Nghiên cứu và xây dựng quy trình đo phơi nhiễm

Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH Nguyễn Ngọc San (Ghi rõ học hàm, học vị) Phản biện 1: ……………………………………………………………… Phản biện 2: ……………………………………………………………… Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Vào lúc: giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VŨ TIẾN LỰC NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐO PHƠI NHIỄM Chuyên ngành: Điện tử viễn thông Mã số: 60.52.70 Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH Nguyễn Ngọc San TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội, 2012 -4- MỞ ĐẦU Số liệu thống kê cho thấy, tính đến tháng 5 năm 2010 các hệ thống điện thoại di động toàn cầu được khai thác ở trên 200 nước trên toàn thế giới, phục vụ hơn 5 tỷ thuê bao. Công nghệ thông tin di động mà Việt Nam đang sử dụng hiện nay hoàn toàn dựa trên các công nghệ đang được sử dụng trên toàn thế giới. Trong môi trường xung quanh chúng ta luôn tồn tại sóng điện từ trường. Sóng điện từ trường có thể sinh ra từ rất nhiều nguồn khác nhau, như từ sự hoạt động của máy móc công nghiệp, thiết bị điện, va chạm các vật thể, nguồn điện, máy phát sóng radio Năng lượng vô tuyến được cơ thể hấp thụ và tạo thành nhiệt. Các ảnh hưởng của sóng vô tuyến đến sức khoẻ liên quan đến sự sinh nhiệt này. Nhưng nếu mức năng lượng sóng vô tuyến quá thấp thì không thể gây ra sự tăng nhiệt và chưa thấy có nghiên cứu nào thông báo về ảnh hưởng có hại cho sức khoẻ tại các mức phơi nhiễm dưới các giới hạn theo hướng dẫn của các tổ chức y tế thế giới (WHO). Điều này cũng đúng với sóng điện từ của các trạm thu phát thông tin di động Trên cơ sở đó, Việt Nam cũng đã có những văn bản chỉ dẫn áp dụng . Tuy nhiên, vì sóng điện từ có phổ từ 0 đến vô cùng nên tùy theo năng lượng, tần số, khoảng cách, mức độ che chắn…. -5- Nên biên độ phổ của sóng điện từ tại giải phổ của các chất phóng xạ, hoặc các hạt năng lượng cao có thể đủ lớn ảnh hưởng nhất định đến sức khoẻ con người. Điều này đòi hỏi những nghiên cứu cần thiết để xác định được mức độ an toàn (gọi là mức phơi nhiễm trường điện từ an toàn) đối với khu vực sinh sống người dân, khu vực làm việc và khuyến nghị cần có các biện pháp quản lý để đảm bảo an toàn hơn cho khu dân cư. Nhiệm vụ cần triển khai: - Nghiên cứu về phơi nhiễm và các tham số phơi nhiễm. - Nghiên cứu ảnh hưởng của trường điện từ do các trạm thu phát thông tin di động đến sức khỏe con người. - Xây dựng được quy trình đo phơi nhiễm trong thực tế. Với những lý do trên tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu và xây dựng quy trình đo phơi nhiễm”. Luận văn được xây dựng với các nội dung chính như sau: Chương 1: Khái quát về phơi nhiễm và nhu cầu xây dựng quy trình đo phơi nhiễm, tiêu chuẩn. Chương 2: Mô hình truyền sóng và đặc trưng sóng. Chương 3: Áp dụng quy trình đo phơi nhiễm. -6- Luận văn đã được hoàn thành sau một thời gian nghiên cứu, làm việc với tinh thần nghiêm túc và nỗ lực, nhưng chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Do vậy tôi rất mong muốn nhận được sự chỉ bảo, góp ý thêm của các thầy cô và bạn bè đồng nghiệp nhằm hoàn thiện hơn nữa luận văn của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô và bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS.TSKH. Nguyễn Ngọc San, người đã tận tình hướng dẫn, định hướng và góp lý cho tôi nhiều điều vô cùng quý báu trong quá trình tôi thực hiện đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 2 năm 2012 Học viên: Vũ Tiến Lực Lớp cao học ĐTVT khóa 2009-2011 -7- Chương 1 - KHÁI QUÁT VỀ PHƠI NHIỄM VÀ NHU CẦU XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐO PHƠI NHIỄM, TIÊU CHUẨN Chương 1 đã xét các vấn đề chính liên quan đến trường điện từ và tổng hợp bài toán phơi nhiễm để đưa ra được nhu cầu cần thiết phải xây dựng bài toán đo phơi nhiễm. Thứ nhất là về phân cực của sóng vô tuyến điện, việc sử dụng các phân cực khác nhau của sóng điện từ có ý nghĩa rất lớn trong việc sử dụng một cách hiệu qủa tần số trong thông tin vô tuyến. Thứ hai là về cách phân chia các băng sóng vô tuyến và ứng dụng. Cuối cùng chương cũng đã nêu được những khái niệm cơ bản nhất về phơi nhiễm, mối quan hệ giữa sóng điện từ của các trạm thu phát sóng thông tin di động và sức khỏe con người như thế nào. Đồng thời cũng tổng hợp lại toàn bộ những quy chuẩn, tiêu chuẩn của bài toán đo phơi nhiễm, và đưa ra những mức an toàn đối với môi trường phơi nhiễm nghề nghiệp và không nghề nghiệp. Trước khi đi vào tìm hiểu thêm về phơi nhiễm , cần hiểu mô hình hệ thống thông tin di động và đặc trưng sóng sẽ được trình bày trong chương 2. Nội dung chính của chương là: 1.1 Trường điện từ. -8- - Một số tính chất cơ bản của sóng điện từ - Sự phân cực của sóng vô tuyến điện - Phân chia sóng vô tuyến điện theo tần số và bước sóng - Về mối quan hệ giữa sóng điện từ của các trạm thu phát sóng điện thoại di động và sức khoẻ con người. 1.2 Về bài toán đo phơi nhiễm - Phơi nhiễm. - Phơi nhiễm từng phần cơ thể - Phơi nhiễm không do nghề nghiệp - Phơi nhiễm do nghề nghiệp - Tỷ lệ phơi nhiễm - Tỷ lệ phơi nhiễm tổng cộng 1.3 Yêu cầu thực tiễn và các tiêu chuẩn về đo phơi nhiễm Ở Việt Nam, Bộ Khoa học và Công nghệ đã ban hành Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3718-1:2005 “Quản lý an toàn trong trường bức xạ tần số rađiô - Phần 1: Mức phơi nhiễm lớn nhất trong dải tần từ 3 kHz đến 300 GHz”. Bộ Bưu chính, Viễn thông (nay là Bộ Thông tin và Truyền thông) cũng đã có Quyết định số 19/2006/QĐ-BBCVT ngày 15/6/2006 quy định bắt buộc áp dụng TCVN 3718-1:2005 đối với các trạm thu phát thông tin di động. -9- Công bố bắt buộc áp dụng Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3718-1:2005 về quản lý an toàn trong trường điện từ tần số vô tuyến (Quyết định số 19/2006/QĐ-BBCVT của Bộ trưởng Bộ Bưu chính, Viễn thông). Với việc bắt buộc áp dụng TCVN này, giá trị mật độ dòng năng lượng (S) quy định đối với các trạm BTS là 2 W/m 2 . Giá trị này nghiêm ngặt hơn khi so sánh với các giới hạn của một số tổ chức và một số nước (ước tính đối với các trạm BTS, hoạt động tại tần số 900 MHz): tổ chức ICNIRP là 4,5 W/m 2 ; Mỹ, Nhật là 6 W/m 2 ; Anh là 32 W/m 2 (riêng Trung Quốc quy định giá trị thấp 0,4 W/m 2 ). -10- Chương 2 - MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG VÀ ĐẶC TRƯNG SÓNG Trong chương 2 chúng ta đã tìm hiểu kỹ hơn về quá trình truyền sóng trong vật chất và hệ thống anten. Đây là những yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sóng điện từ tác động đến sức khỏe của cộng đồng. Đề cập đến các phương pháp truyền lan sóng, có bốn phương pháp truyền lan sóng trong môi trường thực đó là: truyền lan sóng bề mặt, truyền lan sóng không gian, truyền lan sóng trời và truyền lan sóng tự do. Mỗi phương thức truyền sóng sẽ được sử dụng để truyền lan cho băng sóng nhất định để đạt được hiệu quả lớn nhất. Trong chương cũng đưa ra các công thức tính toán các thông số cơ bản của quá trình truyền sóng đó là mật độ công suất, cường độ điện trường, công suất nhận được tại điểm thu, và tổn hao truyền sóng.Chương cũng đã xét các vấn đề chung về lý thuyết anten. Anten là thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống thông tin vô tuyến. Anten phát làm nhiệm vụ bức xạ sóng điện từ (tức là chuyển đổi sóng điện từ ràng buộc thành sóng điện từ tự do) để truyền đến điểm thu. Anten thu sẽ thu nhận sóng điện từ trong không gian tự do để chuyển thành sóng điện từ ràng buộc đưa về máy thu. Để đánh giá, lựa chọn hoặc sử dụng tốt một anten phải dựa trên những đặc tính và [...]... VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trong thời gian làm luận văn tác giả đã tìm hiểu, nghiên cứu và xây dựng quy trình đo phơi nhiễm, luận văn đã hoàn thành đúng nhiệm vụ đã đề ra: Nghiên cứu về phơi nhiễm và các tham số phơi nhiễm - Nghiên cứu ảnh hưởng của trường điện từ do các trạm thu phát thông tin di động đến sức khỏe con người - Xây dựng được quy trình đo phơi nhiễm trong thực tế Song song với quy trình đo. .. tuyến - Quá trình vật lý của sự bức xạ sóng điện từ - Các tham số cơ bản của anten -12- Chương 3 - ÁP DỤNG QUY TRÌNH ĐO PHƠI NHIỄM Chương 3 đã tập trung làm rõ mục đích chính của luận án này, ngoài phương pháp đo truyền thống theo đúng quy định của Bộ thông tin truyền thông đo tỉ lệ phơi nhiễm sử dụng thiết bị đo phơi nhiễm, chương đã nêu ra được hướng đo mới đo tỉ lệ phơi nhiễm dựa vào thiết bị đo mức... máy đo như thế nào và những kết quả thực tế thu được Nội dung chính của chương: 3.1 Phương pháp tính phơi nhiễm - Đánh giá toàn diện tỷ lệ phơi nhiễm tổng cộng - Phương pháp xác định các vùng + Vùng tuân thủ + Vùng liên quan + Vùng thâm nhập + Vùng đo -13- Hình minh họa vùng đo 3.2 Xây dựng và kết quả đo 3.2.1 Đo tỉ lệ phơi nhiễm sử dụng thiết bị đo phơi nhiễm - Các yêu cầu cơ bản: + Tùy thuộc vào... máy đo vùng phủ đo mức thu tại vùng đo Không Tính toán tỉ lệ phơi nhiễm Kết thúc Lưu đồ quá trình đo tỉ lệ phơi nhiễm bằng thiết bị đo mức thu thông tin di động -16Cũng giống như phương pháp đo truyền thống sử dụng máy đo phơi nhiễm, với phương pháp này cũng phải xác định rõ các vùng: vùng tuân thủ, vùng liên quan, vùng đo, vùng thâm nhập Khi đã xác định được vùng đo dùng máy đo vùng phủ sóng đo lại... lệch lớn - Xác định tổng các giá trị tỷ lệ phơi nhiễm: + Nếu sử dụng phương pháp băng thông rộng để đo tỷ đo lệ phơi nhiễm sẽ thu được trực tiếp giá trị ER Trong trường hợp có N nguồn bức xạ đơn tần, Tỷ lệ phơi nhiễm của mỗi nguồn đo được theo phương pháp chọn tần là ERi thì giá trị ER đo sẽ là: N ER đo   ERi i 1 3.2.2 Đo tỉ lệ phơi nhiễm bằng thiết bị đo mức thu tín hiệu sóng thông tin di động... kiện cụ thể của phép đo thì có thể sử dụng thiết bị đo băng thông rộng hoặc chọn tần Thông thường các phép đo chọn tần cho kết quả đo tỷ lệ phơi nhiễm chính xác hơn Kết quả đánh giá tỷ lệ phơi nhiễm sử dụng thiết bị đo băng thông rộng + Khoảng cách giữa đầu đo và người thực hiện đo hoặc các vật phản xạ tối thiểu phải là 1m - Điều kiện để áp dụng phép đo chọn tần: -14+ Cường độ trường đo được liên quan... trình đo phơi nhiễm trong thực tế Song song với quy trình đo phơi nhiễm đã được Bộ thông - tin và truyền thông áp dụng vào thực tế hiện nay ở Việt Nam, luận văn dựa trên quy trình đo của Bộ đã xây dựng quy trình đo mới gần gũi, thân thiện với người dân hơn Kiến nghị Với những kết quả đãđạt được, đề tài có ý nghĩa thực tiễn trong lãnh vực đo kiểm trường điện từ đối với ngành viễn thông Luận văn giúp... giữa mức thu và cường độ điện trường 3.3 Thiết bị đo Máy đo TS-EMF thực tế Tiến hành đo: -17Sau khi thực hiện cấu hình phần cứng và chỉnh option, có thể thực hiện đo: Vào menu Measurement: chọn một trong 3 phép đo: Single Meas, Peak/Average Meas, Long-term Meas, hoặc chọn ngay một trong 3 phép đo trên cửa sổ giao diện chính của chương trình Trong đó: - Single Meas: Là phép đo nhanh, mỗi gói đo sẽ được... Khi đã xác định được vùng đo dùng máy đo vùng phủ sóng đo lại toàn bộ mức thu tại vùng đo Sau đó áp dụng công thức 3.13 để tính toán ra tỉ lệ phơi nhiễm Việc tính toán tỉ lệ phơi nhiễm cũng đã được hãng Rohde&Schwarz hãng cung cấp hàng đầu thiết bị đo về phổ và tần (chính hãng cũng cung cấp máy đo phơi nhiễm TSEMF và đã được Bộ thông tin truyền thông chứng nhận sử dụng) đã áp dụng công thức 3.13 đưa... sức khỏe con người đặc biệt là ảnh hưởng của các trạm thông tin di động Hướng nghiên cứu tiếp theo của luận văn: - Tập trung đi sâu vào nghiên cứu ảnh hưởng của trường điện từ do các trạm thu phát sóng thông tin di động đến sức khỏe con người - Hoàn thiện phương pháp đo tỉ lệ phơi nhiễm bằng phương pháp sử dụng thiết bị đo tín hiệu thu sóng thông tin di động . trình đo phơi nhiễm trong thực tế. Với những lý do trên tôi đã chọn đề tài Nghiên cứu và xây dựng quy trình đo phơi nhiễm . Luận văn được xây dựng với. về phơi nhiễm và nhu cầu xây dựng quy trình đo phơi nhiễm, tiêu chuẩn. Chương 2: Mô hình truyền sóng và đặc trưng sóng. Chương 3: Áp dụng quy trình đo