Мобильный аппаратно-программный комплекс для автоматизированного контроля и оценки состояния электромагнитной обстановки
MOBILE HARDWARE-SOFTWARE SYSTEM FOR AUTOMATED MONITORING AND ASSESSMENT OF ELECTROMAGNETIC ENVIRONMENT

Изобретение относится к аппаратно-программным комплексам и может быть использовано для измерения параметров электромагнитного поля в задаваемом диапазоне частот и оценки степени опасности каждой из контролируемых составляющих электромагнитного поля, а также совокупного воздействия электромагнитных излучений по результатам компьютерного моделирования пространственной картины распределения электромагнитного поля.
Известен аппаратурно-программный комплекс для геоэлектроразведки, предназначенный для измерения магнитной, либо электрической составляющих переменного электромагнитного поля в диапазоне частот от 50 Гц до 1-2 кГц, и содержащий последовательно соединенные магнитную антенну с нивелиром и компасом, блок питания, аналого-цифровой преобразователь, соединенный с мобильным персональным компьютером, имеющим программное обеспечение для организации автоматизированного процесса измерения и обработки данных, и GPS-навигатор (патент RU 148256, МПК G01R 29/08, (2006.01)).
Недостатками данного комплекса являются измерение только магнитной, либо электрической составляющей электромагнитного поля в ограниченном диапазоне частот от 50 Гц до 1-2 кГц, отсутствие возможности получения пространственной картины распределения электромагнитного поля для исследуемых составляющих и частот излучения во всех точках контролируемого пространства, что не позволяет сформировать картину опасности электромагнитных излучений в виде допустимого времени пребывания.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению и достигаемому результату (прототипом) является мобильный аппаратно-программный комплекс для проведения исследований средств вычислительной техники на побочные электромагнитные излучения и наводки, предназначенный для измерения параметров электромагнитного поля в диапазоне частот от 0,01 до 300000 кГц и содержащий низкочастотный анализатор спектра электромагнитных излучений, соединенный с портативным персональным компьютером, имеющим программное обеспечение для организации автоматизированного процесса измерения и обработки данных и связанный с приемной измерительной антенной или пробником напряжения (патент RU 151305, МПК G01R 29/08 (2006.01)).
Недостатками описанного устройства являются измерение параметров электромагнитного поля в ограниченном диапазоне частот от 0,01 до 300000 кГц от средств вычислительной техники, отсутствие возможности получения пространственной картины распределения электромагнитного поля для исследуемых составляющих и частот излучения во всех точках контролируемого пространства, что не позволяет сформировать картину опасности электромагнитных излучений в виде допустимого времени пребывания.
В основе изобретения лежит техническая проблема, заключающаяся в необходимости создания аппаратно-программного комплекса, позволяющего расширить исследуемый диапазон частот, моделировать пространственную картину распределения электромагнитного поля для любой измеренной составляющей и совокупного воздействия электромагнитных излучений, формировать картину опасности электромагнитных излучений в виде допустимого времени пребывания в различных зонах контролируемого пространства для любой измеренной составляющей электромагнитного поля, в том числе наиболее опасной, а также для совокупного воздействия электромагнитных излучений.
Решение данной технической проблемы достигается тем, что в мобильном аппаратно-программном комплексе для автоматизированного контроля и оценки состояния электромагнитной обстановки, содержащем низкочастотный анализатор спектра электромагнитных излучений, соединенный с портативным персональным компьютером, имеющим программное обеспечение для организации автоматизированного процесса измерения и обработки данных, согласно изобретению комплекс снабжен измерителем напряженности электростатического поля, измерителем постоянного магнитного поля, измерителем электромагнитных полей промышленной частоты для измерения напряженностей электрического и магнитного полей в частотном диапазоне от 48 Гц до 52 Гц, измерителем электромагнитных полей радиочастотного диапазона для измерения напряженности электрического поля в частотном диапазоне от 10 кГц до 300 МГц, напряженности магнитного поля в частотном диапазоне от 10 кГц до 50 МГц, плотности потока энергии в частотном диапазоне от 300 МГц до 40 ГГц и радиочастотным анализатором спектра электромагнитных излучений, соединенными с портативным персональным компьютером. При этом каждое из названных устройств оснащено датчиком, действующим в режиме реального времени, для измерения задаваемых составляющих электромагнитного поля в расширенном диапазоне частот и передачи информации на персональный компьютер в период проведения измерений.
Расширение исследуемого диапазона частот, моделирование пространственной картины распределения электромагнитного поля для любой измеренной составляющей и совокупного воздействия электромагнитных полей и формирование картины опасности электромагнитных излучений в виде допустимого времени пребывания в различных зонах контролируемого пространства для любой измеренной составляющей электромагнитного поля, в том числе наиболее опасной, а также для совокупного воздействия электромагнитных излучений обусловлены объединением в предложенном изобретении введенных измерителя напряженности электростатического поля, измерителя постоянного магнитного поля, измерителя электромагнитных полей промышленной частоты для измерения напряженностей электрического и магнитного полей в частотном диапазоне от 48 до 52 Гц, измерителя электромагнитных полей радиочастотного диапазона для измерения напряженности электрического поля в частотном диапазоне от 10 кГц до 300 МГц, напряженности магнитного поля - от 10 кГц до 50 МГц, плотности потока энергии - от 300 МГц до 40 ГГц, с низкочастотным и радиочастотным анализаторами спектра электромагнитных излучений, каждый из которых снабжен датчиком, действующим в режиме реального времени, что в совокупности обеспечивает измерение задаваемых составляющих электромагнитного поля в расширенном диапазоне частот и позволяет осуществлять автоматизированную передачу данных на портативный персональный компьютер, связанный с названными измерителями и анализаторами спектра электромагнитных излучений, для дальнейшего представления в формализованной структуре.
На приведенном чертеже представлена функциональная схема мобильного аппаратно-программного комплекса для автоматизированного контроля и оценки состояния электромагнитной обстановки.
Мобильный аппаратно-программный комплекс для автоматизированного контроля и оценки состояния электромагнитной обстановки содержит измеритель 1 напряженности электростатического поля с датчиком (на чертеже не показан), действующим в режиме реального времени, для измерения задаваемых составляющих электростатического поля и передачи информации на персональный компьютер 2 в период проведения измерений, измеритель 3 постоянного магнитного поля с датчиком (на чертеже не показан), действующим в режиме реального времени, для измерения задаваемых составляющих постоянного магнитного поля и передачи информации на персональный компьютер 2 в период проведения измерений, измеритель 4 электромагнитных полей промышленной частоты для измерения напряженностей электрического и магнитного полей в частотном диапазоне от 48 до 52 Гц с датчиком (на чертеже не показан), действующим в режиме реального времени, для измерения задаваемых составляющих электромагнитного поля в расширенном диапазоне частот и передачи информации на персональный компьютер 2 в период проведения измерений, измеритель 5 электромагнитных полей радиочастотного диапазона для измерения напряженности электрического поля в частотном диапазоне от 10 кГц до 300 МГц, напряженности магнитного поля - от 10 кГц до 50 МГц, плотности потока энергии - от 300 МГц до 40 ГГц с датчиком (на чертеже не показан), действующим в режиме реального времени, для измерения задаваемых составляющих электромагнитного поля в расширенном диапазоне частот и передачи информации на персональный компьютер 2 в период проведения измерений, низкочастотный анализатор 6 спектра электромагнитных излучений с датчиком (на чертеже не показан), действующим в режиме реального времени, для измерения задаваемых составляющих электромагнитного поля в расширенном диапазоне частот и передачи информации на персональный компьютер 2 в период проведения измерений, радиочастотный анализатор 7 спектра электромагнитных излучений с датчиком (на чертеже не показан), действующим в режиме реального времени, для измерения задаваемых составляющих электромагнитного поля в расширенном диапазоне частот и передачи информации на персональный компьютер 2 в период проведения измерений, связанные либо Bluetooth-адаптерами (на чертеже не показаны), либо соединительными кабелями 8 с интерфейсом RS232, или USB-адаптером (на чертеже не показан) с портативным персональным компьютером 2, имеющим программное обеспечение для организации автоматизированного процесса измерения, обработки данных и представления информации в виде пространственных картин распределения электромагнитного поля и картин опасности электромагнитных излучений в виде допустимого времени пребывания, построенных с учетом усиления результирующего действия нескольких источников электромагнитных излучений в зоне их совместного влияния, с возможностью их вывода на экран персонального компьютера 2.
Частотный диапазон измерения напряженностей электрического и магнитного полей измерителя 4 электромагнитных полей промышленной частоты, частотные диапазоны измерения напряженности электрического поля, напряженности магнитного поля и плотности потока энергии измерителя 5 электромагнитных полей радиочастотного диапазона являются стандартными.
Мобильный аппаратно-программный комплекс для автоматизированного контроля и оценки состояния электромагнитной обстановки работает следующим образом.
Измеритель 1 напряженности электростатического поля, измеритель 3 постоянного магнитного поля, измеритель 4 электромагнитных полей промышленной частоты для измерения напряженностей электрического и магнитного полей в частотном диапазоне от 48 до 52 Гц, измеритель 5 электромагнитных полей радиочастотного диапазона для измерения напряженности электрического поля в частотном диапазоне от 10 кГц до 300 МГц, напряженности магнитного поля - от 10 кГц до 50 МГц, плотности потока энергии - от 300 МГц до 40 ГГц, низкочастотный анализатор 6 спектра электромагнитных излучений, радиочастотный анализатор 7 спектра электромагнитных излучений размещаются в контролируемом помещении в точках наибольшего приближения человека к внешней поверхности каждого исследуемого источника излучения (СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах») и с помощью Bluetooth-адаптеров, или соединительных кабелей 8 с интерфейсом RS232, или USB-адаптером подключаются к портативному персональному компьютеру 2 для передачи измерительной информации в режиме реального времени. Запускается программное обеспечение аппаратно-программного комплекса для организации автоматизированного процесса измерения, обработки данных и представления информации в виде пространственных картин распределения электромагнитного поля и картин опасности электромагнитных излучений в виде допустимого времени пребывания, построенных с учетом усиления результирующего действия нескольких источников электромагнитного излучения в зоне их совместного влияния.
Таким образом, использование предложенного мобильного аппаратно-программного комплекса для автоматизированного контроля и оценки состояния электромагнитной обстановки позволяет расширить исследуемый диапазон частот, моделировать пространственную картину распределения электромагнитного поля для любой измеренной составляющей и совокупного воздействия электромагнитных излучений, формировать картину опасности электромагнитных излучений в виде допустимого времени пребывания в различных зонах контролируемого пространства для любой измеренной составляющей электромагнитного поля, в том числе наиболее опасной, а также для совокупного воздействия электромагнитных излучений при достаточном упрощении контроля электромагнитных излучений посредством осуществления автоматизированных измерений и компьютерной фиксации параметров составляющих электромагнитного поля.