辐射检测方法的研究及检测电路的设计

发表时间:2020/7/1   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:孙振国
[导读] 摘要:本文主要围绕电磁辐射的检测方法,进而设计了一种电磁辐射检测电路。
        (福建福清核电有限公司  福建福清  350300)
        摘要:本文主要围绕电磁辐射的检测方法,进而设计了一种电磁辐射检测电路。其主要指的是,在整个系统当中通过传感器探头来对电磁辐射信号进行检测,并通过滤波放大电路对其辐射信号进行滤波放大,最后再通过ADC0808系统对所得到的信号进行模数转换,转换好的信号会进入到AT89S52单片机中,最后,经过LED电路的显示就会看到电磁辐射量。通过此种仿真实验以此来对电路中的电磁辐射进行检查,并通过其检查数据,以此来判断该电路电磁辐射量是否存在超标问题。
        关键词:电磁辐射;模数转换;单片机;仿真
        前言:目前随着我国科学技术的飞速发展与社会的不断进步,越来越多的电子产品开始涌入市场,电子产品的广泛应用给人们的生活带来了极大的便利,但是也带来了很严重的电磁辐射污染问题。目前我国已经将电磁辐射污染列为我国四大污染之一。电磁辐射污染与水污染或者大气污染有所不同,它无色无味,因此在日常生活中人们难以发觉。据相关报道表明,人们在长期使用电子产品的过程当中,电子产品所产生的电磁辐射对人体造成了一定的危害,因此加强对电子辐射的检测具有非常重要的现实意义。
        一、电磁辐射测量的原则
        电磁辐射的测量模式有两种,分别是:有环境电磁辐射测量以及工作场所电磁辐射测量这两种测量模式。此外测量人员在测量的过程中,必须遵守相应的测量原则,以此来保证测量的准确性和真实性。其测量原则有以下七点:
        首先,测量的前提是必须保证辐射体处在正常工作状态,其次对每个测量点必须测试5次以上,而且每次的测量时间都要大于15秒。以此来保证测量的精确性,并且通过其测量结果,以此来读取数据稳定状态时的最大值。
        第二,测量人员在测量时要选取三个高度,分别是0.5米、1米以及7米的高度。通过这三个高度对辐射体所对应的位置进行辐射测量。其中,在测量环境电磁辐射时,可以只选取1.7米的高度对辐射体进行测量。
        第三,根据以上测量结果,进而求出每个测量部位的平均值,可以采用RMS平均值。
        第四,我们在对测量结果进行记录时应对测辐射体所处的环境温度以及相对湿度进行测量以及数据备注。
        第五,测量人员在测量时,需要站在与辐射方向相垂直的角度,以此来保护测量人员的人身安全以及保证测量的精确度。
        第六,测量时,测量场地可以选择一些平坦开阔的地方,以防其环境不同,进而对测量结果产生影响。
        第七,测量人员在测量时需要从8个方向分别对辐射体进行测量,其次在测量时还需要考虑辐射体的敏感点以及其工作位置。
        二、电磁辐射的测量方法
        (一)传统测量方法
        在传统的辐射检测方法当中,主要是通过敏感元件电感线圈来对辐射体进行检测。这种检测方式存在线路设计简单,而且其检测范围太过于狭小的弊端。除此之外,也不方便对辐射值进行精准的读取。
        (二)电磁场高速扫描测量方法
        电磁场高速扫描指的是一种近场扫描测量方法。其设计原理是由被测设备上的高频电流回路进而形成的电磁辐射。例如我们已知的EMS CAN公司所运用的EMSCAN电磁辐射扫描系统,便是以这一原理为基础制作出来的。其电磁辐射扫描系统主要运用的是H场阵列探头以此来对DUT上的电流进行检测,通过这些探头可以检测到电磁场的变化。其中,引起电磁场发生变化的原因是由于高频电流发生变化所导致的。其中我们需要注意的是只有在活性进场区域才可以通过EMS CAN电磁辐射系统,以此来对该区域的辐射进行检测。其次在检查过程当中,磁场探头会被DUT上的辐射信号所影响。此外,还有少量的能量会自由扩散到空间当中。
        (三)高速PCB设计中的电磁辐射检测方法
        高速PCB电磁辐射检测方法主要指的是将PCB放在扫描器上,并对其进行频谱扫描以此来对PCB的干扰频率进行确认。其次,为了对所加干扰信号一致的频率进行空间扫描,测量人员可以将频率的正弦波干扰信号用夹子或者相关设备对其进行设置。通过对其扫描可以在空间扫描图形上,清楚的看出干扰信号以及从耦合点到PCB内的分布情况。其次,在对空间扫描结果进行分析时,可以以相对应的原则为基础以此来进行详细的分析。另外其分析的主要内容为PCB上哪些区域分布有耦合上去的干扰信号、其次是插入滤波器的干扰信号衰减情况、最后便是PCB接阶地层或者是区域的有效性等相关内容。
        (四)现在电磁辐射测量的方向
        目前,关于电磁辐射测量的仪器主要包括选频式窄带测量仪器与宽带综合场强仪器。这两种测量仪器的主要结构包括天线以及主机系统这两部分内容,其次,其探头的种类有:偶极子和检波二极管组成探头、热电偶型探头以及磁场探头。除此之外,不同的测量方法所用到的探头也是不同的,因此要具体情况具体分析。
        三、数据采集系统与单片机接口硬件设计
        首先,测量人员可以通过电磁辐射探头以此来将辐射信号传递给滤波放大电路,其次,该信号会进入到AD转换单元当中。在AD转换单元当中将信号转化成AT89C52单片机所能识别的数字信号。最后信号经过单片机的处理,之后传送给LED数码显示电路。通过LED数码显示电路,以此来呈现出电磁辐射信号。因此整个数据采集系统的电路,连接图如下所示:
 
        系统硬件电路图
        四、数码接管口电路设计
        LED数码接管口电路设计图如下图所示,其主要指的是单片机与LED数码接管口的连接。其中,数码管的控制机连接的是单片机的p2.0到p2.3接口。其次,p1端口控制数码管的显示段位。
 
        单片机与LED数码管的接口电路
        五、系统软件的设计
        系统软件程序的功能是在对辐射进行检测的过程当中,可以使用单片机和辐射传感器EP330以及数码管显示模块来进行检测。其次主要是完成数字显示工作以及辐射数据的处理转换工作。除此之外,为了检验数据采集和转换是否已经完成我们可以通过AT89S52控制系统,以此来对当前的数据进行查询。其次,通过此控制系统还可以对相关数据进行数据处理工作,以此来得出最后的检测结果
        其次,系统软件的设计程序分为6个模块。其包括主程序、辐射数据处理子程序、辐射采集子程序、数码管显示程序等。因此其主程序流程图如下所示:
 
        主程序流程图
        六、结论
        综上所述,通过对电池辐射检测方法以及检测电路进行设计,可以有效的提高电磁辐射的检测技术,以此来促进其发展。在本文当中,采用了软件和硬件相结合的开发方法,以此来对辐射数据进行采集与分析,此外运用AT89S52单片机来对辐射信号进行采样处理。通过以上方式以及设备对传感器,以此来对所提取出来的辐射信号进行处理与分析。其次,将这些信号简单处理之后,需要传输到AT892S52数据采集系统当中,在此系统当中对数据进行分析整理,最后通过LED数码显示电路来对所整理好的数据进行显示。通过以上的数据处理流程,我们可以非常清楚直观的看出电磁辐射是否存在超标现象,以此来保障人们的身体健康,减少电磁辐射对人类的危害。
        参考文献:
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        [3] 陈 悦. 电磁环境检测仪处理控制模块的 VHDL 设计[J]. 电子科技,2008,21( 3) : 37 - 43.
        [4] 赵立威,钟圣芳. 基于虚拟仪器的电磁频谱自动测量系统[J]. 电子测量技术,2013,63( 3) : 76 - 80.
        [5] 丁勇,靳海伟,杨国宏,等. 改进自适应滤波算法的电磁辐射检测仪设计[J]. 自动化仪表,2013,34( 4) : 80 - 83
 
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