Приборы/детекторы для измерения электромагнитного излучения (ЭМ полей)

В последнее время поступают запросы от различных клиентов (обычных физических лиц и иногда коммерческих организаций) с фразой: "Я измерил уровень электромагнитного поля в квартире и увидел значительное превышение нормативов СанПин, посоветуйте экранирующий материал для решения проблемы".

Сразу задаем вопрос: "Каким прибором производились измерения?" В ответ получаем различные комбинации букв и цифр. В итоге выясняется, что человеком приобретен "супер универсальный прибор" ценовой категории до 7000 руб (крайне редко - дороже, причем совмещающий в себе несколько функций) где-нибудь на алиэкспрессе, и этот человек с "пеной изо рта" доказывает, что показаниям прибора нельзя не доверять.

ОТВЕЧАЕМ СРАЗУ И ОТКРЫТЫМ ТЕКСТОМ: "ВЫБРОСИТЕ ЭТОТ ПРИБОР ИЛИ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЕГО КАК ИНДИКАТОР, ПОКАЗЫВАЮЩИЙ ТОЛЬКО ПРИБЛИЖЕНИЕ К ИСТОЧНИКУ ЭМП ИЛИ ОТДАЛЕНИЕ ОТ НЕГО". 

После этого ответа остаются клиенты, которые убеждены, что прибор не врет. Как человек, имеющий техническое образование и работающий с измерительным оборудованием, даже немного знающий метрологию, скажу, что показаниям приборов можно доверять в случае прохождения измерительным прибором процедур поверки или калибровки.

Только после этого можно понимать, какой уровень ЭМП регистрируется измерительным устройством. Помимо этого можем смело утверждать, что самые дешевые приборы не стабильны и крайне не точны в работе. Элементная база используется самая простейшая. Для привлечения потенциального покупателя в устройстве может быть реализовано сразу 3 измерительных прибора.

Нельзя в одном автомобиле реализовать уникальную проходимость, высокую скорость и управляемость, низкий расход топлива, компактность и вместительность, огромный запас хода и прочие параметры. Приходится всегда выбирать самый важный в ущерб остальным. Это касается и измерительного оборудования. Крайне сложно (если возможно, то очень дорого) реализовать все преимущества оборудования в 1 корпусе.

Например, мы недавно приобрели устройство BR-9C за 5000 руб, который по инструкции является анализатором плотности потока электромагнитной энергии в частотном диапазоне 50МГц...5ГГц с шагом измерения 0,01мкВт/см2, измерителем напряженности электрического поля в диапазоне 20Гц...100МГц с шагом 0,01 В/м и измерителем индукции магнитного поля в диапазоне 20Гц...1 МГц с шагом 0,01 мкТл. Помимо этого в BR-9C включен дозиметр. Да за такие деньги - чудо-прибор. Заманчиво? Конечно, да.

Теперь разберем этот девайс и, например, сравним с имеющимся у нас ВЧ анализатором HF59B производства Gigagertz Solutions.

Если бегло осмотреть внутреннюю часть устройств, можно заметить в дешевом приборе (BR-9C) импровизированную антенну в виде спирали (1), трубку Гейгера-Мюллера (5) и простейший АЦП с последующим выводом обработанной информации на экран.

Касаемо электромагнитной части:

Регистрация низкочастотного переменного магнитного и электрического поля, а так же высокочастотного электромагнитного производится одной антенной с непонятной диаграммой направленности (скорее всего будет напоминать восьмерку исходя из формы, но не факт) и одним входным каскадом по всем диапазонам частот. Фильтров, подозреваю, что здесь вообще нет. Для сведения, напряженности электромагнитных полей в ВЧ поддиапазонах имеют абсолютно различные значения. Это касается и принципов распространения радиоволн. Если производятся замеры в широком диапазоне частот, необходимо разделять вводной тракт на ряд поддиапазонов и компенсировать их между собой. 

Если обратить внимание на HF59B, то можно сразу заметить экранированную аналоговую часть входного устройства, а так же переключателей (2). Антенное устройство выбирается исходя из задачи по оценке радиоэлектронной обстановки. Это может быть, например, антенна направленного действия или антенна кругового обзора. На кабеле питания установлен феррит для уменьшения помех (3), кабель динамика перекручен в косичку для взаимного уменьшения ЭМП полей, формируемых данными проводами (4). Не обращая дальше внимания на элементную базу и режимы работы устройства. Причем прибор HF59B работает в диапазоне частот 27МГц...3.2ГГц. Для низких частот имеются не менее сложные измерительные приборы.

Например, взять индикатор ESI23 или ESI24, в инструкциях по эксплуатации пишется прямо, что значения ориентировочные, соответствуют приведенным в таблицах  амплитудам ЭМП на конкретной частоте. Причем, индуцируемый сигнал понимать как максимальное значение в данный момент времени. Производитель в данном случае не постеснялся предоставить более-менее правдивую информацию (информация в таблице ниже). Помимо этого производитель дает информацию, что показания индикатора могут меняться, в зависимости от применяемой элементной базы.

Стандартный режим измерения (индикация каждого диапазона 5-ю светодиодами)

Таблица 1. Примечание. Все значения являются пиковыми. Фактические значения могут незначительно отличаться от значений, указанных в таблице, в связи с применением отдельных электронных компонентов. Предельные значения зависят от индивидуальной чувствительности устройств. Измеренные значения являются чисто ориентировочными и не являются эталонными.

Что написано в инструкции к BR-9B, BR-9C , касаемо электромагнитной части. Пишу дословно: "Точность теста 0.01 мкВт/см2 Плотность мощности; 0,01 в/м Напряженность электрического поля; 0.01 мкТл Напряженность магнитного поля". После таких заявлений производителя необходимо моментально вносить прибор в Госреестр Средств Измерений. Тоже самое касается и всех остальных бюджетных приборов китайского производства, в том числе и переименованных на российский лад (например Мегеон  - а как звучит "Тестеры ручные Мегеон от производителя". Забыли только дописать "от китайского производителя". Мегеон не производит измерительного оборудования). Зато как звучат названия данных безделушек. Надо быть внимательней при выборе оборудования. Далеко не всегда характеристики, написанные на бумажке, воплощаются на практике.

Например, по HF59B в описании прибора указывается базовая точность (CW), включая допуск на линейность: +/- 3 дБ, а так же точность по единицам младшего разряда +/- 5 цифр. Помимо этого в характеристиках внешней антенны прописывается частотный диапазон, в котором работает АФУ (85МГц...3,3ГГЦ) с точностью +/- 3 дБ, а так же точность измерений (+/- 4,5 дБ) при работе в связке с измерителем HF59B. На частотах, не входящих в данный диапазон, производитель рекомендует произвести дополнительную калибровку измерительного комплекса. 5 мкВт/м2 устанавливается как минимальный из-за предельного порога, где идет работа на уровне шумов. При низких значениях рекомендуется переводить прибор в режим импульсного измерения. 

Производитель П3-33М (НТМ Защита) дает тоже конкретные цифры: пределы допускаемой относительной погрешности измерения ППЭ на уровнях от 1,0 до 5,0 мкВт/см2 составляет ±3,0 дБ, на уровнях свыше 5,0 мкВт/см2 ±2,0 дБ. Диапазон измерений ППЭ от 1 до 100000 мкВт/см2. Антенна внешняя. Внимание от 1мкВт/см2!!!    И это у прибора стоимостью более ста тысяч рублей.  А BR-9C от 0,01 мкВт/см2. Не смущают цифры?

Можно продолжать эту тему, но хочется завершить и подвести итог.

Проводить измерения электромагнитных полей в квартире, доме, офисе, рабочем месте или на другом участке/объекте - не такая частая процедура. Поэтому рекомендуем всем обращаться в специализированные организации, которые занимаются соответствующими измерениями или службу РосПотребНадзора, которая так же имеет сертифицированное профессиональное оборудование. Таким образом получите точные данные по электромагнитной обстановке на объекте. 

Если же осталось желание приобрести измерительное оборудование, то обращайте внимание на оборудование следующих производителей: НТМ Защита, Gigahertz Solutions Gmbh (профессиональная серия), Narda Safety Test Solutions, Anritsu, Rohde & Schwarz и прочие уважающие себя компании.

Вас могут заинтересовать следующие материалы:

• Экранирование магнитного поля Земли. Экран ММР-50
• Что экранирует магнитное поле? Материалы, методы
• Часть 1.Тестирование материала для экранирования переменных магнитных полей
• Электромагнитные поля на карте Google Earth
• Испытание экранирующей одежды
• Экранирование квартиры, комнаты, дома. Как правильно выбрать материал.