時間：2023-05-29 17:33:23
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電與磁，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:信息安全；電磁輻射；TEMPEST
Electromagnetic radiation of information device and elimination
LIANG Xiao-yan，WANG Jun-li，YANG Jian，WANG Ru-long
(Beijing Trace and Communication Technique Research Institute，Beijing 100094，China)
Abstract：With the rapid development of computer information safety technique，more and more attention had been paid to the electromagnetic radiation of computer.Based on the analysis on the track of electromagnetic radiation of computer information system，typical protection method is brief lyintroduced.
Key words：Information safety；electromagnetic radiation；TEMPEST
當計算機網絡的日益普及給我們工作帶來極大便利的同時，不可避免地帶來一些負面影響，其中最突出的是計算機網絡的信息安全問題。信息泄密的途徑很多，其中電磁輻射是計算機及其網絡系統泄密的重要途徑之一，對它的研究正越來越受到人們的重視。
1 TEMPEST技術
計算機及其外部設備在工作時通過電磁波將有用信息泄漏出去的過程稱為計算機電磁泄漏。和其它電子設備一樣，計算機及其外部設備(包括主機、顯示終端、硬盤驅動器、軟盤驅動器、磁盤機、磁帶機、打印機等)，在工作時都會產生不同程度的電磁泄漏，如主機中各種數字電路電流的電磁泄漏、鍵盤按鍵開關引起的電磁泄漏、顯示器視頻信號的電磁泄漏、打印機的低頻電磁泄漏等等。這些輻射出去的電磁波，任何人都可以借助儀器設備在一定范圍內收到它，尤其是利用高靈敏度的儀器可以準確、清晰地獲取計算機正在處理的信息。信息輻射防護技術，就是針對計算機的信號輻射特性，運用一定的技術手段不讓竊收方接受到計算機輻射的信號和復原出有關的真實信息。對電磁泄漏信號中所攜帶的敏感信息進行分析、測試、接收、還原以及防護的一系列技術構成了信息安全保密的一個專門研究領域，這種技術在國外稱為TEMPEST技術，即“瞬時電磁脈沖發射監測技術”(Transient Electromagnetic Pulse Emanation Surveillance Tech－nology)。按照麥克斯韋電磁場理論：任何交變電磁場都會向四周空間輻射電磁信號，任何載有交變電磁信號的導體都可作為發射天線。計算機是采用高速脈沖數字電路工作的，因此，只要處于工作狀態就會向機器外輻射含有信息的電磁波。
TEMPEST技術的研究上世紀50年代始于美國。隨后，俄羅斯、英國、法國和德國等國家都開始積極研究和發展TEMPEST技術。1985年荷蘭人W.van Eck在“Computer＆Security”上發表文章，首次詳細披露了通過簡單改裝電視機實現偵收并還原計算機顯示器屏幕信息的可行性技術細節，并聲稱最遠距離可達1000m，引起很大轟動。根據上世紀90年代以后的資料，英國人也稱可以在1600m外對計算機視頻信息進行還原[1]。隨著信息技術的快速發展和恐怖的逐步升級，各國對TEMPEST技術的研究更加廣泛和深入。而美國TEMPEST市場規模更是有增無減。幾十年來，美國多次修訂和補充TEMPEST技術標準和規定，TEMPEST的內涵也在逐漸擴大，已經從原來的通信安全領域擴展到信息安全的范圍。
我國從80年代中期開始關注TEMPEST問題。90年代初，在國家相關單位牽頭和組織下，經過多年的理論研究、實驗測試以及產品開發，已經在信息設備的電磁泄漏發射機理、安全評估、技術產品測評、實驗室和現場測試、紅黑信號識別等方面取得一定成果。在TEMPEST防護技術方面，已經具有屏蔽室、低泄漏發射產品、電磁干擾產品3大類不同等級的防護產品。但是我國的接收機設計水平和數字信號后處理能力還不高。
2 TEMPEST技術中電磁泄漏的途徑
計算機及其外部設備內的信息，通常通過兩種途徑泄漏出去：以電磁波的形式輻射出去的稱為輻射泄漏，這主要是指計算機內部產生的電磁輻射。這種輻射是由計算機內部的各種傳輸線(包括印制板上的走線)、信號處理電路、邏輯電路、顯示器、開關元件和電機及其驅動控制電路產生的；另一種是通過各種線路和金屬管道傳導出去的稱為傳導泄漏。計算機系統的電源線、機房內的電話線、上下水管道和暖氣管道以及地線等，都可能成為傳導媒界，產生傳導泄漏。傳導泄漏往往伴隨著輻射泄漏。
3 TEMPEST技術中電磁泄漏的防護
對于電磁泄漏，目前可以采用的措施主要有：使用低輻射設備、利用噪聲干擾源、電磁屏蔽、濾波技術和光纖傳輸[2]。
(1)使用低輻射設備。低輻射設備即TEMPEST設備。這是防輻射泄漏的根本措施。這些設備在設計和生產時就采取了防輻射措施，把設備的電磁泄漏抑制到最低限度。顯示器是計算機安全的一個薄弱環節，對顯示器的內容進行竊取，已是一項成熟的技術，因此選用低輻射顯示器十分重要。單色顯示器的輻射比彩色顯示器低得多，使用等離子顯示器或液晶顯示器也能進一步降低輻射。
(2)利用噪聲干擾源。電磁輻射干擾技術就是采用干擾器對計算機輻射進行電磁干擾，使竊收方難以提取視屏信息。利用噪聲干擾源有兩種方法：一是將一臺能產生噪聲的干擾器放在計算機設備旁邊，干擾器產生的噪聲與計算機設備產生的信息輻射一起向外輻射，使計算機設備產生的輻射不易被接受復現。干擾器產生的電磁輻射不應超過EMI(電磁干擾)標準；二是將處理重要信息的計算機放在中間，四周放一些處理一般信息的設備，讓這些設備產生的電磁泄漏一起向外輻射。
(3)電磁屏蔽。屏蔽技術是將計算機設備置于屏蔽室中，達到防止電磁輻射的目的。該技術是所有防輻射技術手段中最為可靠的一種。屏蔽技術的另一種方法是使用防信息泄漏玻璃。防信息泄漏玻璃裝在電子設備顯示窗上，可以解決顯示窗信息泄漏問題。有統計測試表明，如果電磁波輻射量是100％，那么防信息泄漏玻璃可以將89％的信息通過地線導入地下，再將10％的信息反射掉，剩下的漏網信號不足1％，這就無法還原成清晰完整的信息，從而達到保密的目的。
(4)濾波技術。濾波技術是對屏蔽技術的一種補充。被屏蔽的設備和元器件并不能完全密封在屏蔽體內，仍有電源線、信號線和公共地線需要與外界連接。因此，電磁波還是可以通過傳導或輻射從外部傳到屏蔽體內，或從屏蔽體內傳到外部。采用濾波技術，只允許某些頻率的信號通過，而阻止其它頻率范圍的信號，從而起到濾波作用，有效地抑制傳導干擾和傳導泄漏。
(5)光纖傳輸。光纖傳輸是一種新型的通信方式。光纖為非導體，可直接穿過屏蔽體，不附加濾波器也不會引起信息泄漏。光纖內傳輸的是光信號，不僅能量損耗小，而且不存在電磁信息泄漏的問題。若干年內還不可能從光纖外部竊取并還原信號。同其它傳輸方式相比，光纖具有容量大、安全、可靠、傳輸信息量大及抗干擾能力強等優點。
4 結語
在信息時代的今天，任何國家的政治、軍事、外交斗爭都離不開信息，信息安全保密已成為國家安全戰略的一個重要組成部分。信息安全保密是一項系統工程，電磁輻射泄漏也一樣，任何單一的防護措施都不是萬無一失的。要根據不同系統的特點采用與之相適應的最佳防護措施進行綜合防護。
參考文獻
所謂電子產品的兼容，實際上是指電子產品自身在工作環境下能否正常進行工作運轉，與此同時還不會對其所處環境中的其他電子產品造成干擾，即一方面電子產品在進行正常工作時，其所產生的電磁干擾不會對其工作環境中的其他電子設備產生干擾，影響它們進行正常工作，造成損害并且造成的影響要保持在一定值的范圍之內（即對其他電子設備產生影響的限值）；另一方面是電子產品自身要對所處的工作環境有一定的抗干擾能力，不會受到所處工作環境中的其他電子設備所產生的電磁的干擾而無法進行正常工作或造成一定程度的損壞，也就是指電子產品應具備電磁敏感性能力。
2 電磁兼容的重要作用
隨著人們對電磁兼容的不斷認知，對電磁兼容的重視程度也逐漸增加?？茖W技術的不斷發展使電磁兼容所涉及到的領域日益擴大，而今電磁兼容所產生的影響已不僅僅只是電子產品設備本身，由于電子產品自身內部結構發展得愈加袖珍與復雜，電磁兼容問題也就愈加重要，例如受電磁干擾，收音機無法收聽廣播、某些電子設備的數據在傳輸過程中發生丟失、一些醫用電子設備工作失常、引發起爆裝置使之發生爆炸、工業過程的某項控制功能完全失效等，電磁干擾或其產生的輻射還可以使生物體自身發生某些微妙的變化而產生一定的影響。因為這些干擾與擾的電磁問題，對電子產品電磁兼容問題進行研究就顯得格外重要。
3 電磁兼容檢測的必要性
3.1 使其工作性能更加可靠
電磁兼容性是指電子產品可以在所處的工作環境中能夠持續進行或保持正常的工作狀態，既不會干擾所在工作環境中的其他電子設備，又不會受到此環境中其他電子設備的干擾。而電磁干擾是指電子產品在進行工作時產生的有害電磁變化，這種有害電磁變化不僅會破壞電子產品的正常運行狀態，甚至還會對電子產品自身產生一定的損害，而這種帶有損傷性質的干擾同樣也會影響其所處工作環境中的其他電子設備，并給其造成損傷或損壞，也就是說，電磁干擾不僅僅可以造成自傷，還會造成不同程度的對外傷害。正因為如此，電子產品設備的電磁兼容技術的提高受到了充分的重視，它要求電子產品不僅要預防并阻止或盡量減小其受周圍其他電子產品設備電磁干擾的可能性，而且自身能夠進行正常的工作，同時也要求電子產品設備自身不會或盡可能較小地對周圍其他電子產品設備產生電磁干擾，即使有干擾，其干擾的程度也不得使其他電子設備無法進行正常工作或損壞，即電子產品設備必須具有抗干擾性能。
3.2 與國際接軌
提高電子產品電磁兼容性能，對其進行電磁兼容檢測，是實現與國際市場接軌的必要條件，這樣便于我國電子產品迅速走向國際市場?，F在對電磁兼容的檢測方式進行了較好的改良，已從對電子產品出現問題之后的處理轉變為在其出廠之前先對其進行檢測分析，然后再對其進行相應的電磁兼容性能的改良設計，而目前對于電子產品電磁兼容性檢測的達標認證不僅僅局限在一個國家認可的范圍，已經發展到全球的國際性的認可標準，這就使得電子產品的電磁兼容性的地位處在與安全性和環境適應性一樣重要的地位。
3.3 使人身和特殊材料得到安全
電磁波的干擾如果與其他電路發生感應耦合，尤其是電爆裝置，這種干擾就會變得十分可怕，它可以干擾到電爆裝置的控制電路，在與之發生電路的感應耦合之后，會形成干擾電流，引起電爆裝置引爆而發生爆炸。為此，GJB786中規定，電引爆器自身導線上的電磁干擾感應電流和電壓必須小于自身的最大不發火電流和電壓的15%；電子產品所產生的電磁干擾輻射量，其連續波的平均功率密度不允許超過4MW/cm2，而其脈沖波的規定要求是平均功率密度不允許超過2MW/cm2。
3.4 現在與未來戰爭的需要
電磁不僅僅可以是干擾源，同樣還可以受到其他的干擾而被破壞和摧毀。以核武器的爆炸為例，當發生核爆炸時，其產生的電磁脈沖的威力是巨大的，其會以光速向外進行輻射形式的傳播，而當這種電磁脈沖去作用于電子產品設備時，輕則可以造成電子產品設備自身功能的惡化，重則可以造成其自身電路元器件損壞，甚至是報廢。而在當下，利用類似核爆炸產生的電磁脈沖而制成的電磁脈沖彈武器，同樣可以對所攻擊的電子產品設備構成致命威脅。電磁兼容性檢測和設計是可以對抗這種威脅的最基礎的技術，它可以使得電子產品對于類似電磁輻射類的新型武器具有一定的抗擊能力。
4 電磁兼容檢測技術分析
4.1 電源電磁兼容檢測
對電源進行電磁兼容檢測技術分析，可使其控制能力得到較好的性能檢測。當電源被其工作環境中的電磁或其他電子設備干擾時，看其是否會出現被損壞或者是性能降低等情況，檢測的項目是浪涌電壓抗擾度，這種試驗方法主要是對電源線施加浪涌波形的電壓，并對電源線的外殼也施加同等的波形電壓，這樣可以看出其電源線在受干擾時是否會發生毀壞，而在正常的有外殼的工作情況下是否也會受到干擾而發生工作狀態不良或是毀壞。一旦發生電源線瞬間被擊穿的現象時，說明電路裝置中的濾波器型號不符或者輸入端的濾波器耐受能力不夠，也有可能是濾波器沒有被加入到電子產品中。
4.2 輻射檢測
這種檢測要了解電子產品在進行正常工作時是否產生了電磁輻射，或者說其產生的電磁輻射是否會對其工作環境中的人類或其他電子設備造成影響或危害。檢測所用的設備比較簡單，也是比較安全的方式，使用處于AM頻道的收音機，通過對電磁干擾收音機發出的噪音進行辨別。此種方法可以對手機和計算機進行相關的檢測，對計算機的顯示進行檢測時，不得超過國家規定的12V/m的限制。
4.3 對外磁干擾檢測
此檢測主要是要了解所生產的電子產品是否具有一定的抗電磁干擾能力以及在一定程度的電磁干擾下是否會受到影響，甚至是損壞。通過射頻電磁場干擾產生的輻射對其進行試驗檢測與分析，測試的一般方法是將電子產品置于黑暗的空間中并讓其保持正常的工作狀態，隨后對其進行一定程度的干擾，此干擾要在電子產品能夠允許承受的范圍之內，并保證此干擾可以持續進行一段時間，觀察進行干擾期間電子產品是否發生了變化，是否處于正常工作狀態范圍之中。倘若期間出現問題，要對產品設計進行適當的改造，而電子產品內部重要元件或較敏感的元件都應進行有效隔離處理，并采取有效的抗干擾措施。
（1.北京市產品質量監督檢驗院，北京101300；2.國家中文信息處理產品質量監督檢驗中心，北京101300）
摘要：隨著信息技術的不斷發展，多種電磁輻射源同時存在的電磁輻射環境日益復雜，各類場所的人為電磁能量顯著增加。為了實現對復雜電磁輻射環境的分析，預防或減少電磁輻射的傷害，通過對單一輻射源檢測方法開展研究，創新性地提出了復雜電磁輻射環境的概念及檢測方法，包括相對中心檢測法和相對軸線檢測法，并結合單一輻射源檢測結果，對現代城市環境中常見的復雜電磁輻射環境開展了檢測，最后對電磁輻射情況進行總結并提出建議。
關鍵詞 ：復雜電磁輻射環境；電磁輻射；輻射源；輻射強度
中圖分類號：TN03?34 文獻標識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）15?0123?03
收稿日期：2015?01?12
0 引言
隨著信息技術的廣泛應用和現代城市化進程的加快，各種頻率電磁波的交互作用使城市空域、公共環境及居民住宅在內的各類場所的人為電磁能量顯著增加。城市電磁環境污染已成為繼PM2.5之后，又一環境污染因子，與人們熟知的大氣污染、水污染和噪音污染相比，電磁污染由于不易被人們直接感知、隱蔽性強，短期效應不顯著容易被人們疏忽。但是，隨著消費者健康、環保意識的不斷加強，對于電磁輻射的關注度也在不斷增加。
現階段電磁輻射的研究和檢測還主要集中于對單一電磁輻射源的定性研究，隨著技術的不斷發展，電磁環境復雜性日益提高，對多種電磁輻射源同時存在的復雜電磁輻射環境的研究勢必成為電磁輻射污染研究的熱點。本文中復雜電磁輻射環境是指由多輻射源引起的多頻率、多場強的電磁環境。當眾多電磁輻射源處于同一區域環境中時，其產生的電磁波彼此之間交錯作用，其呈現出的電磁環境變得相當復雜[1]。本文在對單一輻射源電磁輻射情況進行研究的基礎上，針對復雜電磁輻射環境的檢測方法進行分析和研究。
1 單一輻射源
1.1 檢測方法
單一輻射源的電磁輻射情況采用多點檢測法，如圖1所示，單一輻射源多點檢測法是通過不同的方位（根據消費者實際使用、接觸情況），對輻射源的電磁輻射情況進行檢測，獲得的檢測數據主要包括輻射源的工作頻率、電磁信號種類、功率，檢測結果能夠較全面地反映輻射源的電磁輻射情況[2]。
1.2 檢測設備
針對工頻、低頻電磁場強度檢測，需要使用各向同性響應或者有方向性電場探頭或者磁場探頭的寬帶電磁輻射測量儀；檢測移動基站等射頻電磁輻射強度檢測，則應使用具有各向同性響應或有方向性探頭（天線）的非選頻式寬帶輻射測量儀[3]。
1.3 檢測數據和結果分析
針對17 類典型電器產品的電磁輻射情況進行檢測，對數據進行匯總并分析如下：
（1）單一輻射源輻射強度與檢測距離成反比。在對典型單一輻射源電磁輻射強度進行檢測時，以輻射源為坐標軸零點，在一系列與輻射源間距不同的位置點進行檢測，輻射源的電磁輻射強度與檢測點距輻射源的距離成反比，由檢測結果可知，日常生活中大部分輻射源的電磁輻射強度在檢測距離為0.5~1 m 時降低到可接受水平。以某品牌吸塵器產品為例，檢測數據如圖2所示。
（2）單一輻射源輻射強度與檢測位置相關。在對典型輻射源電磁輻射強度進行檢測時，以輻射源為相對中心，對不同檢測位置的電磁輻射強度進行實地檢測，這里所說的不同位置是指以輻射源為圓心，半徑為恒定值的圓上不同方位的點，不同檢測位置電磁輻射強度存在差異。表1列舉了本次檢測到的17類產品中不同位置檢測點電磁輻射強度差異較大的輻射源。由此可見，大部分輻射源的電磁輻射強度最大值出現在輻射源側面、發動機所在處和信號（音頻、無線）發射區。
2 復雜電磁輻射環境
2.1 家居復雜電磁輻射環境
2.1.1 電磁輻射來源
伴隨著智能家居概念的不斷推廣，家居數字化程度不斷提高，就目前智能家居系統的安裝來說，其在安裝調試過程中主要有無線方式和有線方式，由于有線方式布線繁雜、連接端多、工作量大、成本高、維護困難等特點無法進行大規模的推廣，而無線方式則由于不受這些原因限制得到廣泛的應用。常見的用于傳輸信號的無線電技術包括：藍牙（工作頻率2.4 GHz），WiFi（工作頻率：2.4 GHz，5.8 GHz）等，在低功率情況下無線傳輸受限于距離，這種情況下產生的無線電輻射非常小，假如要求有足夠的距離，就要提高設備功率，相應會產生比低功率情況下強的電磁輻射。
再加上家庭中原有的各種家用電器、低頻電磁場設備（如電線、開關等）、廣播電視信號、通信信號等，所有這些信號重疊在一起使本來居住環境中的電磁輻射環境更加復雜。
2.1.2 檢測方法
雖然家庭中不同時間段電磁環境是復雜的而且是多變的，但由于輻射源總數量相對固定，對不同信號的不同組合累積實時進行測量即可，最終選取最差值進行統計。根據家庭環境中電磁輻射源相對集中的特點，設計了如圖3所示的相對中心檢測法和如圖4所示的相對軸線檢測法。
對家居環境復雜電磁輻射情況進行多次重復檢測[4]，檢測過程中需記錄的數據包括：
（1）頻率占用度
頻率占用度測量的目的是了解一個頻域內輻射源的多少和密集程度，由于環境中輻射源工作情況存在不同的組合，需要針對每種組合情況進行檢測積累，將頻譜進行分類統計和記錄。
（2）電磁信號類型
對于不同輻射源發射的電磁信號的種類進行記錄，其大小反映了復雜電磁輻射環境組成中電磁信號的復雜程度。
（3）功率密度
功率密度用以描述復雜電磁輻射環境的功率強度，功率密度的定義為：功率與帶寬的比值，即功率帶寬。
通過對以上參數的分析和統計，并結合檢測值進行分析，可確定該復雜電磁輻射環境中主要的輻射源及輻射貢獻。
2.2 公共環境中復雜電磁輻射環境
2.2.1 電磁輻射來源
公共環境主要包括商場、超市和街道等公共場所，除包含特殊設備外，由于公共環境相對開闊，復雜電磁輻射危害相對較弱。
2.2.2 檢測方法
根據公共環境中輻射源分布相對分散的特點，設計了如圖5所示的隨機不規則多點檢測法對復雜電磁輻射情況檢測。
檢測過程中需記錄的數據同樣包括頻率占用度、電磁信號類型和功率密度。
2.3 檢測建議
采用本文提出的復雜電磁輻射環境檢測方法，針對日常生活中接觸較多的超市、家庭、公共道路和地鐵站等復雜電磁輻射環境進行檢測，檢測結果顯示，家庭中由于電器相對聚集，當多種電器同時開啟時，電磁輻射強度增加較為明顯；除非近距離接觸公共環境中的特殊輻射源（例如公共道路中的高壓變電站等），普遍公共環境較為開闊，電磁輻射強度均在可接受范圍之內。提出建議如下：
（1）應注意不要把電器擺放得過于集中，使自己暴露在超劑量輻射的危險環境中；
（2）不應同時開啟大量電器，同時處于工作狀態容易造成電磁輻射量顯著增大；
（3）不宜在臥室集中擺放電器；
（4）對于公共場所中的輻射源使用完應盡快遠離、及時通過，由于工作關系需要長期接觸的，需盡量遠離輻射環境，保持安全距離。
3 結語
本文基于對單一輻射源和復雜電磁輻射環境的檢測方法開展研究，并采用相應的檢測方法針對現代城市環境中常見的單一輻射源進行檢測，得到檢測結論，并對現代城市環境中電磁輻射情況進行了總結。
參考文獻
[1] 查振林，許順紅，卓海華.電磁輻射對人體的危害與防護[J].北方環境，2004，29（3）：25?28.
[2] 中國航天工業總公司.QJ 2803?1996電磁環境場測量方法[S].北京：中國航天工業總公司，1996.
[3] 國家環境保護局.HJ/T 10.2?1996 輻射環境保護管理導則：電磁輻射測試儀器和方法[S].北京：國家環境保護局，1996.
[4] DE T，JAMMET H，MATTHES R. Guidelines for limiting ex?posure to time?varying electric，magnetic and electromagnetic fields（up to 300 GHz）[J]. Health Phys.，1998，41（4）：449?522.
[5] 崔本亮.電器電磁輻射對人的影響及保護措施的研究[J].現代電子技術，2011，34（20）：140?146.
[6] 楊晟健，鐘清華.基于FFT和電磁輻射的低壓電弧故障檢測[J].現代電子技術，2012，35（18）：86?88.
關鍵詞：電磁輻射防護技術措施
電磁輻射又稱電子煙霧，是一種復合的電磁波，以相互垂直的電場和磁場隨時間的變化而傳遞能量。人體生命活動包含一系列的生物電活動，這些生物電對環境的電磁波非常敏感，因此，電磁輻射可以對人體造成影響和損害，如頭暈、失眠、健忘等，嚴重者甚至導致心血管疾病、糖尿病、癌突變等，同時，還會影響通訊信號、破壞建筑物和電器設備以及植物的生存等，必須采取措施進行防護。
電磁輻射防護的出發點就是要減低電磁輻射對人們的正常生活的影響，更重要的是，要減少其對人們身體健康的危害。
一、電磁輻射的防護技術
屏蔽防護技術
屏蔽防護技術的目的是采用一定的技術手段，將電磁輻射的作用和影響限制在指定的空間之內，屏蔽防護技術是目前使用最為廣泛的電磁輻射防護技術。
電磁輻射的屏蔽防護技術須采用合適的屏蔽材料，一般認為，銅、鋁等金屬材料宜用作屏蔽體以隔離磁場和屏蔽電場。專家的研究表明，鋁箔紙及鋁箔紙加太空棉對高頻電磁場的電場分量和磁場分量之屏蔽效果十分顯著。
吸收防護技術
吸收防護技術是將根據匹配原理與諧振原理制造的吸收材料，置于電磁場中，用以吸收電磁波的能量并轉化為熱能或者其他能量，從而達到防護目的的技術。采用吸收材料對高頻段的電磁輻射，特別是微波輻射與泄露抑制，效果良好。
接地防護技術
接地防護技術的作用就是將在屏蔽體內由于應生成的射頻電流迅速導入大地，使屏蔽體本身不致再成為射頻的二次輻射源，從而保證屏蔽作用的高效率。射頻防護接地情況的好壞，直接關系到防護效果。射頻接地的技術要求有：①射頻接地電阻要最小；②接地極一般埋設在接地井內；③接地線與接地極以用銅材為好；④接地極的環境條件要適當。
距離防護技術
從電磁輻射的原理可知，感應電磁場強度與輻射源到被照體之間的距離的平方成反比；輻射電磁場強度與輻射源到被照體之間的距離成反比。因此，適當地加大輻射源與被照體之間的距離可較大幅度地衰減電磁幅射強度。
二、電磁輻射防護措施
（一）注意飲食習慣
減輕電磁輻射影響的最簡單的辦法就是在每天喝2至3杯綠茶。因為茶葉中含有豐富的維生素A原，它被人體吸收后，能迅速轉化為維生素 A。維生素A不但能合成視紫紅質，還能使眼睛在暗光下看東西更清楚。
使用專業的電磁輻射防護產品
電磁輻射防護服裝
一般來講，金屬化織物具有防電磁輻射的功能，其原理主要是采用高科技紡織技術將金屬纖維網融合在紡織物中。目前，市場上大多數防輻射服也都是根據這個原理制作而成，實現防護電磁輻射效果。
穿用注意事項
穿用防輻射服時，紐扣要完全扣好，同時應避免接觸酸、堿、油脂或其他腐蝕性的化學品。用后掛起來，盡量不要折疊，以免破壞屏蔽層；
采用中性或弱堿性洗滌劑洗滌，防輻射服切忌揉搓絞扭，最后用清水沖后放在通風陰涼處晾干，不能暴曬?？擅撔妒降?，只洗外罩，不洗屏蔽層。
電磁輻射防護卡
電磁輻射防護卡是由多種高能材料組成，利用電磁能量轉換熱能的原理，吸收并消除輻射，形成一個以卡為中心的電磁波減弱平面區，從而起到防護電磁輻射的作用。性能類似于隱形飛機涂層，是一種能夠吸收并消除電磁輻射污染的高科技產品。產品能阻隔消除電器產生的低頻、中頻、高頻等7個頻段的電磁輻射。適用于家庭和工作環境。
電磁輻射防護玻璃
電磁輻射防護玻璃是由玻璃或樹脂和經特殊工藝制成的屏蔽絲網在高溫、高壓下合成；不僅能提供有效的電磁屏蔽，還可以提供有效的透光。已被廣泛應用于通信、IT行業、科研實驗室、電力、醫療等電磁輻射過量的工作場所。主要用于建筑物重點部位的觀察窗，例如采光屏蔽窗、屏蔽室可視窗、可視隔斷屏風等；還有電子設備的顯示窗口。
電磁輻射防護屏
電磁輻射防護屏采用隱行飛機吸波技術，能有效吸收電腦顯示器發出的對人體有害的電磁輻射和靜電，尤其是電磁輻射對面部皮膚的傷害，并且使電腦光線更加柔和，防止眼睛疲勞，同時保證非常高的透光率，完全不影響顯示器的顯示效果。
常用電子設備的電磁輻射防護
電腦的電磁輻射防護
經常接觸和操作電腦的人員配備專業電磁輻射防護裝備，如服裝、防護卡、防護屏等措施，以減少或杜絕電磁輻射的傷害；
調整好屏幕的亮度，一般來說，屏幕亮度越大，電磁輻射越強，反之越小。如果使用的是CRT顯示屏，建議在顯示屏上加裝電磁輻射防護屏。
操作電腦時定時用清水洗臉，并且經常擦拭屏幕，減輕所受電磁輻射。
使用完電腦之后，將機箱、顯示器、音箱等電源全部關閉，杜絕電磁輻射。
手機的電磁輻射防護
盡量不要在信號很弱的地方使用手機。信號差會使手機的功率自動加大，從而造成其輻射的強度增大。
不要把手機掛在脖子上或腰間。手機的輻射范圍是一個以手機為中心的環狀帶，而手機與人體之間的距離決定了人體受到輻射的程度。
接電話時避免頻繁移動。頻繁地移動位置會造成手機信號的強弱起伏，從而會加大手機的輻射量。
關鍵詞：電磁脈沖 耦合特性 短波天線 電磁學
中圖分類號：TN820 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（a）-0023-01
1 簡析電磁脈沖與短波天線耦合性的重要性
目前，由于各種高科技設備以及技術的出現，我國短波天線的類型較以前相比，已經增多了無數倍。而設計人員在對短波天線進行設計的過程當中，也作出了“電磁干擾給短波天線的性能造成的影響”研究，他們普遍認為：能夠引發電磁波出現的因素，除了各種機械設備以及外界環境之外，還應當包括人類的活動，比如：高空核電磁脈沖，它就是一種人為形成的電磁干擾。雖然，這些由不同因素引發的電磁干擾，對短波天線的影響時間比較短，且這種干擾也是能夠進行逐漸恢復的。但是，倘若這種電磁干擾的程度比較強烈，那么其給短波天線造成的損害將是無法恢復的。這樣一來，不僅大大降低短波天線的運行效率，還會給使用商帶來較大的經濟損失。因此，為了能夠讓短波天線實現安全、可靠的運行過程，電磁脈沖與短波天線的耦合特性，就成為了當今社會中的研究熱點。
2 分析矩量法
當在借助矩量法對電磁問題進行分析與處理的時候，要依照研究對象子域的特點及其運行的要求，科學地對基函數進行選擇，以確保選用的基函數能夠在研究對象的各個子域中發揮出最大的作用，比如：在某一研究對象中，存在著三個子域，它們分別是：連接、導線以及導體域。其中，通過采用某種特定的方法（這里主要是指：“三角面元法”）對導體域進行分析之后，可確定其基函數為“RWG”；而導線域的基函數則為“三角屋頂”。其次，由于連接域可被再分，所以它們的基函數較為復雜，為：
上述方程式當中，an代表的是三角形內角的度數和，因實際計算的時候，只選取導體中部的位置，所以它的數值為2π；Akn代表的是三角形的總面積；r與r0則代表的是三角形的各個角和連接點之間的平面坐標。
3 探析HEMP
眾所周知，HEMP是一種具有較強電磁干擾特性的電磁波，它主要來自于核爆炸，且它一旦出現，就會給通信系統帶來巨大的影響，使整個系統無法實現正常的運轉。因此，針對這種電磁波，我國有關部門在二十一世紀初，就提出了“HEMP標準”，即：波形近似值的前沿在2～3ns的范圍之內，電磁場的最大值是50kV/m，脈沖峰的寬度在18～28ns的范圍之內，且該電磁波的數學方程式是：
其中，E0的值為50kV/m，β的值為6×108/s，脈沖的寬度暫定為23ns，波形上升階段的周期是2.5ns，電磁場的最大值時4×107/s。
另外，HEMP的物理密度公式為：
，該計算式中的E（w）指的是電磁波周期變化域中的傅里葉，而另一個字母則代表的是波阻抗，它的值為：377Ω。因此，依照脈沖強度計算式：
，
可計算出HEMP電磁波中大約有98%的能量，凝聚在≤100MHz的頻段中。
4 探析數值仿真
我們假定要在某個導體板內安裝長度為十米的短波天線，為了確保安裝流程的準確度，我們在進行安裝之前，先對系統的電流以及阻抗等參數進行分析，同時根據分析得出的最終結果，將其拿來與FEKO進行仿真比較。其中，FEKO的全名是“電磁仿真軟件”。
4.1 短波天線參數
分別讓短波天線在頻率為15、30以及45MHz的頻段中運行，當頻率發生改變的時候，短波天線產生的電流也會隨之發生相應的改變，且其變化的方式是：依照正弦函數的形式呈周期性改變的。另外，通過讓短波天線在≤60MHz的頻段中輸入相應阻抗值的方法，同時借助EFKO軟件的仿真對比特性，可以得出這樣一個結果：當短波天線處于60MHz以下的頻段中之時，其輸入的阻抗值變化情況，都與FEKO的仿真結果一致。
4.2 短波天線的響應研究
我們假設HEMP的入射角為45°，仰角也為45°，那么通過固定方程式計算出來的短波天線感應電流頻率波形圖如圖1，而在利用“傅里葉逆變”原理轉換而成的時域波形圖則為圖2。
從上文的陳述以及分析中，我們可以得知：能夠影響HEMP對通信系統響應時間的因素是入射波頻譜，所以HEMP會在通信系統的頻率≤100的頻段中產生較大的電磁干擾。此時，系統中的感應電流的最大值就會超過原來的預定最大值100A。而這樣的一個數據，對整個通信系統來說，其造成的破壞性是極其強大的。因此，設計人員在對通信系統進行設計的時候，還必須要充分考慮到HEMP對系統造成的電磁干擾，并針對這種電磁干擾，采取一系列有效的防護措施，對其進行預防以及控制，以將HEMP的電磁干擾降至最低。
5 結語
綜上所述，通信系統在我國各個行業當中，都有著較為廣泛的應用，比如：輪船制造行業、衛星勘測行業以及飛機科研行業等，且這些行業所處的電磁環境都非常的復雜，加上其對通信系統的要求比較高，往往在一個通信系統中，都要安裝無數個短波天線，這就使得整個通信系統必須要具備較高的電磁脈沖與短波天線耦合特性。唯有這樣，才能夠讓通信系統在實際運行的過程當中，不會遭受到電磁波對其造成的破壞性影響，進而直接提高了通信系統的運行效率。與此同時，也可以讓由此設計出來的通信系統，成為推動各個行業實現進一步發展的強大動力。
參考文獻
[1] 張昕，王鋒.電磁脈沖與短波天線耦合特性的研究[J].現代電子技術，2011，34（5）：187-189.
[2] 顏克文.短波通信設備電磁防護技術研究[D].成都：電子科技大學，2009.
意見。
關鍵詞 液晶顯示器；電磁；檢測
中圖分類號：TN873 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0069-01
隨著我國計算機硬件水平的不斷提高，對相關行業的規范標準越來越嚴格，國內規定強制執行檢測計算機整機的電磁兼容狀況，其測量結果符合要求后才能被投放市場銷售。但目前計算機零售硬件市場仍未得到有效監管，不合格產品居多，流通速度快，有些消費者自行購買主機電源、顯示器等計算機硬件設備進行私自組機，應用在人們的日常工作和生活環境中，這些沒有被檢測過的硬件商品，很可能會對人體健康造成影響。
1 液晶顯示器基板的電路設計原理
液晶顯示器（LCD）的構造是在兩片平行的玻璃當中放置液態的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產生畫面[1]。
液晶顯示器基板電路的設計步驟很嚴謹。首先是要明確電磁干擾源頭，找出環境中可能存有的干擾源并確定其干擾作用效果大小。具體做法是，先屏蔽一切干擾源，而后逐一對單項干擾源進行檢測和解決。涉及的重要技術手段包括：濾波、鋪設線路、屏蔽等方法。液晶顯示器基板的主要功能模塊分為：液晶顯示、電源、驅動、轉換模塊等等幾個部分。通常情況下，液晶顯示器在出廠時，生產廠家對其重要模塊已經進行了檢測，基于此，在進行后續的測試時，我們只需針對電源、驅動等幾個關鍵部分進行電路設計或布局就可以。
1.1 電源模塊
電源部分的主要功能為兩部分，即實現驅動液晶顯示屏的背光和提供穩定電流。目前電源模塊設計大多采取開關式電源。電源開關在設計時需要考慮其兼容性，采取相應措施提前規避掉可能產生的問題，應用軟開關技術進行調整電流，避免在開關液晶顯示器時產生過多的電流干擾。這種技術的作用機理是使開關電源中的裝置在沒有電壓和電流時進行開關轉換，能夠削弱電磁波的產生。電磁波干擾是由于開關頻率的變化而波及到環境中的，其干擾能量的聚集可能會導致電磁波干擾加強。通過將開關信號的能量調制均勻分散在一個開放的頻帶上，能夠讓能量核分散開來，進而削弱其干擾強度，同時也滿足了電磁兼容性的要求，或者可另設額外兼容配置，還要做好電源部件的有效屏蔽，以及避免信號線進行平行布線[1]。
1.2 驅動模塊
液晶顯示器的驅動模塊包含：模擬信號、數字電路和電源。在布局進程中，要把三者適當的分散開，令其互不干擾。同時遵循相關部分貼近布設原則，采用接地的方式布線，以便降低電磁干擾。目前常見的干擾源是數字電路部分的時鐘電路，這就需要在設計模塊時考慮到將晶振的兩腳融入微波電路。
2 液晶顯示器的電磁兼容與檢測
研究者對液晶顯示器進行輻射發射和傳導干擾檢測，檢測標準依照國際相關標準執行，且該標準已經確定為我國強制執行標準。該規定要求，進入家庭用的計算機須達到B級極限值，這個要求標準比工商業用的標準級別都高，其原因是因為個人微機用戶從經濟角度考慮，缺乏必要的經濟實力支撐來采取有效的防護手段[3]。
2.1 液晶顯示器的輻射發射檢測結果
進行輻射發射及傳導騷擾測量實驗，其中后者在半電波暗室中操作，將被檢測部件放置于輔助微機上。外部天線距離被檢測裝置3米外，垂直掃描，被檢測裝置在轉臺上不停旋轉，直至尋找到輻射的最強磁場源。在這一過程中，由專業檢測軟件選擇符合測量標準的測量頻段、檢波方式等數據，在標準測量頻段內以由低到高的順序測量每一個頻點可能產生的干擾信號磁場強度大小。通過觀察輻射騷擾測試的檢測結果與被測設備的原始記錄二者的數據得知：液晶顯示器在低頻段120-140 MHz上下超出其限值[4]。
2.2 液晶顯示器的傳導騷擾檢測結果
液晶顯示器的傳導騷擾檢測是在屏蔽室內操作，隔絕光及所有輻射源。將被測件放置在離地面80厘米左右高度的試驗臺上，試驗臺上面鋪有金屬銅接地板的導電平面。被測電源線通過電源阻抗穩定網絡接到電網上。測量直接通過阻抗穩定網絡上的監視測量端進行，以電容耦合的方式，將被測件產生的干擾電壓引出，經過轉換得到線上的實際電壓，得出不同頻段干擾電壓的幅度數值。衰減器是為預防接收機負荷過重造而成損壞的微機配置。
國家對電磁兼容檢測缺乏強制性，組裝機器達標與否我們不得而知，人們也不會主動去檢測私裝計算機。顯示器即計算機外接硬件設備作為計算機的主要輸出設備，與人體的接觸面相對較大，其電磁輻射對人們健康不益。所以，即使是自行購買的非檢測過的液晶顯示器，我們也要對其進行有效改良設計以降低輻射，選擇合理的優化方案對其進行檢測，健康的使用液晶顯示屏。
3 液晶顯示器電磁兼容與檢測結果分析
為了研究液晶顯示器的作用機理和電磁兼容性，對顯示器進行了拆解，發現其內部采用雙層屏蔽的構造模式。由不銹鋼材質將電源、基板和背光板分別屏蔽開，接縫焊接良好，以保證屏蔽物的整體性與導電性[5]。外部顯示器是電器操作使用者直接面對的硬件，其外觀殼體用鋁質材質，易成型且整潔，還能屏蔽一部分頻率的電磁波，但由于成本較高，低端電子市場的顯示器往往采取塑料材質的外殼。通過研究金屬外殼材質的液晶顯示器，觀測其輻射發射結果，效果卻不盡如人意，原因是鋁質金屬外殼沒有與工作地做直接連接或間接連接。
研究表明：液晶顯示器輻射發射測試頻譜，最好能提供計算機不同工作狀態下的情形，從中能夠得到更多、更有效的數據信息。還要注意液晶顯示器整體的屏蔽性能、接地方式等。另外，注意觀察液晶顯示器的開關部件、元器件、晶振和時鐘電路等的正常運轉及其布局位置、各類電纜的布線等方面問題，只有做好統籌規劃，才能有效避免液晶顯示器泄露輻射波，維護應用環境的健康良好。
4 結束語
液晶顯示器基板的實際應用范圍廣泛，它的電磁環境具有靈活性和多變性的特征，在進行液晶顯示器的電磁兼容設計與檢測時，要考慮液晶顯示器的應用環境因素及影響，而且一個低輻射的液晶顯示屏對人體健康影響也較小。通過采取有效的電磁兼容設計方式，液晶顯示器基板通過EMC檢測合格，為日后同樣液晶顯示器基板的設計奠定可行的基礎。
參考文獻
[1]常偉.液晶顯示器基板電磁兼容性討論[J].科技致富向導，2013，3（05）：156-157.
[2]李務斌，張志華，戴冬原.低輻射加固液晶顯示器設計[J].電子機械工程，2012，12（10）：178-179.
[3]夏顯忠，鄒北驥.一種適應惡劣環境的有源液晶顯示器的設計[J].中南工業大學學報（自然科學版），2010，10（05）：101-102.
關鍵詞：變電站；微機保護；遠動裝置；電磁干擾
中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2015）01（c）0000-00
在國內電力行業高速發展影響下，電力設備的自動化變得越來越高?，F階段，變電站的電力系統相關保護控制裝置比較集中，所以電力系統的回路電纜以及保護控制裝置比較容易出現電磁干擾問題。而微機保護設備可以有效確保電力系統的可靠、穩定運行?？墒窃O備內部單元以及元器件比較容易遭受外界因素干擾，同時變電站的工作環境非常容易出現電磁干擾，在干擾相對嚴重的時候就會造成保護誤動，對此一定要對變電站中電磁干擾具體來源和對微機保護設備造成的影響完成分析，從而有針對性的防止或是降低變電站中的電磁干擾造成的微機保護設備影響。
1變電站的電磁干產生與傳統方式分析
（一）變電站電磁干擾的形成
現階段，電力系統中電磁干擾種類主要包含了外部干擾與內部干擾，其中外部干擾主要由高壓開關操作與短路故障以及電暈放電等。而內部干擾一般是在自動化系統相關結構和元件布局以及生產工藝等要素來決定的。
（二）電磁干擾傳播方式
變電站電磁干擾依據傳輸的方式能夠分成傳導干擾和輻射干擾以及電磁感應的耦合干擾。其中傳導干擾主要是經過干擾源與擾設備間的相應公共阻抗完成傳播，而輻射干擾通常是利用電磁波完成傳播。除此之外，感應偶和干擾主要是為電磁騷擾能量利用和其相臨近導體形成的感應耦合，并且在相臨近的體內感應出對應的掃然電流或是電壓。
2電磁干擾現象對微機保護設備造成的影響
首先，造成設備損壞。雷電和高壓網絡操作會造成高頻震蕩相應幅值超過低頻電磁干擾的幅值，從而造成二次回路與保護設備元件損壞，特別是經過雷雨天氣之后，往往會發生自動化電子裝置損壞，例如微機保護設備中的開關電源等裝置。其次，引發設備誤動作。通常情況下，在工頻狀況下保護設備具有一個通頻帶，而高頻干擾經過通頻帶之后會被過濾掉，這時低頻干擾就能夠與相關數據信號共同進入到對應的保護回路中，嚴重影響設備的順利工作。同時還會出現空間電磁輻射現象，也就是外部感應干擾，一般會對信號線造成干擾，此種干擾會造成裝置相關信號發生異常，并且還會造成測量精度嚴重下降，進而造成通訊故障。最后是數字儀器發生指示錯誤。電磁干擾一般會造成電子儀器對脈沖多計或是漏計，從而導致數據處理單元發生四級或是數據丟失，甚至還會造成電子元件出現永久性損壞。
3變電站抗干擾措施分析
（一）接地正確和隔離干擾
二次系統主要應用的為屏蔽電纜是信號與電流以及電壓引入線，同時在控制室和開關站把屏蔽層進行同時接地，而且電壓互感器的電流回路應該在控制室進行接地，但是二次中性點只可以在控制室進行接地，從而能夠有效對點位增大所引發的干擾實現防御。對于變送器屏與保護屏一定要具備接地端子，而且屏本身還要確保接地可靠，同時完成保護設備箱體接地安全性與可靠性試驗與檢測，全部的保護設備主要用于變壓器隔離。另外一、二次線圈之間一定要具備良好的保護層，以及安全的接地屏蔽層，在外部設置保護設備或是集成電路型相關空觸點。
（二）雷電強干擾措施
首先是遠動通訊，對于信號與弱點部分應該都應用屏蔽電纜，同時屏蔽層的兩端應該實現可靠接地，對于保護與載波以及遠動電源位置一定要設置抗干擾模塊與金屬氧化物相應的抵押防雷設備。其次，要把原來并不具備防雷電功能的比較陳舊的后背式UPS替換為具備防雷功能的現金在線式UPS，同時在遠動通道，特別是微波通道應該在通道的入口位置建立專用的通道避雷器。最后，針對比較長的通信網線，在一定條件下要更換成光線通信，也就是在間隔層中設置光交換機和光線設置終端，從而利用光線接入主控室，盡可能隔斷雷電感應相關通路，降低雷電波的有效入侵。針對并未改造的系統，要在網線的兩端屏蔽實現安全接地，同時和設備進行同一點接地。
（三）交直流控制回路設計
交直流回路組成各自的絕緣系統以及接地系統。若是交、直流回路要在同一根的電纜內部，這樣相互間就會造成干擾，若是兩者出現線芯的絕緣下降或是短路就會造成直流接地，從而嚴重影響交直流的兩個回路系統正常工作。若是交流對直流回路引發干擾或是竄入直流回路，從而造成裝置損壞，變電站的電力系統也會出現比較嚴重的事故，對此不可只為便捷留下一些安全隱患。
（四）二次回路的抗干擾對策
首先，對于二次布線，一定要綜合考慮抗干擾有關要求，嚴格的實施反措要求，針對強信號以及弱信號不可共用同一根電纜，同時交流回路和直流回路也不可共用同一根電纜。在應用靜態保護過程中，一定要選擇屏蔽電纜，而且屏蔽層的兩端應該接地。保護電纜不可以和電力電纜在同一層進行敷設，同時要盡量遠離高頻暫態的電流相關流入點，比如避雷器或是避雷針相關接地點。其次，二次控制盒信號電纜的敷設具體方向一定要盡可能和高壓母線垂直，從而在一定程度上減低強電與弱電之間的電磁耦合，而且通信網線的敷設一定要盡可能和強電的交流電纜有效避開，比如置于金屬護套中，也就是屏蔽干擾，還能夠防止機械損傷。最后，針對自動化系統而言，間隔層的組網模式對于抗干擾還有影響，如果利用LonWorks組網模式，這樣不但節點數能夠有效滿足中型變電站相關需求，因為LonWorks網是無源網絡與脈沖變壓器隔離，還具備量很高的抗電磁干擾能力。對此，LonWorks是良好的選擇。
4結束語：
變電站的二次系統中抗干擾作為一項涉及到設備開發和調試安裝以及運行管理等許多方面比較綜合的系統工作，一定要進行多個方面的協調。對此，就應該在實踐的過程中不斷的總結經驗，從而探索其規律性，并且認真進行觀察和深入研究，在傳統的問題中尋找新思路，然后依據現實狀況解決電磁干擾問題，從而確保變電站電網系統的可靠與安全運行。
參考文獻：
[1]秦曉輝.微機保護電磁兼容研究及變電站內電磁千擾的傳播途徑[D]，北京：華北電力大學，2013.
[2]孫春艷，李景祿，何艷嬌等.變電站微機保護和監控系統電源干擾及抑制[J].高電壓技術，2012，34（4）： 12-19.
[3]王玉峰.變電站瞬態電磁環境及微機保護系統EMC研究[D]，大連：人連理工大學，2010.
[4]黃海，張輝，張棟.變電站內的電磁干擾及電磁兼容問題[J].電力建設，2012， 23 （2）：32-34.
[5]陳淡龍.淺談變電站電磁抗干擾技術[J].廣西電業，2012，（5）： 23-28.
Journal of Electromagnetic Analysis and Applications 電磁分析與應用雜志
ISSN Print: 1942-0730
ISSN Online: 1942-0749
Aims & Scope
JEMAA is a professional journal in the field of electromagnetic analysis, testing and application. The goal of this journal is to provide an international platform for engineers and academicians all over the world to promote, share, and discuss various new issues and developments in the field of electromagnetics. It is an archival publication which disseminates the results of fundamental and applied research, those relevant power engineering are especially welcomed. This journal is edited to encourage deeper understanding and greater effectiveness in theory analysis, testing, numerical calculation and engineering application that relevant electromagnetic fields.
世界上第一臺電磁爐是由德國NEFF公司研發出來的，我國于上個世紀90年代初期正式引入。作為廚房電器，電磁爐具有使用安全、節約能源、效率高、清潔環保等優點。鑒于此，本文首先簡要分析了電磁爐的工作原理與加熱原理，在此基礎上對電磁爐的正確使用方法及故障維修進行論述。期望通過本文的研究能夠對延長電磁爐的使用壽命有所幫助。
【關鍵詞】電磁爐 工作原理 加熱原理 使用
1 電磁爐的工作原理與加熱原理
電磁爐歸屬于廚房電器的范疇，其在業內素有“綠色灶具”之稱，這是因為它主要是以電磁感應的原理進行電、熱能的轉換。市面上常見的電磁爐一般都是由以下幾個部分組成：微晶體玻璃板、上蓋、面板、燈板、傳感器、加熱線盤、電源板、電源線、風扇、下蓋等。電磁爐的工作與加熱原理如下：電磁爐通電啟動之后，位于其內部的整流電路會將頻率為50Hz的工頻交流電轉換為直流電，經由振蕩電路之后，這部分直流電則會轉換成為20-40Hz的高頻電，當高頻電通過加熱線盤之后，會產生出變化磁場，電磁爐上的金屬鍋具底部與絕緣面板接觸后，變化磁場的磁感線會通過鍋底，這一過程中，金屬體內會隨之產生出若干個微小的感應電流，它們會使金屬爐具發熱，借助這部分熱量便可完成各種食物的蒸煮，這便是電磁爐的工作與加熱原理。
相關研究結果表明，在電阻為定值的前提條件下，感應電流的值越大，所產生出來的熱功率就越大，蒸煮耗時越短，如果想要使感應電流足夠大，就必須保證感應電動勢夠大。因此，需要借助高頻電，并將多芯導線纏繞來增加匝數，增大通過金屬體的磁通量變化率，從而增強磁場感應強度。實驗研究結果顯示，將帶有磁性的材料放入到磁場當中時，能夠增大磁場的磁感應強度，由此便可產生出足夠大的感應電動勢，進而獲得較高的熱功率。正因如此，使得市面上的電磁爐都使用以鐵磁性材料為鍋底的平底鍋。
2 電磁爐的正確使用方法及故障維修
2.1 電磁爐的正確使用方法
為了有效延長電磁爐的使用壽命，必須確保使用方法的正確性，并在使用過程中經常對其進行維護。
2.1.1 必須使用符合標準要求的電源線
由于電磁爐本身的功率相對較大，為確保安全，在使用電磁爐時，必須選用可以承受15A以上大電流的銅芯線作為電源線，同時，要配置獨立且安全性較高的電源插座，若是條件允許，可在插座處加裝一個保險盒，這樣能夠進一步提高電磁爐使用的安全性。
2.1.2 要使用符合要求的爐具
通過上文對電磁爐的工作原理和加熱原理進行分析后可知，鐵磁性材料制作的金屬鍋具能夠增大電磁爐的感應電動勢，從而獲得較大的熱功率，因此，在鍋具的選擇上，應當以鐵鍋、不銹鋼鍋為主。同時，應當將鍋具放在電磁爐的中央位置處，鍋底要有足夠的平面與電磁爐充分接觸。需要特別注意的是，不得使用玻璃材質、銅質容器作為電磁爐的鍋具，因為這些材質無法形成渦流。
2.1.3 電磁爐要平整放置
在使用電磁爐加熱食品r，必須確保放置電磁爐的地方平整，若是不平，則可能導致電磁爐的一個腳處于懸空狀態，這樣在金屬鍋具自重的作用下，容易造成電磁爐體變形，嚴重時會使電磁爐損壞。同時，電磁爐如果放置在有傾斜度的地方，在加熱的過程中，鍋具內的渦流磁場與爐具內的勵磁線盤中的磁場會發生相互作用，由此會引起鍋具與爐體振動，當振動頻率達到一定時，可能會造成鍋具從電磁爐上滑落，從而引發危險。
2.1.4 注意通風防潮
由于電磁爐需要長時間在大電流和大功率的狀態下工作，一旦內部電路遇到濕氣或是水汽時，便會形成結露，輕則會導致電路銹蝕，嚴重時則會引起短路故障，從而影響電磁爐的正常使用。電磁爐內部帶有風扇，在使用時，應保持良好的空氣流通，換言之，應在通風條件良好的條件下使用。
2.1.5 避免漏磁干擾
由于電磁爐采用的是電磁感應原理，所以其在工作過程中，不可避免地會產生出一定的電磁輻射，雖然這部分輻射的強度并不是很高，但也會對其它家用電器造成影響，鑒于此，在電磁爐2-3m左右的范圍內，盡可能不要放置手機、電腦、電視等容易受到電磁長干擾的電器設備。
2.1.6 操作要得當
電磁爐面板上的各種功能按鍵均屬于輕微觸碰型，一般手指輕觸、輕按后便可正常切換功能，按好之后手指要快速離開，不要按住不放，以免使彈簧片和導電接觸片損壞。當電磁爐加熱至較高的溫度時，瞬時功率會忽大忽小，由此可能會造成IGBT和電路板損壞，為防止此類情況的發生，在電磁爐使用完畢之后，應當先將功率按鈕調整至最小的位置，隨后再將電源關閉，最后取下鍋具。
2.1.7 清潔要點
電磁爐在使用一段時間后，爐體上會黏附油漬，此時需要對其進行清潔。在對電磁爐進行清潔的過程中，應注意如下事項：不得使用汽油對爐體進行清洗；不得用鋼絲刷或紗布對面板進行擦拭；剛用過的電磁爐不可用冷水擦拭面板，應待其徹底冷卻之后，方可用少量中性洗滌劑進行擦拭。
2.2 故障維修
電磁爐在使用過程中難免會出現故障問題，加熱后不能升溫是比較常見的故障，下面重點對此類故障的成因及維修方法進行論述。
2.2.1 故障成因
電磁爐可以加熱，但卻不能升溫，說明主電路中某個元器件故障（以諧振電容損壞居多）。
2.2.2 維修方法
切斷電源后，將機殼拆開，通過觀察的方法對加熱主電路上的元器件進行檢查，重點查看諧振電容，如果電容器表面鼓起，則表明電容損壞，通過更換新電容可使故障消除。
3 結論
綜上所述，電磁爐是一類電路較為復雜的廚房電器設備，它的電路板上除了有高壓部分之外，還有大電流部分，為了確保使用安全，應當了解并掌握電磁爐的正確使用方法。同時，在對電磁爐故障進行處理時，必須關閉電源，以免引發安全事故。
參考文獻
[1]謝圣昌，肖樂明.用電磁爐原理設計電磁感應鋁箔封口機[J].廣州航海高等?？茖W校學報，2008（12）：67-68.
[2]郭立.IGBT動態特性測試的搭建及其在電磁爐應用中的研究[D].上海：復旦大學，2012.
[3]袁作威.大功率電磁爐功率模塊設計及控制策略研究[D].武漢理工大學，2010.
[4]鄭影成.小天鵝HY-K20型電磁爐電路原理解析（上）[J].家電檢修技術，2012（05）：65-66.
[關鍵詞]電磁攪拌 電磁制動 連鑄
中圖分類號：044 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）46-0118-01c
1 前言
近20年來，我國的連鑄生產發展迅猛。2004年，全國連鑄坯產量2.65億t，正在運行的連鑄機近600臺，連鑄機的數量和連鑄坯的產量已居世界第一。全連鑄企業已達 198家，占總數217家鋼鐵企業的91.24% 。與我國鋼鐵工業在世界上的地位一樣，我國是一個連鑄生產大國，但還不是連鑄技術強國。
隨著連鑄技術的應用和發展，連鑄坯的質量越來越受到重視。近年來，超純凈鋼的開發和應用對鑄坯的質量、凝固組織和成分均勻化提出了更高的要求。電磁攪拌技術對提高鑄坯的等軸晶率、細化凝固組織、降低夾雜物含量并促進成分均勻化具有重要作用。
2 電磁攪拌器的分類及攪拌效果
2.1 電磁攪拌的分類
電磁攪拌器可分為水平旋轉攪拌器和線性攪拌器兩大類，而線性攪拌器又可細分為垂直線性攪拌器和水平線性攪拌器：
（1）水平旋轉攪拌器
水平旋轉攪拌器圍繞鑄流設置，其運轉象一個異步旋轉電機的定子，驅動鋼液水平旋轉，多用于圓坯、方坯和小矩形坯。
（2）線性攪拌器
垂直線性攪拌器靠近鑄流側，其運轉象一個線性異步電機的定子，鋼水沿垂直方向旋轉運動，適合于大斷面的矩形坯水平線性攪拌器安裝在鑄坯側，其運轉像一個平直定子，適合于板坯內弧側。
2.2 電磁攪拌器的布置位置
電磁攪拌器的布置位置有：中間包加熱用電磁攪拌 H-EMS；結晶器電磁攪拌 M-EMS；二冷段電磁攪拌S-EMS；凝固末端電磁攪拌 F-EMS。
（1）中間包加熱用電磁攪拌：使連鑄過程中鋼水的過熱度保持在 30～40℃ 。其突出特點是利用非金屬夾雜物與金屬液之間導電性的差異，實現兩者的分離。
（2）結晶器電磁攪拌： 安裝在結晶器的下部，用于減少表面缺陷、皮下夾雜物、氣孔和針孔，改善凝固組織，降低表面粗糙度，增加熱送率，擴大鋼種，適合于冷軋鋼、彈簧鋼、半鎮靜鋼等鋼種的澆鑄。
（3）二冷段電磁攪拌：可以促進鑄坯晶粒細化，一般與 M-EMS 組合使用。能夠增加等軸晶率，減少中心縮孔和疏松， 少 中 心 偏 析 及 內減裂，放寬過熱度，提高拉速，降低壓縮比。適于生產厚板、普板、不銹鋼、工具鋼等鋼種。
（4）凝固末端電磁攪拌 ： 一般在澆鑄對碳偏析有嚴格要求的高碳鋼時使用，安裝在凝固末端附近，可減少中心縮孔和中心偏析，提高拉速，降低壓縮比。
2.3 電磁攪拌的組合使用
連鑄機上使用一種攪拌方式比較普遍，但當澆注中、高碳鋼以及合金鋼時，有可能澆注速度過快、過熱度高、鑄坯尺寸小等比較困難或特殊要求情況，單一的攪拌工藝往往不能使鑄坯形成足夠的等軸晶，中心疏松或中心偏析嚴重，使產品達不到質量要求。解決方法是將幾種攪拌方式組合使用。
2.4 電磁攪拌的冶金效果
實踐證明，合理的電磁攪拌能有效的改善鑄坯的質量，擴大鋼種，放寬工藝條件，尤其是大斷面連鑄及特殊鋼連鑄，電磁攪拌已成為必不可少的技術手段。
（1） 提高鑄坯等軸晶率
（2） 改善鑄坯的成分分布。
3 電磁攪拌技術的發展
3.1 電磁攪拌技術在國外的發展和應用情況
由傳統的電磁攪拌技術向多模式電磁攪拌技術發展
3.2電磁攪拌技術在中國的發展和應用現狀
我國20世紀70年代末才開始研究電磁攪拌技術，主要經歷了3個階段：
（1）20世紀70年代末至80年代中期，我國開始對電磁攪拌技術進行摸索和探討，雖然經過試驗及工業運行，但性能不太穩定。20世紀80年代中期，我國引進了一批特殊鋼連鑄機，都配有進口電磁攪拌裝置，這雖然對我國連鑄電磁攪拌技術的發展起到了一定的積極作用，但也說明我國當時還不具備制造高性能電磁攪拌裝置的能力。
（2）20世紀80年代后期，電磁攪拌得到國家的高度重視。經過十多年的努力，我國電磁攪拌技術的研究終于取得了重大突破和進展。
（3）1997年，寶鋼同其它單位合作，成功研制出了寶鋼大板坯連鑄 S-EMS，價格不到引進設備的1/3。寶鋼S-EMS的研制成功標志著我國已經具備研制高性能電磁攪拌裝置的能力，且具備了出口競爭的實力。
我國目前應用電磁攪拌器主要存在以下問題：
（1）工藝試驗不足，未對工藝參數充分優化；
（2）功率不足，使用效果不夠理想；
（3）存在水質處理問題；
（4）鋼種不合適；
4 高拉速連鑄坯質量控制的電磁制動技術
4.1 電磁制動 EMBR
電磁制動采用靜態磁場來減弱鋼流湍流和控制鋼水流速。靜態磁場作用在流動的鋼水上產生感應電壓，鋼水流速越高，感應電壓越高。這些電壓在鋼液中可以產生電流，感應電流和靜態磁場作用會產生與鋼水流動方向相反的制動力。鋼水流速越高，制動力越大；控制彎月面鋼水流速可減弱湍流，使彎月面鋼水平穩，顯著減少保護渣的卷入；減弱鋼水向凝固殼的傳熱，提高彎月面鋼水溫度；改變結晶器中鋼水流動的分配，使從水口流出的鋼水穿透深度變淺，有利于夾雜物和氣泡向彎月面上浮。
4.2 電磁制動的不足
鋼水流動方式是保證鋼質量的關鍵，結晶器應采內鋼水的流動模式決定著板坯的質量用一種最佳模式。電磁制動在高拉速下取得顯著效果，但其直流電磁體是“被動”僅能以一種與實際鋼水速度成比例的制動作用制動流得太快的鋼水。另外，其效果受板坯寬度、鑄速、吹氬率和浸入式水口深度 / 設計的特殊影響，只能在特定的操作下產生好的效果。與此相反，交流磁場是“主動” 能實現澆鑄操作的多功能性。
5 連鑄的軟接觸技術
連鑄的軟接觸技術借鑒了鋁合金的無模電磁缺陷。電磁軟接觸通過結晶器的外側施加交流磁場的作用，高頻電磁場透過結晶器使液態金屬與結晶器壁的接觸壓力減小，減輕了由于結晶器振動保護渣流入、流出時所造成的動壓變化而引起的鑄坯表面振痕。軟接觸電磁連鑄技術自上世紀從理論到實驗研究，從低熔80年代末開始開發點金屬到直接進行鋼的連鑄試驗，發展十分迅速。
實驗表明，軟接觸技術電磁連鑄技術在傳統連鑄機上的應用是可行的。但是，要真正實現工業應用還有一些關鍵技術需要攻克。
6 結論
（1）與單一位置攪拌相比較，組合式電磁攪拌在改進鑄坯質量、減少中心偏析方面的效果更好。
（2）軟接觸電磁連鑄技術是冶金工業新興的前沿技術，實現工業應用還需攻克一些關鍵技術。
參考文獻
毛斌等.《連續鑄鋼用電磁攪拌的理論與技術》
論文關鍵詞:計算機 電磁輻射 信息安全 TEMPEST
論文摘要:利用電磁學的方法分析了計算機電磁信息輻射的原理?引入偶極子分析計算了計算機電磁信息輻射場的頻譜與場強;研究了計算機電磁信息輻射接收機的接收原理?進一步定量分析了輻射場強與接收機帶寬、噪聲系數、接收天線定向性和增益之間的數值關系;闡述了計算機電磁信息泄露的方式和途徑?概括了基于實際的軍隊計算機應用中電磁信息安全與防護的主要手段。
隨著信息技術的發展和微型計算機的普及應要處理、傳輸、存儲的軍事機密的安全構成了嚴重的用?計算機已成為目前最關鍵、應用最廣泛的信息處威脅?給國家和軍隊造成重大損失。理、傳輸和存儲的電子設備。軍隊指揮自動化、國防為了確保涉及軍事機密的信息的處理、傳輸、存工程的通訊與指揮、現代化的武器裝備以及智能化儲更安全有效?就必須重視軍用計算機的電磁信息的信息技術產品等無不與計算機有關。由于計算機安全與防護?研制、開發和使用防信息泄漏的計算的特殊構造方式?它在工作時?會向周圍空間輻射電機。在計算機信息安全領域?電磁信息輻射的研究磁波?這些電磁輻射信號包含豐富的頻譜資源?攜帶屬于TEMPEST(Transient ElectroMagnetic Pluse Em-大量有用信息?一旦被敵方接收并破譯?就對計算機anationStandard)的研究范圍。
1電磁信息泄露原理
1。1計算機輻射原理
麥克斯韋于1846年歸納出了麥克斯韋方程組。根據麥克斯韋方程組(方程組(1))可知?電路中只要有電流的變化就會有電磁波的產生?任何時變電磁場都會向四周空間輻射電磁信號?任何載有時變電磁信號的導體都可作為發射天線向周圍空間輻射電磁信號。
由公式(2)、()3可以看出?偶極子所載信號幅度越大?頻率越高;功率越大?輻射場強越強;信號波形越尖銳?其頻譜越寬;高頻分量越豐富?其輻射場強越強。
計算機系統的主要硬件有主機、顯示器、鍵盤、鼠標、打印機和其他外設備?電源線、主機與外設備間的互連線纜(信號線、數據線和控制線)?連接主機、外設備與互連線纜的連接器。計算機電路組成復雜?各個部件以及各種時鐘電路都存在電磁輻射?產生攜帶大量信息的輻射電磁波。這些電磁波就通過計算機的主機、外設備、線纜和連接器向周圍空間輻射?產生的電磁信息泄漏伴隨計算機對信息的接收、處理和發送的全過程。
從信息種類來分?計算機電磁輻射信息包括視頻信息、鍵盤輸人信息、磁盤讀寫信息等。從輻射部件來分?計算機的電磁輻射可以分為處理器的輻射、通信線路的輻射、轉換設備的輻射、輸出設備的輻射等。
從輻射方式來分?還可以分為一次泄漏和二次泄漏。對于處于復雜電磁環境中的計算機?周圍的電磁波接收和發射裝置有可能成為計算機二次泄漏輻射的載體。如果計算機輻射信號以某種形式藕合到計算機周圍的發射電路中?它以兩種形式二次發射出去:輻射信號藕合在放大器的前級?被放大器直接放大發射出去;輻射信號藕合在混頻器前級?與發射機內的本振經混頻器混頻再經放大器發射出去。二次泄露輻射的強度可能超過一次泄漏的輻射強度?降低了計算機設備的防護等級?增加了信號泄露的危險。
1.2計算機輻射信息的接收
計算機工作時產生的極其豐富的諧波資源可達兆赫茲(GHz)以上?電磁輻射最強的頻帶范圍一般在20~so Hz之間?計算機的串口、并口、線纜和連接器?其信息泄露的帶寬一般較低?約在01 MH:?只要接收機的帶寬大于01 MHz?就能有效地接收計算機的輻射信息。計算機視頻信息的電磁輻射較為嚴重?隨著顯示器的分辨率越來越高?輻射的頻率范圍也越來越寬?輻射強度也不斷增加?被接收還原的可能性也不斷增大。1958年?vna.Eck在論文中提出?可以在1儀x〕m處接收還原視頻信息?20世紀90年代英國人稱可以在160 m接收還原視頻信號。其余部件的輻射?在滿足接收機條件的情況下?
當確定了接收機的帶寬B、接收機的噪聲系數凡、接收機天線的定向性D(或者增益G)?便可以確定接收機能接收到的最低場強?只要大于最低接收場強的計算機電磁輻射信號均可以被接收機接收。
2安全與防護
為了降低計算機電磁輻射信息泄露的危險?確保涉及軍事機密的信息的處理、傳輸、存儲更安全有效?必須采取安全防護措施。目前的計算機防電磁信息泄露所采取的措施主要有3種?即信號干擾技術、電磁屏蔽技術和TEMPEST技術。
2.1信號千擾技術
信號干擾技術是指利用相關原理?將能夠產生噪聲的干擾機放在計算機旁?把干擾機發射出來的噪聲電磁波和計算機輻射出來的信息電磁波混在一起?通過不同技術途徑實現與計算機輻射信息的相關聯?并產生了大量與計算機相同頻譜特性的偽隨機干擾信號?使干擾信號與計算機設備的信息輻射混合在一起向外輻射?所以能破壞原輻射信號的形態?降低輻射信息被接收后還原的可能。它具有造價低廉、移動方便、體積小、質量輕等特點?是目前國際上應用最廣泛的一種防泄漏措施。
信號干擾技術主要是針對計算機的視頻輻射信息泄漏采取的一種防護措施?缺點是干擾機的干擾噪聲(白噪聲)和計算機的輻射信號(主要是視頻信號)的特性是不同的?可以被接收者區分開?提取到其中的有用信息。而且?信號干擾技術多采用覆蓋式干擾信號?容易造成電磁污染和防護對象單一。
2.2電磁屏蔽技術
電磁屏蔽技術是利用電磁屏蔽原理?將計算機關鍵部分用特殊材料包起來?抑制近場感應和遠場輻射、中斷電磁輻射沿空間的傳播途徑?是解決電磁信息泄漏的重要手段。
電磁屏蔽有雙重作用:減小電磁輻射泄漏;防止外界電磁干擾。屏蔽方法有多種?根據不同需要可以采用整體屏蔽、部件屏蔽和元器件屏蔽。如:屏蔽電纜、屏蔽電路、屏蔽機柜、屏蔽室等。屏蔽效果與材料性能、輻射頻率、屏蔽體結構和輻射源的距離等有關。屏蔽體都需與大地相連?為屏蔽體上的電荷提供一條低阻抗的電氣泄放通路。電磁屏蔽的效果與屏蔽體接地的好壞密切相關?一般屏蔽體的接地電阻都要求。從使用的效果來看?屏蔽室更理想?好的屏蔽室可使信號衰減60一140dB?缺點是造價高。采用電磁屏蔽的方法防止電磁輻射泄漏時?并不是所有的設備和元器件都能完全封閉在屏蔽室?內。比如?電源線、信號線等均與外界有聯系?輻射電磁波可以通過傳導方式傳到屏蔽室外造成信息泄漏。
2.3 TEMPEST技術
TEMPEST技術即低輻射技術?是指在設計和生產計算機設備時?對可能產生電磁輻射的元器件、集成電路、連接線、顯示器等采取防輻射措施?從而達到減少計算機信息泄漏的目的。前景較好的是紅、黑設備分離技術。采用紅黑分離技術制造紅黑分離式計算機?是指在系統設計中引人紅黑工程概念?將計算機設備上的信號分為紅黑兩種信號?紅信號是指能被接收破譯?并復現出有用信息的信號;黑信號是指即使被接收到?也不能復現出有用信息的信號。把紅信號與黑信號完全隔離開來?然后對隔離后的紅信號采取特殊處理措施?使其達到防電磁信息泄漏極限值的要求。在計算機設備中?相應地也定義了紅設備、黑設備等概念。紅設備是處理保密數據信息的設備?黑設備是處理非保密數據信息的設備。
紅黑設備之間是不允許進行數據傳輸的。通常是在兩者之間建立紅黑隔離界面?僅僅實現黑到紅設備之間的單向信息傳輸。
軟件TEMPEST技術191是國外近年發展起來的新的電磁防護技術?基本原理是通過給視頻字符添加高頻“噪聲”并伴隨發射偽字符?使敵方無法正確還原真實信息?而我方可正常顯示。它替代了過去由硬件完成的抑制干擾功能?成本較低。采用TEM-PEST技術的防護型TEMPEST計算機?使用軟件來控制計算機輻射信號的發射?同時加入了專用的攻擊程序?當有人企圖截獲信息時系統能自動保護并進行自衛反擊。
