電磁屏蔽紡織品的開發(fā)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(fā)現(xiàn)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(guān)鍵詞】電磁 輻射 屏蔽 開發(fā) 檢測
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)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(jīng)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(dá)系統(tǒng)、電視和廣播發(fā)射系統(tǒng)、 射頻感應(yīng)及介質(zhì)加熱設(shè)備、 射頻及微波醫(yī)療設(shè)備、各種電加工設(shè)備、通信站、大型電力發(fā)電站及輸變電設(shè)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(chǎn)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(yīng)、非熱效應(yīng)和累積效應(yīng)三種[1-2]
1、熱效應(yīng)
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(nèi)器官的正常工作。
2、非熱效應(yīng)
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(wěn)定的、有序的，一旦受到外界電磁場的干擾，處于平衡狀態(tài)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(yīng)
熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)作用于人體后，人體所受傷害尚未完全修復(fù)之前，如再次受到電磁輻射，其傷害程度就會發(fā)生積累，久而久之，會導(dǎo)致永久性、不可逆的病態(tài)發(fā)生。
人體長期或累計較長時間地處于電磁輻射的環(huán)境中，將有精力減退的傾向，容易產(chǎn)生白內(nèi)障、腦腫瘤、心血管疾病并可導(dǎo)致婦女流產(chǎn)、不孕、人體免疫力下降等疾病，此類文獻(xiàn)和報道已是屢見不鮮。
二、電磁屏蔽紡織品的開發(fā)技術(shù)
為減少和預(yù)防電磁輻射的危害， 世界各國從20世紀(jì)中期已開展有關(guān)電磁屏蔽紡織品的研制和生產(chǎn)工作。我國從20世紀(jì)60年代開始研究電磁輻射的防護服，70年代開始正式生產(chǎn)銅絲與柞蠶絲混紡的防護服。 現(xiàn)在全國各地的市場上已經(jīng)出現(xiàn)了各種各樣的防護產(chǎn)品，消費總量也在不斷上升。就該類產(chǎn)品的開發(fā)技術(shù)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(dǎo)電纖維與普通纖維混紡。如市場上較常見的以超細(xì)不銹鋼纖維為原料的混紡面料，其細(xì)度可低至6µm。該類產(chǎn)品中不銹鋼纖維含量達(dá)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(chǎn)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(chǎn)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(wǎng)夾層、該類產(chǎn)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(nèi)有關(guān)電磁輻射防護的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)數(shù)十項，都側(cè)重于對環(huán)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(biāo)準(zhǔn)尚未出臺，本行業(yè)中一般均按ASTM D4935-1999（測量平面材料電磁屏蔽效率的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法&）進行檢測，測量的指標(biāo)是電磁屏蔽效率SE，其計算公式為：
SE（dB）=10lgP1/P2
式中：
P1——經(jīng)過參考樣屏蔽后的輸出功率，W；
P2——經(jīng)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(nèi)的屏蔽效率、其基本測試原理如圖1：
 信號發(fā)生器輸出一定功率。一定頻率的正弦電磁波。信號經(jīng)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(zhì)地、相同厚度的參考樣品(中間有一環(huán)狀空隙)，信號經(jīng)吸收后傳遞至另一衰減器，再經(jīng)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(jīng)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(jīng)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(huán)的面積，該圓環(huán)對電纜中的信號進行了屏蔽，二者的示意圖如圖2。  根據(jù)該方法測得某一產(chǎn)品的電磁屏蔽效率SE是一個相對值，它表征了該產(chǎn)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(yīng)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(dāng)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(dá)40-60dB，通常用于特殊工作環(huán)境或軍事目的?？傊?，隨著科技的不斷發(fā)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(yīng)用。 |
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