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1、 深 圳 职 业 技 术 学 院机电一体化毕业设计说明书防辐射屏蔽系统的机械设计与制作学生姓名： 指导教师： 13年月毕业设计（论文）任务书专业（班）： 10一体化3班 姓名：李奎德l 课题名称、主要内容和基本要求课题名称：防辐射屏蔽系统的机械设计与制作主要内容：1、防辐射技术的背景与发展2、防辐射屏蔽系统的原理3、铁丝网防辐射的发展以及应用基本要求：1了解防辐射技术的发展2 了解铁丝网防辐射的原理3 利用测试仪器测试铁丝网防辐射的效果，得出结论l 进度安排周次工作内容执行情况5进行设计前的分析6进行设计前的材料整理7对设计中所涉及到的防辐射材料进行调研8基于铁丝网防辐射的可行性和可靠性分析9
2、铁丝网防辐射的方案设计10铁丝网防辐射的的草图设计11铁丝网防辐射的最终设计13铁丝网防辐射的系统调试与分析14撰写毕业论文15修定毕业论文并制作PPTl 指导教师评语指导教师签名： l 评阅教师评语评阅教师签名： l 毕业设计（论文）成绩答辩委员会主任签名： 第23页共24页摘要随着现代科技的高速发展，一种看不见、摸不着的污染源日益受到各界的关注，这就是被人们称为“隐形杀手”的电磁辐射。对于人体这一良导体，电磁波引不可避免地会构成一定程度的危害。一般来说，雷达系统、电视和广播发射系统、射频及微波医疗设备、通信发射台站及超高压输电线以及大多数家用电器等都是可以产生各种形式、不同频率、不同强度的
3、电磁辐射源。辐射对人体的危害已日益被人们所关注，用于防辐射的产品也越来越被大家熟知。关键词：电磁辐射；防辐射产品； In this paper,With the rapid development of modern science and technology, a kind of invisible, scratching the pollution is becoming more and more attention from all walks of life, this is known as the invisible killer of electromagnetic radi
4、ation. Electromagnetic waves for human body a good conductor, lead inevitably would amount to a certain degree of harm. Generally speaking, the radar system, television, and radio emission system, radio frequency and microwave medical equipment, communication stations and ultra-high voltage transmis
5、sion line, and most of the household appliances, etc can be produced various forms, different frequency and intensity of electromagnetic radiation source. Radiation damage to human body is increasingly attention by people, used for radiation protection products is becoming more and more be known.Key
6、 words: electromagnetic radiation; Radiation protection products；目 录 摘要4第一章 绪论61.1课题的来源及选题的目的和意义61.1.1 课题的来源及背景61.1.2 国内外防辐射研究现状71.2课题的主要研究内容8第二章辐射概论92.1电磁辐射92.1.1电磁辐射的产生92.1.2 电磁波的基本特性102.2 电磁辐射的危害112.2.1电磁辐射危害人体的机理11第三章 铁丝网防辐射133.1铁丝网屏蔽电磁波的基本原理133.2所采用的防电磁辐射技术14第四章 模拟测试154.2测试设备：154.3测试方法：164.4测试数
7、据分析：174.5测试结果：18第五章 铁丝网防辐射的开发195.1铁丝网防辐射的特殊功能性195.2 如何推广铁丝网防辐射195.3 铁丝网防辐射的发展方向20结论22参考文献23致谢24第一章 绪论1.1课题的来源及选题的目的和意义1.1.1 课题的来源及背景随着现代科技的高速发展，一种看不见、摸不着的污染源日益受到各界的关注，这就是被人们称为“隐形杀手”的电磁辐射。对于人体这一良导体，电磁波引不可避免地会构成一定程度的危害。一般来说，雷达系统、电视和广播发射系统、射频及微波医疗设备、通信发射台站及超高压输电线以及大多数家用电器等都是可以产生各种形式、不同频率、不同强度的电磁辐射源。我们研
8、究的这个课题主要是针对生活中的各种辐射，重点是建在住宅区基站的辐射进行研究的一个科研项目。移动通讯系统中，空间无限信号的发射和接收都是依靠移动基站发射天线来实现的，在传输信号时，发射塔发射天线有一定强度的电磁辐射量。而这些具有辐射的基站，如果建设在住宅小区的附近，就对小区内的住户，造成长期的辐射伤害。因此我们像研发出一种新的产品，能对基站的这种辐射有一定的屏蔽作用。 1.1.2 国内外防辐射研究现状联合国已把电磁污染确认为世界上继水污染、大气污染、噪声污染之后的第四大污染，并将其列为人类环境治理的重要项目随着各种电器的普及，电话、手机、微波炉、电子计算机、通讯卫星、高压输电线和一些医用设备，以
9、及国防军事中广泛采用的监督、控制、警报、干扰系统等均带来了电磁波的辐射，而这些电磁辐射越来越对人体健康产生了严重威胁。电磁辐射对人类健康的直接危害，表现在便头痛、视力减弱、破坏生殖系统功能、加速皮肤老化，甚至引起糖尿病、白血病和脑肿瘤等疾病，有的还导致孕妇流产或胎儿畸形，因此被称为“隐形杀手”。从20世纪90年代开始，随着防辐射的意识越来越受人重视，以及人们对电磁辐射危害性认识的加强，一系列的防辐射产品这走进了人们的视野。例如防辐射服装，防辐射眼镜等等。我国防辐射产品市场前景非常广阔，不仅金融、电信等这些长期处在高强度电磁辐射行业需要，而且一些电子产品生产线、学校的电教室、家庭等都需要做好防辐
10、射。防辐射产品将从特殊用途迅速走向民用市场，成为千千万万消费者日常必须要做的防护。1.2课题的主要研究内容本次课题主要研究的内容是利用铁丝网来防移动基站及其电话、手机、微波炉、电子计算机、通讯卫星、高压输电线和一些医用设备，以及国防军事中广泛采用的监督、控制、警报、干扰系统等带来的电磁辐射。第二章辐射概论2.1电磁辐射2.1.1电磁辐射的产生 在电子电路中，任何交变电路都会向其周围空间放射电磁能，形成交变电磁场。交变电磁场中，变化的电磁场与磁场交替地产生，由近及远以一定的速度在空间传播形成电磁波。在电磁波向外传播的过程中会有电磁能输送出去，这种现象称为电磁辐射1。影响人类生活环境的电磁污染可分
11、为天然电磁辐射和人为电磁辐射两种。天然电磁辐射污染主要指由某些自然现象引起的电磁辐射污染，如雷电等。人为电磁辐射污染主要指脉冲放电、工频交变磁场、微波、射频电磁辐射等，其污染源主要为：(1)电脑、电视、音响、微波炉、电冰箱等家用电器；(2)手机、传真机、微波通讯站等通讯设备；(3)空中纵横交错的高压电线以及电动机、电机设备等；(4)飞机、电气铁路等；(5)广播、电视发射台、手机、寻呼机发射基站、雷达系统等；(6)电力产业、机房、卫星地面工作站、调度指挥中心等；(7)应用微波、X射线等的医疗设备等。（图2.1.2 电磁波的基本特性电磁波是通过适当的振源产生，并通过变化磁场激发涡旋电场、变化电场激
12、发涡旋磁场的方式使电磁振荡在空间和物质中传播的一种波。其实它的实质是传递电磁能量的过程。电磁波是一种横波。整个电磁波谱(f300GHz)包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、Y射线。通常所说的电磁波就是指无线电波(射频电磁场)。电磁波的能量W=(LE)1/2EH，动量密度g=(EH)/C。其中E为电磁强度，H为磁场强度，L为磁导率，E为介电常数，C为电容。2.2 电磁辐射的危害人体所处环境的电磁辐射强度超过一定限度时，产生累积效应时，会对人体健康产生不良影响，甚至造成伤害。国内外的流行病学调查和大量的试验研究已经证明，电磁辐射可造成广泛的生物损伤效应。研究表明，电磁辐射对人体具有一定的
13、危害性，不同的人或同一个人在不同的年龄阶段，对电磁辐射承受能力也是不一样的。老人、儿童、孕妇属于对电磁辐射比较敏感的人群所以专门开发了针对这些特殊人群的防电磁服装。而心脏、眼睛和生殖系统则属于电磁辐射的敏感器官。在电磁场的作用下，经过一定强度和一定时间的辐射，人们会产生许多不良的反应，主要表现为头疼、头晕、周身不适、疲倦无力、失眠多梦、记忆力减退、口干舌燥，部分人会嗜睡、胸闷、心悸，女性经期紊乱，心电图异常等。据科学家的深入研究，电磁辐射危害人体健康主要体现在对中枢神经系统、内分泌、心血管、免疫系统、造血系统的影响及对生殖系统和后代的影响，还会引起对眼的损伤，甚至电磁波还有一定的致癌作用。2.
14、2.1电磁辐射危害人体的机理电磁辐射危害人体的机理主要有热效应、非热效应和累积效应等。1 热效应水是构成人体的重要组成部分，生物水具有很强的偶极性，当人体处于电磁场中时，人体的极性分子(如水)在电场作用下(形成偶极子)有一定的取向性，即在自然状况下排列较为紊乱的极性分子按阴阳极调整排列；即产生取向运动，在交变电流电磁波不断变化的情况下，极性分子将随着频率变化而来回排队。这样，在分子运动时会互相碰撞摩擦而产生热，在电变频率高时，产生的热来不及失散，从而使机体温度上升，表现出热效应。由于电磁辐射热效应的存在，所以它对血液流通较差的组织伤害较大，因为这些组织受热后不易通过血液把热带走，人眼睛的晶状体
15、就是这种组织，这也反过来证实了该理论的正确性。2 非热效应非致热效应是指人体受到长时间强度不大的电磁辐射时，虽然人体温度没有明显升高，但会引起人体细胞膜共振，出现膜电位改变，使细胞的活动能力受限，因此，非致热效应也被称为“谐振”效应。据报道：生物大分子蛋白质的固有振荡频率在高频段，蛋白质的束缚电荷可受极高频波的影响，在分子内及分子间发生电子转移，极高频波还可通过对氢键的激励，改变蛋白酶的活性，增加酶反应速度从而使机体表现出其他症状。另外，还有一种看法是电磁波可以干扰人体的生物电，尤其会对脑电和心电产生干扰，从而影响脑的正常功能和心脏活动。3累积效应热效应和非热效应作用于人体，当人体尚未及时自我
16、修复之前，如果再次受到电磁辐射，其伤害程度就会发生累积，对于长期接触电磁辐射的群体，即使功率很小，频率很低，也可能会诱发意想不到的病变，所以应引起警惕。第三章 铁丝网防辐射3.1铁丝网屏蔽电磁波的基本原理1.导电的金属能对电磁波产生反射，吸收，和抵消等作用。从而起到减少电磁波辐射的作用。不过当然不是随便什么金属都能起到屏蔽作用的： （1）当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。 （2）当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。 （3）在某些场合下，如果要求对高频和低
17、频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。 同时还要要求是整个屏蔽体表面必须是导电连续的，本且是不能有直接穿透屏蔽体的导体。这样才能起良好的屏蔽作用。 除了金属，只要是导电良好的材料都可以作为电磁屏蔽。比如：导电橡胶，金属网，有机导电材料等。2.铁丝网电磁屏蔽的目的就是消除或抑制电磁场辐射源发射的电磁波。由于电场分量和磁场分量总是同时存在，因此，屏蔽电磁场时必须同时对电场与磁场加以屏蔽，即电磁屏蔽。3.机箱防辐射设计 电磁屏蔽装置一般为金属材料制成的封闭壳体。当交变电磁场传向机箱金属壳体时，一部分被金属壳体表面所反射，一部分在壳体内部被吸收，这样透过壳体的电磁场强度
18、便大幅度衰减，从而达到保护人体健康的目的。电磁波在金属表现反射时会在电场-磁场的转换过程会透过比较薄的金属板，所以钢板厚度越厚其防磁能力也就越强。铝材的优点是重量轻，延展性好，导热能力强，防辐射性能卓越，但是价格却比较贵、也容易变形。只有正六角形、正方形和等边三角形三种正多边形能够镶嵌平面，使得彼此间没有剩余空隙，从而达到良好的通风效果在机箱内部，有些连接线也会产生电磁辐射，而将连线做成绞线可以很好的屏蔽电磁波。3.2所采用的防电磁辐射技术为了实现铁丝网具有一定的屏蔽性能，目前主要通过铁丝网形成屏蔽物，从而达到防辐射的效果。铁丝网就是限制电磁能量从铁丝网的一侧空间向另一侧空间传递。当电磁波传播
19、到铁丝网表面时，主要通过电磁波反射、电磁波在涂层材料内部的吸收和电磁波在涂层材料内部的多次反射引起能量衰减。加入铁丝网，通常是将防电磁辐射纤维分布在经纬两个方向，以此形式屏蔽电磁波。此类电磁屏蔽物的总屏蔽效能，也分为屏蔽物物表面反射衰减，屏蔽物物内部吸收衰减和屏蔽物物内部多次反射衰减。第四章 模拟测试对于铁丝网的防护效果的测试，我们在这里使用一个模拟的铁丝网房子来进行测试。设计图纸如下; 图4-1 模拟房子4.1目的： 本试验测试了波克曼电磁屏蔽工装在900MHz及1800MHz两个手机工作频段的屏蔽效果。4.2测试设备： 测试设备采用的是电厂测试器，电场测试仪，其主要作用是通过传感器测试XY
20、Z三个坐标附近电磁场的电场强度。它也可以单独测试X轴或YZ轴的电场强度，其测试结果可以得到平均值，最大值，电磁场的单位也会随着测试的大小自动变化。 图4-22： 电场测试器操作界面图4-21： 电场测试器4.3测试方法： 使用基站模拟器与手机建立通话，并控制手机工作在最高功率发射状态，此时在空气中测量手机工作时的近电场。通过对比如下图所示的两个状态，即可得到屏蔽服的屏蔽效果数据。图4-31手机正常状态下测试 图4-32在屏蔽状态下测试4.4测试数据分析：测试结果：1. 不在铁丝网中测试如下图：图4-41： 900MHz频段测试结果 上图手机正常状态下的测试数据截图，峰值电场强度为3.208V/
21、m。2.在铁丝网屏蔽室中测试,如下图： 手机加盖屏蔽服状态下的测试数据截图，峰值电场强度为24.7mA/m。如这两个测试数据采用相同的比例尺，则下面数据由于远低于上面数据，。通过计算可将电场强度的衰减换算为电磁场功率密度的衰减，约为24dB。即约99.63%电磁场能量被屏蔽。4.5测试结果：铁丝网对于基站信号有很好的屏蔽作用，从而使的基站的辐射降低。第五章 铁丝网防辐射的开发5.1铁丝网防辐射的特殊功能性铁丝网防辐射产品具有普通防辐射所没有的、对消费者有益的各种特殊物理实用功能，这些“有益的特殊功能”使得它们同一般的防辐射产品形成了鲜明的区别，也因此而成为开发者重点关注的对象。通过测试，我们得
22、知铁丝网的防辐射效力比一般普通的防辐射产品增强很多。尤其是在对于那些基站建在住宅区附近的居民来讲，更可以有效的防止辐射。5.2 如何推广铁丝网防辐射同一般的产品相比，功能性产品的特殊功能应该是在竞争中获胜的最有力的武器。但是从市场的实际情况看，许多功能性产品面世后，却并没有因为其特殊的功能而在竞争中所向披靡。事实上，除了前文中提到的消费者需求特征的问题外，在面对比较注重产品的实用功能的消费者时，许多功能性产品仍面临着一个问题 消费者能否感受到功能性产品的特殊功能?现有的功能性产品，很多是对人体进行保护和保养为目的。但是，对产品发挥功能的过程，消费者却很难有什么直观上的感受。同时受到许多外界因素
23、的影响，产品功能所产生的效果，也很难显著地表现出来。消费者往往会认为功能性产品“也没有什么两样”。这种生理感受的缺乏，显然会对功能性产品的推广造成极为不利的影响。一些生产厂商在宣传自己的产品时则对消费者进行引导，试图通过灌输提高生活品质、顺应时尚潮流的观念来让消费者来接受他们的功能性产品。这种方式确实可以让部分的消费者接受产品的特殊功能，但却未必就能使他们倾向于某个特定的生产厂商的功能性产品。因为在上述引导方式下，成为高品质生活组成部分的是产品的某种功能，而并非某个特定的产品。这时就会出现广告宣传的“溢出效应” 某一个企业的广告宣传就会让许多生产同类产品的企业同时获得利益。显然，生产厂家所面临
24、的任务，是在让消费者“感受”到产品特殊功能的同时，使自己的产品能够在众多的同类型产品中为消费者所识别和认同。而这个目标的实现，已不是产品技术性能的提升力所能达到的，而必须依赖于企业的品牌。品牌可以体现出消费者所要追求的价值和文化。所以消费者对产品功能的生理感受的缺乏，可以通过增强心理感受的方式来弥补。将功能性服装对穿着者身体的保护和保养，通过品牌上升到对消费者的人文关怀的层面，并且在品牌形象、内涵以及对消费者的服务过程中，强调这种对人的关爱，使得消费者在心理上产生对这类产品的亲近感。当消费者感受到这种对自己的关怀时，对产品功能的“感受”也就会大大增强，从而会真正喜欢上这种产品。由于这种情感是通
25、过品牌来传递的，消费者自然也就会牢牢记住这个品牌并逐渐忠实于它。5.3 铁丝网防辐射的发展方向从目前的功能性服装产品的生产过程来看，实现功能性产品特殊性能的技术手段，一般均都不掌握在功能性产品的生产者手中。功能性织造原料由原料生产商提供，通过后整理技术来赋予产品特殊性能的，尽管后整理工艺可以为生产者掌握，但是后整理生产中所运用的各种助剂，也得由专门的生产商来提供。在这样条件下，任何最终产品的开发生产者都将很难取得独享技术的优势地位。掌握着实现产品特殊功能的关键技术的供应者，必然会力争扩大自己的客户群以获取更多的收益，同时这样也可以增强其自身对任何一个客户的谈判能力。通过和关键技术的拥有者的联盟
26、，来获取技术的独家使用权，是获取技术优势的一种方式。但是这种方式却对功能性服装的生产者提出了比较高的要求，生产者自身必须拥有足够强大的经济实力和生产规模，才有可能获得这种独家使用权。同时，服装生产者必须要认真考虑下面的问题：企业为联盟付出的代价有到底多大?通过这种联盟到底能够获得多大的收益?联盟能够持续多久?这些问题相互影响，具有一定的不确定性因素。如果不能作出准确的预计，那么联盟带来的技术优势就未必能给企业带来相应的收益。在上述联盟方式的条件下，生产者还必须考虑到是否存在实现其产品功能的其他技术方式的威胁。如果有竞争者通过其他技术途径拥有了同样的产品特殊功能，那么联盟所带来的技术专有优势的价
27、值就会大大缩水。即便不同的技术途径间存在着效果的差异，企业也都要必须考虑该采取哪些措施，让消费者感受到这种差异的存在，并作出有倾向性的选择。事实上，防辐射产品的生产者在整个生产过程中所处的位置，使得他们很难取得技术上的专有优势。而即便生产者取得了技术上的专有，也并不意味着就能获得竞争上的优势，因为企业同样还要面对消费者的选择。因此从这里不难看出，企业竞争优势的获得，是和获得消费者的认同紧密联系在一起的。因此问题的解决，也必须从消费者的“感受”和认同方面来着手。企业同样必须通过赋予品牌新的形象和内涵，改善和加强对消费者的服务意识，让消费者感受到特殊的企业关怀和温情，使消费者逐渐倾向并忠实于企业的
28、品牌，来最终确立自身的市场地位和竞争优势。 结论随着电器设备的发展及人们经济状况的改善，电脑，移动电话，微波炉电视等设备的普及，电磁设备危害人体健康的问题日益突出。为此，相的单位应对此给予重视，加强宣传教育，管理工作，让广大人民群众了电磁辐射的基本原理，掌握其防护要点，并采取必要的防护措施，尽可地使人们免受电磁辐射带来的危害。同时加强对防电磁辐射产品的开发研究工作，不仅在技术上，同时在品牌推广和建设上也要加大力度，使消者对产品能产生心理认同感。现阶段我国的防电磁辐射产品的开发生产已取得了一定的成绩但对于目前的防电磁辐射产品的开发应该应注意以下几个问题：首先国家应该尽快建立统一的防电磁辐射产品地
29、检测标准，这样才能好地规范企业地行为，同时也使消费者在购买防电磁辐射产品时能有所依据，从而使得这个行业能健康地向前发展；其次要加大对电磁辐射污染对人民身体危害地宣传，使得人们能够意识到电磁辐射对自身地危害；最后要让防电磁辐射产品更多地跟生活结合，让消费者即能感受到防电磁辐射产品的防电磁辐射的效果，同时也能感受到防电磁辐射产品所特有的品质。防电磁辐射铁丝网是科技发展的产物。但是在现代社会条件下，作为种个人消费品，防电磁辐射铁丝网同其他的的功能性产品一样，必须遵循同样的市场规律。对防电磁辐射铁丝网及其他功能性产品的开发者来说，不能把铁丝网的特殊功能看成是通向成功的“万能钥匙”，必须将市场调查、品牌
30、建设、广告宣传和服务等手段加以整合及综合的运用，才能为功能性服装产品的最终成功奠定下坚实的基础。参考文献1. 彭关中,王琦, 郝景涛.电磁辐射室内隐形杀手.制冷科技. 10068449（2006）06006004.总第112期.第27卷 6063页.2. 查振林, 许顺红, 卓海华. 电磁辐射对人体的危害与防护.北方环境.2004年6月.第29卷第3期.2528页.3. 方玮,梁广华,王家钢.电磁辐射对人体危害的探讨.电机电器技术.2004年第4期.3031页.4. 李雅轩,袁秀英, 刘南平. 电磁辐射对人体的危害及预防.1J2工业安全与环保.2003.29(9).2224页. 致谢经过几个月
31、的忙碌和工作，并在老师的帮助下，本次毕业设计已经接近尾声。铁丝网防辐射是马老师的一个科研项目。在此之前，没有接触过相关的防辐射知识，对电磁辐射也不太了解，感到题目很难，无从下手。不过经过老师的精心讲解，自己上网搜索资料，到图书馆查看相关的参考的资料。让我对防辐射技术在生活中的应用有了一个全面的了解。在这里首先要感谢我的导师马金平老师。他平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段都给予了我悉心的指导。除了敬佩马老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 然后还要感谢大学三年来始终关注着学生的成长，为学生的进步倾注了大量的心血和汗水的辅导员吴老师和其他各科任老师。正是因为有了你们的支持和鼓励，此次毕业设计才会顺利完成。我还要感谢一起完成这个项目对我给予极大帮助的各位同学，在我在整个设计期间，我们共同探讨，互相学习，他们的辛勤工作和密切配合保证了论文工作的顺利进行在即将毕业离校之际，我要感谢舍友在生活上给予我的关心和帮助以及学业上的切磋和指点，感谢机电工程学院2010级机电工程学院全体同学的帮助和勉励。最后感谢深圳职业技术学院三年来对我的大力栽培。