Nghiên cứu và xây dựng quy trình đo phơi nhiễm điện từ trường từ thiết bị điện tử đối với con người TT

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Nguyễn Văn Cơng NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐO PHƠI NHIỄM ĐIỆN TỪ TRƯỜNG TỪ THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ ĐỐI VỚI CON NGƯỜI Chuyên ngành : Mã số: Kỹ thuật viễn thơng 8.52.02.08 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2022 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Việt Hưng Phản biện 1: PGS TS Bùi Trung Hiếu Phản biện 2: PGS TS Bạch Nhật Hồng Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: 15’ ngày 02 tháng năm 2022 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng MỞ ĐẦU Số liệu thống kê GSMA cho thấy, số thuê bao di động toàn giới lên đến tỉ hoạt động theo thời gian thực, tức 2/3 dân số giới kết nối thông qua dịch vụ di động Sự tăng trưởng chủ yếu nhờ vào thị trường khổng lồ châu Á Ấn Độ Trên thực tế, có khoảng 55% thuê bao di động khu vực châu Á – Thái Bình Dương Việt Nam có 43,7 triệu người sử dụng thiết bị smartphone tổng dân số 97,4 triệu dân, tương đương tỷ lệ 44,9% Theo đó, tính thị trường quảng cáo số Việt Nam Adsota, Việt Nam có 43,7 triệu người sử dụng thiết bị smartphone tổng dân số 97,4 triệu dân, tương đương người sử dụng Năng lượng vô tuyến phát từ điện thoại thể hấp thụ tạo thành nhiệt Tùy theo mức độ mà lượng sóng vơ tuyến vào thể tạo thành nhiệt mà tác động trực tiếp tới tế bào thể Vì sóng điện từ có phổ tần rộng từ đến vô cộng với khoảng cách tiếp xúc mức độ che chắn, thời gian tiếp xúc ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người Do cần phải có nghiên cứu cần thiết để xác định mức độ an toàn, cụ thể: - Nghiên cứu, tìm hiểu vấn đề phơi nhiễm tham số - Đánh giá ảnh hưởng sóng điện từ thiết bị điện tử sử dụng thường xuyên tới sức khỏe người - Tìm hiểu xây dựng quy trình đo phơi nhiễm thực tế dựa hệ thống, phương pháp giới Do đó, tơi chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình đo phơi nhiễm điện từ trường từ thiết bị điện tử người” Luận văn xây dựng gồm chương với nội dung sau: Chương 1: Sóng điện từ vấn đề phơi nhiễm Trình bày tổng quan vấn đề sóng điện từ nhu cầu cấp thiết xây dựng toán đo phơi nhiễm Chương 2: Quy trình đo phơi nhiễm phương pháp tính Trình bày số hệ thống đo tỉ lệ phơi nhiễm Chương 3: Áp dụng quy trình đo phơi nhiễm Trình bày cách sử dụng hệ thống đo kết thực tế thu Từ rút đề xuất, nhận xét kiến nghị CHƯƠNG SÓNG ĐIỆN TỪ VÀ VẤN ĐỀ PHƠI NHIỄM Chương trình bày khái quát vấn đề sóng điện từ, khái niệm phơi nhiễm mối liên hệ sóng điện từ phát từ thiết bị điện tử người sử dụng hàng ngày ảnh hưởng tới sức khỏe Đồng thời tổng hợp, hệ thống lại văn quy phạm pháp luật, tiêu chuẩn, quy chuẩn toán đo kiểm phơi nhiễm Việt Nam I.1 Sóng điện từ I.1.1 Tổng quan Trường điện từ hay điện từ trường (electro magnetic field -EMFs) dạng vật chất đặc trưng cho tương tác hạt mang điện EMFs biến thiên truyền khơng gian tạo thành sóng điện từ Năng lượng điện từ chuyển đổi thành dạng lượng khác nhiệt, điện, … Sóng điện từ gồm điện trường từ trường, có quan hệ mật thiết với nhau, ứng dụng nhiều kỹ thuật viễn thông với tên gọi thông thường sóng radio/ sóng vơ tuyến (radio waves) Một số loại sóng điện từ như: sóng ánh sáng, tia cực tím, sóng radio, tia Gama,…đều có điểm chung giống chỗ xạ lan truyền dạng sóng khác tần số dao động, bước sóng, tính chất truyền lan I.1.2 Một số đặc điểm sóng điện từ Trường điện từ sóng vơ tuyến điện lan truyền mơi trường (khí quyển) dao động theo hướng định Phân cực hướng dao động điện trường Việc sử dụng phân cực khác sóng điện từ cịn có ý nghĩa lớn việc sử dụng hiệu tần số thông tin vô tuyến Phương đường đầu mút vecto trường điện vẽ lên xác định phân cực sóng Trường điện trường từ hàm thay đổi theo thời gian Trường từ thay đổi đồng pha với trường điện biên độ tỷ lệ với biên độ trường điện, ta cần xét trường điện Sóng vơ tuyến hiểu dạng xạ điện từ bước sóng dài đo dài bước sóng cùa sóng hồng ngoại Sóng điện từ ứng dụng nhiều sống Sóng vơ tuyến sử dụng nhiều sản phẩm sống, cụ thể: - Liên lạc vơ tuyến: Sóng vơ tuyến áp dụng vào việc liên lạc trao đổi thông tin - Ứng dụng Y tế: Năng lượng tần số vô tuyến (RF) dùng điều trị y tế 75 năm qua nói chung từ ca phẫu thuật xâm lấn tối thiểu đông máu, bao gồm điều trị ngưng thở ngủ chụp cộng hưởng từ (MRI) dung tần số vô tuyến để tạo hình ảnh thể người - Cơng nghệ nhận dạng: Cơng nghệ nhận dạng đối tượng sóng vô tuyến (RFID) thực nhằm giám sát quản lý sách, tạp chí tài liệu điện tử cách đơn giản hiệu Hệ thống RFID sử dụng thiết bị phát mã RFID dạng nhỏ có gắn chip (gắn thẻ anten điện tử) dính vào sách hay tài liệu chí ẩn bên trong suốt trình sản xuất Điều giúp cho việc quản lý sách trở nên đơn giản thuận tiện nhiều - Tia tử ngoại: Tia tử ngoại mạnh tia hồng ngoại nên sử dụng để diệt tế bào ung thư (dùng xạ trị) sát trùng, diệt khuẩn - Tia Gamma: Dùng phẫu thuật khối u khối dị dạng động mạch, tĩnh mạch với lần Kính viễn vọng tia gamma dùng quan sát vụ nổ vũ trụ hố đen I.1.3 Mối quan hệ sóng điện từ sức khỏe người Tác động sóng điện từ lên thể người chia thành tác động kích thích (tần số thấp) tác động nhiệt (tần số cao): - Tần số thấp (dưới 100kHz): gây tác động kích thích thần kinh - Tần số cao (từ 100kHz trở lên): lượng điện từ hấp thụ vào thể người gây tác động nhiệt Tác động lượng điện từ lên thể người tác động nhiệt Cùng với tác động nhiệt, điện từ trường gây ảnh hưởng đến hệ thần kinh não: rối loạn chức hệ thống thần kinh trung ương, biểu dễ nhận thấy mệt mỏi, đau đầu, hưng phấn hay cáu gắt, … Điện từ trường gây rối loạn chức hệ thống tim mạch hệ thống trao đổi chất Sự tác động lâu dài điện từ trường gây tượng đau thắt vùng tim Bức xạ sóng điện từ cịn gây thay đổi huyết áp Ngoài ra, tác hại sóng điện từ ảnh hưởng đến thể bao gồm: - Hệ thống thần kinh não: gây ảnh hưởng thần kinh - Hệ thống nội tiết tố: Khi tiếp xúc với sóng điện từ kéo dài, nồng độ hormone steroid, hormone thần kinh nồng độ insulin bị suy giảm - Stress oxy hóa tổn thương gốc tự do: Điều nguyên nhân gây tổn thương tất bệnh mãn tính - Tấn cơng DNA tế bào: Nguyên nhân ung thư tạo thay đổi đột biến người - Chết rụng tế bào (Apoptosis): Có thể gây bệnh thối hóa thần kinh vô sinh - Vấn đề khả sinh sản: Làm giảm hormone giới tính, giảm ham muốn tình dục, tăng nguy sảy thai tổn thương DNA tế bào tinh trùng - Sản xuất nhiều canxi nội bào: Cơ thể dễ bị bệnh tim mạch, giảm hấp thu chất dinh dưỡng, sỏi thận rối loạn tiêu hóa - Ung thư: 15 chế khác hiệu ứng xạ điện từ tế bào làm tăng nguy gây ung thư I.2 Về toán đo phơi nhiễm I.2.1 Tổng quan phơi nhiễm Phơi nhiễm tượng xuất người bị đặt trường RF dòng điện tiếp xúc Trường RF trường vật lý mà trạng thái điện từ môi trường không gian tự do, định nghĩa véc tơ cường độ điện cường độ trường từ Phơi nhiễm người, làm việc công việc Phơi nhiễm điều kiện khống chế, xuất làm việc chất công việc, người trưởng thành đào tạo thông báo để nhận biết rủi ro tiềm ẩn để thực biện pháp phòng ngừa thích hợp I.2.2 Hệ số hấp thụ riêng (SAR) Cơ thể hấp thụ phần sóng điện từ tiếp xúc với chúng, tỷ lệ hấp thụ phụ thuộc vào cơng suất nguồn phát, bước sóng khoảng cách đến nguồn phát Để đánh giá khả hấp thụ sóng điện từ, người ta đưa số SAR (Specific Absorption Rate: tỷ lệ hấp thụ riêng hay hệ số hấp thụ riêng) Hệ số hấp thụ riêng SAR thước đo mức độ thể người hấp thụ lượng đơn vị khối lượng tiếp xúc với trường điện từ tần số vô tuyến (RF) d dW d dW ( ) ( ) dt dm dt  dV SAR= I.3 (1.6) Các tiêu chuẩn đo phơi nhiễm yêu cầu thực tiễn Trên giới, việc quản lý thiết bị có rủi ro nêu tiến hành từ lâu thông qua luật định liên quan Thiết bị quản lý dựa tính năng, cường độ phát sóng từ 20 mW trở lên sử dụng khoảng cách 20 cm tới người Tại Việt Nam, thiết bị điện tử cá nhân như: điện thoại di động, laptop thiết bị kiểm soát chặt chẽ nhiều quy chuẩn như: - QCVN 12:2015/BTTTT thiết bị đầu cuối thông tin di động GSM - QCVN 86:2015/BTTTT tương thích điện từ thiết bị đầu cuối phụ trợ hệ thống thông tin di động GSM DCS - QCVN 15:2015/BTTTT thiết bị đầu cuối thông tin di động W-CSMA FDD - QCVN 54:2011/BTTTT thiết bị thu phát vô tuyến sử dụng kỹ thuật điều chế trải phổ băng tần 2,4GHz - Tổng cộng có 10 quy chuẩn (QCVN) cho điện thoại di động thiết bị có phát xạ điện từ, tất Quy chuẩn quy định tiêu liên quan đến chất lượng sóng (3G, 4G, wifi, NFC, ) tương thích điện từ Chưa có Quy chuẩn kiểm sốt ảnh hưởng trường điện từ đến sức khỏe người, cụ thể phơi nhiễm Kết luận chương 1: Chương tổng quát lại vài vấn đề liên quan đến trường điện từ khái quát toán phơi nhiễm để thấy nhu cầu cấp thiết phải xây dựng toán đo phơi nhiễm Thứ tính chất sóng vơ tuyến, việc sử dụng phân cực khác sóng điện từ có ý nghĩa lớn việc sử dụng hiệu tần số thông tin vô tuyến Thứ hai vấn đề liên quan tới phơi nhiễm, ảnh hưởng sóng điện tới sức khỏe người Qua tổng hợp lại văn pháp luật áp dụng Việt Nam để quản lý vấn đề phơi nhiễm ghi đầu ra: cần trang bị ghi đầu không gây nguy hiểm cho người vận hành dễ dàng tính tốn trung bình số theo khơng gian thời gian Vỏ bọc: Các thiết bị cáp phải bọc đủ để không bị nhiễu, gây ảnh hưởng tới kết Điều biến: Thiết bị đo không phụ thuộc vào điều biến nào, thể rõ tham số hiệu dụng cần thiết Điện tích tĩnh điện: cần xác định mức độ sai lỡi nhạy với điện tích tĩnh điện (thường cảm ứng đầu dò hệ thống cần khảo sát) II.1.3 Quy trình đo trường ngồi Quy trình đo trường bao gồm bước chính: Bước 1: Thực đo vị trí Các trường hợp, thiết bị vị trí đặt đầu dò tương ứng cụ thể mục 2.1.3.1, 2.1.3.2 2.1.3.3 Bước 2: Ghi nhận kết quả, tính toán chuyển đổi II.1.3.1 Một nguồn, trường xa Thiết bị đo sử dụng với anten thông thường hiệu chuẩn anten loa anten lưỡng cực sử dụng đầu dị nguy hiểm đẳng hướng Phân bố trường khơng đồng mức cao tạo từ phản xạ nhiều chiều, đặc biệt dải tần số lớn 300MHz Cần sử dụng loạt phép đo bề mặt vng có cạnh 1m 2m để đánh giá mức độ phơi nhiễm một khu vực bất kỳ Phép đo cần thực gần vật thể kim loại xạ lại với mép đầu dò khoảng cách ba lần chiều dài đầu dị II.1.3.2 Nguồn phức, trường xa Xung quanh chúng ta tồn nhiều nguồn xạ khác Để đo trường phát sinh từ nhiều nguồn không gian, cần sử dụng đầu dị đẳng hướng băng rợng Do có tương tác trường nguồn khác cũng hiệu ứng sóng đứng gây nên cần quét théo thể tích khơng gian vùng đo Xác định điểm giao giữa ô thực phép đo đánh giá điểm cố định Diện tích xét cần chia thành nhiều 2 có diện tích tương ứng từ m tới m tùy theo diện tích vùng xét để phân chia ô Không thể sử dụng đầu dò đơn trục lưỡng cực tuyến tính anten phân cực tuyến tính để xác định dữ liệu xác trường hợp nhiều nguồn có phân cực chưa biết II.1.3.3 Trường gần 10 Phải sử dụng đầu dò với anten cảm biến nhỏ để đo građien gradien trường rợng x́t trường gần vật xạ Dàn anten sử dụng cảm biến nhỏ điện gồm ba lưỡng cực vng góc, tần số nhỏ 300MHz, mợt dàn anten vịng vng góc cảm biến để cung cấp đặc tính phù hợp với đợ phân giải gradien theo khơng gian Sau đó, từ kết đo đầu dị lớn ta sẽ lấy trung bình giá trị theo khơng gian (diện tích hiệu lớn ¼ bước sóng theo mặt cắt) Bên cạnh anten cảm biến nhỏ tạo tạo nhiễu trường khơng làm thay đổi đặc tính xạ nguồn Tất trường hợp sử dụng đầu dị đẳng hướng chúng ta khơng biết xác phân cực trường trường gần Tương tự phân cực bước sóng biết khơng cần sử dụng thiết bị đo bang rợng mà dùng đầu dị băng hẹp có đáp tuyến đồng nhất mợt mặt phẳng cố định II.2 Hệ thống đo trường bên II.2.1 Thiết bị đo trường bên II.2.1.1 Đầu dò trường E cấy vào Để đo cường độ điện trường điện cục bên mô điểm định trước, ta sử dụng đầu dò trường E cấy vào Có thể sử dụng để quét liên tục theo thời gian thực mơ qt tuyến tính Cơ cấu đẳng hướng gồm ba lưỡng cực bố trí vng góc tải trực tiếp ốt Schottky (tấm chắn kim loại) điểm ni Tín hiệu chỉnh lưu biến đổi điốt để truyền đến chuyển đổi liệu qua đường truyền RF suốt (đường truyền điện trở cao) Đường truyền tạo nên từ dải Teflon thấm cacbon công nghệ màng dày/mỏng sử dụng thạch anh gốm Đầu dò gồm lưỡng cực màng mỏng, dây dẫn điện trở cao Đi ốt dạng đầu khe hở lưỡng cực cho phép phát RF từ 1mV mW/cm2 Cần đặt lưỡng cực vng góc đầu dị thể tích hình cầu, hình khối từ 1mm tới 5mm Do đó, cường độ trường SAR đạt tới độ phân giải cỡ milimet II.2.1.2 Đầu dò nhiệt độ cấy Đầu dò nhiệt đợ sử dụng để đo SAR Tuy nhiên cần lưu ý cảm biến nhiệt độ dây dẫn phải không gây ảnh hưởng nhiễu trường, giá trị SAR phải tương đối lớn để sinh nhiệt đo khơng thấp vài oát/kilogram Việc sử dụng sợi quang 11 kết hợp với vật liệu điện trở cao giảm thiểu tượng nhiễu trường Do vạch chia đầu dò nhiệt tương đối nhỏ (cỡ 0.01 C) thời gian thực tế dài nhất diễn một xạ thường dao đợng từ 5s-30s Do đó, phương pháp rất hạn chế chỉ sử dụng mức độ tạo nhiệt (bức xạ) tương đối lớn II.2.2 Qui trình đo trường bên Đối với quy trình đo trường bên trong, có bước thực bao gồm: Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ, dung dịch mô phỏng tương ứng với dải tần số cần kiểm tra Bước 2: Thực đo kiểm, ghi nhận kết tính tốn Chi tiết chuẩn bị thiết bị cơng thức tính mục 2.2.2.1, 2.2.2.2 2.2.2.3 II.2.2.1 Đầu dò trường điện cỡ nhỏ Để đo phân bố SAR cục bên mơ hình ảo động vật sống gây mê ta có đầu dị trường E cấy được, đẳng hướng cỡ nhỏ Thích hợp để đo SAR cỡ mW/kg Chỉ số SAR xác định sau: SAR   0 '' E   SAR  E  (2.1) W/kg (2.2) W/kg Trong đó: - : khối lượng riêng (kg/m3) - : số điện môi không gian tự (F/m) - : phần ảo số điện môi phức tương đối - : tần số góc (2 f) - : độ dẫn (S/m) - E: cường độ trường điện hiệu dụng điểm thể (V/m) Các đầu dò cỡ nhỏ phải thích hợp để đo trường bên mơ sinh học mơ mơ sinh học thực có lượng nước từ thấp đến cao, đặc biệt độ nhạy phải lớn đầu dò nhiệt độ Thực phép đo nhiều 12 điểm bên mơ hình mơ thực tế Do đối tượng sinh học bị phơi nhiễm tồn gradien theo khơng gian có sóng đứng, nên cần đủ liệu điểm để phác họa phân bố SAR Tại mỗi điểm này, lấy tổng đầu ba lưỡng cực vng góc với vị trí đầu dò II.2.2.2 Sử dụng đầu dò nhiệt độ Nguyên tắc sử dụng đầu dị nhiệt đợ khơng gây nhiễu để đo SAR rất đơn giản, khó để thu thập dữ liệu xác Mục đích phương pháp đo độ tăng nhiệt xạ gây theo thời gian ( ) vị trí định sẵn mơ vật liệu mơ phỏng Do đợ sai số kể đến tổn thất nhiệt, bổ sung nhiệt đối lưu, dẫn nhiệt…là rất quan trọng Ta xác định SAR tính từ đợ dốc tuyến tính sau: SAR  II.2.2.3 Phép đo nhiệt lượng T  c t Phương pháp sử dụng để tính tốn giá trị SAR trung bình tồn thể người Bằng cách sử dụng thiết bị đo nhiệt lượng (thường phân lớp gradien) Thiết bị có tín hiệu tỉ lệ với tốc độ dòng lượng nhiệt khỏi thiết bị-điện áp dương tốc độ dòng lượng vào-điện áp âm Vật thể thử nghiệm mơ hình người tương đương động vật gây mê chiếu thời gian đo đặt đồng hồ đo nhiệt lượng Điện áp đồng hồ theo dõi ghi chép lại nhiệt gây ra khỏi vật thể thử nghiệm trở trạng thái nhiệt ban đầu Ta thu diện tích bên đường biến thiên điện áp đồng hồ đo, nhân với số hiệu chuẩn thiết bị để thu tổng lượng lưu lại SAR trung bình thu từ chia công suất (w) (tốc độ lưu lại lượng) cho khối lượng (kg) vật thể Phương pháp nhiều thời gian, vài vài ngày tùy thuộc vào khối lượng vật thể II.3 Hệ thống DASY52 13 Hệ thống DASY52 hệ thứ họ sản phẩm hệ thống đo lường sóng điện từ hãng Schmid & Partner Engineering AG Zeughausstrasse dựa nguyen lý tương tự hệ thống đo trường II.3.1 Thiết bị đo Hình 2.2: Hệ thống thử nghiệm DASY52 Một hệ thống DASY52 gồm thành phần sau: - Một cánh tay robot trục có đợ xác cao tiêu chuẩn với bợ điều khiển phần mềm để điều khiển đầu dò điện trường đo điểm khác phantom - Đầu dị điện trường có hai loại: đầu dị vơ hướng (chỉ cung cấp thông tin biên độ điện trường điểm đo) đầu dò vecto (cung cấp thông tin pha biên độ điện trường) - Một thiết bị điện tử thu thập dữ liệu (DAE) thực khuếch đại tín hiệu, ghép kênh tín hiệu, chuyển đổi AD, đo đợ lệch, phát bề mặt học, phát va chạm - Bộ chuyển đổi quang điện (EOC) thực chuyển đổi từ tín hiệu quang sang tín hiệu điện cho truyền thơng kỹ thuật số tới DAE 14 - Chức máy chủ thực tác vụ quan trọng thời gian lọc tín hiệu, điều khiển hoạt động robot ngắt chuyển động nhanh - Tia sáng sử dụng để chỉnh đầu dò Điều cải thiện đợ xác (tuyệt đối) việc định vị đầu dò - Điều khiển từ xa cũng mạch điện bổ sung để đảm bảo an tồn cho robot đèn cảnh báo - Phantom có loại phantom phẳng (dùng để đo SAR thiết bị vơ tuyến, điện tử nói chung) phantom có dạng đầu người (dùng để đo SAR điện thoại di đợng) II.3.2 Qui trình thử nghiệm Quy trình thử nghiệm phương pháp dựa bợ tiêu chuẩn: IEC 62209-1: Quy trình đo lường kiểm tra độ hấp thụ thể người với trường điện từ sinh từ thiết bị liên lạc không dây cầm tay gắn thể IEC 62209-2: Mơ hình người, thiết bị quy trình sử dụng đo đợ hấp thụ sóng điện từ sinh từ thiết bị liên lạc không dây cầm tay gắn thể Quy trình gồm bước chính: Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị, hệ thống Bước 2: Chạy kiểm tra hệ thống Bước 3: Thực đo kiểm bước: Thực quét vùng quét thu phóng, ghi nhận kết II.3.2.1 Chuẩn bị dung dịch mô Các đặc điểm mơ hình phantom (kích thước hình dạng) phải tương tự phần đầu người trưởng thành Mơ hình phải sử dụng vật liệu có chất điện mơi đặc tính tương đương với mơ đầu người Vỏ phantom bao gồm miếng đệm tai phải chế tạo từ vật liệu có số điện môi suy hao thấp, với số điện môi ≤5 suy hao ≤0,05 II.3.2.2 Kiểm tra hệ thống Kiểm tra hệ thống để xác minh hệ thống hoạt động đúng với thông số kỹ thuật Việc kiểm tra hệ thống sẽ thực để phát sai lệch xảy những điểm không ổn định hệ thống, là: 15 - thay đổi thông số dung dịch, ví dụ, nước bốc thay đổi nhiệt độ - lỗi thành phần - lệch thành phần - lỗi người vận hành thiết lập thông số phần mềm - điều kiện bất lợi hệ thống, ví dụ, nhiễu RF II.3.2.3 Tần số kiểm tra Đối với mỗi chế độ hoạt động thiết bị cầm tay, thử nghiệm phải thực kênh gần tâm mỗi dải tần số phát Nếu độ rộng tần số phát băng tần, (Δf = ) vượt 1% tần số trung tâm fc nó, kênh tần số thấp cao băng tần phát cần kiểm tra II.3.2.4 Các bước thực Trên giới có hai phương pháp thử sử dụng rộng rãi, tương ứng hai ngưỡng yêu cầu khác Phương pháp thử theo FCC/IEEE sử dụng Bắc Mỹ, Hàn Quốc ICNIRP sử dụng phần lớn nước lại Hai phương pháp thử nêu khác chủ yếu cách tính tốn giá trị trung bình Phương pháp thử FCC sử dụng tính tốn tỷ lệ hấp thụ 1gram mơ (theo hình lập phương) đầu thân cịn phương pháp theo ICNIRP tính tốn 10gram mơ 16 Hình 2.12: Sơ đồ bước thực Kết luận chương 2: Chương xét tới vài phương pháp qui trình đo phơi nhiễm điện từ từ thiết bị điện tử, cầm tay sử dụng gần người Thứ hệ thống đo trường hệ thống đo trường bên trong, kỹ thuật đo SAR gặp thách thức lớn thời gian đo tính xác xác định SAR thiết bị Để giải toán này, sử dụng hệ thống DASY52 phương pháp, kỹ thuật để ước lượng nhanh, cho phép ta có quy trình đo đơn giản hiệu nhằm xác định giá trị cực đại SAR thiết bị điện tử có sử dụng ăng ten thu phát sóng 17 CHƯƠNG ÁP DỤNG QUY TRÌNH ĐO PHƠI NHIỄM Chương vào triển khai đo thực tế tỷ lệ hấp thụ SAR thiết bị di động cụ thể, để thấy ưu điểm hệ thống DASY52 nêu chương Từ rút nhận xét, kết luận kết thu III.1 Thiết bị đo III.1.1 Đầu dò trường E Đầu dò thiết kế hiệu chuẩn đặc biệt để sử dụng chất lỏng tần số khác Đầu dị tích hợp hệ thống phát bề mặt quang học để tránh tiếp xúc với hình nợm III.1.2 Bộ thu thập liệu điện Thiết bị điện tử thu thập liệu (DAE) bao gồm khuếch đại điện kế có độ nhạy cao với khả tự động quy không, kênh ghép kênh chuyển mạch, chuyển đổi nhanh AD16 bit giải mã lệnh đơn vị điều khiển logic Việc truyền liệu xuống máy chủ thực thông qua đường xuống quang cho liệu thông tin trạng thái đường lên quang cho lệnh đồng hồ III.1.3 Phantom Phantom ELI thiết kế để kiểm tra tuân thủ thiết bị không dây cầm tay gắn thể dải tần từ 30MHz đến 6GHz ELI4 tương thích với chất lỏng mô tiêu chuẩn dung dịch mô mô biết III.1.4 Thiết bị giữ Được sử dụng kết hợp với phantom SAM V5.0/V5.0c ELI Thiết bị gắn cho máy thu phát sóng cầm tay cho phép xoay thiết bị gắn đến vị trí, tọa độ mong mn Ở đầu, trục quay vị trí lỡ tai mơ người sử dụng thiết bị di động Giá đỡ thiết bị khóa để định vị phần phantom khu vực khác (đầu trái, đầu phải, mặt phẳng) Dễ dàng để gắn nhiều loại thiết bị có kích thước khác điện thoại thông minh, sách điện tử, máy tỉnh bảng III.1.5 Dung dịch mô 18 Đối với phép đo phân bố trường bên phantom SAM DASY, phantom phải chứa khoảng 25 lít chất lỏng mơ mơ thể đồng Đối với thử nghiệm ảnh hưởng SAR phần đầu, chiều cao dung dịch từ điểm chuẩn tai (ERP) phantom đến bề mặt ang chất lỏng lớn 15 cm III.2 Kết đo Cơng nghệ Cellsafe® Radi Chip ™ bao gồm nhiều lớp vật liệu hấp thụ sóng có cơng thức đặc biệt, kết hợp với chip PCB RF thụ động thiết kế đặc biệt Các lớp hấp thụ hầu hết tín hiệu RF truyền từ ăng-ten điện thoại di động chip điều khiển PCB phân tán tín hiệu phía sau điện thoại Bảng 3.6: Kết SAR của mẫu iphone 8/ iphone plus TT #01 #02 #03 #04 #05 #06 #07 #08 #09 #10 #11 #12 #13 Băng tần Chế độ WCDMA RMC Band V 12.2Kbps WCDMA RMC Band V 12.2Kbps WCDMA RMC Band V 12.2Kbps WCDMA RMC Band V WCDMA 12.2Kbps RMC Band V WCDMA 12.2Kbps RMC Band V WCDMA 12.2Kbps RMC Band V WCDMA 12.2Kbps RMC Band V WCDMA 12.2Kbps RMC Band II 12.2Kbps WCDMA RMC Band II 12.2Kbps WCDMA RMC Band II 12.2Kbps WCDMA RMC Band II WCDMA 12.2Kbps RMC Vị trí Kênh Tần số (MHz) Má phải 4182 836.4 Má phải 4182 836.4 Má trái 4182 836.4 Má trái 4182 836.4 Má phải 4182 836.4 Má phải 4182 Má trái Mẫu thử iphone Dùng Đo Đo Smart 1g SAR 10g SAR Radi chip (W/kg) (W/kg) Có Chip1 0.118 0.082 Khơng có 0.201 0.139 Có Chip1 0.161 0.111 Khơng có 0.258 0.178 iphone Có Chip1 0.120 0.084 836.4 iphone Khơng có 0.244 0.170 4182 836.4 iphone Có Chip1 0.157 0.108 Má trái 4182 836.4 iphone Khơng có 0.308 0.215 Má phải 9400 1880 Có Chip1 0.193 0.111 Má phải 9400 1880 Khơng có 0.550 0.315 Má trái 9400 1880 Có Chip1 0.140 0.084 Má trái 9400 1880 Khơng có 0.282 0.173 Má phải 9400 1880 Có Chip1 0.171 0.100 plus iphone plus iphone plus iphone plus iphone plus iphone plus iphone plus iphone plus iphone 19 #14 #15 #16 Band II WCDMA 12.2Kbps RMC Band II WCDMA 12.2Kbps RMC Band II WCDMA 12.2Kbps RMC Cheek Left Band II 12.2Kbps Cheek III.3 Má phải Left 9400 1880 iphone Khơng có 0.921 0.529 9400 1880 iphone Có Chip1 0.134 0.080 9400 1880 iphone Khơng có 0.442 0.263 Kết luận kiến nghị Để thấy tính hiệu hệ thống DASY52, ta sử dụng phép đo SAR đầu dò trường E cấy được, đẳng hướng với đường trở kháng cao Chỉ số SAR tính tốn theo công thức (2.1), thu kết quả: Bảng 3.8: Kết quả đo giá trị SAR đầu dò trường E Kết quả đo đầu dò trường E Giá trị SAR cao Sử dụng Smart Radi chip Băng tần iphone plus iphone Không sử dụng Smart Radi chip WCDMA Band V 1g SAR (W/kg) 0.121 10g SAR (W/kg) 0.089 1g SAR (W/kg) 0.205 10g SAR (W/kg) 0.128 WCDMA Band II 0.154 0.109 0.350 0.240 WCDMA Band V 0.133 0.106 0.201 0.210 WCDMA Band II 0.142 0.120 0.788 0.419 Sử dụng phương pháp đo dòng điện tiếp xúc theo quy trình đo trường ngồi Nối mợt thiết bị đo dòng điện vào giữa tay điện thoại di đợng để đo dịng điện tiếp xúc Bảng 3.9: Kết quả đo giá trị SAR phương pháp đo dòng điện tiếp xúc Kết quả đo phương pháp đo dòng điện tiếp xúc Giá trị SAR cao Sử dụng Smart Radi chip Băng tần iphone plus iphone Không sử dụng Smart Radi chip WCDMA Band V 1g SAR (W/kg) 0.130 10g SAR (W/kg) 0.100 1g SAR (W/kg) 0.240 10g SAR (W/kg) 0.108 WCDMA Band II 0.173 0.097 0.450 0.265 WCDMA Band V 0.107 0.101 0.258 0.165 WCDMA Band II 0.150 0.088 0.811 0.489 Thời gian đo kiểm trung bình: Bảng 3.10: Thời gian đo trung bình DASY52 Phương pháp đầu dò trường E Phương pháp dịng điện tiếp xúc 20 Thời gian trung bình (phút) 30 20 Kết giá trị SAR mà nhà sản xuất Apple công bố: Bảng 3.11: Giá trị SAR theo công bố nhà sản xuất Giá trị SAR cao Model Không sử dụng Smart Radi chip 1g SAR (W/kg) 10g SAR (W/kg) iphone plus 1.19 1.32 iphone 1.19 0.99 (Nguồn: https://www.apple.com/legal/rfexposure) Các kết thu nằm mức giới hạn cho phép quốc gia giới Từ những kết thu Bảng 3.7, 3.8, 3.9 3.10, DASY52 cho phép xác định giá trị SAR lớn nhất thiết bị vô tuyến, thiết bị điện tử có sử dụng ăng ten thu phát mợt cách nhanh chóng xác Ưu điểm hệ thống tránh sai số đo gây thiết bị, phép tính người vận hành Giá trị ước lượng SAR giá trị tính tốn SAR phù hợp với Sai số giữa giá trị ước lượng giá trị mô phỏng rất nhỏ hầu hết trường hợp Các thiết bị điện tử cầm tay ngày sử dụng rộng rãi Việt Nam, q trình khơng thể đảo ngược đặc biệt xu hướng làm việc từ xa áp dụng Do đó, để giảm thiểu ảnh hưởng xấu từ thiết bị điện tử tới sức khỏe người, chúng ta cần bổ sung những quy định để kiểm soát mức độ phơi nhiễm những thiết bị 21 KẾT LUẬN Luận văn đạt vấn đề sau: - Nghiên cứu phơi nhiễm tham số - Tìm hiểu ảnh hưởng trường điện từ tới sức khỏe người - Xây dựng quy trình đo phơi nhiễm thực tế Song song với quy trình đo phơi nhiễm Bộ thơng tin truyền thông áp dụng vào thực tế Việt Nam, luận văn giới thiệu quy trình, phương pháp áp dụng rộng rãi giới Với kết đạt được, đề tài có ý nghĩa thực tiễn lĩnh vực đo kiểm trường điện từ ngành viễn thông Luận văn giúp người dân có nhận thức sâu sắc ảnh hưởng sóng điện từ sức khỏe người, đặc biệt ảnh hưởng điện thoại di động Hướng phát triển của luận văn: - Đi sâu vào nghiên cứu ảnh hưởng trường điện từ gây thiết bị điện tử tới sức khỏe người, đặc biệt trẻ em - Hoàn thiện phương pháp đo phơi nhiễm theo phương pháp FCC/IEEE 22 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Khoa học Công nghệ (2007), TCVN 3718-1:2005 quản lý an toàn trường xạ tần số ra-đi-ô – Phần 1: Mức phơi nhiễm lớn dải tần từ 3kHz đến 300 GHz [2] Bộ Khoa học Công nghệ (2007), TCVN 3718-2:2007 quản lý an tồn trường xạ tần số ra-đi-ơ – Phần 2: Phương pháp khuyến cáo để đo trường điện từ tần số ra-đi-ô liên quan đến phơi nhiễm người dải tần từ 100kHz đến 300GHz [3] Thái Hồng Nhị (2006), Trường điện từ truyền sóng anten, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [4] Vũ Tiến Lực (2012) – Nghiên cứu xây dựng quy trình đo phơi nhiễm, Đồ án tốt nghiệp cao học Học viện cơng nghệ bưu viễn thơng [5] Institute of Electrical and Electronics Engineers (2003), IEEE Standard 1528: 2003: IEEE Recommended Practice for Determining the Peak Spatial-Average Specific Absorption Rate (SAR) in the Human Head from Wireless Communications Devices: Measurement Techniques [6] International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (1996), “ICNIRP Statement: On health issues related to the use of hand-held radio telephones and base transmitters”, published in: Health Physics 70(4):383-387, ICNIRP Publication [7] International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (2020), “ICNIRP Guidelines for limiting exposure to electromagnetic fields (100 KHz to 300 GHz)”, published in: Health Physics 118(5):483-524, ICNIRP Publication [8] International Electrotechnical Commission (2016), IEC 62209-1:2016: Measurement procedure for the assessment of specific absorption rate of human exposure to radio frequency fields from hand-held and body- 23 mounted wireless communication devices - Part 1: Devices used next to the ear (Frequency range of 300 MHz to GHz) [9] International Electrotechnical Commission (2016), IEC 62209-2:2010: Human exposure to radio frequency fields from hand-held and bodymounted wireless communication devices - Human models, instrumentation, and procedures - Part 2: Procedure to determine the specific absorption rate (SAR) for wireless communication devices used in close proximity to the human body (frequency range of 30 MHz to GHz) [10] https://wap.vinaphone.com.vn/gioi-thieu/tin-tuc/thue-bao-bang-rongdi-dong-cua-viet-nam-tang-truong-manh.html, truy nhập tháng 01/2022 [11] https://kinhtedothi.vn/43-7-trieu-nguoi-viet-dang-so-huu- smartphone.html, truy nhập tháng 01/2022 [12] https://dot.gov.in/sites/default/files/Specific_absorption.pdf , truy nhập tháng 02/2022 ... khỏe người - Tìm hiểu xây dựng quy trình đo phơi nhiễm thực tế dựa hệ thống, phương pháp giới Do đó, tơi chọn đề tài ? ?Nghiên cứu xây dựng quy trình đo phơi nhiễm điện từ trường từ thiết bị điện tử. .. đạt vấn đề sau: - Nghiên cứu phơi nhiễm tham số - Tìm hiểu ảnh hưởng trường điện từ tới sức khỏe người - Xây dựng quy trình đo phơi nhiễm thực tế Song song với quy trình đo phơi nhiễm Bộ thông tin... 2: Chương xét tới vài phương pháp qui trình đo phơi nhiễm điện từ từ thiết bị điện tử, cầm tay sử dụng gần người Thứ hệ thống đo trường hệ thống đo trường bên trong, kỹ thuật đo SAR gặp thách