CC BY
109
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №6/2016 ISSN 2410-700Х_
УДК 625.098
Бадин Алексей Александрович
Студент Муромского института ВлГУ Завьялов Александр Олегович
Студент Муромского института ВлГУ г. Муром, Российская Федерация E-mail: aleksejj-badin00@rambler.ru alexander_zavialov@mail .ru
ЛАБОРАТОРНАЯ ЗАГЛУШЁННАЯ КАМЕРА Аннотация
Представлено описание малогабаритной лабораторной заглушённой камеры для исследования средств защиты от акустических и электромагнитных излучений. Приведены результаты предварительных исследований реальных характеристик камеры. Определены вопросы дальнейших работ по улучшению камеры
Ключевые слова
Акустические сигналы, электромагнитное излучение, экранирование.
Среди наиболее «неприятных» для человека вредных факторов можно отметить акустический шум и радиочастотное излучение. Их влияние известно и много раз рассмотрено в самых разных научных работах (например, [1, 32-33, 35-36], и др.). Изучение возможностей защиты человека от данных воздействий является важной составляющей учебного процесса по направлению подготовки «Техносферная безопасность».
Для проведения измерений в акустическом и радиочастотном диапазонах используются безэховые камеры (БЭК) — помещение, в котором не возникает эхо. Безэховые камеры бывают двух видов -акустические и радиочастотные.
Обычно такие камеры конструируют так, чтобы они ещё и изолировали камеру от внешних сигналов (акустических или радиочастотных). Всё это позволяет производить измерения сигнала, пришедшего непосредственно от источника, исключив отражения от стен и шум извне, сформировав, таким образом, нахождение источника в свободном пространстве.
Стены, потолок и пол таких камер покрыты материалом, поглощающим соответствующие волны.
Радиочастотные безэховые камеры, использующие пирамидальные поглотители радиоволн из пористого материала, отчасти обладают свойствами акустических безэховых камер.
Размер самой камеры зависит от типа требуемых измерений. Например, критерий различия ближнего и дальнего поля излучателя устанавливает минимальное расстояние между антеннами передатчика и приёмника. В соответствии с этим и учитывая, что требуется пространство для размещения поглотителей излучения, расчётный размер камеры может оказаться очень большим.
Целью данной работы является разработка малогабаритной лабораторной камеры для исследования средств защиты от акустических и электромагнитных излучений.
1. Проектирование камеры
Поскольку задача создания достаточно негабаритной (малогабаритной) лабораторной камеры предполагает невозможность использования этой камеры в исследованиях различий ближнего и дальнего поля излучателя, диаграммы направленности излучающих и приёмных антенн, в том числе - микрофонов и акустических систем, размеры такой камеры следует определять исходя из реального объёма помещения лаборатории при условии обеспечения минимума возможных функций по анализу источников излучения и средств защиты от них. Исходя из этого, было определено, что камера должна иметь размеры в пределах 2 м, 1 м и примерно 0,8 м при вертикальной ориентации.
Камера выполнена из панелей, каркас которых основан на применении строительных металлических
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №6/2016 ISSN 2410-700Х_
профилей шириной 50 мм. Этот размер выбран исходя из толщины звукопоглощающей минеральной ваты. Для внешней обшивки панелей использована фанера толщиной 8 мм (наружное покрытие) и 4 мм (внутреннее покрытие). На передней стороне камеры имеются две двери, обеспечивающие максимальный доступ во внутренний объём.
В качестве экранирующего слоя применены алюминиевая фольга толщиной 0,1 мм и сетка толщиной 1 мм с размером ячеек 6*3 мм. Экран выполнен в трёх вариантах: в боковых, верхней и нижней панелях - в виде одного слоя сетки, на задней стенке - в виде двух слоёв сетки с зазором между ними порядка 50 мм (зазор образован шумопоглощающим материалом), в дверцах в качестве экранирующего материала использована алюминиевая фольга. Электрический контакт между отдельными частями экрана осуществляется благодаря соединяющим элементам - саморезам, посредством которых панели соединены между собой в общую конструкцию. Такое сочетание трёх видов экрана позволит осуществить исследование влияния толщины экрана на эффективность экранирования (например, во время выполнения лабораторных работ).
С целью выравнивания характеристики камеры и снижения уровня эха внутренняя поверхность покрыта ЗПМ, в качестве которого используется акустический поролон пирамидального и волнообразного профилей. В верхних углах использованы т.н. бас-ловушки, предназначенные для поглощения низкочастотных акустических сигналов.
Двери камеры установлены на петлях. Их фиксация в закрытом состоянии осуществляется с помощью накидных фиксаторов. Имеется колодка с разъёмами для соединения внешних и внутренних устройств системы. Аналогичная колодка установлена на внутренней поверхности двери. Предусмотрена клемма для соединения внутреннего экрана с заземляющим контуром.
Для исследования эффективности шумозащитных экранов предусмотрены направляющие для установки экранирующих конструкций на трёх разных уровнях.
В качестве излучателей акустического сигнала используются акустические системы 15АС-213 от министереокомплекса «Ода-102». Диапазон воспроизводимых частот - 63...20000 Гц, номинальное электрическое сопротивление 4 Ом, предельная (паспортная) мощность 25 Вт. В качестве усилителя применён усилитель мощности от комплекса «0да-102».
Размеры камеры: высота 2262 мм, ширина 960 мм, глубина 760 мм.
На внутренней поверхности дверей установлен акустический поролон типа «Волна», на внутренней поверхности камеры - поролон типа «Пирамида». Предусмотрены направляющие для установки шумозащитных экранов.
2. Экспериментальная проверка характеристик камеры
Проверка камеры с точки зрения ослабления акустического сигнала и анализа амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) внутреннего (рабочего) объёма проводилась с использованием громкоговорителя рупорного динамического ГР-6Л, обеспечивающего, в сочетании с усилителем звуковой частоты, уровень звукового давления на расстоянии 1 м - 116,5 дБ на частоте 1000 Гц. При установке в закрытую камеру фиксируемый уровень звукового давления уменьшился до 66,5 дБ. Таким образом, конструкция камеры обеспечивает уровень ослабления в 50 дБ.
Оценка АЧХ осуществлялась с использованием установленных в камере акустических систем на средневзвешенных частотах третьоктавных диапазонов. Общий вид АЧХ камеры показан на рисунке 2. Как следует из графика, разброс значений имеет диапазон 34 дБ. Однако в целом такое положение может быть принято допустимым, поскольку при проведении реальных исследований полученный результат должен быть скорректирован с учётом исходной АЧХ.
Проверка камеры с точки зрения ослабления радиочастотного сигнала проводилась с использованием генератора сигналов (синтезатора частот) HM8134-3, обеспечивающего генерацию в диапазоне от 1 Гц до 1,2 ГГц с различной формы модуляцией, и анализатора спектра HMS3000, предназначенного для настройки, разработки, сервисного обслуживания радиотехнических устройств в диапазоне частот от 100 кГц до 3 ГГц.
Функции излучающей и приёмной антенн при предварительной проверке уровня экранирования выполняли простейшие дипольные антенны.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №6/2016 ISSN 2410-700Х
С целью исключения возможного влияния на приёмный тракт (дипольная антенна - анализатор спектра HMS3000) источников радиочастотных сигналов в среде, расположенной внутри и вне учебного корпуса, приёмная антенна размещалась внутри камеры. Излучающий тракт (передающая антенна -генератор сигналов НМ8134-3) размещался в непосредственной близости от камеры. Измерения проводились на частоте 139,130 МГц.
Из полученных результатов следует, что внесение экрана из алюминиевой фольги толщиной 0,1 мм обеспечивает ослабление сигнала на уровне ~6 дБ, что явно недостаточно для организации эффективной защиты от радиоизлучений. Использование стальной сетки толщиной 1 мм обеспечивает защиту на уровне 41 дБ.
Заключение
Созданная камера соответствует поставленной цели - разработке малогабаритной лабораторной камеры для исследования средств защиты от акустических и электромагнитных излучений. Обеспечиваемый уровень ослабления акустического сигнала (50 дБ) и радиочастотного сигнала (41 дБ) позволяют использовать камеру в учебном процессе и ряде научных исследований.
Список использованной литературы: 1. Шарапов Р.В., Соловьев Л.П., Булкин В.В. Существование человека в рамках техносферы / Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. -Муром: ИПЦ МИ ВлГУ, 2012, №1. -С.31-39.
© Бадин А. А., Завьялов А. О., 2016
УДК 62
Бадыштова К.Д., Грабовый К.Д., Щербань И.В.
Северо-Кавказский филиал Московского технического университета связи и информатики,
г.Ростов-на-Дону, Россия
КОМПЛЕКТ ВИРТУАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ NATIONAL INSTRUMENTS ДЛЯ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Аннотация
В среде графического программирования LabView National Instruments реализована совокупность виртуальных приборов (ВП), позволяющих проводить схемотехническое моделирование и исследование аналоговых динамических объектов (систем). Предполагается, что структурные операторные схемы и вид передаточных функций объекта априорно известны.
Ключевые слова:
техническая система (объект), динамические характеристики, программные и аппаратные средства National
Instruments.
UDC 62
Badyshtova K.D., Grabovy K.D., Shcherban I.V.,
The North Caucasian Branch of the Moscow Technical University of Communications and Informatics, Rostov-on-Don, Russia
SETS OF VI FOR SIMULATIONS OF A ANALOG DYNAMIC OBJECTS IMPLEMENTED BY MEANS OF NATIONAL INSTRUMENTS TOOLS
The sets of VI for simulations of the analog dynamic objects has been developed by means of a system-
