CN106405254B - 一种低频段电磁环境分析方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低频段电磁环境分析方法及装置，其中，该方法包括：电磁环境分析装置获取并存储多个指定工作子频段对应的监测数据，监测数据包括：从当前电磁环境中监测到的频点以及频点对应的环境场强值；其中，多个指定工作子频段组合后覆盖的范围包括：1Hz～100kHz；电磁环境分析装置根据监测当前电磁环境的设备对应的电磁噪声场强值，对存储的环境场强值进行无效场强筛选，得到环境场强值中的有效场强值；电磁环境分析装置根据有效场强值和有效场强值对应频点的场强限值生成当前电磁环境的电磁环境评估结果。本发明能够利用电磁环境分析装置对低频段的电磁环境进行评估，提升了电磁环境的评估效率及准确性。

Description

一种低频段电磁环境分析方法及装置

技术领域

本发明涉及电磁技术领域，具体而言，涉及一种低频段电磁环境分析方法及装置。

背景技术

为了加强电磁环境管理，保障公众健康，国家标准《电磁环境控制限值》(GB8702-2014)特别增加了1Hz～100kHz频段电场和磁场的公众曝露控制限值，要求对该频段的所有电磁环境进行监测及分析评估。

传统电磁辐射分析仪在实际监测过程中，检测人员需要测量并记录数据，后续进行数据处理并依据标准要求来评价1Hz-100kHz频点电磁环境的安全性。然而，当现场监测过程中出现数量众多的辐射频率时，需要检测人员对存在的电磁辐射频点及对应的场强值做出大量的人工记录及计算判定，致使工作量巨大，且效率低下。而且，这种方式使检测人员无法在现场获悉所监测环境的安全性，只能依据后续数据处理及安全评价结果，才能调整监测方案并开展针对性监测，无形中增加很多后续工作量。此外，在监测过程中还会受到电磁噪声(如仪器底噪)的影响，导致部分测量值不准确，后续人工处理数据并利用数据进行安全评价时，最终得到的结果往往准确性不高。综上使得现有的电磁环境评估方式的效率低下且准确性较差。

针对现有的电磁环境评估方式效率低下且准确性较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种低频段电磁环境分析方法及装置，能够利用电磁环境分析装置对低频段的电磁环境进行评估，无需人工进行数据计算和评估，极大提升了电磁环境的评估效率；而且在评估过程中通过筛选的方式得到有效场强值，进一步确保了评估结果更准确。

第一方面，本发明实施例提供了一种低频段电磁环境分析方法，包括：电磁环境分析装置获取并存储多个指定工作子频段对应的监测数据，监测数据包括：从当前电磁环境中监测到的频点以及频点对应的环境场强值；其中，环境场强值包括电场强度值和/或磁感应强度值，多个指定工作子频段组合后覆盖的范围包括：1Hz～100kHz；电磁环境分析装置根据监测当前电磁环境的设备对应的电磁噪声场强值，对存储的环境场强值进行无效场强筛选，得到环境场强值中的有效场强值；电磁环境分析装置根据有效场强值和有效场强值对应频点的场强限值生成当前电磁环境的电磁环境评估结果。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中,上述电磁环境分析装置获取并存储多个指定工作子频段对应的监测数据包括：电磁环境分析装置获取多个指定工作子频段对应的监测数据，多个指定工作子频段包括：按照从小到大的顺序先后划分1Hz～100kHz内的频点得到的第一指定子频段、第二指定子频段和第三指定子频段；其中，第一指定子频段的最高频点<第二指定子频段的最高频点<第三指定子频段中的最高频点，第一指定子频段与第二指定子频段共同包含有第一重叠区，第二指定子频段和第三指定子频段共同包含有第二重叠区；电磁环境分析装置将获取的监测数据中第一重叠区在第二指定子频段对应的监测数据和第二重叠区在第三指定子频段对应的监测数据删除；电磁环境分析装置存储删除后的监测数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述电磁环境分析装置获取并存储多个指定工作子频段对应的监测数据包括：电磁环境分析装置获取多个指定工作子频段对应的监测数据，多个指定工作子频段包括：按照从小到大的顺序先后划分1Hz～100kHz内的频点得到的第一指定子频段、第二指定子频段和第三指定子频段；其中，第一指定子频段的最高频点为第二指定子频段的最低频点，第二指定子频段的最高频点为第三指定子频段中的最低频点；电磁环境分析装置存储获取到的监测数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述电磁环境分析装置根据监测环境监测数据的设备对应的电磁噪声场强值，对存储的环境场强值进行无效场强筛选包括：电磁环境分析装置将存储的环境场强值逐一与监测环境监测数据的设备对应的电磁噪声场强值进行比较，得到差值；当差值高于预设值时，电磁环境分析装置确定差值对应的环境场强值为有效场强值；当差值低于或等于预设值时，电磁环境分析装置确定差值对应的环境场强值为无效场强值；电磁环境分析装置除去无效场强值以及无效场强值对应的频点。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述电磁环境分析装置根据有效场强值和有效场强值对应频点的场强限值生成当前电磁环境的电磁环境评估结果包括：当环境场强值包括电场强度值时，电磁环境分析装置利用公式(1)对当前电磁环境进行电场环境判断，根据判断的结果生成当前电磁环境的电场环境评估结果；当环境场强值包括磁感应强度值时，电磁环境分析装置利用公式(2)对当前电磁环境进行磁场环境判断，根据判断的结果生成当前电磁环境的磁场环境评估结果；

其中：E_i——频点i的电场强度值；

E_L,i——频点i的电场强度限值；

B_i——频点i的磁感应强度值；

B_L,i——频点i的磁感应强度限值。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：当环境场强值包括电场强度值时，电磁环境分析装置通过公式(3)计算当前电磁环境的综合电场强度值；当环境场强值包括磁感应强度值时，电磁环境分析装置通过公式(4)计算当前电磁环境的综合磁感应强度值；

其中：E_i——频点i的电场强度；

E——综合电场强度值；

B_i——频点i的磁感应强度值；

B——综合磁感应强度值。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：当环境场强值包括电场强度值时，电磁环境分析装置根据存储的电场强度值生成电场频谱图；当环境场强值包括磁感应强度值时，电磁环境分析装置根据存储的磁感应强度值生成磁场频谱图。

第二方面，本发明实施例还提供了一种低频段电磁环境分析装置，包括：存储模块，用于获取并存储多个指定工作子频段对应的监测数据，监测数据包括：从当前电磁环境中监测到的频点以及频点对应的环境场强值；其中，环境场强值包括电场强度值和/或磁感应强度值，多个指定工作子频段组合后覆盖的范围包括：1Hz～100kHz；筛选模块，用于根据监测环境监测数据的设备对应的电磁噪声场强值，对存储的环境场强值进行无效场强筛选，得到环境场强值中的有效场强值；评估结果生成模块，用于根据有效场强值和有效场强值对应频点的场强限值生成当前电磁环境的电磁环境评估结果。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中,上述筛选模块包括：比较单元，用于将存储的环境场强值逐一与监测环境监测数据的设备对应的电磁噪声场强值进行比较，得到差值；有效场强值确定单元，用于当差值高于预设值时，电磁环境分析装置确定差值对应的环境场强值为有效场强值；无效场强值确定单元，当差值低于或等于预设值时，电磁环境分析装置确定差值对应的环境场强值为无效场强值；去除单元，用于除去无效场强值以及无效场强值对应的频点。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，上述评估结果生成模块包括：电场环境评估结果生成单元，用于当环境场强值包括电场强度值时，利用公式(1)对当前电磁环境进行电场环境判断，根据判断的结果生成当前电磁环境的电场环境评估结果；磁场环境评估结果生成单元，用于当环境场强值包括磁感应强度值时，利用公式(2)对当前电磁环境进行磁场环境判断，根据判断的结果生成当前电磁环境的磁场环境评估结果；

其中：E_i——频点i的电场强度值；

E_L,i——频点i的电场强度限值；

B_i——频点i的磁感应强度值；

B_L,i——频点i的磁感应强度限值。

本发明实施例提供了一种低频段电磁环境分析方法及装置，利用电磁环境分析装置获取并存储低频段(1Hz～100kHz)的监测数据，通过筛选的方式得到监测数据中的有效场强值，并根据该有效场强值和有效场强值对应频点的场强限值最终生成电磁环境评估结果。与现有技术中需要人工对监测数据进行处理分析导致效率低下，以及由于噪声影响导致最终评估结果准确性较差的问题相比，本发明实施例可以利用电磁环境分析装置根据监测数据生成电磁环境评估结果，而无需监测人员后续进行大量的数据处理，极大提升了电磁环境的评估效率；而且该电磁环境分析装置能够通过筛选得到有效场强值，排除了诸如仪器噪声干扰所引起的无效场强值，使最终的评估结果更准确。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种低频段电磁环境分析方法的流程图；

图2示出了本发明实施例所提供的低频段电磁环境分析方法中，一种环境场强值筛选方法的流程图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种低频段电磁环境分析装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到现有技术中需要人工对电磁环境的监测数据进行处理分析导致效率低下，以及由于噪声影响导致最终评估结果准确性较差的问题，本发明实施例提供了一种低频段电磁环境分析方法及装置，能够利用电磁环境分析装置对低频段的电磁环境进行评估，无需监测人员后续进行大量的数据处理，极大提升了电磁环境的评估效率；而且在评估过程中通过筛选的方式得到有效场强值，可以进一步确保评估结果的准确性。可以采用相应的软件和硬件实现该低频段电磁环境分析方法及装置。下面通过实施例进行详细介绍。

实施例1

参见图1所示的一种低频段电磁环境分析方法的流程图，该方法可以通过电磁环境分析装置实现，其中，该电磁环境分析装置可以安装在计算机内，也可以直接安装在电磁环境监测仪内直接执行；该方法可以包括以下步骤：

步骤S102，电磁环境分析装置获取并存储多个指定工作子频段对应的监测数据，该监测数据包括：从当前电磁环境中监测到的频点以及频点对应的环境场强值；其中，环境场强值包括电场强度值和/或磁感应强度值，多个指定工作子频段组合后覆盖的范围包括：1Hz～100kHz；

步骤S104，电磁环境分析装置根据监测当前电磁环境的设备对应的电磁噪声场强值，对存储的环境场强值进行无效场强筛选，得到环境场强值中的有效场强值；其中，监测当前电磁环境的设备可以包括电磁场监测仪、电磁场分析仪或电磁场测量仪等，电磁噪声场强值具体可以是上述仪器的底噪值。

步骤S106，电磁环境分析装置根据有效场强值和有效场强值对应频点的场强限值生成当前电磁环境的电磁环境评估结果。其中，电磁环境评估结果包括电场安全评估结果(在环境场强值包括电场强度值时可以获得)以及磁场安全评估结果(在环境场强值包括磁感应强度值时可以获得)。

在执行步骤S102时，可以由电磁环境分析装置控制监测当前电磁环境的设备(如电磁场监测仪、电磁场分析仪或电磁场测量仪等)的探头工作在指定子频段，获取并存储该探头在指定子频段监测到的监测数据。

应当注意的是，上述方法可以仅获取待测电磁环境中的电场强度进行电场安全评估，也可以仅获取待测电磁环境中的磁感应强度进行磁场安全评估，当然，也可以同时获取待测电磁环境中的电场强度和磁感应强度，从而得到电场安全评估结果和磁场安全评估结果；具体可以根据实际需求而事先设定。

本实施例的上述方法中，利用电磁环境分析装置获取并存储低频段(1Hz～100kHz)的监测数据，通过筛选的方式得到监测数据中的有效场强值，并根据该有效场强值和有效场强值对应频点的场强限值最终生成电磁环境评估结果。与现有技术中需要人工对监测数据进行处理分析导致效率低下，以及由于噪声影响导致最终评估结果准确性较差的问题相比，本发明实施例可以利用电磁环境分析装置根据监测数据生成电磁环境评估结果，而无需监测人员后续进行大量的数据处理，极大提升了电磁环境的评估效率；而且该电磁环境分析装置能够通过筛选得到有效场强值，排除了诸如仪器噪声干扰所引起的无效场强值，使最终的评估结果更准确。

现有的低频电磁场监测仪(或分析仪)大多无法完全覆盖1Hz～100kHz的低频段，并且也无法在一次测量中覆盖整个低频段而得到评估结果，往往需要监测人员分频段多次测量得到监测数据。为了能够在监测过程中完全覆盖1Hz～100kHz，进而得到全频段的场强值，本实施例所提供的低频段电磁环境分析方法可以将低频段划分为多个子频段，获取各个子频段包含的频点以及频点对应的场强值，最后将各个子频段的监测数据值进行汇总以及相应处理，存储全频段的监测数据，从而实现1Hz～100kHz全低频段监测，为后续对电磁环境分析以及低频段电磁安全评估提供所需的参数值。

考虑到对于低频段可以有多种划分方式，例如划分多个子频段，前后子频段之间有交集，共有部分频点；也可以前后子频段首尾相接。而电磁环境分析装置在获取到监测数据后会根据不同的划分方式采取不同的存储措施，以使存储的监测数据尽可能准确，进一步提升电磁环境的分析准确性。具体的，以将1Hz～100kHz划分为三个子频段为例，上述步骤S102可以采用以下两种实现方式：

方式一：

(1)电磁环境分析装置获取多个指定工作子频段对应的监测数据，多个指定工作子频段包括：按照从小到大的顺序先后划分1Hz～100kHz内的频点得到的第一指定子频段、第二指定子频段和第三指定子频段；其中，第一指定子频段的最高频点<第二指定子频段的最高频点<第三指定子频段中的最高频点，第一指定子频段与第二指定子频段共同包含有第一重叠区，第二指定子频段和第三指定子频段共同包含有第二重叠区；例如，将1Hz～100kHz划分为1Hz～100Hz(第一指定子频段)、24Hz～2kHz(第二指定子频段)、1.2kHz～100kHz(第三指定子频段)，其中，1Hz～100Hz与24Hz～2kHz的重叠频段为24Hz～100Hz(第一重叠区)，24Hz～2kHz和1.2kHz～100kHz的重叠频段为1.2kHz～2kHz(第二重叠区)。

(2)电磁环境分析装置将获取的监测数据中第一重叠区在第二指定子频段对应的监测数据和第二重叠区在第三指定子频段对应的监测数据删除；为了便于说明，仍旧以(1)中的数值示意，去除获取的24Hz～2kHz中的24Hz～100Hz对应的监测数据(即存储1Hz～100Hz中24Hz～100Hz对应的监测数据)以及1.2kHz～100kHz中的1.2kHz～2kHz对应的监测数据(即存储24Hz～2kHz中的1.2kHz～2kHz对应的监测数据)；

(3)电磁环境分析装置存储删除后的监测数据。因此上述示例中最终存储的频段为1Hz～100Hz、100Hz～2kHz以及2kHz～100kHz对应的监测数据。通过保留分辨率较高的低频段监测数据，使得到的监测数据更为准确。

具体实现时，可以将电磁环境分析装置安装在计算机等智能终端上执行，从而控制该监测仪在各个频段工作，获取该低频电磁场监测仪在各个频段的监测数据，并通过对获取的监测数据进行处理(保留重叠频段中分辨率较高的低频段)，存储处理后的监测数据，进而提升了后续对电磁场进行分析的准确性。应当注意的是，在实际应用中还可以根据需要灵活设置多个子频段，不局限于三个子频段，也不局限于上述示例数值。在具体实施过程中，也可以从监测仪预先设置的多个子频段中优选出几个指定频段进行分析。例如，低频电磁场监测仪在1Hz～100kHz频段范围内预先设置了8个子频段，分别是1Hz～100Hz、2.4Hz～200Hz、6Hz～500Hz、12Hz～1kHz、24Hz～2kHz、120Hz～10kHz、240Hz～20kHz、1.2kHz～100kHz，然后可以根据实际需求而从上述8个子频段中优选出1Hz～100Hz、24Hz～2kHz以及1.2kHz～100kHz三个频段作为指定工作子频段，并从中获取监测数据。这种方式可以确保在覆盖1Hz～100kHz全频段的同时，测值最准确，进一步提升后续分析结果的准确性。当然，上述划分方式仅为示例性说明，不应当被视为限制。

通过上述方式，在完整覆盖1Hz～100kHz低频段的基础上，通过去除频谱重叠部分中分辨率较低的高频段，优先保留两个子频段重叠部分中分辨率较高的低频段，能够得到较为准确的低频段监测数据，进而可以利用该较为准确的监测数据得到后续的电磁环境评估结果、频谱图以及综合场强值等电磁环境相关的参数值，提升了分析结果的准确性。

方式二：

(1)电磁环境分析装置获取多个指定工作子频段对应的监测数据，多个指定工作子频段包括：按照从小到大的顺序先后划分1Hz～100kHz内的频点得到的第一指定子频段、第二指定子频段和第三指定子频段；其中，第一指定子频段的最高频点为第二指定子频段的最低频点，第二指定子频段的最高频点为第三指定子频段中的最低频点；例如，将1Hz～100kHz划分为1Hz～25Hz(第一指定子频段)、25Hz～2.9kHz(第二指定子频段)以及2.9kHz～100kHz(第三指定子频段)；

(2)电磁环境分析装置存储获取到的监测数据。

通过将1Hz～100kHz低频段直接划分为多个互不重叠的子频段，直接获取并存储各个子频段中频点对应的监测数据，更快捷。具体实现时，可以根据划分频段设计电磁辐射监测仪探头，并将电磁环境分析装置安装在电磁辐射监测仪内，从而能够控制探头工作在各个子频段，获取并存储该探头所监测的各个子频段的电磁场数据。

考虑到监测仪通常具有仪器本底噪声，该噪声可能会对监测数据产生影响。尤其是本发明实施例提供的低频段电磁环境分析方法覆盖了1Hz～100kHz全频段，采集频点较多，受到仪器本底噪声的影响较大，从而导致后续的电磁环境评估准确性不高。因此需要对上述存储的数据进行筛选，尽可能的避免仪器噪声带来的影响。参见图2所示的一种环境场强值筛选方法的流程图，上述步骤S104具体可以采用如下步骤执行：

步骤S202电磁环境分析装置将存储的环境场强值逐一与监测当前电磁环境的设备对应的电磁噪声场强值进行比较，得到差值；

步骤S204当差值高于预设值时，电磁环境分析装置确定差值对应的环境场强值为有效场强值；

步骤S206当差值低于或等于预设值时，电磁环境分析装置确定差值对应的环境场强值为无效场强值；

步骤S208电磁环境分析装置除去无效场强值以及无效场强值对应的频点。

应当说明的是，本发明实施例提供的上述筛选方法并不以图2以及以上所述的具体顺序为限制。例如，步骤S204和步骤S206的具体执行顺序可以互换，可以单独执行其中一个步骤，也可以多个步骤同时执行。

在实际应用中，可以选择明显高于仪器噪声底限的场强值确定为环境中的电磁场信号，一般认为电磁场强值比噪声高3dB～6dB的信号为有效场强值，当然优选6dB以上频点，其它频点可以作为仪器噪声而去除。通过上述方式，能够避免诸如仪器噪声对电磁环境评估的影响，提高了后续根据监测数据对电磁环境进行安全评估的准确性。

在对上述筛选后得到的有效场强值进行评估时，电磁环境分析装置根据有效场强值和有效场强值对应频点的场强限值生成当前电磁环境的电磁环境评估结果的具体方式为：

当环境场强值包括电场强度值时，电磁环境分析装置利用公式(1)对当前电磁环境进行电场环境判断，根据判断的结果生成当前电磁环境的电场环境评估结果；

当环境场强值包括磁感应强度值时，电磁环境分析装置利用公式(2)对当前电磁环境进行磁场环境判断，根据判断的结果生成当前电磁环境的磁场环境评估结果；

其中：E_i——频点i的电场强度值；

E_L,i——频点i的电场强度限值；

B_i——频点i的磁感应强度值；

B_L,i——频点i的磁感应强度限值。

通过上述方式，电磁环境分析装置能够利用公式(1)(2)较为准确地判断当前电磁环境是否满足国家规定的标准要求。以公式(1)为例，如果判断各个频点的电场强度值与对应的电场强度限制的比值之和小于等于1，则生成的电场环境评估结果为当前电场环境符合标准要求，反之，如果比值之和大于1，则生成的电场环境评估结果为当前电场环境不符合标准要求。同理可利用公式(2)得到磁场环境评估结果。利用这种方法，能够对电磁场环境进行准确可靠的分析，而且简单便捷。此外，本实施例所提供的低频段电磁环境分析方法还包括：

当环境场强值包括电场强度值时，电磁环境分析装置通过公式(3)计算当前电磁环境的综合电场强度值；

当环境场强值包括磁感应强度值时，电磁环境分析装置通过公式(4)计算当前电磁环境的综合磁感应强度值；

其中：E_i——频点i的电场强度；

E——综合电场强度值；

B_i——频点i的磁感应强度值；

B——综合磁感应强度值。

通过上述方式，可以得到所监测的当前电磁环境的综合电场强度值以及综合磁感应强度值，便于监测人员对当前电磁环境的综合场强值有直观的了解。

进一步，为了能够以频谱图的方式直观的表现所监测的电磁环境情况，上述低频段电磁环境分析方法还包括：

当环境场强值包括电场强度值时，电磁环境分析装置根据存储的电场强度值生成电场频谱图；

当环境场强值包括磁感应强度值时，电磁环境分析装置根据存储的磁感应强度值生成磁场频谱图。

综上所述，本实施例提供的低频段电磁环境分析方法，能够利用电磁环境分析装置获取并存储完整低频段(1Hz～100kHz)的监测数据，通过筛选的方式得到监测数据中的有效场强值，并根据该有效场强值和有效场强值对应频点的场强限值最终生成较为准确的电磁环境评估结果(电场安全评估结果和/或磁场安全评估结果)。此外，还可以得到电场频谱图、磁场频谱图、综合电场强度值以及综合磁感应强度值等电磁环境相关的参数值，便于监测人员对当前监测的电磁环境有全方面的了解。

实施例2

对于实施例1中所提供的一种低频段电磁环境分析方法，本发明实施例提供了一种低频段电磁环境分析装置，参见图3所示，该装置包括以下模块：

存储模块32，用于获取并存储多个指定工作子频段对应的监测数据，监测数据包括：从当前电磁环境中监测到的频点以及频点对应的环境场强值；其中，环境场强值包括电场强度值和/或磁感应强度值，多个指定工作子频段组合后覆盖的范围包括：1Hz～100kHz；

筛选模块34，用于根据监测环境监测数据的设备对应的电磁噪声场强值，对存储的环境场强值进行无效场强筛选，得到环境场强值中的有效场强值；

评估结果生成模块36，用于根据有效场强值和有效场强值对应频点的场强限值生成当前电磁环境的电磁环境评估结果。其中，电磁环境评估结果包括电场安全评估结果(在环境场强值包括电场强度值时可以获得)以及磁场安全评估结果(在环境场强值包括磁感应强度值时可以获得)。

应当注意的是，上述装置可以仅获取待测电磁环境中的电场强度进行电场安全评估，也可以仅获取待测电磁环境中的磁感应强度进行磁场安全评估，当然，也可以同时获取待测电磁环境中的电场强度和磁感应强度，从而得到电场安全评估结果和磁场安全评估结果；具体可以根据实际需求而事先设定，在此不再赘述。

本实施例的上述低频段电磁环境分析装置能够获取并存储低频段(1Hz～100kHz)的监测数据，通过筛选的方式得到监测数据中的有效场强值，并根据该有效场强值和有效场强值对应频点的场强限值最终生成电磁环境评估结果。与现有技术中需要人工对监测数据进行处理分析导致效率低下，以及由于噪声影响导致最终评估结果准确性较差的问题相比，本发明实施例可以利用电磁环境分析装置根据监测数据生成电磁环境评估结果，而无需监测人员后续进行大量的数据处理，极大提升了电磁环境的评估效率；而且该电磁环境分析装置能够通过筛选得到有效场强值，排除了诸如仪器噪声干扰所引起的无效场强值，使最终的评估结果更准确。

考虑到监测仪通常具有仪器本底噪声，该噪声可能会对监测数据产生影响。尤其是本发明实施例提供的低频段电磁环境分析方法覆盖了1Hz～100kHz全频段，采集频点较多，受到仪器本底噪声的影响较大，从而导致后续的电磁环境评估准确性不高。因此需要对上述存储的数据进行筛选，尽可能的避免仪器噪声带来的影响。因此，筛选模块34可以具体包括：

比较单元，用于将存储的环境场强值逐一与监测环境监测数据的设备对应的电磁噪声场强值进行比较，得到差值；

有效场强值确定单元，用于当差值高于预设值时，电磁环境分析装置确定差值对应的环境场强值为有效场强值；

有效场强值确定单元，当差值低于或等于预设值时，电磁环境分析装置确定差值对应的环境场强值为无效场强值；

去除单元，用于除去无效场强值以及无效场强值对应的频点。

应当说明的是，本发明实施例提供的筛选模块34并不以上述具体单元顺序为限制。例如，有效场强值确定单元44和有效场强值确定单元44的具体执行顺序可以互换，可以单独执行其中一个单元，也可以多个单元同时执行。

在实际应用中，可以选择明显高于仪器噪声底限的场强值确定为环境中的电磁场信号，一般认为电磁场强值比噪声高3dB～6dB的信号为有效场强值，当然有效6dB以上频点，其它频点可以作为仪器噪声而去除。通过上述装置，能够避免诸如仪器噪声对电磁环境评估的影响，提高了后续根据监测数据对电磁环境进行安全评估的准确性。

在对上述筛选后得到的有效场强值进行评估时，评估结果生成模块36具体可以包括：

电场环境评估结果生成单元，用于当环境场强值包括电场强度值时，通过利用(1)对当前电磁环境进行电场环境判断，根据判断的结果生成当前电磁环境的电场环境评估结果；

磁场环境评估结果生成单元，用于当环境场强值包括磁感应强度值时，利用公式(2)对当前电磁环境进行磁场环境判断，根据判断的结果生成当前电磁环境的磁场环境评估结果；

其中：E_i——频点i的电场强度值；

E_L,i——频点i的电场强度限值；

B_i——频点i的磁感应强度值；

B_L,i——频点i的磁感应强度限值。

通过上述评估结果生成模块36，能够利用公式(1)(2)较为准确地判断当前电磁环境是否满足国家规定的标准要求。以公式(1)为例，如果判断各个频点的电场强度值与对应的电场强度限制的比值之和小于等于1，则生成的电场环境评估结果为当前电场环境符合标准要求，反之，如果比值之和大于1，则生成的电场环境评估结果为当前电场环境不符合标准要求。同理可利用公式(2)得到磁场环境评估结果。利用评估结果生成模块36能够对电磁场环境进行准确可靠的分析，而且简单便捷。

本实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述实施例1相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

综上所述，本实施例提供的低频段电磁环境分析装置，能够利用电磁环境分析装置获取并存储完整低频段(1Hz～100kHz)的监测数据，通过筛选的方式得到监测数据中的有效场强值，并根据该有效场强值和有效场强值对应频点的场强限值最终生成较为准确的电磁环境评估结果(电场安全评估结果和/或磁场安全评估结果)。此外，还可以得到电场频谱图、磁场频谱图、综合电场强度值以及综合磁感应强度值等电磁环境相关的参数值，便于监测人员对当前监测的电磁环境有全方面的了解。

实施例3

结合上述实施例1和实施例2，本实施例提供了一种具体实施方式。在该实施方式中，主要将电磁环境分析装置借助计算机等智能终端执行，从而对低频电磁场监测仪(或者为测量仪、分析仪等)进行控制。具体执行步骤如下：

以计算机内设置有上述电磁环境分析装置为例进行说明。首先，需要将低频电磁场监测仪通过光纤及光电转换器连接到计算机，接下来参照下述步骤执行：

步骤一：计算机发出控制指令，使低频电磁场监测仪工作电场测量模式。

步骤二：计算机发出控制指令，使低频电磁场监测仪工作在1Hz-100Hz频段，获取1Hz-100Hz频段的电场频谱监测数据并存储，具体包括频点及频点对应的场强值。

步骤三：计算机发出控制指令，使低频电磁场监测仪工作在24Hz-2kHz频段，获取24Hz-2kHz频段的电场频谱监测数据，存储100Hz-2kHz频段的数据，具体包括频点及频点对应的场强值。

步骤四：计算机发出控制指令，使低频电磁场监测仪工作在1.2kHz-100kHz频段，获取1.2kHz-100kHz频段的电场频谱监测数据，存储2kHz-100kHz频段的数据，具体包括频点及频点对应的场强值。

步骤五：计算机按照以下公式(3)对步骤二、步骤三、步骤四获得的1Hz-100Hz，100Hz-2kHz，2kHz-100kHz各频点电场数据进行运算，得到1Hz-100kHz频段的综合电场强度。

其中：E_i——频点i的电场强度；

E——1Hz～100kHz低频综合电场强度值。

步骤六：计算机对步骤二、步骤三、步骤四获得的环境电场信号进行筛选，将明显高出仪器噪声底限的电场值确定为环境电场信号，一般认为电场值比噪声高3dB-6dB的信号为有效信号，优选6dB以上频点。其他频点均作为仪器噪声去除掉，不纳入电场曝露的安全评估。

步骤七：计算机对步骤六获得的电场信号，按照公式(1)进行1Hz-100kHz公众曝露安全评价(即前述实施例中的电场环境评估)。

其中：E_i——频点i的电场强度值；

E_L,i——频点i的电场强度限值。

步骤八：计算机发出控制指令，使低频电磁场监测仪工作在磁场监测模式。

步骤九：计算机发出控制指令，使低频电磁场监测仪工作在1Hz-100Hz频段，获取1Hz-100Hz频段的磁场频谱监测数据并存储，具体包括频点及频点对应的场强值。

步骤十：计算机发出控制指令，使低频电磁场监测仪工作在24Hz-2kHz频段，获取24Hz-2kHz频段的磁场频谱监测数据，存储100Hz-2kHz频段的数据，具体包括频点及频点对应的场强值。

步骤十一：计算机发出控制指令，使低频电磁场监测仪工作在1.2kHz-100kHz频段模式，获取1.2kHz-100kHz频段的磁场频谱监测数据，存储2kHz-100kHz频段的数据，具体包括频点及频点对应的场强值。

步骤十二：计算机按照公式(4)对步骤九、步骤十、步骤十一获得的1Hz-100Hz，100Hz-2kHz，2kHz-100kHz各频点磁场数据进行运算，得到1Hz-100kHz频段的综合磁感应强度。

其中：B_i——频点i的磁感应强度；

B——1Hz～100kHz低频综合磁感应强度值。

步骤十三：计算机筛选步骤九、步骤十、步骤十一获得的环境磁场信号。将明显高出仪器噪声底限的磁场值确定为环境中磁场信号，一般认为磁场值比噪声高3dB-6dB的信号为有效信号，优选6dB以上频点。其他频点均作为仪器噪声去除掉，不纳入磁场曝露的安全评估。

步骤十四：计算机按照公式(2)，将上述步骤十三获得的磁场信号进行1Hz-100kHz磁场的公众曝露安全评价(即前述实施例中的磁场环境评估)。

其中：B_i——频率i的磁感应强度；

B_L,i——频率i的磁感应强度限值。

步骤十五：计算机输出1Hz-100kHz内的电场频谱图、磁场频谱图、综合电场强度值、综合磁感应强度值、电场安全评估结果、磁场安全评估结果，可以直接显示在计算机界面上，也可以输出显示在监测仪显示屏上。

当然，上述步骤一至步骤七，以及步骤八至步骤十四的先后顺序可以互换，例如，先执行步骤八至步骤十四，再执行步骤一至步骤七，也可以仅执行步骤一至步骤七或仅执行步骤八至步骤十四，根据实际需要进行设定，以获取所需的电磁场数据。

以上方案示例的1Hz-100Hz，24Hz-2kHz，1.2kHz-100kHz的频段选择仅为一种覆盖1Hz-100kHz的优选方案，并不应当被视为限定，选择其他频段实现1Hz-100kHz频段覆盖的方案，也在本专利的保护范围之内。

实施例4

对应于前述实施例1和实施例2所提供的方法和装置，本实施例提供了另一种具体实施方式。在该实施方式中，设计具有1Hz-100kHz电磁监测探头的低频电磁场监测仪，将其频段划分为1Hz-25Hz、25Hz-2.9kHz、2.9kHz-100kHz三个频段，在此以电磁环境分析装置安装在电磁场监测仪内为例进行说明，可以参照下述步骤执行：

步骤一：电磁场监测仪控制监测探头工作在电场测量模式。

步骤二：电磁场监测仪发出控制指令，使监测探头工作在1Hz-25Hz频段，获取1Hz-25Hz频段的电场频谱监测数据并存储，包括频点及频点对应的场强值。

步骤三：电磁场监测仪发出控制指令，使监测探头工作在25Hz-2.9kHz频段，获取25Hz-2.9kHz频段的电场频谱监测数据并存储，包括频点及频点对应的场强值。

步骤四：电磁场监测仪发出控制指令，使监测探头工作在2.9kHz-100kHz频段，获取2.9kHz-100kHz频段的电场频谱监测数据并存储，包括频点及频点对应的场强值。

步骤五：电磁场监测仪按照以下公式对步骤二、步骤三、步骤四获得的1Hz-25Hz，25Hz-2.9kHz，2.9kHz-100kHz各频点电场数据进行运算,得到1Hz-100kHz频段的综合电场强度。

其中：E_i——频率i的电场强度；

E——1Hz～100kHz低频综合电场强度。

步骤六：电磁场监测仪筛选步骤二、步骤三、步骤四获得的环境电场信号。将明显高出仪器噪声底限的电场值确定为环境电场信号，一般认为电场值比噪声高3dB-6dB的信号为有效信号，优选6dB以上频点。其他频点均作为仪器噪声去除掉，不纳入电场曝露的安全评估。

步骤七：电磁场监测仪对步骤六获得的电场信号场强值，按照以下公式,进行1Hz-100kHz电场的公众曝露安全评价。

其中：E_i——频率i的电场强度；

E_L,i——频率i的电场强度限值。

步骤八：电磁场监测仪发出控制指令，使监测探头工作在磁场监测模式。

步骤九：电磁场监测仪发出控制指令，使监测探头工作在1Hz-25Hz频段，获取1Hz-25Hz频段的磁场频谱监测数据并存储，包括频点及频点对应的场强值。

步骤十：电磁场监测仪发出控制指令，使监测探头工作在24Hz-2.9kHz频段，获取24Hz-2.9kHz频段的磁场频谱监测数据并存储，包括频点及频点对应的场强值。

步骤十一：电磁场监测仪发出控制指令，使监测探头工作在2.9kHz-100kHz频段模式，获取2.9kHz-100kHz频段的磁场频谱监测数据并存储，包括频点及频点对应的场强值。

步骤十二：电磁场监测仪按照以下公式对步骤九、步骤十、步骤十一获得的1Hz-25Hz，25Hz-2.9kHz，2.9kHz-100kHz各频点磁场数据进行运算，得到1Hz-100kHz频段的综合磁感应强度。

其中：B_i——频率i的磁感应强度；

B——(1Hz～100kHz)低频综合磁感应强度。

步骤十三：电磁场监测仪筛选步骤九、步骤十、步骤十一获得的环境磁场信号，选择明显高出仪器噪声底限的磁场值确定为环境中磁场信号，一般认为磁场值比噪声高3dB-6dB的信号为有效信号，优选6dB以上频点。其他频点均作为仪器噪声去除掉，不纳入磁场曝露的安全评估。

步骤十四：电磁场监测仪对步骤十三获得的磁场信号场强值，按照以下公式，进行1Hz-100kHz磁场的公众曝露安全评价。

其中：B_i——频率i的磁感应强度；

B_L,i——频率i的磁感应强度限值。

步骤十五：电磁场监测仪将测量结果显示在监测仪主机上，包括1Hz-100kHz内的电场频谱图、磁场频谱图、综合电场强度值、综合磁感应强度值、电场安全评估结果、磁场安全评估结果。

当然，上述步骤一至步骤七，以及步骤八至步骤十四的先后顺序可以互换，例如，先执行步骤八至步骤十四，再执行步骤一至步骤七，也可以仅执行步骤一至步骤七或仅执行步骤八至步骤十四，根据实际需要进行设定，以获取所需的电磁场数据。

本发明实施例所提供一种低频段电磁环境分析方法及装置的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的一种低频段电磁环境分析方法及装置，具有如下特点与优势：

(1)实现1Hz-100kHz全频段监测电场强度、磁感应强度及频谱图；采用1Hz-100kHz分段测量方式，实现覆盖全频段的测量。在对监测数据进行处理时能够兼顾测量频谱分辨率及测量效率，提升准确性。

(2)无需监测人员后续大量数据处理及运算，监测仪能够快速计算电磁场安全评价参数，并现场评价所监测环境安全性。

(3)扣除仪器噪声，筛选有效电磁场信号进行电磁曝露安全评估，避免仪器噪声带来的误差，保证了评估的准确性。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种低频段电磁环境分析方法，其特征在于，包括：

电磁环境分析装置获取并存储多个指定工作子频段对应的监测数据，所述监测数据包括：从当前电磁环境中监测到的频点以及所述频点对应的环境场强值；其中，所述环境场强值包括电场强度值和/或磁感应强度值，所述多个指定工作子频段组合后覆盖的范围包括：1Hz～100kHz；

所述电磁环境分析装置根据监测所述当前电磁环境的设备对应的电磁噪声场强值，对存储的所述环境场强值进行无效场强筛选，得到所述环境场强值中的有效场强值；

所述电磁环境分析装置根据所述有效场强值和所述有效场强值对应频点的场强限值生成所述当前电磁环境的电磁环境评估结果；

当所述环境场强值包括所述电场强度值时，所述电磁环境分析装置通过公式(3)计算所述当前电磁环境的综合电场强度值；

当所述环境场强值包括所述磁感应强度值时，所述电磁环境分析装置通过公式(4)计算所述当前电磁环境的综合磁感应强度值；

其中：E_i——频点i的电场强度；

E——所述综合电场强度值；

B_i——频点i的磁感应强度值；

B——所述综合磁感应强度值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电磁环境分析装置获取并存储多个指定工作子频段对应的监测数据包括：

电磁环境分析装置获取多个指定工作子频段对应的监测数据，所述多个指定工作子频段包括：按照从小到大的顺序先后划分1Hz～100kHz内的频点得到的第一指定子频段、第二指定子频段和第三指定子频段；其中，所述第一指定子频段的最高频点<所述第二指定子频段的最高频点<所述第三指定子频段中的最高频点，所述第一指定子频段与所述第二指定子频段共同包含有第一重叠区，所述第二指定子频段和所述第三指定子频段共同包含有第二重叠区；

所述电磁环境分析装置将获取的所述监测数据中所述第一重叠区在所述第二指定子频段对应的监测数据和所述第二重叠区在所述第三指定子频段对应的监测数据删除；

所述电磁环境分析装置存储删除后的所述监测数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电磁环境分析装置获取并存储多个指定工作子频段对应的监测数据包括：

电磁环境分析装置获取多个指定工作子频段对应的监测数据，所述多个指定工作子频段包括：按照从小到大的顺序先后划分1Hz～100kHz内的频点得到的第一指定子频段、第二指定子频段和第三指定子频段；其中，所述第一指定子频段的最高频点为所述第二指定子频段的最低频点，所述第二指定子频段的最高频点为所述第三指定子频段中的最低频点；

所述电磁环境分析装置存储获取到的所述监测数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电磁环境分析装置根据监测所述环境监测数据的设备对应的电磁噪声场强值，对存储的所述环境场强值进行无效场强筛选包括：

所述电磁环境分析装置将存储的所述环境场强值逐一与监测所述环境监测数据的设备对应的电磁噪声场强值进行比较，得到差值；

当所述差值高于预设值时，所述电磁环境分析装置确定所述差值对应的所述环境场强值为有效场强值；

当所述差值低于或等于所述预设值时，所述电磁环境分析装置确定所述差值对应的所述环境场强值为无效场强值；

所述电磁环境分析装置除去所述无效场强值以及所述无效场强值对应的频点。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电磁环境分析装置根据所述有效场强值和所述有效场强值对应频点的场强限值生成所述当前电磁环境的电磁环境评估结果包括：

当所述环境场强值包括所述电场强度值时，所述电磁环境分析装置利用公式(1)对所述当前电磁环境进行电场环境判断，根据判断的结果生成所述当前电磁环境的电场环境评估结果；

当所述环境场强值包括所述磁感应强度值时，所述电磁环境分析装置利用公式(2)对所述当前电磁环境进行磁场环境判断，根据判断的结果生成所述当前电磁环境的磁场环境评估结果；

其中：E_i——频点i的电场强度值；

E_L,i——频点i的电场强度限值；

B_i——频点i的磁感应强度值；

B_L,i——频点i的磁感应强度限值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述环境场强值包括所述电场强度值时，所述电磁环境分析装置根据存储的所述电场强度值生成电场频谱图；

当所述环境场强值包括所述磁感应强度值时，所述电磁环境分析装置根据存储的所述磁感应强度值生成磁场频谱图。

7.一种低频段电磁环境分析装置，其特征在于，包括：

存储模块，用于获取并存储多个指定工作子频段对应的监测数据，所述监测数据包括：从当前电磁环境中监测到的频点以及所述频点对应的环境场强值；其中，所述环境场强值包括电场强度值和/或磁感应强度值，所述多个指定工作子频段组合后覆盖的范围包括：1Hz～100kHz；

筛选模块，用于根据监测所述环境监测数据的设备对应的电磁噪声场强值，对存储的所述环境场强值进行无效场强筛选，得到所述环境场强值中的有效场强值；

评估结果生成模块，用于根据所述有效场强值和所述有效场强值对应频点的场强限值生成所述当前电磁环境的电磁环境评估结果；

所述评估结果生成模块包括：

电场环境评估结果生成单元，用于当所述环境场强值包括所述电场强度值时，通过公式(3)计算所述当前电磁环境的综合电场强度值；

磁场环境评估结果生成单元，用于当所述环境场强值包括所述磁感应强度值时，通过公式(4)计算所述当前电磁环境的综合磁感应强度值；

其中：E_i——频点i的电场强度；

E——所述综合电场强度值；

B_i——频点i的磁感应强度值；

B——所述综合磁感应强度值。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述筛选模块包括：

比较单元，用于将存储的所述环境场强值逐一与监测所述环境监测数据的设备对应的电磁噪声场强值进行比较，得到差值；

有效场强值确定单元，用于当所述差值高于预设值时，所述电磁环境分析装置确定所述差值对应的所述环境场强值为有效场强值；

无效场强值确定单元，当所述差值低于或等于所述预设值时，所述电磁环境分析装置确定所述差值对应的所述环境场强值为无效场强值；

去除单元，用于除去所述无效场强值以及所述无效场强值对应的频点。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电场环境评估结果生成单元，还用于利用公式(1)对所述当前电磁环境进行电场环境判断，根据判断的结果生成所述当前电磁环境的电场环境评估结果；

所述磁场环境评估结果生成单元，还用于利用公式(2)对所述当前电磁环境进行磁场环境判断，根据判断的结果生成所述当前电磁环境的磁场环境评估结果；

其中：E_i——频点i的电场强度值；

E_L,i——频点i的电场强度限值；

B_i——频点i的磁感应强度值；

B_L,i——频点i的磁感应强度限值。

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