Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 3718-2:2007 đưa ra các phương pháp khuyến cáo để đo trường điện từ tần số rađiô mà con người có thể bị phơi nhiễm. Ngoài ra, tiêu chuẩn này còn qui định các phương pháp thích hợp để đo trường và dòng điện cảm ứng trong cơ thể người khi bị phơi nhiễm trong trường này ở dải tần từ 100 kHz đến 300 GHz.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 3718-2 : 2007 QUẢN LÝ AN TỒN TRONG TRƯỜNG BỨC XẠ TẤN SỐ RAĐIƠ - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP KHUYẾN CÁO ĐỂ ĐO TRƯỜNG ĐIỆN TỪ TẦN SỐ RAĐIÔ LIÊN QUAN ĐẾN PHƠI NHIỄM CỦA CON NGƯỜI Ở DẢI TẦN TỪ 100 kHz ĐẾN 300 GHz Management of radio frequency radiation fields hazards - Part 2: Recommended methods for measurements of radio frequency electromagnetic fields with respect to human exposure to such fields, 100 kHz - 300 GHz Lời nói đầu TCVN 3718-2 : 2007 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC/E9 Tương thích điện từ biên soạn, dựa tài liệu IEEE Std C95.3 Viện kỹ thuật điện điện tử (Hoa Kỳ), Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố TCVN 3718-2 : 2007 phần TCVN 3718 TCVN 3718 gồm hai phần: TCVN 3718-1 : 2005, Quản lý an tồn trường xạ tần số rađiơ - Phần 1: Mức phơi nhiễm lớn dải tần từ kHz đến 300 GHz TCVN 3718-2 : 2007, Quản lý an toàn trường xạ tần số rađiô - Phần 2: Phương pháp khuyến cáo để đo trường điện từ tần số rađiô liên quan đến phơi nhiễm người dải tần từ 100 kHz đến 300 GHz QUẢN LÝ AN TOÀN TRONG TRƯỜNG BỨC XẠ TẤN SỐ RAĐIÔ - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP KHUYẾN CÁO ĐỂ ĐO TRƯỜNG ĐIỆN TỪ TẦN SỐ RAĐIÔ LIÊN QUAN ĐẾN PHƠI NHIỄM CỦA CON NGƯỜI Ở DẢI TẦN TỪ 100 kHz ĐẾN 300 GHz Management of radio frequency radiation fields hazards - Part 2: Recommended methods for measurements of radio frequency electromagnetic fields with respect to human exposure to such fields, 100 kHz - 300 GHz Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn đưa phương pháp khuyến cáo để đo trường điện từ tần số rađiơ mà người bị phơi nhiễm Ngồi ra, tiêu chuẩn qui định phương pháp thích hợp để đo trường dòng điện cảm ứng thể người bị phơi nhiễm trường dải tần từ 100 kHz đến 300 GHz Tiêu chuẩn không áp dụng cho nguy hiểm tiềm ẩn phơi nhiễm mơi trường có vật liệu bay hơi, dễ cháy thiết bị có khả xảy nổ xạ điện từ Tuy nhiên sử dụng kỹ thuật đo thiết bị đo mô tả tiêu chuẩn để đo trường gần vật liệu dễ cháy thiết bị gây nổ Tài liệu viện dẫn TCVN 3718-1 : 2005, Quản lý an toàn trường xạ tần số rađiô - Phần 1: Mức phơi nhiễm lớn dải tần từ kHz đến 300 GHz Định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa nêu TCVN 3718-1 : 2005 định nghĩa 3.1 anten (antenna) cấu thiết kế để xạ (hoặc thu) lượng điện từ 3.2 lượng trung bình ( P ) (average power) mức trung bình theo thời gian lượng lan truyền: 3.3 lượng đầu trung bình điều biến biên độ (amplitude modulated average power output) lượng tần số rađiô phân bố đầu nối phát, lấy trung bình chu kỳ điều biến 3.4 mật độ dòng lượng trung bình (average power density) tích phân mật độ dòng lượng tức thời khoảng thời gian qui định Khoảng thời gian liên quan đến nguồn, ví dụ, chu kỳ lặp nguồn, liên quan đến việc sử dụng, ví dụ, thời gian trung bình quy định hướng dẫn phơi nhiễm Mật độ dòng lượng trung bình biểu diễn ốt mét vng (W/m2) CHÚ THÍCH: Thơng thường nói đến mật độ dòng lượng trung bình, cần phải phân biệt trung bình theo khơng gian (tại thời điểm cho trước) trung bình theo thời gian (tại vị trí cho trước) 3.5 mật độ dòng lượng đỉnh (peak power density) mật độ dòng lượng tức thời lớn xuất giai đoạn lượng truyền 3.6 mật độ dòng lượng sóng phẳng tương đương (equivalent plane-wave power density) giá trị chuẩn hóa bình phương cường độ trường điện trường từ điểm trường gần nguồn xạ Giá trị biểu thị W/m tính sau: S E /(120 ) H 120 3.7 dòng điện bên thể (internal body current) dòng điện cảm ứng thể sinh vật phơi nhiễm trường tần số rađiô tần số thấp 3.8 trở kháng sóng (của khơng gian tự do) (intrinsic impedance (of free space)) tỷ số cường độ trường điện cường độ trường từ sóng điện từ lan truyền Trở kháng sóng sóng phẳng không gian tự 120π Ω (xấp xỉ 377 Ω) 3.9 phơi nhiễm cho phép lớn (MPE) (maximum permissible exposure) giá trị hiệu dụng giá trị đỉnh cường độ trường điện trường từ, bình phương chúng mật độ dòng lượng sóng phẳng tương đương với trường dòng điện cảm ứng dòng điện tiếp xúc mà người bị phơi nhiễm khơng bị ảnh hưởng có hại với hệ số an tồn chấp nhận Trong số hướng dẫn, chúng đề cập mức điều tra mức tham chiếu 3.10 độ sâu thẩm thấu (penetration depth) khoảng cách từ biên vào môi trường truyền dọc theo hướng lan truyền môi trường truyền sóng điện từ phẳng đập vào biên mơi trường truyền, cường độ trường sóng giảm đến 1/e lần giá trị biên chúng Độ sâu thẩm thấu biểu thị mét (m) 3.11 mức lượng (power level) tỷ số lượng điểm hệ thống truyền dẫn lượng lượng chọn làm chuẩn Tỷ số thường biểu diễn đêxiben so với mW (dBm) đêxiben so với W (dBW) 3.12 đầu dò (probe) thiết bị gây nhiễu dùng để đo thành phần trường tần số rađiơ mơi trường truyền Đầu dò bao gồm phận đây: a) (các) cảm biến nhỏ điện (trong môi trường truyền) để phát thành phần trường tần số rađiô cần xét; b) phương tiện để chuyển đổi tín hiệu RF thành tín hiệu chiều tỉ lệ tín hiệu xoay chiều biến đổi chậm; c) đường truyền có tính điện trở trở kháng cao cân để tách tín hiệu chỉnh lưu 3.13 chiều dài anten đầu dò (probe antenna-length) kích thước vật lý lớn phần tử cảm biến, ví dụ, lưỡng cực vòng tương ứng với đầu dò trường điện trường từ kích thước phần tử cảm biến lớn dàn nhiều phần tử 3.14 rađa (radar) hệ thống xạ sóng điện từ xung điều biến tần số sử dụng phản xạ sóng từ vật thể xa để xác định tồn và/hoặc vị trí vật thể 3.15 thời gian đáp ứng (response time) thời gian yêu cầu để thiết bị đo trường đạt tới giá trị phần trăm qui định giá trị cuối sau đặt trường cần đo Trong tiêu chuẩn chọn 90 % giá trị cuối 3.16 trung bình theo khơng gian (spatial average) áp dụng cho phép đo trường điện trường từ để đánh giá phơi nhiễm toàn thể trung bình theo khơng gian trung bình bình phương trường diện tích tương đương với mặt cắt thẳng đứng thể người trưởng thành Trung bình theo khơng gian đo cách qt (bằng đầu dò đo thích hợp) diện tích phẳng tương đương với diện tích chiếm người trưởng thành đứng (diện tích hình chiếu đứng) Trong hầu hết trường hợp, quét theo chiều thẳng đứng trường đến độ cao m đủ 3.17 mức hấp thụ riêng đỉnh trung bình theo khơng gian (peak spatial-average specific absorption rate) (SAR) SAR cục lớn lấy trung bình thể tích khối lượng qui định, ví dụ, g hay 10 g mơ có dạng hình lập phương SAR biểu diễn đơn vị ốt kilơgam (W/kg) Các lưu ý phép đo liên quan đến đánh giá nguy hiểm RF 4.1 Đặc tính xạ trường điện từ tần số rađiô (EM RF) 4.1.1 Tham số định nguồn Nguồn xạ điện từ có đặc tính khác nhiều đòi hỏi tính đa dụng thiết bị quan sát Các đặc tính là: a) Điều biến - Đặc tính riêng tín hiệu miền thời gian tần số b) Dạng xạ - Trong trường gần, dạng xạ thay đổi theo khoảng cách so với nguồn, đó, trường xa, khơng có thay đổi đáng kể theo khoảng cách Tại điểm cho trước không gian, cường độ trường thay đổi liên tục sử dụng kỹ thuật quét điện tử c) Tần số - Năng lượng tồn dải tần rộng chiếm chủ yếu trường E trường H d) Phân cực - Trong trường xa nguồn xạ nhất, có phân cực diện tích rộng (tuyến tính thẳng đứng, tuyến tính ngang, elip tròn) Tuy nhiên, trường gần, điểm cho trước tồn phân cực phân cực thay đổi theo thay đổi nhỏ vị trí so với nguồn RF 4.1.2 Dạng nhiễu Trong môi trường bất kỳ, nơi thực phép đo RF, cường độ trường thường thay đổi theo vị trí Sự thay đổi xảy dạng nhiễu sinh kết hợp lượng nhận trực tiếp từ (các) nguồn phản xạ (hay xạ lại) từ vật thể tự nhiên hay nhân tạo (bức xạ nhiều hướng) Vì pha tín hiệu phản xạ góc so với pha tín hiệu trực tiếp, ảnh hưởng phản xạ làm tăng giảm cường độ tín hiệu mà lẽ có khu vực khơng có tín hiệu phản xạ Khoảng cách điểm lớn nhỏ hàm bước sóng chúng thay đổi từ phần centimét đến nhiều mét Tại khu vực có phát làm việc tần số khác nhau, dạng cường độ trường có khả trở nên đặc biệt phức tạp Nguồn quét, rađa nguồn khác, hoạt động không liên tục, tạo thay đổi theo thời gian dạng nhiễu Lập kế hoạch chương trình đo phải xem xét thay đổi theo không gian thời gian Yêu cầu quan trọng quan điểm thu thập liệu thích hợp mục tiêu đảm bảo người lao động bảo vệ khỏi bị phơi nhiễm mức 4.1.3 Rò xạ Rò xạ từ thiết bị điện tử tạo vấn đề đặc biệt nguồn lượng khơng xác định rõ ràng Có thể bắt nguồn từ nứt vỏ bọc cáp liên kết ống dẫn sóng nối khơng đảm bảo Sự phân cực trường điện từ vị trí rò thường trước Đây trường hợp đặc biệt trường gần nói chung, có vấn đề tương tự tất phép đo trường gần, trường xạ chủ ý hay ngẫu nhiên Trong anten RF (loại lưỡng cực, loại hình loa) bao gồm kết cấu thiết kế có chủ ý để xạ nhận lượng điện từ có hiệu thiết bị thiết kế để chế biến vật liệu lượng RF (lò nung điện mơi lò cảm ứng RF, thiết bị phẫu thuật dùng điện máy hàn hồ quang) không thiết kế có chủ ý để xạ, kết cấu hoạt động anten Người làm việc với thiết bị bị phơi nhiễm cường độ cao gần phần tử xạ Rất khó để có phương pháp xử lý theo lý thuyết chung đầy đủ vấn đề rò nằm ngồi phạm vi tiêu chuẩn Kỹ thuật kiểm tra rò có xạ khác với kỹ thuật trường xạ từ anten Trong trường hợp rò, vị trí nguồn thơng thường tìm thấy phương pháp thử sai Bộ phát không định hướng, không phân cực "đẳng hướng" thường thỏa mãn để dò khu vực lân cận thiết bị mà anten cho kết đọc khơng xác khơng thể đáp ứng với tín hiệu nhiều hướng hệ số suy giảm độ lợi biết khơng xác vùng trường gần Tuy nhiên, tần số vi sóng, hệ thống định hướng gồm có anten hình loa nhỏ đầu dò dẫn sóng, điện trở nhiệt, suy giảm đồng hồ đo lượng dễ lắp ráp hữu ích cho việc định vị nguồn rò khơng đòi hỏi biết xác mức độ rò Tuy nhiên, thành phần phân cực thẳng ngang cần đo riêng cách quay đầu dò 90o quanh trục Trong trường hợp nguồn rò sinh phơi nhiễm khơng đồng cao người, phép đo dòng điện cảm ứng thị phơi nhiễm xác so với phép đo cường độ trường điện trường từ Dòng điện cảm ứng cho phép đo ghép điện dung nguồn cá nhân gần mà phép đo cường độ trường khơng thực Ví dụ, trường hợp bàn tay bị phơi nhiễm trường điện từ mạnh cụ thể, dòng cảm ứng chạy qua ngón tay, bàn tay cổ tay trở thành yếu tố hạn chế thể dạng kết SAR 4.1.4 Xem xét khác Trong trường gần, tồn ba thành phần vng góc trường điện có pha biên độ tương ứng Tương tự, có ba thành phần vng góc trường từ có pha biên độ Trường điện có phân cực hình elip mặt phẳng trường từ, thường có phân cực elip mặt phẳng khác Vì vậy, trường gần, phép đo pha biên độ ba thành phần trường điện (từ) thường không cung cấp đủ thông tin để xác định trường từ (điện) điểm Vì vậy, cần sử dụng thiết bị đo đo trường điện trường từ đáp ứng đồng thời tất cực tính Thiết bị đo trường sử dụng ba lưỡng cực vng góc mạch vòng phát biên độ, khơng phát pha trường điện trường từ nên không cung cấp thông tin đầy đủ trường phân cực elip Cụ thể, loại thiết bị không đo vectơ trường tức thời lớn Chỉ đo cường độ trường trung bình tổng, với giá trị trung bình xuất chu kỳ dao động trường (tần số sóng mang) Thiết bị đo sẵn có khơng có khả đo pha biên độ Điều có nghĩa mật độ dòng lượng không đo thực trường hợp này, mật độ dòng lượng đại lượng hiển thị lấy từ phép đo |E|2 |H|2 Dụng cụ hiển thị xạ RF nhạy với trường xung theo cách hồn tồn khác so với trường sóng liên tục Với trường xung hệ số cơng suất thấp, dụng cụ trở thành tách sóng đỉnh tạo số đo trội 10 dB đến 20 dB so với giá trị trường thực, lấy trung bình theo thời gian Khi mô tả trường điện từ với nguy hiểm tiềm ẩn, cần phân biệt mức xạ mức phơi nhiễm Mức xạ tiêu chuẩn qui định cường độ trường lớn mật độ dòng lượng khoảng cách qui định (thường nhỏ) so với nguồn xạ; mức phơi nhiễm tiêu chuẩn thường qui định cường độ trường mật độ dòng lượng lớn người bị phơi nhiễm hàm thời gian phơi nhiễm Trong hầu hết trường hợp, áp dụng tiêu chuẩn xạ, nguồn khe hở nhỏ, ví dụ, rò cục xung quanh mặt ngồi cửa lò vi sóng Trong trường hợp này, trường xạ tuân theo qui luật mật độ dòng lượng giảm tỉ lệ nghịch với bình phươngkhoảng cách theo quan hệ phụ thuộc cường độ trường tỉ lệ nghịch khoảng cách Sự phụ thuộc tỉ lệ nghịch với khoảng cách chứng minh rò rỉ phát từ lò vi sóng khoảng cách cm đến khoảng m Có thể mối quan hệ tỉ lệ nghịch bình phương không sát với khe hở lớn điện Nói chung, mức phơi nhiễm lớn người không tương đương với mức phát xạ đo nguồn lượng RF Ngoài ra, diện tích phơi nhiễm thường giảm người đến gần nguồn Vì vậy, tiếp cận nguồn, người kiểm tra trường rò cần quét mặt phẳng để xác định vị trí chùm xạ rò cục 4.2 Tóm tắc vấn đề gặp phải phép đo 4.2.1 Trung bình theo thời gian khơng gian 4.2.1.1 Trung bình theo thời gian Giá trị cho phép lớn cường độ trường RF mật độ dòng lượng lấy trung bình khoảng thời gian lấy trung bình qui định, ví dụ, khoảng thời gian liên tục 30 Qui định lấy trung bình theo thời gian cho phép phơi nhiễm vượt mức phơi nhiễm lớn cho phép phơi nhiễm liên tục thời gian phơi nhiễm nhỏ thời gian trung bình Ví dụ, mức phơi nhiễm lớn cho phép 10 W/m (1 mW/cm2) lấy trung bình thời gian min, qui định lấy trung bình theo thời gian cho phép phơi nhiễm vượt 10 W/m2 với điều kiện thỏa mãn công thức sau: S (W/m2) x t (min) = 60 Wmin/m2 t ≤ Vì vậy, ví dụ như, thời gian phơi nhiễm giai đoạn cho phép mật độ dòng lượng lớn 20 W/m Hình minh họa việc áp dụng qui định lấy trung bình theo thời gian mức phơi nhiễm lớn cho phép Ở hình (a), giá trị phơi nhiễm thời gian trung bình 60 Wmin/m giai đoạn Trong giai đoạn lại min, khơng cho phép phơi nhiễm để giữ giá trị thời gian trung bình không vượt 60 Wmin/m2 (6 mWmin/cm2) Thực tế, phơi nhiễm RF thường thay đổi liên tục theo thời gian đặc tính nguồn chuyển động người trường phơi nhiễm RF Điều thể hình (b), vùng nằm bên đường cong thời gian khơng vượt q 60 Wmin/m2 Đặc tính thời gian trung bình mức phơi nhiễm lớn cho phép cho thấy việc xác định phù hợp phức tạp, tùy thuộc vào trường hợp phơi nhiễm cụ thể Ví dụ, phơi nhiễm lớn cho phép lấy trung bình theo thời gian khơng vượt giai đoạn giai đoạn hình (a), mức phơi nhiễm lớn cho phép vượt thời gian bắt đầu giai đoạn kết thúc giai đoạn Đánh giá mức phơi nhiễm RF lấy trung bình theo thời gian số mơi trường phức tạp đạt cách xác qua việc sử dụng thiết bị đo thiết kế để đạt lấy trung bình theo thay đổi thời gian thực tế đo cường độ trường Các phép đo thực thiết bị ghi liệu di động thích nghi với thời gian trung bình mức phơi nhiễm lớn cho phép, tạo giá trị trng bình "trượt" thời gian trung bình thích hợp Trong mơi trường phơi nhiễm phức tạp hơn, phơi nhiễm RF bị gián đoạn khơng có thay đổi mức, ghi liệu sử dụng với đồng hồ đo cường độ trường RF băng rộng đủ để xác định giá trị phơi nhiễm lấy trung bình theo thời gian Hình - Ứng dụng lấy trung bình theo thời gian 4.2.1.2 Trung bình theo khơng gian Việc đánh giá trường RF có thay đổi đáng kể theo vị trí đòi hỏi trường cần lấy trung bình theo khơng gian để qui định mức phơi nhiễm trung bình tồn thể Khi áp dụng phép đo trường điện trường từ để đánh giá phơi nhiễm tồn thể, trung bình theo khơng gian bậc hai trường lấy diện tích tương đương với mặt cắt thẳng đứng thể người trưởng thành Trung bình theo khơng gian đo cách quét (với đầu dò đo thích hợp) diện tích mặt phẳng tương đương với diện tích mà người trưởng thành đứng (diện tích hình chiếu đứng) Trong nhiều trường hợp, việc qt thẳng đứng, tuyến tính đơn trường đến độ cao m qua đường tâm diện tích cần xét đủ Trong trường hợp này, sử dụng phương thức tiếp cận tương tự phương thức đo mức phơi nhiễm lấy trung bình theo thời gian thích hợp Ví dụ, kỹ thuật đo sử dụng thiết bị ghi liệu thực quét tốc độ đồng đường thẳng tương đương chiều cao người trưởng thành Giá trị thu được, lấy trung bình theo tổng thời gian quét, tương đương với trung bình theo khơng gian trường RF Đồng hồ khảo sát RF sẵn có thương mại có phận để ghi liệu tích hợp lấy trung bình theo khơng gian thời gian Các thiết bị đo nhỏ so với thiết bị ghi liệu riêng rẽ trước nối với đồng hồ đo trường Trung bình theo khơng gian trường phơi nhiễm cung cấp mô tả rõ phơi nhiễm, đặc biệt vùng tồn trường tập trung mức trường có cường độ cao, thực tế bị phơi nhiễm mức hạn chế Ngoài trung bình theo khơng gian lấy theo đường thẳng, trường phơi nhiễm RF (1) lấy trung bình diện tích hình chiếu thể (2) lấy trung bình theo trung bình thể tích khơng gian mà cá nhân tiếp cận Mỗi phương pháp có thuận lợi bất lợi, kết nhận trường hợp cho khác Khi lấy trung bình diện tích hình chiếu thực thể, diện tích hình chiếu thể thay đổi theo chiều cao trường không đồng lấy trọng số tương ứng; tức là, trường RF khơng lấy trung bình cách tuyến tính Ví dụ, kích thước thẳng đứng diện tích hình chiếu đầu người nhỏ so với thân người Vì vậy, trường hợp trường lớn gần vị trí đầu lại tương đối nhỏ phần lại thể, lấy trung bình diện tích hình chiếu cho kết nhỏ so với giá trị trung bình tuyến tính đơn Tuy nhiên, trường biến đổi lớn theo không gian lớn vùng thân người vùng thể thấp hơn, việc sử dụng lấy trung bình diện tích hình chiếu cho kết trung bình theo khơng gian lớn so với lấy trung bình tuyến tính đơn Kết lấy trung bình theo khơng gian phụ thuộc vào đặc tính khơng gian trường RF liên quan đến tư đối tượng phơi nhiễm Việc sử dụng lấy trung bình trường theo thể tích khơng gian tương đối thuận tiện để mô tả đặc điểm trường RF vị trí lắp đặt anten có diện tích lớn Trong trường hợp này, trường đo cách di chuyển đầu dò đo RF chuyển động lên xuống với đầu dò dịch chuyển từ gần mặt đất đến độ cao xấp xỉ đầu người Kết hợp với bộ, việc tiếp cận cho phép đầu dò quét thể tích khơng gian tạo trung bình theo thể tích thể chân thực mức phơi nhiễm điển hình cá nhân khu vực so với phương pháp lấy trung bình khác thực tế mặt SAR tồn thể Lựa chọn phương pháp thích hợp để đánh giá mức phơi nhiễm RF liên quan đến SAR trung bình tồn thể nên để người điều tra trường thực Bất kỳ phương pháp có ích cho việc xác định mối quan hệ giá trị trung bình giá trị đỉnh theo khơng gian trường RF cần đo Mối quan hệ sử dụng để đánh giá trường trung bình từ việc dò đơn giản trường đỉnh theo khơng gian Mối quan hệ phụ thuộc vào tần số trường điều tạo khoảng cách khơng gian giá trị lớn nhỏ trường phản xạ gây nên Về sơ bộ, gợi ý trường trung bình theo khơng gian nằm phạm vi từ 40 % đến 60 % giá trị đỉnh theo không gian trường khu vực anten quảng bá băng tần VHF UHF Các cá nhân thực điều tra RF cần xây dựng thơng tin mối quan hệ có liệu hồ sơ điều tra trường có giải thích lại chọn phương pháp đo riêng Có khác hai phương pháp lấy trung bình theo khơng gian anten loại cộng tuyến dọc, loại dùng phổ biến cho dịch vụ thông tin liên lạc không dây khác Trong phân tích anten băng tần 800 MHz độ cao lắp đặt chọn m, 1,2 m 1,83 m cho thấy với cấu hình độ cao mơ đến đầu người, lấy trung bình diện tích chiếu cho kết trung bình theo mật độ dòng lượng nhỏ so với trung bình tuyến tính xấp xỉ 29 % Nếu phân bố trường tạo trường rộng dù cao chút độ cao, suy giảm nhỏ giá trị danh nghĩa cần xác định, khoảng % % tùy theo trường hợp Tuy nhiên, với phân bố trường anten cộng tuyến lắp độ cao m 1,83 m, phương pháp tiếp cận diện tích chiếu chí cho kết mật độ dòng lượng lấy trung bình theo khơng gian lớn chút, % 15 %, tùy theo trường hợp Phát không gây ngạc nhiên tính phức tạp trường phản xạ vị trí lắp đặt anten viễn thơng Nếu mật độ dòng lượng trường cục tương đối cao vùng thân thể người, việc tăng diện tích chiếu thể qua phần thân người cho kết mật độ dòng lượng lấy theo lượng lớn so với trường lấy trung bình tuyến tính đơn Mặt khác, việc dựa vào lấy trung bình theo khơng gian diện tích chiếu thể, số trường hợp (đặc biệt với trường cục cao), cho kết giá trị phơi nhiễm lấy trung bình theo khơng gian thấp đáng kể 4.2.2 Lưu ý phép đo trường ngồi Mơi trường điện từ xác định nhiều yếu tố, bao gồm: a) Hướng lan truyền lượng từ nguồn b) Hướng, khoảng cách, định hướng liên quan nguồn tính chất bật môi trường vật lý liên quan đến điểm thuộc trường c) Sự phân cực, tần số, kiểu điều biến công suất nguồn Bản chất đa dạng yếu tố ảnh hưởng chúng lên kết trường điện từ cần hiểu rõ để thiết kế đầy đủ vận hành thiết bị đo môi trường điện từ, để thu đủ liệu đảm bảo an toàn cho người Nói chung, đặc tính trường gần nguồn RF tạo thành từ thành phần phản xạ thành phần xạ, thay đổi theo không gian thời gian Các thay đổi hàm mơi trường vật lý, đặc tính nguồn RF Do xảy trường hợp đa dạng nên trường hợp có chất riêng, việc tính tốn cường độ trường gần cho trường hợp thường không thực tế chất phức tạp trường gần Vì vậy, nên dựa vào phép đo Tài liệu áp dụng cho trường gần trường xa bên ứng dụng phép đo SAR 4.2.3 Các hạn chế việc sử dụng thiết bị đo trường gần Trường hợp không mong muốn thường nảy sinh thực khảo sát nguy hiểm, sử dụng thiết bị khảo sát đẳng hướng cố gắng đánh giá mức nguy hiểm sử dụng liệu cường độ trường trường gần nguồn xạ RF vật thể xạ lại thụ động Người khảo sát đo cường độ trường cao, trường suy giảm nhanh dịch chuyển đầu xa nguồn Ở khoảng cách vài centimét, cường độ trường đo vượt mức phơi nhiễm lớn cho phép, biểu diễn đơn vị cường độ trường điện trường từ trường xa mật độ dòng lượng sóng phẳng tương đương Tuy nhiên, việc ghép trường RF cục vào vật thể hấp thụ (như người) không vượt giá trị SAR mà mức phơi nhiễm lớn cho phép dựa vào Khả ước tính mức hấp thụ RF dùng phép đo trường đề cập điều Tuy nhiên, việc ước tính thường khơng xác nên việc cố gắng xác định mức rủi ro tiềm ẩn dùng phép đo trường ngồi vơ ích Một trường hợp cường độ trường E cao gần đầu anten đơn cực máy phát cầm tay hoạt động bước sóng có kích thước tương tự kích thước đầu người Cường độ trường cao (so với mức phơi nhiễm lớn cho phép hành) đo phạm vi vài centimet đầu anten Có thể thấy việc hấp thụ RF thực cao đầu người vị trí cách đầu anten vài centimét khơng thể dự đoán SAR cục đầu người cách sử dụng cường độ trường đo Trường hợp nhiều trường hợp khác cần đánh giá thông qua việc sử dụng phép đo SAR (phép đo liều lượng) đo dòng cảm ứng mẫu xác ướp thực đặt trường cao cục Sử dụng phân tích phép đo liều lượng thơng qua mơ hình vật lý tốn học kỹ thuật chấp nhận rộng rãi vật lý học công cụ y tế xạ ion hóa mơ hình để thực phép đo liều lượng RF sẵn có thương mại Các kỹ thuật đo liều lượng cần sử dụng phương pháp để đánh giá nguy hiểm trường hợp rủi ro cán cân kinh tế vấn đề phơi nhiễm RF làm cho chi phí tương đối cao tính phức tạp kỹ thuật đo liều lượng đáng thực Kỹ thuật đề cập chi tiết tiêu chuẩn phép người có trách nhiệm đánh giá nguy hiểm RF sử dụng công nghệ đo liều lượng sẵn có 4.2.4 Ảnh hưởng kích thước cảm biến khoảng cách đo Khi sử dụng đầu dò đẳng hướng, trường gần để đo RF gần vật xạ RF, gần vật thể phản xạ xạ lại phát sinh số loại sai số Sai số dễ dàng vượt nhiều đêxiben không tránh ảnh hưởng a) Gradien trường - liệu đo bị sai lệch sử dụng "đầu dò trường gần" đẳng hướng để vẽ gradien không gian gần phần tử xạ phát RF (anten vật xạ không chủ ý) Các gradien dẫn đến thay đổi đáng kể biên độ trường đo thể tích khơng gian có anten đầu dò Điều tạo sai số phép đo lấy trung bình theo khơng gian Vấn đề giới hạn kích thước đầu dò, để thực phép đo xác trường gần phải tồn khoảng cách tối thiểu b) Tương tác nguồn tích cực đầu dò - Ghép nối trường gần phản xạ với đầu dò đo gây giá trị đo có sai số lớn sử dụng đầu dò trường gần sát với vật xạ tích cực vật xạ lại thụ động Mức tương tác (hoặc ghép nối) đầu dò hàm số kích thước anten (hoặc cảm biến) đầu dò khoảng cách từ nguồn RF đến đầu dò c) Ảnh hưởng mang tải đầu dò - anten từ vật thể gần - Khi đầu dò gần vật thể phản xạ xạ lại sinh sai số tải đầu dò Ảnh hưởng làm thay đổi "trở kháng nguồn" anten đầu dò thay đổi mạch điện tương đương anten tách sóng tương ứng Đối với kiểu tách sóng cho trước, sai số mang tải phụ thuộc vào kích thước anten, khoảng cách đến vật thể phản xạ tần số trường cần đo 4.3 Vấn đề đo SAR Phép đo SAR đối tượng sinh học phơi nhiễm tần số rađiô công việc khó khăn, điều kiện phơi nhiễm trường gần trường xa Ở trường hợp trường xa, trường bên phụ thuộc nhiều vào kích cỡ, hình dáng, định hướng (liên quan đến phân cực) thành phần cấu tạo (hằng số điện môi phức) vật thể Với hình cầu (như đầu người) hình trụ (như tay chân) xuất cộng hưởng, gây gradien lớn theo phân bố cường độ trường bên với điểm hội tụ điểm nóng xuất gần đường tâm hình cầu sóng đứng qua thể tích vật thể phơi nhiễm Tuy nhiên, SAR bề mặt "phía trước" hình cầu thường cao giá trị lớn SAR cục Trong điều kiện phơi nhiễm trường gần cục (một phần thể), trường bên suy giảm hàm số mũ theo khoảng cách tính từ bề mặt phơi nhiễm bên Tốc độ suy giảm phụ thuộc vào độ dẫn mơ Vì vậy, xác định SAR loại phơi nhiễm trường gần dễ so với phơi nhiễm trường xa, trường bên bị giới hạn chủ yếu thể tích sát góc mở phơi nhiễm thiết bị Trong trường hợp trường gần trường xa, vùng bên có số điện mơi khác tạo nên sóng phản xạ sóng đứng làm cho vấn đề đo phức tạp Hơn nữa, toàn thể người động vật thí nghiệm bị phơi nhiễm sóng phẳng lượng RF trường gần, độ sâu vùng cục bên bị đốt nóng có chọn lọc Kết là, "điểm nóng" cục có điều kiện cộng hưởng vùng cục này, SAR cục (E 2) vượt q SAR lấy trung bình theo tồn thể với hệ số 100 4.3.1 Độ xác giới hạn phép đo SAR Giá trị SAR cục phân bố SAR vật thể sinh học đo mà không sinh độ không đảm bảo đo tương đối lớn cho dù sử dụng thiết bị đo Trong điều kiện phơi nhiễm sóng phẳng lý tưởng, SAR cục (điểm) lớn lớn đến 100 lần so với SAR lấy trung bình theo tồn thể Yếu tố nhiệt động gradien lớn trường E bên làm tăng độ lớn sai số đo SAR cho dù đo với thiết bị đo nhiệt đầu dò trường E cấy Độ khơng đảm bảo đo khoảng ±(1-2) dB thường giá trị tốt đạt xác định giá trị lớn nhỏ trường điện từ bên SAR tồn đâu chiếu vào vật thể sinh học Phép đo nhiệt lượng SAR lấy trung bình theo tồn thể thực với độ xác tuyệt đối tốt 10 % Tuy nhiên, SAR lấy trung bình theo toàn thể SAR cục điểm khác vật thể phơi nhiễm thay đổi đáng kể vị trí vật thể thay đổi liên quan đến vectơ trường phơi nhiễm Vì vậy, liệu đo SAR cần biểu diễn với độ xác thực tế (khơng q hai chữ số có nghĩa) giới hạn độ khơng đảm bảo đo phép đo SAR cần rõ ràng 4.4 Lưu ý phép đo dòng điện cảm ứng Rất khó để xác định dòng điện cảm ứng gây trường điện phép đo dòng điện cảm ứng thể Thực tế, thiết bị đo dòng điện đặt nối tiếp với chân tay sau đo dòng điện chạy xuống đất bề mặt nối đất khác Một phương pháp khác sử dụng máy biến dòng RF kiểu kẹp để đo dòng điện cảm ứng dòng điện tiếp xúc Thiết bị đo 5.1 Hệ thống đo trường 5.1.1 Thiết bị khảo sát RF Thiết bị đo nguy hiểm xạ RF (máy theo dõi, thiết bị khảo sát) thường phương tiện hiệu để đo đánh giá nguy hiểm RF tiềm ẩn Như hình 2, thiết bị khảo sát RF chia thành ba phần bản: đầu dò (cảm biến), dây dẫn đồng hồ đo Đầu dò gồm anten kết hợp với cảm biến tách sóng Thiết kế đặc tính đầu dò định tính ứng dụng thiết bị Đầu từ đầu dò tách sóng có đáp tuyến tần số phẳng phép Hình - Phương pháp đưa dòng điện vào để hiệu chuẩn đồng hồ đo dòng điện cảm ứng loại đứng Đồng hồ đo dòng điện cảm ứng kiểu kẹp hiệu chuẩn theo cách giống phương pháp dùng cho máy biến dòng RF thơng thường Một vật cố định chun dùng nối đến đường dây đồng trục 50 Ω tách bỏ vỏ bọc phép tiếp cận dây dẫn nằm bên (giống nguyên tắc với phần tử TEM) Kích cỡ vật cố định phải đủ rộng để phù hợp với chiều có kích thước lớn đồng hồ đo dòng điện kiểu kẹp nối quanh dây dẫn trung tâm vật cố định thử nghiệm (xem hình 10) Thường sử dụng cách điện hình nêm để định tâm cho dây dẫn nằm khoảng mở đồng hồ đo dòng điện cảm ứng Năng lượng RF từ nguồn thích hợp truyền qua vật cố định đến đầu nối có phương tiện đo lượng truyền tổng, ví dụ, đầu nối miếng nối Dòng điện chạy qua đường dây đồng trục qua khe hở đồng hồ đo dòng điện cảm ứng tính định luật Ơm Hình 10 - Phương pháp hiệu chuẩn đồng hồ đo dòng điện cảm ứng kiểu kẹp 5.6 Thiết bị đo trường bên SAR 5.6.1 Đầu dò trường E cấy vào Đầu dò trường E cấy vào được, cung cấp khả đo cường độ trường điện cục mô điểm qui định, chúng sử dụng để quét liên tục theo thời gian thực quét tuyến tính mơ Cơ cấu đẳng hướng điển hình bao gồm ba lưỡng cực bố trí vng góc tải trực tiếp điôt Schottky (tấm chắn kim loại) điểm ni Tín hiệu RF chỉnh lưu điơt tín hiệu chiều truyền đến cụm chuyển đổi liệu đường truyền điện trở cao (đường truyền RF suốt) Đường truyền điện trở cao có từ tải Teflon thấm cácbon công nghệ màng mỏng màng dày gốm thạch anh Đầu dò điển hình (xem hình 11 đầu dò trục) gồm lưỡng cực màng mỏng, dài từ 0,6 mm đến mm, cặp dây dẫn điện trở cao đặt nhựa mỏng thủy tinh bọc vật liệu cách điện số điện mơi thấp Điốt có đầu nối dạng đặt qua khe hở lưỡng cực để phát RF cỡ 1mV mW/cm không gian tự Cần tích hình cầu hình khối từ mm đến mm để chứa ba lưỡng cực vng góc đầu dò trường E bên đẳng hướng Điều nghĩa cường độ trường và, số liệu SAR đạt với độ phân giải không gian tốt vài milimét Ở tần số GHz, độ phân giải vào khoảng nửa bước sóng mơ có hàm lượng nước cao cơ, não nội tạng Có khả thực giới hạn tần số thấp khoảng 100 MHz Giới hạn thấp thực tế dây dẫn điện trở cao loại bỏ hoàn toàn cảm biến RF tần số thấp Hình 11 - Phần tử đầu dò trường E cấy điển hình (một trục) Các tiến gần khử ghép điôt khỏi đường truyền điện trở cao dẫn đến việc cho phép sử dụng cảm biến đọc giá trị hiệu dụng thực Sự cải tiến có cách dùng kỹ thuật màng dày, cho phép sử dụng điện trở nhiều lớp chất nền, để tạo đường truyền điện trở cao vài kΩ/m2 Phép đo cho thấy vật liệu điện môi xung quanh đầu dò thiết kế kiểu cổ điển làm nhiễu đáng kể đến đồ thị thu, dẫn đến sai lệch khỏi đồ thị đẳng hướng nhiều ± dB khơng khí Ở mơ, độ lệch giảm đến ± 0,9 dB Các khả tối ưu hóa nghiên cứu sử dụng mơ hình số Các giải pháp tìm để làm giảm độ lệch khỏi đáp tuyến đẳng hướng tất mặt phẳng phân cực nhỏ ± 0,35 dB 5.6.1.1 Kỹ thuật hiệu chuẩn đầu dò trường E cấy Đáp tuyến đầu dò trường E cấy vào mô sinh vật vật liệu mô mô mở rộng nhờ yếu tố phụ thuộc vào đặc tính điện mơi vật liệu Vì vậy, đầu dò trường E cấy vào mô cần hiệu chuẩn môi chất điện môi suy giảm điểm biết giá trị tuyệt đối Ε Việc hiệu chuẩn thực hình cầu ống dẫn sóng đổ đầu chất lỏng điện mơi suy giảm, ví dụ, nước muối Môi chất suy giảm bị phơi nhiễm trường E biết đặt vật thể điện mơi có phân bố trường bên E tính lý thuyết trường điện từ Hệ số hiệu chuẩn trường E bên đầu dò xác định từ đáp tuyến so với trường bên tính tốn Nếu thực điều số tần số với đầu dò thiết kế riêng độ khơng đảm bảo đo hiệu chuẩn thường từ dB đến dB cấy vật có số điện mơi cao, suy giảm, ví dụ mơ sinh vật có chứa hàm lượng nước lớn (cơ, não nội tạng, xương hay mỡ) Cần cẩn thận hiệu chuẩn đầu dò vùng có vật thể điện mơi suy giảm gradien theo khơng gian SAR lớn Đó trường hợp đầu dò hiệu chuẩn tần số vi sóng mơi chất có số điện mơi cao (ví dụ, muối bazơ) 5.6.1.1.1 Kỹ thuật ống dẫn sóng Một kỹ thuật khác để hiệu chuẩn đầu dò vật liệu mô mô dựa điều kiện biên mà thành phần tiếp tuyến trường điện liên tục qua bề mặt phân cách Kỹ thuật sử dụng phần ống dẫn sóng có vách ngăn nhựa mỏng chia làm hai phần, phần chứa khơng khí phần lại chứa vật liệu mơ mơ (hình 12) Hình 12 - Phương pháp điều kiện biên để hiệu chuẩn đầu dò trường E cấy vào vật liệu mô mô Các trường đo số vị trí bên vách ngăn đầu dò hiệu chuẩn đường cong thu được ngoại suy bề mặt phân cách vách ngăn Trường vật liệu mô mô giảm theo hàm số mũ trường khơng khí thay đổi theo hình sin có phản xạ lại bề mặt phân cách mơ mơ - khơng khí Để giảm thiểu tương tác với trường, đầu dò đưa qua vách hẹp ống dẫn sóng theo cách để trục đầu dò dây dẫn vng góc với trường Ε Thực phép đo sát với mặt phân cách tốt Đường cong thể kết nên vẽ thành đoạn thẳng giấy vẽ đồ thị nửa lôga Khi khoảng cách điểm đo khoảng cách bề mặt phân cách vách ngăn điểm đo gần áp dụng công thức (18) để đánh giá hệ số mở rộng đầu dò - mơ F TE FTE Vo V 'o V1 V '1 V'2 V2 (18) FTE hệ số mở rộng mơ, Vo điện áp đo khơng khí, V'o điện áp đo mô, V1, V'1, V2, V'2 điện áp đo với đầu dò cần hiệu chuẩn vị trí hình 12 Bố trí hiệu chuẩn ống dẫn sóng khác bao gồm ống dẫn sóng chữ nhật kích thước thích hợp có trục lan truyền định hướng thẳng đứng (hướng z) Tấm phân cách điện môi cho phép dung dịch mô mô đổ từ đỉnh Để giảm thiểu phản xạ từ bề mặt phân cách vật liệu mô mơ khơng khí, trở kháng khơng gian điện mơi nên trung bình nhân trở kháng hai phía chiều dày nên với phần tư bước sóng (xác định vận tốc pha sóng vùng đó), tức là, phần phù hợp phần tư bước sóng Phân bố trường ngang chất lỏng theo phương thức có suy giảm hàm số mũ theo hướng thẳng đứng (trục z) (Sự đối xứng kết cấu tổn thất cao chất lỏng đảm bảo lan truyền theo phương thức TE10 chi phối chất lỏng mô mô, phương thức bậc cao dễ kích thích mặt lý thuyết.) Chất lỏng phải đủ độ sâu để đảm bảo phản xạ từ bề mặt phân cách chất lỏng/khơng khí (bề mặt cao nhất) không ảnh hưởng đến trường hiệu chuẩn SAR chất lỏng xác định từ kích thước ống dẫn sóng cơng suất tới cơng suất phản xạ đo Thể SAR dọc theo trục ống dẫn sóng chất lỏng cho công thức: SAR 4(Pfwd Pref ) e ab 2z (19) ab diện tích mặt cắt ống dẫn sóng, Pfwd cơng suất tới phần khơng có tổn thất ống dẫn sóng, Pref cơng suất đổi chiều phần khơng có tổn thất ống dẫn sóng, δ độ sâu thẩm thấu, ρ khối lượng riêng chất lỏng Độ sâu thẩm thấu chất lỏng cho công thức: /a j o j o r ω vận tốc góc (2πf), μo độ thẩm từ chất lỏng, σ độ dẫn chất lỏng, εo số điện môi không gian tự do, εr số điện môi tương đối chất lỏng Trường đo số điểm chất lỏng dọc theo trục thẳng đứng ống dẫn sóng cách di chuyển đầu dò cần hiệu chuẩn xa khỏi phân cách điện môi theo bước nhỏ tính từ vị trí tiếp xúc Sử dụng kết phân tích trường điểm đo để hiệu chuẩn đầu dò Nên quay đầu dò quanh trục lấy trung bình đáp tuyến đầu dò đo để tính trung bình sai số đẳng hướng quanh trục hiệu chuẩn 5.6.1.1.2 Phương pháp truyền Phương pháp khác để hiệu chuẩn đầu dò trường E cấy đo SAR vật thể bị chiếu đầu dò nhiệt độ hiệu chuẩn đúng, sau đó, đặt đầu dò trường E vị trí xác cần đo SAR Kỹ thuật hiệu chuẩn đầu dò nhiệt độ nêu 5.6.2.1 5.6.2 Đầu dò nhiệt độ cấy dùng cho phép đo SAR Có thể sử dụng số đầu dò nhiệt độ để đo SAR Các yêu cầu tối thiểu cảm biến nhiệt độ dây dẫn kết hợp phải không gây nhiễu trường điện từ, SAR cần đủ lớn để tạo độ tăng nhiệt đo khoảng thời gian nhỏ 30 s Yêu cầu thứ thường thỏa mãn nhờ sử dụng vật liệu điện trở cao sợi quang thay cho thành phần kim loại phần tử dây dẫn nhạy nhiệt Yêu cầu thứ hai đòi hỏi kết đo SAR khơng thấp vài ốt/kilơgam Có giới hạn thấp vạch chia hầu hết đầu dò nhiệt độ thường từ 0,01 oC đến 0,1 oC thời gian thực tế dài xạ để đo SAR xác cách hợp lý thường từ s đến 30 s Chiếu vào vật thể trơ, vật thể điện môi suy giảm thời gian dài làm cho "các điểm nóng" cục bị nhiệt lượng xung quanh qua vật dẫn đối lưu Ở hệ sinh vật sống, hoạt động điều hòa thân nhiệt làm giảm độ xác Có thể chấp nhận sử dụng đầu dò nhiệt độ dây dẫn kim loại phép đo liều lượng RF vi sóng đầu dò khơng vị trí q trình chiếu, đặt vào vị trí trước sau trình chiếu Phương pháp có ứng dụng hạn chế sử dụng có hiệu hệ thống phơi nhiễm phòng thử nghiệm nhỏ, ví dụ, hệ thống phơi nhiễm ống dẫn sóng Việc sử dụng đầu dò kim loại q trình chiếu khơng chấp nhận chúng gây nhiễu đáng kể Ngay dây dẫn kim loại đầu dò có định hướng vng góc với vectơ trường điện tới, khử phân cực trường bên vật thể điện mơi có kích thước định tạo sai số Hạn chế nhiều đầu dò nhiệt độ khơng gây nhiễu dễ hỏng giá thành cao 5.6.2.1 Kỹ thuật hiệu chuẩn đầu dò nhiệt độ Để xác định xác SAR đầu dò nhiệt độ khơng gây nhiễu, thay đổi nhỏ nhiệt độ đo phải xác Hiệu chuẩn để đảm bảo độ xác lớn phải thực khoảng thời gian đặn, phụ thuộc vào loại đầu dò nhiệt độ cần hiệu chuẩn Nhiều đầu dò phải hiệu chuẩn hàng ngày (đặc biệt đầu dò sợi quang), ngược lại, số hàng tháng mà độ suy giảm u cầu đầu dò nhiệt độ hiệu chuẩn khả chia nhiệt độ phạm vi phần mười độ C chế độ lâm sàng người cần thiết có độ xác cao Để so sánh với nhiệt kế chuẩn, yêu cầu có khả tạo mơi trường có nhiệt độ ổn định tồn dải từ 10 oC đến 50 oC Phép đo trường phơi nhiễm có nguy hiểm tiềm ẩn 6.1 Qui trình đo trường ngồi 6.1.1 Xem xét chung Trước thực phép đo, cần ước tính cường độ trường có xác định loại dụng cụ u cầu Qui trình đo dùng khác nhau, tùy thuộc vào thơng tin sẵn có nguồn lan truyền Nếu có đủ thơng tin tiến hành khảo sát sau ước tính cường độ trường có chọn dụng cụ đo.Người khảo sát nên sử dụng đầu dò cơng suất cao (ít nhạy) có dải sóng cắt đặt thang đo nhạy Các vùng có trường mật độ cao, ví dụ, chùm anten định hướng, cần tiếp cận từ khoảng cách định để tránh phát nhiệt đầu dò Sau đó, người khảo sát di chuyển chậm đến vùng cường độ trường cao Cần tiến hành cẩn thận để tránh cho người khảo sát dụng cụ khảo sát không bị phơi nhiễm mức Ở tần số thấp, cần đo trường E trước có nguy hiểm tiềm ẩn lớn Mặt khác, thơng tin khơng xác định rõ (ví dụ, báo cáo nhiễu mạnh, gián đoạn), khó thực kiểm tra nguy hiểm khơng có đánh giá nguy hiểm theo kinh nghiệm trước Khảo sát trường nguy hiểm tiềm ẩn có tần số, biên độ phân bố chưa biết v.v đòi hỏi phải sử dụng số dụng cụ đo Ví dụ dụng cụ đo máy phân tích phổ đồng hồ đo cường độ trường có hiển thị thơng tin miền tần số có phương tiện để phân tích đặc tính điều biến biên độ có dải động rộng, ví dụ, 60 dB tính theo lượng Sau thực qui trình sơ này, tiếp tục việc khảo sát có ý nghĩa với thiết bị đo khảo sát nguy hiểm đẳng hướng 6.1.2 Trường xa, nguồn Có thể tiến hành phép đo trường sóng phẳng có phân cực tuyến tính mà vị trí, tần số phân cực nguồn biết đồng hồ đo cường độ trường điều hưởng có độ xác chấp nhận bao trùm dải tần xét Thiết bị đo dùng với anten thông thường hiệu chuẩn anten loa anten lưỡng cực độ lợi tiêu chuẩn Ngoài ra, dùng đầu dò nguy hiểm đẳng hướng Phản xạ nhiều chiều tạo nên phân bố trường không đồng mức cao, đặc biệt tần số vượt 300 MHz Để đánh giá mức phơi nhiễm vị trí qui định bất kỳ, cần thực loạt phép đo bề mặt vng có cạnh xấp xỉ m m Giá trị trung bình theo khơng gian bình phương trường diện tích đó, ví dụ diện tích tương đương với mặt cắt theo phương thẳng đứng thể người, xem giá trị tương ứng để so sánh với giá trị mà hướng dẫn bảo vệ xem tiêu chí Cần thực phép đo gần vật thể kim loại xạ lại với mép đầu dò khoảng cách ba lần "chiều dài đầu dò" tính từ vật thể, ví dụ 20 cm Trong lúc nâng cầm anten đầu dò để đo, cần cẩn thận để tránh phản xạ nhiễu trường kết cấu đỡ thể người vận hành Trong trường hợp có yêu cầu, phần kim loại thiết bị đo kết cấu đỡ, phải che vật liệu hấp thụ có chất lượng tương ứng để tránh nhiễu trường Trong trường hợp có thể, cáp nối đầu dò phải hướng vng góc với trường điện Nếu không thực được, trường hợp hiệu ứng nhiều chiều xấu tạo trường xuất phát từ nhiều hướng, cáp kim loại phải bọc vật liệu hấp thụ trừ thử nghiệm cho thấy vị trí cáp khơng ảnh hưởng đến phép đo Vật liệu điện môi dùng để cố định nhỏ tốt (mặt cắt phản xạ nhỏ nhất) nên vật liệu có số điện mơi thấp, chiều dày hiệu TE nhỏ phần tư bước sóng Chiều dày hiệu cho cơng thức: TE T r (20) Trong T chiều dày εr số điện môi tương đối Ngay điện môi (ε r > 2) làm thay đổi đáng kể trường sóng phẳng chiều dày hiệu lớn 0,1 bước sóng Để có độ xác cao nhất, cần tính đến nguồn sai số cho cường độ trường thực xác định với độ khơng đảm bảo đo nhỏ ± dB Để đạt đến mức xác tần số 300 MHz, phải thực đo cách quét đo nhiều điểm cố định bước sóng để có thơng tin thay đổi cường độ trường diện tích phản xạ nhiều chiều phản xạ khác 6.1.3 Trường xa, nguồn phức Khi đo trường phát sinh từ nhiều nguồn có khoảng cách xa có tần số, phân cực hướng lan truyền chưa biết, đòi hỏi phải sử dụng đầu dò đẳng hướng băng tần rộng Vì cần tính đến ảnh hưởng sóng đứng tương tác trường nhiều nguồn nên cần qt theo thể tích khơng gian vùng xét Diện tích cần chia thành từ m đến m2 (tùy thuộc vào kích cỡ diện tích xét), thực phép đo điểm giao ô Phải quét mặt phẳng thẳng đứng điểm giao Trong trường hợp nhiều nguồn, có phân cực chưa biết khơng thể sử dụng đầu dò đơn trục (lưỡng cực tuyến tính) để cung cấp liệu xác khoảng thời gian hợp lý đòi hỏi phép đo đầu dò theo ba trục vng góc để đảm bảo tất thành phần trường tính đến Nếu phải sử dụng đầu dò đơn trục anten phân cực tuyến tính, cần chắn trường cần đo không thay đổi theo thời gian Ngay sử dụng đầu dò đẳng hướng, khơng có nguồn sai số đo phản xạ từ đầu dò, cáp, hộp đọc liệu người khảo sát Việc sử dụng cáp nối đầu dò điện trở cao, dài (nhiều mét) sợi quang giảm thiểu vấn đề phản xạ đề cập 6.1.4 Trường gần Vì građien trường rộng tồn trường gần vật xạ tích cực vật xạ lại thụ động nên phép đo građien đòi hỏi phải sử dụng đầu dò có dàn anten cảm biến nhỏ điện gồm ba lưỡng cực vng góc và, tần số thấp 300 MHz, dàn ba anten vòng vng góc cảm biến nhỏ điện, để cung cấp đặc tính phù hợp với độ phân giải građien theo không gian Ngược lại, giá trị lấy trung bình theo khơng gian đo đầu dò lớn (đầu dò có diện tích hiệu lớn phần tư bước sóng, tính theo mặt cắt) Ngồi ra, dàn anten cảm biến nhỏ điện sinh nhiễu tối thiểu trường đặc tính xạ nguồn khơng thay đổi (sự biến đổi trường gần phản ứng) Vì phân cực trường trường gần thường nên hầu hết trường hợp cần sử dụng đầu dò đẳng hướng Nếu tần số phân cực biết khơng u cầu sử dụng thiết bị đo băng tần rộng Thay vào đó, sử dụng đầu dò băng tần hẹp có đáp tuyến đồng mặt phẳng (giống số thiết bị đo có bán thương mại có hai lưỡng cực vng góc để khảo sát lò vi sóng) 6.2 Phép đo dòng điện cảm ứng thể dòng điện tiếp xúc 6.2.1 Dòng điện cảm ứng thể Có số vấn đề cần xem xét lựa chọn thiết bị đo dòng điện cảm ứng Thứ nhất, đồng hồ đo cách đứng phải chịu ảnh hưởng dòng điện chuyển dịch cảm ứng trường điện từ trường bị giới hạn đỡ phía Nghĩa là, loại đồng hồ tạo số dòng điện phải chịu trường điện cường độ mạnh, khơng có đối tượng đứng đồng hồ Tuy nhiên, có đối tượng đứng đồng hồ, trường điện thường che chắn khỏi tương tác đáng kể với đỡ phía chúng thường kết thúc bề mặt đối tượng Vì vậy, sử dụng đồng hồ kiểu phẳng song song, số dòng điện chuyển dịch, khơng có người đứng trên, cần bỏ qua Số dòng điện cảm ứng có đối tượng cần xem số xác dòng điện cảm ứng thể (khơng cần trừ dòng điện dịch chuyển ban đầu) Một quan sát khác tổng dòng điện qua hai mắt cá chân đo đồng hồ kiểu kẹp có xu hướng lớn chút so với giá trị tương ứng đồng hồ kiểu đứng lên Hiện tượng giao thoa trường điện mặt ngồi phía đồng hồ loại đứng cảm ứng điện tích phía và, đó, dòng điện chuyển dịch khơng chạy qua phần tử cảm biến dòng điện đồng hồ Hiện tượng có xu hướng làm giảm dòng điện cảm ứng đồng hồ loại đứng hàm tần số RF kết cấu hình học đồng hồ Trong dòng điện chạy qua mắt cá chân, phía bàn chân, lớn chút so với dòng điện chạy qua lòng bàn chân dòng điện chuyển dịch rò bàn chân, dòng điện thường khơng đáng kể Dòng điện đo đồng hồ đo dòng điện kiểu kẹp phương pháp xác để đo dòng điện thực tế chạy qua mắt cá chân Trong giới hạn dòng điện cảm ứng qui định hướng dẫn tiêu chuẩn hành (TCVN 3718-1) dựa giới hạn dòng điện chạy qua vùng (mặt cắt nhỏ chân) để hạn chế SAR cục giới hạn thực qui định dòng điện qua bàn chân, khơng phải dòng điện qua mắt cá chân Một vấn đề khác mối quan hệ xác dòng điện cảm ứng thể đồng hồ kiểu đứng với dòng điện thực tế chạy qua bàn chân đối tượng đứng mặt khác Ví dụ, điều kiện dẫn kết cấu mặt khác nhau, ví dụ cỏ, sỏi, bê tơng, sàn thép, sàn gỗ v.v tạo dòng điện cảm ứng thể khác với cường độ trường điện, đo với đồng hồ kiểu đứng Điều mức độ khác tiếp xúc điện kim loại bên mặt thực tế, tức là, bề mặt phẳng đỡ phía không tạo tiếp xúc đồng với nhiều bề mặt đặt lên Ngoài ra, mức độ tiếp xúc thay đổi theo khối lượng người Sự thay đổi vốn có đồng hồ kiểu đứng gợi ý phép đo trực tiếp dòng điện qua mắt cá chân sử dụng đồng hồ đo dòng điện kiểu kẹp chịu thay đổi điều kiện tiếp xúc có kết đo dòng điện chạy qua mắt cá chân ý nghĩa điều kiện thực tế tiếp xúc giày với bề mặt khác Khi có biến động kết đo, phải xem xét việc sử dụng anten tương đương người (xem 5.5) Các thiết bị loại trừ biến động chênh lệch tầm vóc, tư giày dép người Chúng cho phép đo dòng điện mà khơng yêu cầu người phải chịu phơi nhiễm với dòng điện trường nguy hiểm tiềm ẩn 6.2.2 Dòng điện tiếp xúc Phép đo dòng điện tiếp xúc thực nhờ đồng hồ đo kiểu kẹp đề cập 6.2.1 Việc nối thiết bị đo dòng điện vào tay vật cần thử nghiệm kỹ thuật thay khác để đo dòng điện tiếp xúc Có thể dùng kiểu đầu dò kim loại, đầu người cầm đầu chạm vào vật thể cần thử nghiệm Diện tích bề mặt tiếp xúc (và trở kháng bề mặt) người vật thể thử nghiệm biến số chưa biết sử dụng kỹ thuật Tuy nhiên, phương pháp đo có xu hướng đo trực tiếp dòng điện RF thực tế chạy thể người vật thể Mạng trở kháng dùng để mơ trở kháng thể q trình đo ban đầu phương tiên bảo vệ người khỏi dòng điện Việc sử dụng mạch điện tương đương với trở kháng thể để ngăn ngừa dòng điện tiếp xúc vượt chạy qua người vật thể cần thử nghiệm phải ý tiếp cận trường điện xuất số vật thể ghép trực tiếp với tay người, cách đó, tạo dòng điện RF bàn tay, cánh tay thể người có phần dòng điện tiếp xúc chạy qua đầu dò giữ lại tay cầm cách điện Cần ý khả xuất phóng điện bề mặt đóng ngắt tiếp xúc với vật dẫn thực phép đo dòng điện tiếp xúc Khó dự đốn trường hợp người khảo sát cần nhận khả đo 6.3 Qui trình đo trường bên (SAR) 6.3.1 Phép đo SAR với đầu dò trường điện cỡ nhỏ Đầu dò trường E cấy được, đẳng hướng cỡ nhỏ với đường ni có trở kháng cao, sẵn có thương mại, dùng để đo phân bố SAR mơ hình ảo động vật sống gây mê Các đầu dò phải có độ nhạy cao đầu dò nhiệt độ đặc biệt thích hợp để đo trường E bên mô sinh học mô mơ sinh học thực có lượng nước từ vừa phải đến cao, ví dụ, não Trong đo SAR cỡ khoảng W/kg sử dụng phép đo nhiệt nhạy xác (ΔT)/(Δt) ≈ 0,1 oC/30 s, miền đầu dò trường E đo SAR cỡ 10 mW/kg SAR tính công thức (21) liệu bảng bảng cho thấy tính chất điện mơi điển hình mơ mơ mơ thực SAR SAR Eint o " Eint W/kg W/kg (21) ρ khối lượng riêng (kg/m3), εo số điện môi không gian tự (F/m), ε" phần ảo số điện mơi phức tương đối, ω tần số góc (= 2πf), σ độ dẫn (S/m), Eint cường độ trường điện hiệu dụng, tính V/m điểm thể, số "int" để nhấn mạnh trường bên thể khơng giống cường độ trường ngồi xung quanh vật thể phơi nhiễm Phép đo thực cá điểm riêng bên đối tượng sinh học mơ thực tế Ví có gradien theo khơng gian lớn có sóng đứng hầu hết đối tượng sinh học bị phơi nhiễm trường gần trường xa nên phải có đủ số lượng điểm liệu để mơ tả xác phân bố SAR Tại vị trí, tổng đầu ba lưỡng cực vng góc với vị trí đầu dò phải ghi lại Việc định vị xác đầu dò cảm biến cần thiết để thực phép đo có khả lặp lại; thường có khả lặp lại cách sử dụng cấu định vị ba chiều tự động - không dùng tay Để giảm bớt việc lấy liệu thể tích mơ, lấy liệu đầu dò qt qua thể tích Vì đầu dò trường E có thời gian đáp ứng cỡ vài miligiây nên đường quét liên tục trường E bên ghi cách linh hoạt đầu dò dịch chuyển dọc theo tuyến (xem 6.3.1.1) Lượng lớn liệu đối tượng vẽ thành đồ thị thời gian tương đối ngắn, giảm khả giá trị đỉnh cục Có số nguồn sai số vốn có kết hợp với việc sử dụng đầu dò trường E cấy cho phép đo SAR Cho dù chất lượng đầu dò cụ thể dùng việc hiệu chuẩn (về cường độ trường tuyệt đối mô sinh học chứa nước dạng mơ) khó (xem 5.6.1.1) Gradien lớn trường E bên kiến thức không độ dẫn khối lượng riêng mô sinh học dạng mô làm tăng thêm độ không đảm bảo đo Mặc dù đầu dò cấy có sẵn thương mại, đầu dò thiết kế theo đặt hàng thường xuyên người thiết kế người sử dụng cải tiến, đánh giá hiệu chuẩn Vì vậy, người sử dụng phải hiểu hạn chế tính thiết bị đo sai số suốt qui trình đo để tiến hành bước để giảm thiểu sai số yếu tố gây Bảng - Độ dẫn điện (S/m) mô mô tần số RF Tần số (MHz) Loại mô Cơ 10 100 000 450 0,7a 0,9a 1,3a 2,2a Não - 0,47b 0,75a, 1,2b 1,2a Mỡ xương - 0,008 0,07a, 0,12b 0,18a Thành phần: a Hợp chất polyetilen chất keo TX 150 dùng để mô não b Chất keo HEC khơng có hợp chất polyetylen dùng để mơ não CHÚ THÍCH: Ở hai thành phần, mỡ xương mô thể rắn Bảng - Độ dẫn điện (S/m) mô sinh học tần số RF Tần số (MHz) Loại mô 10 100 000 000 Cơ 0,645 0,731 1,006 2,237 Xương (chất màu xám) 0,29 0,56 0,99 2,22 Não (chất màu trắng) 0,16 0,32 0,62 1,51 Mỡ 0,029 0,037 0,054 0,130 Xương (xốp) 0,122 0,172 0,364 1,006 Xương (vỏ) 0,043 0,064 0,155 0,506 Đầu dò trường E có độ nhạy cao thích hợp phép đo SAR liên quan đến nguồn cục công suất thấp (cỡ W thấp hơn) máy thu phát rađiơ cầm tay, ví dụ, thiết bị liên lạc cá nhân Đầu công suất thấp làm cho phép đo nhiệt gặp khó khăn Tăng công suất nguồn lên mười lần để dùng kỹ thuật nhiệt dẫn đến thay đổi đáng kể thiết bị đến mức không đại diện cho máy thu phát thực tế Vì phơi nhiễm từ nguồn cục cơng suất thấp nằm khoảng cm tính từ anten, định vị xác đầu dò cảm biến yếu tố quan trọng để thực phép đo có khả lặp lại Việc định vị đầu dò cần thực máy móc tay, ví dụ, định vị ba chiều Vật mơ dùng cho phép đo thay đổi theo trường hợp phụ thuộc vào thiết bị cụ thể cần đánh giá Ví dụ, với điện thoại cầm tay, cần nửa phía thân người đủ, đài thu phát hai chiều 150 MHz đeo thắt lưng có anten hoạt động nhờ đóng cắt chuyển đổi từ xa lại đòi hỏi vật mơ tồn chiều cao người Độ dẫn mơ mô phải với tần số cần thử nghiệm Sự pha trộn vật liệu phép đo đặc tính điện tương ứng chúng gây khó khăn đáng kể để đạt độ xác khả lặp lại Không thể sử dụng công thức dải tần rộng, ví dụ, lớn octa, mà không vận hành với độ chệch hướng tương đối lớn (± %) so với độ dẫn công bố mơ sinh học Để có kết lặp lại (± %) nên giới hạn băng tần mua vật liệu gốc từ nhà cung cấp Các qui trình trộn cần nêu, ví dụ, khối lượng xác thành phần, nhiệt độ chất lỏng trình trộn, thời gian trộn, tốc độ quay thiết bị khuấy Khó thực đo xác đặc tính điện mơi mơ mơ Có thể có kết chấp nhận sử dụng phương pháp đường đồng trục mở, phương pháp đường đồng trục xẻ rãnh cho kết lặp lại chất mô có dạng lỏng Hơn nữa, phương pháp đường đồng trục xẻ rãnh cung cấp phương thức kiểm tra suy giảm sóng RF hướng dọc theo đường mà độ xác tổng phép đo đánh giá xác so với phép đo điểm bề mặt theo phương pháp đường đồng trục mở Chỉ thực đo SAR xác với đầu dò hiệu chuẩn cẩn thận theo vật mô sử dụng để đại diện mơ sinh học Qui trình hiệu chuẩn dài dòng dễ gây sai số, đòi hỏi đo đồng thời liên tiếp biên độ trường E độ tăng nhiệt vị trí theo mơ hình kinh điển mơ hình hình cầu mơ hình phẳng với vật liệu mô tương ứng Việc hiệu chuẩn theo mơ hình phẳng thường thực sử dụng nguồn công suất tương đối cao, ghép với lưỡng cực cộng hưởng khoảng cách qui định so với mô hình; hiệu chuẩn theo mơ hình cầu thực điều kiện chiếu sóng phẳng sử dụng lưỡng cực Như trên, sai số thực nghiệm liên quan đến phép đo SAR đáng kể (± dB) thực qui trình theo nhiều bước Các yếu tố góp phần vào độ xác thực nghiệm tổng nhận biết: độ xác đặc tính điện mơ mô ± % (nếu phép đo hạn chế băng tần hẹp); độ xác phép đo độ tăng nhiệt trình hiệu chuẩn đầu dò sai số liên quan đến hiệu chuẩn ± %; độ xác phép đo cơng suất RF ± 5%; sai số vị trí đáp tuyến khơng đẳng hướng đầu dò ± % CHÚ THÍCH: Độ khơng đảm bảo đo tổng đo tổng sai số đo Độ không đảm bảo đo tổng xác định cách tính độ khơng đảm bảo đo riêng lẻ, dùng bậc hai tổng bình phương độ không đảm bảo đo hệ thống sau dùng khoảng tin cậy 95 % để có số nhân tổng để có độ khơng đảm bảo đo mở rộng - số thường viện dẫn Ngay băng tần hẹp, việc đạt đến sai số tương đối tổng ± dB đòi hỏi thiết bị thiết kế riêng để đo đặc tính điện mơi mơ mơ phỏng, đồng hồ đo cơng suất RF hiệu chuẩn xác, đầu dò nhiệt độ, nhân viên có chun mơn để đo độ tăng nhiệt cỡ 0,10 oC có sai số đo 0,03 oC Qui trình nhiều thời gian việc hiệu chuẩn đầu dò trường E tần số hai môi chất khác nhau, ví dụ, mơ não mơ mơ phỏng, hai ngày làm việc 6.3.1.1 Máy quét SAR tự động Phép đo phân số SAR ba chiều mơ hình bao gồm hàng trăm điểm đo Ở tần số cao hơn, đặc biệt phơi nhiễm trường gần từ nguồn cục nhỏ sinh biến đổi nhanh phân bố SAR theo khơng gian, vị trí điểm đo so với mơ hình phải xác định xác Cần đo SAR đỉnh theo khơng gian với độ xác cao Hệ thống quét tự động cho phép thực phép đo đặn Để di chuyển đầu dò nhỏ dọc theo đường liên tục khơng hạn chế hệ thống qt thường bị hạn chế bình đựng mơ hình có đổ chất lỏng mơ mơ người Mặc dù máy quét tự động dựa đầu dò nhiệt độ sử dụng, phép đo tốc độ lớn bị chậm đến mức khơng thể chấp nhận Vì điều độ nhạy thấp đầu dò nhiệt độ, hệ thống quét thực dựa đầu dò trường E cỡ nhỏ Các hệ thống bao gồm từ định vị chiều đến máy quét ba trục và, gần rôbốt sáu trục Xem xét hệ thống thiết kế dùng cho thử nghiệm phù hợp máy thu phát tần số rađiơ cầm tay, ví dụ, điện thoại cầm tay, có tiêu an tồn SAR đỉnh trung bình theo khơng gian Hệ thống gồm có rơbốt có độ xác cao (dải làm việc lớn 0,9 m mức độ lặp lại vị trí xác ± 0,02 mm), đầu dò trường E đẳng hướng có cảm biến lưỡng cực tải điốt, cảm biến quang lân cận để tự động định vị đầu dò theo bề mặt mơ hình (trong phạm vi ± 0,2 mm) phần mềm phức tạp để xử lý liệu điều khiển đo Dải tần sử dụng nới rộng từ 10 MHz đến GHz, độ nhạy lớn mW/kg, dải động đến 100 W/kg Các phép đo phức tạp, giá trị SAR đỉnh không gian bắt đầu với phân bố trường thể chưa biết, hồn thành vòng 15 6.3.2 Đầu dò nhiệt độ phép đo SAR Việc sử dụng đầu dò nhiệt độ không gây nhiễu cho phép đo SAR nguyên tắc đơn giản, thực tế phức tạp yêu cầu liệu xác Mục đích để đo tỷ số độ tăng nhiệt việc chiếu gây theo thời gian (ΔT/Δt) vị trí xác định mơ vật liệu mơ Vì vậy, SAR, tỷ lệ với (ΔT/Δt) xác định Khi nhiệt độ khơng tăng tuyến tính q trình chiếu khơng đổi mơ vật liệu mơ mơ cần thử nghiệm yếu tố khác tổn thất nhiệt bổ sung nhiệt đối lưu, dẫn nhiệt, v.v quan trọng Vì vậy, qui trình đơn giản tạo ΔT tương đối nhỏ (không lớn vài độ C 30 s) vị trí đầu dò nhiệt độ Để có SAR, số đầu dò đầu analog vẽ ghi lại tự động trước trình chiếu, tốc độ thay đổi độ tăng nhiệt chiếu gây xác định đồ thị tìm cách sử dụng thuật toán xác định độ dốc Đồ thị ghi ΔT/Δt đồ thị công suất RF ghi đồng thời (để xác định tắt bật nguồn liên quan đến độ tăng nhiệt) có ích việc kiểm tra độ tuyến tính độ dốc SAR tính từ độ dốc tuyến tính ban đầu ΔT/Δt theo cơng thức: SAR T c t (22) Trong c nhiệt dung riêng mơ (hoặc vật liệu mơ phỏng), tính J/kg oC Giá trị điển hình nhiệt dung riêng cho bảng Bảng - Nhiệt dung riêng khối lượng riêng vật liệu mô mô mô sinh học thực Mô Nhiệt dung riêng (J/kgoC) Khối lượng riêng (x 103) (kg/m3) Mô cơa 3,7 1,0 Mô cơb 3,6 1,1 Mô nãoa 3,4 0,98 Mô mô chứa mỡ (mỡ)b,c 1,1 1,4 Cơ ống nghiệm 3,5 1,1 Não ống nghiệm 3,5 1,1 Mô mỡ ống nghiệm 1,2 - 1,6 1,05 Xương 1,25 - 3,0 1,25 - 1,8 a Dữ liệu dùng cho công thức để sử dụng mô 450 MHz b Dữ liệu dùng cho công thức để sử dụng mô 27 MHz c Vật liệu mơ mỡ có đặc tính điện mơi gần giống với xương sinh vật sống Có số nguồn gây sai số sử dụng đầu dò nhiệt độ để đo SAR Một là, khó để có kết có khả lặp lại vị trí gradien SAR theo khơng gian lớn Sự thay đổi nhỏ vị trí đầu dò gây thay đổi SAR lớn trường hợp này, đoạn tuyến tính đường dốc ΔT/Δt ngắn (so với thời điểm bắt đầu chiếu) Điều xuất gradien nhiệt cao hiệu ứng nhiệt động thu gây sai số phép đo Vì lý trên, cần xác định vị trí vật thể có SAR lớn Cần lấy liệu hai phía lớn Hai là, vùng có SAR tương đối cao (> 20 W/kg) phải xem xét cẩn thận để đảm bảo có giá trị đúng, vùng thường có tổn thất dẫn nhiệt cao SAR cao Ở vùng SAR cao, nên chia đôi thời gian chiếu cần chắn ΔT giảm nửa; không xuất hiệu ứng nhiệt động, ví dụ hiệu ứng kết hợp với dẫn nhiệt Cần ý số điện môi độ dẫn nói chung thay đổi theo nhiệt độ nên làm thay đổi SAR đo Có thể xuất sai số đáng kể đo SAR, sử dụng đầu dò nhiệt độ, điểm vật thể có nhiều "điểm nóng" gần khơng trùng với đầu đầu dò Nhiệt độ, đo đầu dò, diễn sau: Nhiệt độ khơng tăng sau chiếu RF vào vật thể thử nghiệm, sau vài giây, nhiệt độ, theo dõi đầu dò, bắt đầu tăng nhanh nhiệt dẫn từ điểm nóng gần Khi ngừng chiếu, nhiệt độ tiếp tục tăng nhiệt dẫn từ điểm nóng đến vùng mát nơi đặt đầu dò Nhiệt thường khuếch tán khỏi điểm đo hình 13 Tốc độ tăng nhiệt nhìn thấy đầu dò (đường dốc biểu kiến) bị sai SAR cục vị trí đặt đầu dò, nhỏ đường dốc ban đầu Nguồn thứ ba gây sai số phát nóng điện mơi dây dẫn trở kháng cao đầu dò nhiệt độ chúng khỏi vật thể bị chiếu Khi trường E song song với dây dẫn, dây dẫn điểm có đầu dò vào nóng lên đáng kể làm cho SAR bề mặt tăng mức Vì vậy, tốt xác định SAR bề mặt vật thể với đầu cảm biến đầu dò gắn vào điểm đo dây dẫn khỏi vật thể vị trí cách xa cảm biến Có nguồn sai số khác sử dụng phương pháp để đo SAR chúng giảm thiểu nhờ hiểu biết khả hạn chế đầu dò nhiệt độ sử dụng ứng dụng cẩn thận phương pháp khoa học Một xem xét khác đáng ý phép đo bội SAR theo mơ hình cho trước Ở mơ hình lớn, ví dụ, cần đo SAR nhiều vị trí, thường khơng đủ đầu dò khơng gây nhiễu để có đồng thời tất liệu thời gian chiếu Nếu sử dụng hay vài đầu dò để vẽ nên đồ SAR thể tích lớn giá trị lý tưởng trước chiếu ΔT/Δt "khơng" (khơng có chênh lệch nhiệt độ mơ hình nhiệt độ bao quanh) dùng cho chiếu Tuy nhiên, sau lần phơi nhiễm đầu tiên, thường quan sát thấy đường cong làm nguội sau chiếu có dạng hàm số mũ kéo dài nhiều phút nhiều xuất giá trị cao ΔT q trình chiếu RF trước (nhiều vài độ C) Vì lý thực tiễn kinh tế, cần có nhiều liệu thuộc phép đo liều lượng tốt theo ngày thử nghiệm phòng thử nghiệm Do đó, nên có thỏa thuận việc cung cấp liệu SAR khoảng thời gian tiến hành thử nghiệm Qui tắc ngón tay có ích việc xác định thời điểm bắt đầu lần chiếu khác để chờ độ dốc đường cong làm nguội tương đối ổn định (khoảng % tốc độ cảm độ tăng nhiệt RF trước gây khoảng thời gian cần sử dụng cho lần chiếu tiếp theo), việc giảm nhiệt độ trước chiếu tương đối nhỏ so với ΔT/Δt mong muốn chiếu gây Thử nghiệm lặp lại dùng kỹ thuật quán cần thiết để có kết xác nghiên cứu SAR sử dụng đầu dò nhiệt độ Và cuối cùng, sau vài lần chiếu RF lên vật thể, nhiệt độ tăng giới hạn chấp nhận vật liệu mơ vật liệu sinh học bị suy thối Hình 13 - Dữ liệu phép đo đương lượng nhiệt điển hình: nhiệt độ theo thời gian - trước, sau trình chiếu Phần lớn phép đo SAR thực đầu dò nhiệt độ Tuy nhiên, nhiều nhà nghiên cứu hết yếu tố làm suy giảm độ xác phép đo Ví dụ, hệ số nhiệt động ln hạn chế độ xác phép đo SAR, độ không đảm bảo đo giá trị nhiệt dung mô thực mô mô cần đánh giá Nhiệt dung thường bị lấy nhầm nhiệt dung nước (cao 15 % so với nhiệt dung mơ có hàm lượng nước cao nhất), chí, điều kiện sử dụng tối ưu dẫn đến sai số từ ± (1-2) dB phân bố SAR cục vật thể đo với đầu dò nhiệt độ cách lấy mẫu thể tích mơ Khi sử dụng nhiệt kế đo SAR trường điện từ, phải nhận biết khả nhiễu RF cảm biến nhiệt kế, dây dẫn, linh kiện điện tử Có thể sử dụng số phương pháp để xác định biên độ nhiễu Một phương pháp ghi lại thay đổi thời điểm nguồn RF bật tắt Nếu thay đổi lớn, xảy cần sử dụng đầu dò để đo nhiệt độ trước sau phơi nhiễm RF Có thể xảy tượng giả tương tác trường RF dây dẫn điện gắn với phần tử cảm biến nhiệt độ đầu dò Tương tác kích thích điện áp cảm ứng theo nhiệt độ mối nối hai vật liệu không giống (hiệu ứng nhiệt điện), bao gồm dây dẫn điện trở cao (Teflon có cácbon) nối với dây kim loại Vì tượng phát nóng mối nối, nên cần che vùng cần sử dụng để làm giảm nguồn gây sai số đo Lá kim loại vật hấp thụ RF dùng để che mối nối 6.3.3 Xác định SAR trung bình tồn thể phép đo nhiệt lượng SAR trung bình tồn thể đo dùng phương pháp nhiệt lượng Trước đây, phương pháp sử dụng chủ yếu với động vật nhỏ mơ hình động vật; nhiên gần đây, phương pháp ghép đôi nhiệt lượng sử dụng để đo SAR mơ hình tồn kích thước người Thiết bị hệ thống đo thiết bị đo nhiệt lượng, thường sử dụng thiết bị phân lớp građien Thiết bị đo nhiệt lượng phân lớp građien có tín hiệu điện áp thuận tiện tỉ lệ với tốc độ dòng lượng nhiệt khỏi thiết bị (điện áp dương) tốc độ dòng lượng nhiệt vào (điện áp âm) Nói chung, tín hiệu thường có tạp thấp, độ nhạy thiết bị điển hình khoảng 1,3 J/(mVs) Ở chế độ đặt phòng thử nghiệm, phép đo nhiệt lượng SAR bắt đầu với việc cân nhiệt vật thể thử nghiệm, thường mơ hình động vật thực mơ hình người theo tỷ lệ Giả thiết nhiệt độ phòng thử nghiệm số với nhiệt độ vật thể thử nghiệm ổn định nhiệt đồng hồ đo nhiệt lượng Sau đó, vật thể thử nghiệm chiếu suốt thời gian đo sau đặt vào đồng hồ đo nhiệt lượng Điện áp đồng hồ đo nhiệt lượng theo dõi định kỳ tất nhiệt chiếu gây ra khỏi vật thể lại trở nhiệt độ ban đầu Quá trình vài vài ngày tùy thuộc vào kích cỡ khối lượng vật thể Ở thời điểm này, điện áp đồng hồ đo nhiệt lượng khơng diện tích bên đường cong mô tả biến thiên điện áp đồng hồ đo nhiệt lượng theo thời gian tỉ lệ với lượng lưu lại vật thể Diện tích nhân với số hiệu chuẩn thiết bị để có tổng lượng lưu lại, tính Jun Chia lượng cho thời gian chiếu, tính giây, có tốc độ lưu lại lượng (cơng suất), tính ốt; SAR trung bình có cách chia công suất cho khối lượng (tính kilơgam) vật thể thử nghiệm Nếu hai đồng hồ đo nhiệt lượng phù hợp sử dụng với hai vật thể thử nghiệm giống sử dụng qui trình khơng có điều khiển nhiệt độ xác, ví dụ trời Tuy nhiên với phép đo SAR trời cần có nỗ lực gấp đơi, tất thiết bị cần bảo vệ khỏi ảnh hưởng ánh nắng trực tiếp, mưa v.v 6.4 Sử dụng liệu kiểm tra trường gần để đánh giá SAR tiềm ẩn vượt người bị phơi nhiễm 6.4.1 Phép đo trường Mức phơi nhiễm lớn cho phép tiêu chuẩn hướng dẫn hành mô tả dạng E2, H2 S dựa SAR trung bình tồn thể, giá trị mong muốn khơng xuất ảnh hưởng bất lợi Tuy nhiên, với hầu hết trường hợp phơi nhiễm, cần ước tính nguy hiểm RF tiềm ẩn tồn cách đo trường tới, tức là, SAR cảm ứng người bị phơi nhiễm đo trực tiếp; đo tham số trường phơi nhiễm bên Tuy nhiên, phơi nhiễm tồn thể trường sóng phẳng đồng SAR trung bình tồn thể xác định với độ xác hợp lý dùng liệu trường phơi nhiễm hầu hết mức phơi nhiễm lớn cho phép dựa mơ hình tốn học tính tốn SAR tồn thể liên quan đến phơi nhiễm trường sóng phẳng Đối với mơi trường phơi nhiễm RF sóng khơng phẳng xác định, ước tính thơ bậc biên độ thực SAR cục hay SAR vùng diện tích khác thể người bị phơi nhiễm trường hợp trường xa số trường hợp phơi nhiễm trường gần định Trong số trường hợp định, ước tính, mà khơng cần thực thực phép đo SAR, ví dụ, phép đo cường độ trường phơi nhiễm môi trường RF cụ thể cần xét, so sánh với giá trị với liệu SAR công bố Các phép đo so sánh cho phép ước tính thơ phân bố SAR cục mong muốn người bị phơi nhiễm trường giống môi trường RF khảo sát Trong điều kiện phơi nhiễm trường gần định, liệu cường độ trường không cung cấp đủ để đánh giá nguy hiểm RF tiềm ẩn với người Khi vật xạ RF vật xạ lại rọi vào phần nhỏ thể người phân bố không gian trường không đồng thể tích cần kiểm tra, phép đo phân bố SAR cục phương pháp thích hợp để đánh giá nguy hiểm Vì vậy, trường hợp này, phép đo E H khơng đủ Điều đặc biệt khoảng cách từ nguồn RF đến vật thể phơi nhiễm nhỏ xấp xỉ ba lần chiều dài anten đầu dò 6.4.2 Phép đo dòng điện cảm ứng Kỹ thuật đo không tiếp cận phát triển để đánh giá SAR từ phép đo dòng điện cảm ứng thể Các phép đo thực với thiết bị có vị trí gần với tiếp xúc với thể Ví dụ, trường hợp phơi nhiễm bao gồm trường RF tần số vài trăm megahéc, phép đo dòng điện RF tổng qua thể, xuống đất dùng để ước tính SAR cục ghép với trường gần vùng kết cấu thể khác MỤC LỤC Lời nói đầu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Định nghĩa Các lưu ý phép đo liên quan đến đánh giá nguy hiểm RF 4.1 Đặc tính xạ trường điện từ tần số rađiô (EM RF) 4.2 Tóm tắt vấn đề gặp phải phép đo 4.3 Vấn đề đo SAR 4.4 Lưu ý phép đo dòng điện cảm ứng Thiết bị đo 5.1 Hệ thống đo trường 5.2 Đặc tính điện mong muốn 5.3 Đặc tính vật lý mong muốn 5.4 Thiết bị đo trường 5.5 Thiết bị đo dòng điện cảm ứng (cơ thể) 5.6 Thiết bị đo trường bên SAR Phép đo trường phơi nhiễm có nguy hiểm tiềm ẩn 6.1 Qui trình đo trường ngồi 6.2 Phép đo dòng điện cảm ứng thể dòng điện tiếp xúc 6.3 Qui trình đo trường bên (SAR) 6.4 Sử dụng liệu kiểm tra trường gần để đánh giá SAR tiềm ẩn vượt người bị phơi nhiễm Hình - Ứng dụng lấy trung bình theo thời gian Hình - Thành phần thiết bị khảo sát RF Hình - Phương pháp hiệu chuẩn trường tiêu chuẩn không gian tự Hình - Suy giảm độ lợi ước tính với anten điển hình Hình - Hệ thống hiệu chuẩn ống dẫn sóng chữ nhật (phương thức TE10) Hình - Phần tử điện từ ngang (TEM) lớn điển hình Hình - Phần tử gigahéc điện từ ngang điển hình (GTEM) Hình - Cuộn dây Helmholtz sinh trường H để hiệu chuẩn đầu dò nguy hiểm tần số 10 MHz Hình - Phương pháp đưa dòng điện vào để hiệu chuẩn đồng hồ đo dòng điện cảm ứng loại đứng Hình 10 - Phương pháp hiệu chuẩn đồng hồ đo dòng điện cảm ứng kiểu kẹp Hình 11 - Phần tử đầu dò trường E cấy điển hình (một trục) Hình 12 - Phương pháp điều kiện biên để hiệu chuẩn đầu dò trường E cấy vào vật liệu mơ mơ Hình 13 - Dữ liệu phép đo đương lượng nhiệt điển hình: nhiệt độ theo thời gian - trước, sau trình chiếu Bảng - Độ dẫn điện (S/m) mô mô tần số RF Bảng - Độ dẫn điện (S/m) mô sinh học tần số RF Bảng - Nhiệt dung riêng khối lượng riêng vật liệu mô mô mô sinh học thực ... thời gian khơng vượt q giai đoạn giai đoạn hình (a), mức phơi nhiễm lớn cho phép vượt thời gian bắt đầu giai đoạn kết thúc giai đoạn Đánh giá mức phơi nhiễm RF lấy trung bình theo thời gian số... chuẩn đặt trường chuẩn so sánh giá trị đo đồng hồ với giá trị trường biết Có ba phương pháp để tạo trường hiệu chuẩn tiêu chuẩn: a) Phương pháp trường tiêu chuẩn theo không gian tự b) Phương... lượt dùng để hiệu chuẩn đầu dò khác Chuẩn truyền cần hiệu chuẩn lại sau khoảng thời gian tương ứng với chuẩn cụ thể, dựa kinh nghiệm tính ổn định hệ số hiệu chuẩn theo thời gian 5.5 Thiết bị