做出准确的判断。因此,现在把机箱的防电磁辐射性能列为消费者选购机箱的重要指标,我们认为还未时尚早。
除此之外,厂商和媒体的宣传以及相关防电磁辐射产品的缺失也是造成机箱防电磁辐射不被广大消费者认同的一个重要原因。虽然不少厂商时不时地拿机箱防电磁辐射性能作为卖点进行推广以达到提升品牌形象的目的,但是几乎没有家坚持下来的,总是做段时间就消失了。在这个不断重复的过程中,消费者早已审美疲劳,根本不会对厂商的短期促销行为买账。久而久之就形成了厂商在那边卖力推,消费者则在另外一边冷眼旁观,这对于厂商的促销来说无疑是个巨大的讽刺,特别是现在机箱能够找到的卖点不多的情况下,历年机箱厂商在防电磁辐射推广上的失误无形之中造成了一个卖点的流失,不可谓不是一个败笔。
机箱防辐射,任重而道远
尽管目前机箱防电磁辐射的推广还存在种种问题,但是我们也应该看到机箱防电磁辐射观念正在确立,消费名的健康消费理念也正在成熟,前面的调查结果也证明了这一点。而且从今年开始,不少机箱大厂也在不断地以防电磁辐射为卖点,不停地造势,倡导一种健康环保的消费理念。那今年的防辐射机箱的推广与往年有什么不同?
相对以往来说,这次高举机箱防电磁辐射大旗的是三诺技展、金河田、华硕以及酷冷至尊等在国内有一定影响力,同时也是市场占有率居于前列的品牌厂商。作为国内最具资历的机箱厂商,从年初开始,三诺技展就以彩钢为先锋倡导机箱面板新革命。种种测试表明,彩钢面板在防电磁辐射性能方面远胜塑胶面板,而钢材可回收再利用的特性也使得该系列机箱更加环保。从2005年推出首款全钢机箱6097,三诺技展一直致力于推动机箱新革命,今年引入彩钢就是对此最好的注解。目前,彩钢系列已全面导入三诺技展的所有机箱产品线,后续产品将陆续面市,相信这对推动健康环保机箱将带来积极的作用。
金河田也宣布,从3月15日起,其旗下所有机箱产品线将全面导入防辐射机架设计,以打造全新的’零辐射机箱‘为口号,倡导健康环保的消费理念。目前,该项活动已在金河田遍布全国的形象店展开,并将深入各地大学院校开展绿色环保健康行活动,力图把防电磁辐射打造成为金河田机箱的个潜在优势。
不过,我们也应该看到,尽管越来越多的消费者已经意识到健康环保的重要性,但是在长久以来性价比至上的市场环境下,要想这一理念深入人心,不仅需要更多厂商的参与,更重要的是要持之以恒。只有这样,才能让更多的消费者转变观念,为健康理性消费买单。
MC观点绿色环保不仅只是喊喊口号那么简单,需要全民参与。因此,我们希望有更多的厂商参与进来,这也是我们做这次绿色环保专题的目的。而机箱作为绿色环保中一环,之前也是最容易被大家忽视的,但近期的调查结果显示目前已有越来越多的消费者意识到机箱防电磁辐射的重要性,所以我们有理由相信随着绿色环保理念的不断深入,一定会有更多的消费者关注机箱的防电磁辐射设计。当然,要做到这一点。坚持很重要。如果机箱厂商还像以往一样,只是利用防电磁辐射来作秀,然后又高喊性价比至上,这样的促销方式必将被更多的消费者所唾弃。
小知识:怎样判定机箱防电磁辐射性能的好坏
其实,在我们看来,一款好的机箱本身就应该具备全面的防电磁辐射性能。防辐射性能不好的机箱通常会跟一些杂牌或低价机箱联系在一起。一般来讲,防电磁辐射好的机箱都具备以下优点:
1 采用优质的SECC(镀锌钢板)。镀锌钢板列电磁波尤其是低频电磁波具有很强的吸附能力,同时具有较好的散热和导电性,可以有效地防止电磁渡外泄。
2 机箱箱体密合度高,特别是机箱前面板、左右两侧挡板等位置。对于一款防电磁辐射性能好的机箱而言,其必须采用高精密度模具,才能保证较高的防电磁辐射外泄,而且细节方面也不容马虎,比如像前置USB接口、光驱、后侧档板接口等,都必须有较高的无缝密合度设计,以防止电磁辐射的外泄。
3 机箱上的EMI弹片设计也是必不可少的。良好的电磁屏蔽,就是要尽量减小外壳的开孔和缝隙。一般来说,机箱上不能有超过6mm的开孔,并且所有可拆卸部件必须能够和机箱导通。要做到这点,就要靠EMI弹片,它可将机箱骨架和其他部件连为一体,防止电磁波的泄漏。
论文关键词:计算机 电磁辐射 信息安全 TEMPEST
论文摘要:利用电磁学的方法分析了计算机电磁信息辐射的原理?引入偶极子分析计算了计算机电磁信息辐射场的频谱与场强;研究了计算机电磁信息辐射接收机的接收原理?进一步定量分析了辐射场强与接收机带宽、噪声系数、接收天线定向性和增益之间的数值关系;阐述了计算机电磁信息泄露的方式和途径?概括了基于实际的军队计算机应用中电磁信息安全与防护的主要手段。
随着信息技术的发展和微型计算机的普及应要处理、传输、存储的军事机密的安全构成了严重的用?计算机已成为目前最关键、应用最广泛的信息处威胁?给国家和军队造成重大损失。理、传输和存储的电子设备。军队指挥自动化、国防为了确保涉及军事机密的信息的处理、传输、存工程的通讯与指挥、现代化的武器装备以及智能化储更安全有效?就必须重视军用计算机的电磁信息的信息技术产品等无不与计算机有关。由于计算机安全与防护?研制、开发和使用防信息泄漏的计算的特殊构造方式?它在工作时?会向周围空间辐射电机。在计算机信息安全领域?电磁信息辐射的研究磁波?这些电磁辐射信号包含丰富的频谱资源?携带属于TEMPEST(Transient ElectroMagnetic Pluse Em-大量有用信息?一旦被敌方接收并破译?就对计算机anationStandard)的研究范围。
1电磁信息泄露原理
1。1计算机辐射原理
麦克斯韦于1846年归纳出了麦克斯韦方程组。根据麦克斯韦方程组(方程组(1))可知?电路中只要有电流的变化就会有电磁波的产生?任何时变电磁场都会向四周空间辐射电磁信号?任何载有时变电磁信号的导体都可作为发射天线向周围空间辐射电磁信号。
由公式(2)、()3可以看出?偶极子所载信号幅度越大?频率越高;功率越大?辐射场强越强;信号波形越尖锐?其频谱越宽;高频分量越丰富?其辐射场强越强。
计算机系统的主要硬件有主机、显示器、键盘、鼠标、打印机和其他外设备?电源线、主机与外设备间的互连线缆(信号线、数据线和控制线)?连接主机、外设备与互连线缆的连接器。计算机电路组成复杂?各个部件以及各种时钟电路都存在电磁辐射?产生携带大量信息的辐射电磁波。这些电磁波就通过计算机的主机、外设备、线缆和连接器向周围空间辐射?产生的电磁信息泄漏伴随计算机对信息的接收、处理和发送的全过程。
从信息种类来分?计算机电磁辐射信息包括视频信息、键盘输人信息、磁盘读写信息等。从辐射部件来分?计算机的电磁辐射可以分为处理器的辐射、通信线路的辐射、转换设备的辐射、输出设备的辐射等。
从辐射方式来分?还可以分为一次泄漏和二次泄漏。对于处于复杂电磁环境中的计算机?周围的电磁波接收和发射装置有可能成为计算机二次泄漏辐射的载体。如果计算机辐射信号以某种形式藕合到计算机周围的发射电路中?它以两种形式二次发射出去:辐射信号藕合在放大器的前级?被放大器直接放大发射出去;辐射信号藕合在混频器前级?与发射机内的本振经混频器混频再经放大器发射出去。二次泄露辐射的强度可能超过一次泄漏的辐射强度?降低了计算机设备的防护等级?增加了信号泄露的危险。
1.2计算机辐射信息的接收
计算机工作时产生的极其丰富的谐波资源可达兆赫兹(GHz)以上?电磁辐射最强的频带范围一般在20~so Hz之间?计算机的串口、并口、线缆和连接器?其信息泄露的带宽一般较低?约在01 MH:?只要接收机的带宽大于01 MHz?就能有效地接收计算机的辐射信息。计算机视频信息的电磁辐射较为严重?随着显示器的分辨率越来越高?辐射的频率范围也越来越宽?辐射强度也不断增加?被接收还原的可能性也不断增大。1958年?vna.Eck在论文中提出?可以在1仪x〕m处接收还原视频信息?20世纪90年代英国人称可以在160 m接收还原视频信号。其余部件的辐射?在满足接收机条件的情况下?
当确定了接收机的带宽B、接收机的噪声系数凡、接收机天线的定向性D(或者增益G)?便可以确定接收机能接收到的最低场强?只要大于最低接收场强的计算机电磁辐射信号均可以被接收机接收。
2安全与防护
为了降低计算机电磁辐射信息泄露的危险?确保涉及军事机密的信息的处理、传输、存储更安全有效?必须采取安全防护措施。目前的计算机防电磁信息泄露所采取的措施主要有3种?即信号干扰技术、电磁屏蔽技术和TEMPEST技术。
2.1信号千扰技术
信号干扰技术是指利用相关原理?将能够产生噪声的干扰机放在计算机旁?把干扰机发射出来的噪声电磁波和计算机辐射出来的信息电磁波混在一起?通过不同技术途径实现与计算机辐射信息的相关联?并产生了大量与计算机相同频谱特性的伪随机干扰信号?使干扰信号与计算机设备的信息辐射混合在一起向外辐射?所以能破坏原辐射信号的形态?降低辐射信息被接收后还原的可能。它具有造价低廉、移动方便、体积小、质量轻等特点?是目前国际上应用最广泛的一种防泄漏措施。
信号干扰技术主要是针对计算机的视频辐射信息泄漏采取的一种防护措施?缺点是干扰机的干扰噪声(白噪声)和计算机的辐射信号(主要是视频信号)的特性是不同的?可以被接收者区分开?提取到其中的有用信息。而且?信号干扰技术多采用覆盖式干扰信号?容易造成电磁污染和防护对象单一。
2.2电磁屏蔽技术
电磁屏蔽技术是利用电磁屏蔽原理?将计算机关键部分用特殊材料包起来?抑制近场感应和远场辐射、中断电磁辐射沿空间的传播途径?是解决电磁信息泄漏的重要手段。
电磁屏蔽有双重作用:减小电磁辐射泄漏;防止外界电磁干扰。屏蔽方法有多种?根据不同需要可以采用整体屏蔽、部件屏蔽和元器件屏蔽。如:屏蔽电缆、屏蔽电路、屏蔽机柜、屏蔽室等。屏蔽效果与材料性能、辐射频率、屏蔽体结构和辐射源的距离等有关。屏蔽体都需与大地相连?为屏蔽体上的电荷提供一条低阻抗的电气泄放通路。电磁屏蔽的效果与屏蔽体接地的好坏密切相关?一般屏蔽体的接地电阻都要求。从使用的效果来看?屏蔽室更理想?好的屏蔽室可使信号衰减60一140dB?缺点是造价高。采用电磁屏蔽的方法防止电磁辐射泄漏时?并不是所有的设备和元器件都能完全封闭在屏蔽室?内。比如?电源线、信号线等均与外界有联系?辐射电磁波可以通过传导方式传到屏蔽室外造成信息泄漏。
2.3 TEMPEST技术
TEMPEST技术即低辐射技术?是指在设计和生产计算机设备时?对可能产生电磁辐射的元器件、集成电路、连接线、显示器等采取防辐射措施?从而达到减少计算机信息泄漏的目的。前景较好的是红、黑设备分离技术。采用红黑分离技术制造红黑分离式计算机?是指在系统设计中引人红黑工程概念?将计算机设备上的信号分为红黑两种信号?红信号是指能被接收破译?并复现出有用信息的信号;黑信号是指即使被接收到?也不能复现出有用信息的信号。把红信号与黑信号完全隔离开来?然后对隔离后的红信号采取特殊处理措施?使其达到防电磁信息泄漏极限值的要求。在计算机设备中?相应地也定义了红设备、黑设备等概念。红设备是处理保密数据信息的设备?黑设备是处理非保密数据信息的设备。
红黑设备之间是不允许进行数据传输的。通常是在两者之间建立红黑隔离界面?仅仅实现黑到红设备之间的单向信息传输。
软件TEMPEST技术191是国外近年发展起来的新的电磁防护技术?基本原理是通过给视频字符添加高频“噪声”并伴随发射伪字符?使敌方无法正确还原真实信息?而我方可正常显示。它替代了过去由硬件完成的抑制干扰功能?成本较低。采用TEM-PEST技术的防护型TEMPEST计算机?使用软件来控制计算机辐射信号的发射?同时加入了专用的攻击程序?当有人企图截获信息时系统能自动保护并进行自卫反击。
【关键词】显示器;电磁泄漏;干扰技术;屏蔽技术;TEMPEST;防护
一、引言
在信息化战争条件下,信息优势成为敌对双在传统的陆海空优势以外争夺的新领域,甚至成为制约战争胜负的关键因素。随着人民防空信息系统的处理能力、链接能力的提高,人防信息系统的安全性越来越重要。信息系统安全的范围非常广泛,其中计算机显示器所泄漏的信息易于被外界接收和复现,对人民防空信息的保护工作造成极大威胁。
二、计算机显示器存在的电磁泄漏问题
计算机是人防信息系统的核心,虽然各级人防主管部门规定计算机信息系统不得直接或间接地与国际互联网或其它公共信息网络相联接,必须实行物理隔离,但是这也不能完全避免泄密。因为计算机的显示器、主板、存储器、键盘等都存在一定的泄漏问题,其中显示器信息的泄漏问题非常严重,却又经常被忽视。显示器内部数据传输方式有并行和串行两种,并行信号是二进制编码,传输速率高,频率相近,格式上又没有统一的规律可循,不容易被还原。串行数据往往遵循统一的标准和格式,而且数据的速率低,强度大,其辐射信息容易被截获和还原[1]。常见的显示器有CRT、液晶和等离子显示器三各,它们泄漏信息的部位和程度各不相同。
(一)CRT显示器信息泄漏。CRT显示器的工作原理是:计算机显示适配器将并行的数字信号转换成模拟信号输出,然后视频放大电路将模拟信号进行放大,通过射极跟随器输出,送入显像管阴极RK、GK、BK。视频信号的幅度能够达到60伏左右,行、场信号经过放大后,可能形成最高值为120伏的高电压;偏转线圈的电流比较大,可以达到安培级,它们是视频泄漏的源头。
(二)液晶显示器的电磁辐射。现在液晶显示器在人防信息系统中的应用越来越普遍了,人们大都认为它辐射小,往往不太注意它的信息泄漏问题。其实尽管液晶显示器的辐射比CRT小,但是也存在较为严重泄漏现象,它的电磁泄漏主要来源于两个部份,第一部份是液晶显示器的面板及其驱动电路,第二部分是VGA接口、数字视频接口(DVI-A和DVI-I)及其连接电缆和视频预处理电路[2]。显示器面板的背光源不携带视频信息,只提供照明,不会泄漏信息。TFT上的电流较大,辐射能力也比较强,又携带大量的视频信息,能够造成信息泄漏。但是由于TFT的驱动信号是并行信号,在现有的技术条件下难以复现、还原信息,而且驱动电压也不高,因此它不是液晶显示器的主要泄漏源。第二部分所泄漏的信息能够被目前的技术接收和复原,是液晶显示器的主要泄漏源。
(三)等离子显示器的电磁辐射。等离子体显示器在人防信息系统中的应用并不多,但是其应用的场所往往比较重要,一般在会议室、值班室和指挥中心等,所以它的信息泄漏问题就显得比较重要了。PDP的发光原理是在注入了惰性气体或水银气体的真空玻璃管上加上电压,使气体产生等离子效应,由此释放出紫外线来激发出三原色,由激发时间的长短来产生不同的亮度。PDP的前级放大电路和AD转换器以及电源、高压驱动部份、显示屏(充放电时)都能产生电磁辐射,其中电源、高压驱动部份、显示屏产生的辐射虽然大,但是它的主要成分是噪声,信号成分很小,不是信息泄漏的主要源头;AD转换器虽然存在泄漏信息,但是功率小,前级放大电路的信号是串行模拟信号,而且功率大,是信息泄漏主要源头[3]。
三、显示器信息泄漏的防护措施
目前的防电磁信息泄漏技术措施很多,本文从人防工作的实际出发,结合国情和具体情况,提出显示器防止信息泄漏的综合防护方法。
(一)加强对信息的管理。对信息保密工作来说,管理有时候比技术更重要,对人防的信息包括密级的文件,人防工程的面积、经纬度,人防指挥所相关信息等,依据国家颁布的《计算机信息系统安全保护等级划分准则》,要制定和落实严格的各项保密制度,实行分级管理。按照“谁主管谁负责、谁使用谁负责”的要求,落实信息保密责任制,并造成泄密的单位和个人追究责任,涉嫌触犯刑律的,要依法追究刑事责任。
(二)采用适当的技术措施。防止显示器信息泄漏的技术措施比较多,从人防工程的实际情况来看,下面介绍的几种技术方法比较适用。
1.屏蔽技术。屏蔽技术就是将保护的电路用由屏蔽材料制成的物体包围起来,从而切断电磁辐射沿空间的传播的途径,达到防止信息泄漏的目的。对人防行业来说,可将的人防信息系统放置在人防工程内。目前,我国的人防工程在电磁防护上主要是侧重于防止电磁脉冲对敏感设备和人员的干扰、毁伤和伤害上,还没有出台具体的防止电磁信息泄漏的技术标准。如果能用“电磁吸波混凝土”或“电磁屏蔽混凝土”[4]等混凝土类电磁防护材料修建人防工程,就能有效地防止信息泄漏。对不具备建设这种防电磁泄漏人防工程的单位来说,在实际应用中可用屏蔽机箱对计算机及显示器进行屏蔽或在显示器表面使用防辐射屏,也能在一定程度内防止电磁泄漏。技术上可对显示器内辐射量比较大的地方可以进行局部屏蔽,从而减少辐射。
2.干扰技术。干扰技术是指用干扰器发射出来的电磁波来干扰计算机辐射出来的电磁波,以掩盖计算机泄露信息的内容和特征等,让获得泄漏信息的人无法复原。干扰器分为白噪声干扰器和相关干扰器。白噪声干扰器的干扰源是白噪声,它的干扰信号和计算机泄漏的信号不相关,其噪声信号比较容易去除,保密性差。相关干扰器产生的干扰信号和计算机视频辐射信号个有相同的频谱特性,两种信号在空间混合后形成一种复合信号,破坏了原辐射的信号形态,即使被窃取也无法还原其信息。
3.滤波。滤波技术对传导泄漏十分有效,是屏蔽技术的重要补充,可以设计为只充许特定频率的信号通过。计算机视频信息的泄漏主要是在高频频段的辐射造成的[2],因此采用高通滤波器件可有效地防止视频信息的传导泄漏。
4.TEMPEST技术。TEMPEST技术是美国国家安全局和国防部联合进行研究与开发的一个极其重要的项目。它是一项综合的防护技术,是在设计和生产计算机设备时,采用干扰、屏蔽、“红”“黑”隔离、滤波、布线和元器件选择等方法,减少计算机中信息的外泄。
四、结语
从长期的趋势来看,生产和使用低辐射显示器是防止电磁泄密的根本措施。但是TEMPEST产品的在辐射低的同时,造价也非常高,价格是同样性能设备的4到5倍,对我国现在的国情来说,全部采用TEMPEST产品还不现实。现实的应对策略是在加强保密管理的基础上,在力所能及的范围内采用必要的防护技术,形成合力,切实保护好人防信息系统的各项秘密。
参考文献
[1]单国栋,戴英侠,王航.计算机电磁信息泄露与防护研究[J].电子技术应用,2004,4:6.
[2]朱海涛.液晶显示器电磁泄漏信息侦收难度分析[J].信息安全与通讯保密,2011,1:79.
【关键词】广播电视;影响预测;模拟计算
0.引言
目前,江苏省内每个县级市都建有广播电视塔,形成了覆盖全省的广播电视无线发射网络。随着社会经济的不断发展,高层建筑不断增加,广播电视塔对周边高层建筑的电磁环境影响也日益受到关注。由于受监测条件限制,一般无法对高层建筑所在高空区域的电磁辐射水平进行直接测量,为此,本为通过模拟计算的方式,以某地级市拟新建的广播电视塔为例,来分析其对周边高空区域的电磁环境影响,并结合模拟计算结果提出相应的环保措施和对策。
1.广播电视发射系统介绍
1.1无线电波传播
无线电波指的是频率从几十Hz(甚至更低)到3000GHz左右整个频谱范围内的电磁波。发射天线或自然源辐射的无线电波,通过介质或受到介质分界面的影响,而到达接收天线的过程,称为无线电波传播。无线电波在介质或介质分界面的影响下,有被折射、反射、散射、绕射和吸收等现象。
1.2广播电视发射
调频广播信号即频率87MHz~108MHz范围内的无线电波,电视信号即频率48.5MHz~958MHz范围内的无线电波。空间波传播是指发射天线和接收天线均高架并且在直视距离以内,此时无线电波由直射和地面反射波组成相干传播,因此,接收点信号的场强为两者叠加。这种方式用于超短波和微波波段,调频广播、电视信号在可视距内的传播就是这种方式。
广播电视发射就是利用以上原理,将所需传播的信号经过一定的调制方式转化为电磁波信号,通过天线发射出去,然后经接收机接收并经过解调后还原成所需信号。在天线发射电磁波的过程中,会对周围电磁环境产生影响。
2.广播电视塔电磁环境影响模拟计算
2.1某市新建广播电视塔主要参数
某市新建广播电视塔工程包含3个调频广播发射台、4个模拟电视发射台和1个数字电视发射台。其中调频广播发射台选用双偶极子天线;模拟电视发射台和数字电视发射台天线均选用四偶极子天线。
2.2电磁环境影响模拟计算
本工程天线最大直径为3m,发射的广播电视信号最小波长为3.40m,根据近、远场判断公式:远场≥2D2/λ,因此远区场≥5.39m。本工程广播电视塔天线周围5.39m范围内除塔体之外无任何建筑物及公众活动区域,因此模拟计算的区域均属于远区场。
对于远场区超短波(电视、调频)的场强预测计算,采用《辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器与方法》(HJ/T10.2-1996)[1]中公式:
E=F(θ) (V/m) (式1)
式中:P--发射机标称功率,kW;
G--相对于半波偶极子(G=1.64)天线增益(倍数)。本塔模拟电视和数字电视天线增益均为10dBi,转化为G=6.10;调频广播天线增益为8dBi,转化为G=3.85
r--测量位置与天线水平距离,m;
θ--建筑物对天线的俯角,度;
F(θ)--天线垂直面方向性函数(由垂直方向性图得出);
两个或两个以上频率电磁波的复合场强计算公式:
E=(式2)
式中:E——广播电视塔各频道(各频率)产生的综合电场强度;
E——各频道(各频率)在计算点处产生的电场强度;
电场强度与功率密度在远区场中的换算公式为:
S=(式3)
式中:S—— 功率密度(W/m)
E—— 综合场强(V/m)
根据以上公式,结合各发射台技术参数及天线垂直方向性图,对距离广播电视塔天线中心为3.5m,10m,30m, 50m,100m,150m……500m,对地高度1.7m,10m,20m, 40m,60m,80m……200m处的电磁辐射功率密度值分别进行预测计算。
《电磁辐射防护规定》(GB8702-1988)[2]中规定公众照射在一天24h内,在30MHz~3000MHz频率段,环境电磁辐射的场量参数在任意连续6min内的平均值应满足功率密度0.4W/m2的要求;《辐射环境保护管理导则--电磁辐射环境影响评价方法与标准》(HJ/T10.3-1996)[3]中规定单个项目的电磁环境影响贡献限值为《电磁辐射防护规定》中公众照射导出限值的1/5,因此本广播电视塔最周围电磁环境影响的贡献管理限值为0.08W/m2,表2中表中灰色区域即为超过贡献管理限值0.08W/m2的区域。
3.广播电视塔电磁环境影响分析及减缓措施
根据上述模拟计算结果,本广播电视塔建成投运后,其天线周围350m内,高度超过120m的区域,由本塔产生的电磁辐射功率密度可能超过标准限值要求,为本项目污染超标区域,污染超标区域外由本项目天线引起的电磁辐射功率密度将小于公众照射单个项目贡献管理限值0.08 W/m2。
由上述分析可知,对广播电视塔的电磁环境影响主要的减缓措施是距离防护[3],不应在污染超标区域之内建设有公众活动的建筑物,同时,广播电视塔的运营维护部门也要做好日常的管理维护和定期监测工作,严格控制广播电视塔发射功率,防止功率异常增大情况的出现。
【参考文献】
[1]辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器与方法.(HJ/T10.2-1996).
[2]电磁辐射防护规定.(GB8702-1988).
EMI――政击力
EMI(Electro MagneticInterference)直译是“电磁干扰”,是指电子设备(干扰源)通过电磁波对其他电子设备产生干扰的现象。例如当我们看电视的时候,旁边有人使用电吹风或电剃须刀之类的家用电器,电视屏幕上会出现的雪花噪点;电饭锅煮小熟米饭,关闭了的空调会自行启动……这些都是常见的电磁干扰现象。更为严重的是,如果电磁干扰信号妨碍了正在监视病情的医疗电子设备或正在飞行的飞机,则会造成不堪设想的后果。从这些例子来看,就好像是电子设备具有无形的“攻击力”,对其他电子设备的正常运行造成了扰乱和破坏。
从“攻击”方式上看,EMI主要有两种类型:传导干扰和辐射干扰。电磁传导干扰是指干扰源通过导电介质(例如电线)把自身电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。最常见的例子是我们电脑中的电源会对家里的用电网络产生影响,在电脑开机的同时家里的电灯可能会变暗,这在使用杂牌劣质电源的电脑上表现得更为明显。而在当今电源的内部结构中,一二级EMI滤波电路是必不可少的,这里的“EMI”针对的就是电磁传导干扰,以防止电源工作时对外界产生太大的影响。
电磁辐射干扰往往被我们简称为电磁辐射,它是指干扰源通过空间把自身电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络,就像是武侠小说中的“隔空打物”。由于人体生命活动包含一系列的生物电活动,这些生物电对环境的电磁波非常敏感,因此过量的电磁辐射可以对人体造成影响和损害。人们常常担忧的“辐射”也就是指这部分电磁辐射干扰。应用机箱上的种种防辐射设计,例如EMI弹片、EMI触点,这里“EMI”针对的就是电磁辐射干扰,以减小机箱内电磁波传播到外部的量。
EMS――防御力
有矛就有盾,有电磁干扰就是抗电磁干扰。下面请出我们的第二位主角EMS。
EMS(Electro Magnetic Suseeptibility)直译是“电磁敏感度”,是指由于电子设备受到外界的电磁能量,造成自身性能下降的容易程度。例如同样受到电吹风或电剃须刀的干扰,有些电视机的屏幕上出现了雪花噪点,有些电视机却安然无恙。这表明在受到电磁干扰“攻击”的情况下,前者的电磁敏感度较高,更易受伤,也就是“防御力”较低;而后者的电磁敏感度较低,不易受伤,即“防御力”较高。
EMC――综合攻防能力
有了矛,也有了盾,最后就用它俩一起来武装我们的第三位主角EMC。
EMC(Electro MagneticCompatibihty)直译是“电磁兼容性”,是指电子设备所产生的电磁能量既不对其他电子设备产生干扰,也不受其他电子设备的电磁能量干扰的能力。因此,EMC包括EMI和EMS两个方面的要求:一方面要求电子设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值,即EMI;另一方面要求电子设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗干扰能力,即EMS。
具体在对电子设备进行EMC测试时,相关标准规定了EMI的最大值,以及EMS的最小值,就犹如限制“攻击力”在较低水平、要求“防御力”在较高水平。这也很好理解,就像我们养一条看门狗,你不希望它主动跑出门去乱咬人,但你要求它在敌人来犯时要扛得住。
关键词:计算机网络;安全;管理;技术
1计算机网络安全的主要隐患
1.1计算机网络软、硬件技术不够完善
由于人类认识能力和技术发展的局限性,在设计硬件和软件的过程中,难免会留下种种技术缺陷,由此造成信息安全隐患。如Internet作为全球使用范围最广的信息网,自身协议的开放性虽极大地方便了各种计算机入网,拓宽了共享资源,但TCP/IP协议在开始制定时没有考虑通信路径的安全性,缺乏通信协议的基本安全机制,没有加密、身份认证等功能,在发送信息时常包含源地址、目标地址和端口号等信息。由此导致了网络上的远程用户读写系统文件、执行根和非根拥有的文件通过网络进行传送时产生了安全漏洞。
1.2计算机网络安全系统不够健全
计算机网络系统内部的安全威胁包括以下几个方面:①计算机系统及通信线路的脆弱性。②系统软硬件设计、配置及使用不当。③人为因素造成的安全泄漏,如网络机房的管理人员不慎将操作口令泄漏,有意或无意地泄密、更改网络配置和记录信息,磁盘上的机密文件被人利用,临时文件未及时删除而被窃取,等等。
1.3物理电磁辐射引起的信息泄漏
计算机附属电子设备在工作时能经过地线、电源线、信号线将电磁信号或谐波等辐射出去,产生电磁辐射。电磁辐射物能够破坏网络中传输的数据,这种辐射的来源主要有两个方面,一是网络周围电子设备产生的电磁辐射和试图破坏数据传输而预谋的干扰辐射源;二是网络的终端、打印机或其他电子设备在工作时产生的电磁辐射泄漏。这些电磁信号在近处或者远处都可以被接收下来,经过提取处理,重新恢复出原信息,造成信息泄漏。
1.4网络安全制度不够健全
网络内部的安全需要用完备的安全制度来保障,管理的失败是网络系统安全体系失败的非常重要的原因。网络管理员配置不当或者网络应用升级不及时造成的安全漏洞、使用脆弱的用户口令、随意使用普通网络站点下载的软件、在防火墙内部架设拨号服务器却没有对账号认证等严格限制、用户安全意识不强、将自己的账号随意转借他人或与别人共享等,都会使网络处于危险之中。
2计算机网络受攻击的主要形式
计算机网络被攻击,主要有六种形式。①内部窃密和破坏。内部人员有意或无意的泄密、更改记录信息或者破坏网络系统。②截收信息。攻击者可能通过搭线或在电磁辐射的范围内安装截收装置等方式,截获机密信息,或通过对信息流和流向、通信频度和长度等参数的分析,推出有用的信息。它不破坏传输信息的内容,所以不易察觉。③非法访问。指未经授权使用网络资源或以未授权的方式使用网络资源,主要包括非法用户进入网络或系统进行违法操作和合法用户以未授权的方式进行操作。④TCP/IP协议上的某些不安全因素。目前广泛使用TCP/IP协议存在安全漏洞。如IP层协议就有许多安全缺陷。IP地址可以软件设置,造成地址假冒和地址欺骗两类安全隐患;IP协议支持源路由方式,即源点可以指定信息包传送到目的节点的中间路由,这就提供了源路由攻击的条件。⑤病毒破坏。网络病毒主要是通过一些应用服务器来传播的病毒,拥挤了有限的网络带宽,可能导致网络瘫痪。病毒还可能破坏群组服务器,让这些服务器充斥大量垃圾,导致数据性能降低。⑥其它网络攻击方式。攻击者可能破坏网络系统的可用性,使合法用户不能正常访问网络资源,拒绝服务甚至摧毁系统,破坏系统信息的完整性,还可能冒充主机欺骗合法用户,欺骗系统占用资源,等等。
3加强计算机网络安全的对策措施
3.1加强网络安全教育和管理
对工作人员结合机房、硬件、软件、数据和网络等各个方面安全问题,进行安全教育,提高工作人员的保密观念和责任心;加强业务、技术的培训,提高操作技能;教育工作人员严格遵守操作规程和各项保密规定,防止人为事故的发生。同时,要保护传输线路安全。对于传输线路,应有露天保护措施或埋于地下,并要求远离各种辐射源,以减少各种辐射引起的数据错误;电缆铺设应当使用金属导管,以减少各种辐射引起的电磁泄漏和对发送线路的干扰。对连接要定期检查,以检测是否有搭线窃听、外连或破坏行为。
3.2运用网络加密技术
网络信息加密的目的是保护网内的数据、文件、口令和控制信息,保护网上传输的数据。加密数据传输主要有三种:①链接加密。在网络节点间加密,在节点间传输加密的信息,传送到节点后解密,不同节点间用不同的密码。②节点加密。与链接加密类似,不同的只是当数据在节点间传送时,不用明码格式传送,而是用特殊的加密硬件进行解密和重加密,这种专用硬件通常放置在安全保险箱中。③首尾加密。对进入网络的数据加密,然后待数据从网络传送出后再进行解密。网络的加密技术很多,在实际应用中,人们通常根据各种加密算法结合在一起使用,这样可以更加有效地加强网络的完全性。网络加密技术也是网络安全最有效的技术之一。既可以对付恶意软件攻击,又可以防止非授权用户的访问。
3.3加强计算机网络访问控制
访问控制是网络安全防范和保护的主要策略,它的主要任务是保证网络资源不被非法使用和非常访问,也是维护网络系统安全、保护网络资源的重要手段。访问控制技术主要包括入网访问控制、网络的权限控制、目录级安全控制、属性安全控制、网络服务器安全控制、网络监测和锁定控制、网络端口和节点的安全控制。根据网络安全的等级、网络空间的环境不同,可灵活地设置访问控制的种类和数量。
3.4使用防火墙技术
采用防火墙技术是解决网络安全问题的主要手段。防火墙技术是建立在现代通信网络技术和信息技术基础上的应用性安全技术,越来越多地应用于专用网络与公用网络的互联环境之中。防火墙是在网络之间执行访问控制策略的系统,通过监测、限制、更改跨越防火墙的数据流,尽可能地对外部屏蔽网络内部的信息、结构和运行状况。具备检查、阻止信息流通过和允许信息流通过两种管理机制,并且本身具有较强的抗攻击能力。在逻辑上,防火墙是一个分离器、限制器和分析器,可以有效地监控内部网和Internet之间的任何活动,保证内部网络的安全。防火墙的应用可最大限度地保障网络的正常运行,它可以起着提高内部网络的安全性、强化网络安全策略、防止内部信息泄漏、网络防毒、信息加密、存储通信、授权、认证等重要作用。
参考文献
[1]吴钰锋,刘泉,李方敏,网络安全中的密码技术研究及其应用[J].真空电子技术,2004.
[关键词]冲击地压 局部 区域性
中图分类号:TM881 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)10-0261-01
1.引言
世界各国的地下开采活动都遭受着冲击地压灾害的肆虐,冲击地压发生的原因极为复杂,影响因素十分广,灾害极其严重,已经成为国内外学者研究的重大课题之一。本文初步探讨了冲击地压的区域及局部的预测方法和防治手段。
2.冲击地压的定义
冲击地压,又被称之为岩爆,是一种物理现象,其定义是对于其现象的描述。
(1)岩爆是突然的岩石破坏,其特征是岩石的破碎和从围岩中突出并伴随着能量的猛烈释放。
(2)开挖一个新地下孔洞或者改变一个已有孔洞造成围岩中的应力变化,这些应力变化能导致孔洞附近岩体的破坏,或者诱发已有断裂的滑移;第1类岩爆定义为已有断裂的滑移,第2类岩爆定义为一定体积的岩石的脆性破坏。
(3)为了发生断裂型岩爆,原生的或感生的应力水平必须足够高,以能激活原生的断层面的运动,或启动地质结构面的活动,或者在岩体中形成断裂(新断层),岩爆是岩体动力破坏的后果。
(4)矿井中动力现象(岩爆)的本质是围岩获得了动能。
(5)采矿诱发的岩爆是与平衡状态的失稳相连的,它可以包括:①已有断裂面的滑移;②岩体的破裂。
3.冲击地压发生原理
当煤(岩)体在受到开掘扰动后,在局部范围内应力状态从原始三维应力状态向二维或一维变化,由于应力状态发生改变,采掘面周围的煤(岩)体相当于经历了卸围压的过程,随着围压的降低,煤(岩)体的脆性会逐渐的显现,煤(岩)内部发生破坏岩体向碎裂结构发展,岩体内部产生次生软弱结构而,岩体内部所储存的弹性势能会通过易传播路径累积在这些弱势面上,不断加大软弱结构的范围,同时产生高度的应力集中,此时的署体已经从原始静力平衡态过渡到了一种动力平衡状态;在岩体受到一定的外部扰动时这种动力平衡状态会瞬间破坏,释放能量将煤(岩)体向自由面抛出,造成事故。
4.冲击地压预测与防治方法
4.1 冲击地压的区域预测方法与技术
国内通常采用微震法进行冲击地压的区域预测。微震法就是记录采矿震动的能量,确定和分析震动的方向,在震中定位来评价和预测矿山动力现象。具体的说,就是记录震动的地震图,确定已发生的震动参数,例如震动发生的时间,震中的坐标,震动释放的能量,特别是震中的大小,地震力矩,震动发生的机理,震中的压力降等,以此为基础,进行震动危险的预测。如预报震动能量大于给定值的平均周期,在单位时间内震动能量小于或等于给定值的几率,该区域内震动的危险性及其它参数,
此外,用震动法预测冲击地压危险时应考虑:
①井巷的种类(开采面、巷道,还有处在采矿作业影响区外的巷道)
②采空区预极处理方式
③支架类型(单体支柱还是液压支架)。
4.2 冲击地压的局部预测方法
国内通常采用地音监测法、电磁辐射监测法进行冲击地压的局部预测。
(1)地音法:采矿活动引发的动力现象分为两种:强烈的,属于采矿微震的范畴,较弱的,如声响、振动、卸压等则为采矿地音,也称为岩石的声发射。声发射法就是以脉冲形式记录弱的、低能量的地音现象。其主要特性是振动频率从几十到至少2000Hz或更高:能最低于10?J,下限不定;振动范围从几米到大约200m。
(2)电磁辐射法:电磁辐射可用来预测煤岩体动力灾害现象。共主要参数是电磁辐射强度和脉冲数。掘进或回采空间形成后,工作面煤体失去应力平衡,处于不稳定状态,煤壁中的煤体必然要发生变形或破裂,向新的应力平衡状态过渡,这种过程会引起电磁辐射。i由松弛地区域到应力集中区,应力越来越高,因此电磁辐射信号也越来越强。在应力集中区,应力达到最大值,因此煤体的变形破裂过程也较强烈,电磁辐射信号最强。进入原始应力区,电磁辐射强度将有所下降,且趋于平衡,采用非接触方式接收的信号主要是松弛区和应力集中区中产生的电磁辐射信号的总体反映(叠加场)。
4.3 冲击地压的区域防治措施
4.3.1 进行合理的开采区部署
开拓大巷和主要巷道及相尝要选择在底板坚硬、稳定的岩层中。如系煤巷必须选择在非冲击煤层中,要尽量少掘煤巷,特别是工作面前方支撑压力区内掘巷,应不留或少留煤柱。正确选择采煤方法和顺序,以防止采场应力的叠加。对于有冲击倾向的煤层,应采取综合技术措施防止发生冲击地压,使应力集中程度或使应力峰值向煤体深部转移;改变煤岩的力学性能,削弱其积蓄和骤然释放弹性能的能力;减轻冲击地压的危害程度。
4.3.2 巷道内的合理布置
巷道内的合理布置包括
(1)进行矿柱支护防护措施
矿柱按其能否回收分为永久矿柱和临时矿柱。根据其位置和作用可分为:保安矿柱、阶段矿柱、矿块间或采矿区间的矿柱及工作面矿柱。此外,还有一些人工支护工具。以此为巷道的稳定提供支撑。
(2)设置开采保护层
开采保护层是的目的是为了消除或减轻临近煤层发生冲击的危险,煤层开采后在开采区间附近的顶板和底板中形成应力降低区,位于应力降低区内的保护层所承受的应力下降,发生冲击地压的危险程度也减小。
(3)进行巷道的围岩支护
有冲击危险煤层的巷道要保证足够的支护强度,提高抗冲击变形能力。如采用单体液压支柱加强支护;加强支架间的整体结构,提高稳定性;加强巷道清理,保持巷道断面;支架与煤壁之间铺设金属网,缓冲煤体冲击能量等,以减少冲击危U和损失。
4.4 冲击地压的局部解危措施
一般发生冲击地压的因素有两个:巷道与采场周围的应力状态;煤岩体的冲击倾向性。这两个因素是相互依存的,一般来说压力梯度有多大,发生冲击地压的可能性有多大。因此,防治冲击地压的有效方法就是改变诱发条件,破坏巷道周围煤体的结构。减少煤岩中聚积弹性能的能力,减少其发生的可能性。局部解危措施一般有:卸压爆破、钻孔泄压、诱发爆破、冲击地压显现防护措施、控制冲击地压显现等方法。
4.4.1 卸压爆破
卸压爆破是对已经形成冲击危险的煤体,用爆破的方法减缓其应力集中程度的一种解围措施。实施卸压爆破应采用深孔爆破的方法,孔深应达到支撑压力峰值区。装药位置与峰值区距离越近,炸药的威力越大,也就能更好的解除煤层应力。在我国,门头沟矿、龙凤矿、唐山矿、天池矿等都成功的使用卸压爆破的方法,并取得了良好的效果。
4.4.2 钻孔卸压
钻孔卸压是利用钻孔方法消除或减缓冲击地
压危险的解危措施。此法基于施工钻屑法钻孔时产生的钻孔冲击现象。钻进愈接近高应力带,由于煤体积聚能量愈多,钻孔冲击频度越高,强度也越大。尽管钻孔直径不大,但钻孔冲击时煤粉量显著增多。因此每一个钻孔周围形成一定的破碎区,当这些破碎区互相接近后,便能使煤层破裂卸压。钻孔卸压的实质是利用高应力条件下,煤层中积聚的弹性能来破坏钻孔周围的煤体,使煤层卸压、释放能量,消除冲击危险。
5.结论
尽管国内外学者在冲击地压的研究上取得了一些成就,但是由于其问题的复杂性,到目前为止,还没有从根本上解决其有效预测和防治的问题。但我们可以知道,他的发生还是具有一定规律的,只要加强对其监管、监测,就能将损失降到最低。
关键词: PLC 干扰 对策
一、 引言
可编程控制器(PLC )是一种新型的通用自动化控制装置,自动化程度高、配置灵活。PLC高可靠性是电气控制设备的关键性能。是工业控制领域的核心控制器,随着工业设备自动化控制技术的发展,在工业设备控制中的应用越来越广泛。PLC 控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产和稳定运行,系统的抗干扰能力是关系到整个系统的可靠性。PLC 受干扰将会影响系统信号,造成系统控制精度降低, PLC 内部数据丢失,机器误动作,严重时可能会发生人身和设备事故。采取相应的技术措施,提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和应用中不可忽视的重要内容。
二、 PLC控制系统中干扰源
随着科学技术的进步,各种工业控制系统也趋于自动化,可编程控制器是通用工业控制装置,可编程控制器(Programmable Logic Controller)简称为PLC,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置,影响PLC控制系统的干扰源大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源,即干扰源。
1、电源的干扰
PLC控制系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰,空间的辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、雷达等产生的辐射干扰,由于冶金系统使用的大多数是大型设备,他们的启动或者停机等可能引起电源过压、欠压、下陷及产生尖峰等干扰,这些电压噪声干扰均会通过电源内阻藕合到PLC系统的电路,造成PLC极大的信号干扰。
2、PLC自身的信号线引入的干扰。PLC自身的干扰又分为内部干扰和外部干扰:
⑴内部干扰主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如元器件间的相互不匹配使用、逻辑电路相互辐射相互影响等。
⑵外部干扰是与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信号之外,总会有外部干扰信号侵入,都会引起I/O(输入/输出)信号工作异常和测量精度大大降低。
3、外部仪表及电气控制硬件等的干扰
⑴外部仪表干扰主要有两种途径:一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。
⑵电气控制硬件干扰是由于接触器、热继电器、中间继电器等的吸合不好产生高频振荡噪声严重影响PLC信号的传输。
4、接地系统的干扰。众所周知良好的接地是提高电子设备可靠工作的有效手段之一,正确合理的接地能抑制设备向外发出干扰;但接地不合理或是错误接地反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统无法正常工作。接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效目的。正确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰。
5、变频器对PLC的干扰
如果变频器柜安装离PLC柜很近,那么PLC控制也会受到相应的信号干扰。
⑴变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰,如交直流互换设备 各种整流设备、非线性负载及照明设备、电子电压调整设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,引起电网电压畸变,影响电网的供电质量。
⑵变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰,影响PLC的正常工作。
⑶变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。另外变频器的逆变器大多采用PWM技术,当工作于开关模式且作高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内其它的电子、电气设备来说是电磁干扰源。改变频率有很高的谐波成分。它们将以各种方式把自己的能量传播出去,形成对变频器本身和PLC的干扰信号。
三、 PLC控制系统干扰对策
PLC在使用过程受到干扰的因素很多而且也很复杂,需要合理的对策解决这一系列问题。要理论联系实际。消除种种干扰才能有效保证系统可靠运行。
1、 针对消除电源对PLC干扰需做以下几方面的工作:
⑴首先电源的选择上要选择抗干扰能力强的电源,可采用不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的安全可靠性。而且UPS还具有较强的干扰隔离性能,是一种PLC控制系统的理想电源。
⑵对电源变压器、中央处理器、编程器等主要部件,采用导电、导磁性良好的材料进行屏蔽处理,以防止外界干扰信号的影响。将PLC电源与系统动力设备分开配线,I/O(输入/输出)线路尽量与电源线平行走向。
⑶如果电源对PLC干扰特别严重时可以采取两方面的对策:其一是使用隔离变压器衰减从电源进线的高频干扰信号,输入、输出线应用双绞线以抑制共模干扰。其二是用低通滤波器抑制高次谐波。低通滤波器的内部电容上电感组合方式不同,对高次谐波的抑制也有一定效果。
⑷控制柜内的各控制线以及PLC的电源线和I/O(输入/输出)线应分别配线,最好单独敷设在封闭的电缆槽架内,线槽外壳要良好接地。
2、解决PLC自身的信号线干扰
PLC内部集成块质量不标准,焊接不精确都会导致内部元器件及电路间相互产生电磁辐射,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响。电子元件选择不合理会造成PLC内部电磁不兼容。可以选择较好的厂家进货。如西门子,其软件、硬件成熟,系统严谨、集成度好、专业化强。西门子的PLC稳定可靠性、使用广泛性要高一些,性能质量好、开放性好,支持多种通信协议。选用PLC时,要选择有较高抗干扰能力、尤其是外部抗干扰能力以及包括电磁兼容性(EMC)好的产品。
3、电气控制硬件等的干扰对策
尽量将PLC柜内其他部分的电气控制硬件拆除,使得PLC柜独立远离接触器的吸合或者断开是产生的电弧干扰,不稳定波动大的仪表不能安装在PLC柜上。
4、良好的接地是PLC稳定运行的基础
⑴良好的接地是保证PLC 可靠工作的重要条件之一,可以避免偶然发生的电压冲击危害。若达不到此要求,则可与其它设备公共接地,严禁与其它设备串联接地。接地电阻要小于5Ω,接地线要粗,面积要大于2 mm?,而且接地点最好靠近PLC 装置,完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
⑵将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。对PLC控制系统而言.它属高速低电平控制装置,应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响,装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz,所以PLC控制系统接地线采用点接地方式。
5、变频器对PLC干扰的抑制
⑴使用滤波器, 该设备具有较强的抗干扰能力,还具有防止将设备本身的干扰传导给电源,有些还兼有尖峰电压吸收功能。
⑵加隔离变压器,主要是针对来自电源的传导干扰,可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。
⑶使用输出电抗器,在变频器到电动机之间增加交流电抗器,主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射,避免影响其它设备正常运行。
论文摘 要:随着高新技术的不断开发,数字通信及控制技术也在飞速发展,计算机通信及控制技术得到了广泛应用,针对各种情况探讨了保证计算机通信与控制系统可靠运行的措施。
1 在设计计算机通信与控制系统时要注意以下事项
(1)在对计算机通信与控制系统设计和配置时,要注意到系统的结构要紧凑,布局要合理,信号传输要简单直接。
在计算机通讯与控制系统的器件安装布局上,要充分注意到分散参数的影响和采用必要的屏蔽措施:对大功率器件散热的处理方法;消除由跳线、跨接线、独立器件平行安装产生的离散电容、离散电感的影响,合理利用辅助电源和去耦电路。
(2)计算机通信与控制系统本身要有很高的稳定性。
计算机通信与控制系统的稳定性,一方面取决于系统本身各级电路工作点的选择和各级间的耦合效果。特别是在小信号电路和功率推动级电路的级间耦合方面,更要重视匹配关系。另一方面取决于系统防止外界影响的能力,除系统本身要具有一定的防止外界电磁影响的能力外,还应采取防止外界电磁影响的措施。
(3)算机通信与控制系统防止外界电磁影响的措施,应在方案论证与设计时就给予充分考虑。
例如数字信号的采集传输,是采用脉冲调制器还是采用交流调制器,信号在放大时采用几级放大器,推动司服系统工作时采取何种功放,反馈信号的技术处理及接入环节,电路级间隔离的方法,器件安装时连接和接地要牢固可靠,避免接触不良造成影响,机房环境选择和布局避免强电磁场的影响等。
2 排除电源电压波动给计算机通信与控制系统带来的影响
计算机通信与控制系统的核心就是计算机,计算机往往与强电系统共用一个电源。在强电系统中,大型设备的起、停等都将引起电源负载的急剧变化,也都将会对计算机通信与控制系统产生很大的影响;电源线或其它电子器件引线过长,在输变电过程中将会产生感应电动势。防止电源对计算机通信与控制系统的影响应采取如下措施:
(1)提高对计算机通信与控制系统供电电源的质量。
供电电源的功率因数低,对计算机通信与控制系统将产生很大的影响,为保证计算机通信与控制系统稳定可靠的工作,供电系统的功率因数不能低于0.9。
(2)采用独立的电源给计算机通信与控制系统供电。
应对计算机通信与控制系统的主要设备配备独立的供电电源。要求独立供电电源电压要稳定,无大的波动;系统负载不能过大,感性负载和容性负载要尽可能的少。
(3)对用电环境恶劣场所采取稳压方法。
对计算机等重要设备采用UPS电源。在稳压过程中要采用在线式调压器,不要使用变压器方式用继电器接头来控制的稳压器。
3 防止由于外界因素对供电电源产生的传导影响
由于外界因素对电源产生的传导影响要采取以下措施。
3.1 采用磁环方法
(1) 用磁环防止传导电流的原理。
磁环是抑制电磁感应电流的元件,其抑制电磁感应电流的原理是:当电源线穿过磁环时,磁环可等效为一个串接在电回路中的可变电阻,其阻抗是角频率的函数。
即:Z二f/(ω)
从上式可以看出:随着角频率的增加其阻抗值再增大。
假设Zs是电源阻抗,ZL是负载阻抗,ZC是磁环的阻抗,其抑制效果为:
DB=20Lg[(Zs+ZL+ZC/(ZS+ZL)]
从上述公式中可以看出,磁环抑制高频感生电流作用取决于两个因素:一是磁环的阻抗;另一个是电源阻抗和负载的大小。
(2) 用磁环抑制传导电流的原则。
磁环的选用必须遵循两个原则:一是选用阻抗值较大的磁环:另一个是设法降低电源阻抗和负载阻抗的阻值。
3.2 采用金属外壳电源滤波器消除高频感生电流,特别是在高频段具有良好的滤波作用
电源滤波器的选取原则
对于民用产品,应在100KHZ一30MHZ这一频率范围内考虑滤波器的滤波性能。军用电源滤波器的选取依据GJBl51/152CE03,在GJBl51/152CE03中规定了传导高频电流的频率范围为15KHZ-50MHZ。
4 抑制直流电源电磁辐射的方法
4.1 利用跟随电压抑制器件抑制脉冲电压
跟随电压抑制器中的介质能够吸收高达数千伏安的脉冲功率,它的主要作用是,在反向应用条件下,当承受一个高能量的大脉冲时,其阻抗立即降至很低,允许大电流通过,同时把电压箝位在预定的电压值上。利用跟随电压抑制器的这一特性,脉冲电压被吸收,使计算机通信与控制系统也减少了脉冲电压带来的负面影响。
4.2 使用无感电容器抑制高频感生电流
俗称“隔直通交”是电容器的基本特性,通常在每一个集成电路芯片的电源和地之间连接一个无感电容,将感生电流短路到地,用来消除感生电流带来的影响,使各集成电路芯片之间互不影响。
4.3 利用陶瓷滤波器抑制由电磁辐射带来的影响
陶瓷滤波器是由陶瓷电容器和磁珠组成的T型滤波器,在一些比较重要集成电路的电源和地之间连接一个陶瓷滤波器,会很好起到抑制电磁辐射的作用。
5 防止信号在传输线上受到电磁幅射的方法
(1)在计算机通信与控制系统中使用磁珠抑制电磁射。
磁珠主要适用于电源阻抗和负载阻抗都比较小的系统,主要用于抑制1MHZ以上的感生电流所产生的电磁幅射。选择磁珠也应注意信号的频率,也就是所选的磁珠不能影响信号的传输,磁珠的大小应与电流相适宜,以避免磁珠饱和。
(2)在计算机通信与控制系统中使用双芯互绞屏蔽电缆做为信号传输线,屏蔽外界的电磁辐射。
(3)在计算机通信与控制系统中采用光电隔离技术,减少前后级之间的互相影响。
(4) 在计算机通信与控制系统中要使信号线远离动力线;电源线与信号线分开走线。输入信号与输出信号线分开走线;模拟信号线与数字信号线分开走线。
6 防止司服系统中执行机构动作回馈的方法
6.1 RC组成熄烬电路的方法
用电容器和电阻器串联起来接入继电器的接点上,电容器C把触点断开的电弧电压到达最大值的时间推迟到触点完全断开,用来抑制触点间放电。电阻R用来抑制触点闭合时的短路电流。
对于直流继电器,可选取:
R=Vdc/IL
C=IL*K
式中,Vdc:直流继电器工作电压。
I:感性负载工作电流。
K二0.5-lЧF/A
对于交流继电器,可选取:
R>0.5*UrmS
C二0.002-0.005(Pc/10) ЧF
式中,Urms:为交流继电器额定电压有效值。
Pc:为交流继电器线圈负载功率。
6.2 利用二极管的单向导电特性
专家表示,从生理结构上而言,由于男性的在体外,包裹着的阴囊将不断调节温度,使产生和存贮于比机体内低于2℃左右的条件下。而一般的温度只有保持在35℃的情况下才能正常产生,也只有在这种温度下才能充满活力,温度过高或过低都会影响的功能。
如果男性身穿紧身三角裤,就会使阴囊固定紧靠腹腔,因而阴囊调节温度的功能会受到限制:同时,如果一直靠近温暖的腹腔,腹腔温度高于功能正常发挥所需的温度,将造成生精功能障碍,导致不育。
此外,如果内裤布料是透气性差、散热不好的化纤材料,将使阴囊处于密闭状态,空气不流通,细菌容易繁殖,引起尿道炎。长此以往,将造成质量差,活动度低。
不宜:久坐马桶
现代人的日常生活中,不少人都有喜欢久坐马桶看书看报的习惯。男科专家表示,久坐马桶是不良的卫生习惯,对男性生理健康影响尤其大。
由于排便动作是机体反射动作,是人体大脑到排便中枢协调参与的全身性动作,如果人久坐马桶读书读报,会忽略便意,使全身的排便动作不协调,出现制止便意的感觉。从而使直肠对粪便压力刺激失去敏感性,造成排便困难,进而大便干燥,久而久之形成习惯性便秘。
对于男性而言,这种不良习惯对前列腺的危害尤其大。由于久坐马桶使排便时间延长,下腹部和盆腔容易淤血,使直肠和处静脉曲张成团形成痔疮:同时长期便秘,粪便压迫会造成前列腺血液运行受阻,加重前列腺炎的症状。不仅久坐马桶,男性在日常生活中的各种久坐都会对前列腺产生影响。如久坐电脑、打麻将、长期骑自行车等活动,都容易使男性会充血,淤血淤积,从而造成痔疮和加重前列腺炎的症状。
不宜:浓茶咖啡碳酸饮料
在食品上,作为男人应该尽量远离“不宜”品种。男科专家表示,时下不少“热门饮料”都不适合男性。
首先是茶,特别是功夫茶。这是因为茶中含有茶胺等成分,这些成分容易使前列腺兴奋,促使前列腺血管敏感活跃,从而容易引发前列腺发炎或复发。一般而言,越浓的茶致前列腺发炎率越高。
其次是咖啡,其中也含有容易使前列腺兴奋的成分,容易造成前列腺肿大,喝多了咖啡的男性通常会有排尿不顺畅的感觉。
再次为碳酸饮料,这是被国外营养专家列入“垃圾食品”名单的种类。充气的碳酸饮料中除蔗糖外,很少有其他的营养成分。碳酸饮料中大多添加碳酸、柠檬酸、乳酸成分,会使人体体液处于一种酸性状态,而人体本身体液处于碱性状态,因此实际上碳酸饮料并不利于人体疲劳的消除,也容易对男性中的碱性状态产生干扰。研究表明,碳酸饮料中的酸性物质、添加剂、防腐剂和咖啡因共同形成的作用,会在一定程度上降低性能力,限制的活力。
不宜:电磁辐射
对于男性来说,在生活中尤其要注意远离电磁辐射源,这是由其生理特点决定的。
在日常生活中,目前具有电磁辐射的大型电气设备和家用电器随处可见,电视、电磁炉、微波炉,办公室的电脑、手机等都散发着强大的辐射。
电磁波作用于人的机体,会直接产生电磁感应,从而干扰细胞生物膜上的受体酶的活性,引起细胞形态变异和动能损害,长期受到电磁辐射,会引起男性的生殖细胞和活动能力降低及数量减少。
男性尤其要注意远离电磁辐射,这是因为男性的染色体与女性相比较为脆弱,更容易引起免疫系统的改变,其次男性生殖细胞和对电磁辐射更为敏感。因此,作为男性应尽量减少与电磁波接触的机会,即使是不得已要接触的情况下也要尽量保持一定的安全距离,一般是半米以上。
宜:冲凉用坐浴
由于男性的会解剖生理比较复杂,、、前列腺、精囊等生殖器官都集中于此。
因此如果采取坐浴的方式,把这些生殖器官都浸泡于热水之中,就可去除汗渍、细菌、霉菌和有害的微生物,有效治疗或防止包皮炎、尿道炎、阴囊炎以及痔疮和肛瘘,特别是对于预防前列腺炎有明显效果,能延缓男性的衰老。
按照中医理论,在坐浴的水中可以放置红花、葛根等舒筋活血药物,对前列腺周围血管进行扩张,增加供血量,使前列腺炎得以缓解。专家指出,定期进行这种“坐浴”,可达到一定的理疗作用。
关键词:电力通信设备;静电;防护;优化措施
当两个不同材质的物体接触之后又分开,加上一些外力的影响,比如动能、热能、位能等,使双方之间产生的电荷无法中和起来,电荷在这个过程中就会积累起来,最终导致这两个物体之间产生静电。静电的危害来自于放电的过程,其产生的危害不容忽视,中国通讯设备正向小型化、自动化以及智能化方向发展,电力设备对于电网系统而言非常重要,因此,做好电力通讯设备的保护工作,一方面是为了降低静电对电力通讯设备造成的损害,另一方面也是为了保护电力系统稳定、正常运行。
1静电概况
静电的特点为有较高的电位,可以达到数万伏甚至十万伏,在操作的过程中,甚至可以达到上千伏。当静电处于低电量时,大部分的静电流是微安级的,静电产生的时间较短,几乎呈现的是微秒级的特点,当环境中的湿度和温度产生变化后,静电会因此受到一定的影响,导致静电积累减少。
2静电放电产生的原因以及形成的危害
静电放电产生的原因在于带电物体周围所产生的磁场强度已经超过了周围其他介质的绝缘体,同时还击穿了这些介质的磁场强度。在这个过程中,介质产生的电离导致带电物体上的静电电荷部分甚至全部消失。不仅如此,当物体产生静电放电后,静电的能量被无限扩大,同时还会造成电磁脉冲辐射。静电放电所产生的原因可以详细划分为以下这3个方面:①电磁感应。输电线路和其他的电力通讯设备正常运作时,会出现电磁辐射问题,当电力通讯设备受到辐射的影响后,会引发较强感应的电压产生,如果一旦靠近电压差较低物体后,设备将会产生较强的静电放电现象。②人体活动。在电力通讯设备区域中,人体自身衣物间的摩擦或和其他物体摩擦后,人体就会带上静电荷。③环境条件。温度以及湿度是环境中最主要的两个因素,环境的温度、湿度与非导体材料表面的电导率有着密切的关系,从而影响了表面静电荷的聚集。电流过大和电弧强烈时,局部出现高温,电子元件被烧坏,通讯设备也被损坏,最终引发火灾或者爆炸等较强危害性的灾害。在放电的过程中,电磁辐射在电子元件中会产生干生电流,导致元件的极性发生翻转,最终烧坏元件。与此同时,还会产生一定的电磁杂波,虽然对设备硬件带来的损伤较小,但是对电路处理会带来较大的影响,导致通信设备间接性失效以及数据丢失。不仅如此,这种干扰还具备隐蔽性,以此加大了维护人员查找故障时的工作量。
3开展静电防护工作的优化对策
静电所产生的危害不可避免,开展静电的防护工作主要工作职责在于控制静电放电,以此预防静电产生并尽可能消除静电。做好静电控制方面的工作,这样才能降低静电产生的频率。所谓消除静电指将原本积累的静电荷通过设备装置进行中和操作,然后用上述两种方法进行协调,达到静电防护的作用。
3.1对环境做好静电的防护工作
工作人员需要改造电力通信设备区域,在置办电力通信机房天花板以及地板材料的时候,选择一些防止静电的材料或者用导静电环氧涂料进行喷涂,从而避免出现静电,但是,无论是选择防止静电的材料还是涂料等,都需要按照国家的标准进行选择。为了有效控制所产生的静电,需及时观察电力通讯机房的温度和湿度,以此减少静电荷的产生。当环境的湿度过高时,电路会出现短路的情况,这个时候就要充分考虑元件与环境的要求,控制好机房内湿度和温度,尽可能将机房中的温度控制在25℃左右,将湿度控制在60%左右,上下不超5%这个范围。开展电力通信机房控制灰尘的工作也是如此,当机房里面的灰尘达到一定量后,这些灰尘就会附着在通信设备上,这样就会提高设备出现静电放电的概率,同时,尘埃之间的摩擦情况也会产生全新的静电荷。由此可见,工作人员在进入机房时应穿着一些防止静电并且干净的衣物,进行风淋后,这样可以有效消除人体自身产生的静电。为了有效避免灰尘进入机房,在机房的门口可以安装一些除尘设备,定期清理机房,避免更多灰尘出现,同时定期更换机房中空调的滤网,以免空气中灰尘含量过高。
3.2做好电磁屏蔽的防护工作
大部分电力通信设备自带了电磁辐射,还有一小部分电力设备因受外界设备的影响,从而产生了电磁辐射。为了防止电力通信设备被电磁辐射所影响,工作人员应该在电磁屏蔽机柜里安装电力通信设备,等安装完成后封闭屏蔽机的柜门,从而达到有效的电磁屏蔽效果。不仅如此,在机柜中还要安装一些多芯接地线,由于输电线路的电磁辐射对电力通讯设备有一定的影响,因此,需要选择一些电磁屏蔽材料来包裹输电线路,以此避免机柜中产生静电。这样一来不仅减少了静电放电的产生概率,同时还有效确保了聚集在表面的静电荷快速泄漏。
3.3做好人体的防静电保护工作
为了防止人体产生静电,必须穿防静电的工作服以及使用防静电的工作装备,其中主要包含手套、帽子、首饰、鞋子、裤子等。只有防静电的装置设备才能快速泄漏静电,同时还能中和电荷以及屏蔽电磁。在选择帽子和衣服的时候需用导电面料,一方面是为了泄漏静电,另一方面是为了促使纤维放电,以此中和静电荷。在选择手套以及鞋子时,需注意静电的导电材料。以往工作人员经常会选择绝缘材料,但是这很难满足人体自身的防静电需求。在使用防静电腕带时,一旦和人体进行接触,就会排放人体身上的静电荷,在这个过程中通常会使用一些静电导电方面的材料,以此做好静电的防护工作。工作人员需要正确佩戴防静电的腕带,只有等到自身的静电消除之后才能正式接触并操作设备。
3.4做好静电防护的管理系统
当前电力通讯设备的静电防护措施主要体现在环境中温度、湿度以及人体和电磁辐射这几个方面,通常采用的防护措施偏向于技术类,很少会涉及对静电防护的管理。就算对静电防护工作进行管理,其中还是会存在一些管理系统不完善的现象,长期以往,还是无法保证静电防护管理方式得到可持续性改善。不仅如此,在静电防护管理的标准中,由于机构颁布的标准有所不同,他们的侧重点也不在一个频道上,最终导致管理方向出现差错,以至于无法协调,最终影响了静电防护标准的实际性操作。为了保证静电防护管理工作的效率,改善管理体系中的管理方式,将静电防护管理工作和技术相结合,以此保证电敏感产品的安全以及解决静电防护过程中控制方面的问题。工作人员需要提高电力通信设备自身的防护能力,对管理方式进行整改,为电力行业创建出一条不间断的静电防护链,不仅可以提高静电防护管理的效果,同时还能提高电力通讯设备的防静电能力。在开展文件管理的过程中,工作人员需对静电防护内容做好相应记录并保存好其中的操作流程,同时对设备也要做好相应的记录。在管理静电防护装置时,需要根据文件的规定对静电防护工作区域进行分类,并加强保护静电防护的设备与设施,其中包含测量仪表等装置设备。防静电工作区域的上岗人员以及管理人员也应该加强培训,这样才能促进静电防护工作的顺利开展。在技术要求中明确规定了静电防护导电系统的相应技术要求,比如工作人员以及设备工具和设备导电等,同时还明确了防静电工作区域中设备的安装以及安全标示等方面的要求。达到静电系统的测试要求则需要明确防静电系统测试方面的要求,比如测试项目、条件以及方法等。
打印机的危害多在工作的时候产生,而且在办公室里,它犹如一个“无声的杀手”,在悄无声息地侵害着我们的健康。如何将打印机的危害降下来呢?
想了解打印机的危害,需要先了解它的工作原理。打印机、复印机等在工作状态时由于高压静电场作用而产生大量的苯并芘、二甲基亚硝胺等有机废气,充斥在人们周围,这些有机气体都是致病、致畸、致癌物质。英国过敏症基金会的研究人员最近发表的一份研究报告也指出,办公设备会释放有害人体健康的臭氧气体,而主要“元凶”就是打印机、复印机等设备。比如,打印机采用激光头扫描硒鼓的方式在硒鼓上产生高压静电,用以吸附墨粉,这样硒鼓表面的高压电荷会电离空气中的氧气生成臭氧。激光对人体也有极大的害处,但一般的打印机都有防护措施,只要不自作主张把外盖拆了再打印就没什么问题。除了有害废气以外,办公室里的打印机、复印机等设备在运转中也会释放一定量的辐射波,低频电磁辐射容易引起人们中枢神经失调。
打印机工作方式是用高温融化炭粉颗粒来实现的,打印的时候有异味。这种气味对人体是有害的,所以最好把打印机放置在离人体远点的地方。此外,打印机电路有高压及高温产生,也就是会有电磁辐射,就像手机以及电脑都会有电磁辐射一样,这就需要与它保持一定距离。
还有专家呼吁,为打印机制定类似控制汽车尾气排放式的标准,限制打印机零部件中重金属的含量以及打印时炭粉的飘浮问题。但是,目前世界各国都还没有这样的标准。
专家提醒,操作打印机时,特别是灌注炭粉时要注意以下几点:
1.墨粉颗粒是非常细微的,容易在空气中飘浮,在灌注墨粉时千万不要有风。
2.操作人员在使用打印机时最好戴口罩,防止吸入空气中飘浮的墨粉。
3.已经过3次以上灌注的硒鼓,要先试灌一注射器量的墨粉,装上机器,试打一下,确认灌注后有效果再继续灌注。这样可以确认硒鼓是否彻底报废了,避免浪费更多的墨粉,造成更大的污染。
4.废硒鼓不要乱扔,集中处理为好。否则,废硒鼓对环境造成的污染会更大。
无论怎样说,打印机都是室内的一个重要污染源,因此专家建议最好能够确保室内有良好的通风设施,这样有助于打印机释放出的有害微粒散发出去。同时,要注意不使用时不要开机,这样既省电又可以减少污染。如果是大型打印机,有条件的单位可单独放置在某个房间里,在许多国外的企业都有专用的打印室。
据《卫生与生活》