RU2143702C1

RU2143702C1 - Device testing level and protecting against electromagnetic radiation

Info

Publication number: RU2143702C1
Application number: RU99107925A
Authority: RU
Inventors: А.Е. Родионов; М.Ю. Зацепин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПОЛИТЕХФОРМ-М"
Priority date: 1999-04-14
Filing date: 1999-04-14
Publication date: 1999-12-27

Abstract

FIELD: medicine, industrial and sanitary hygiene. SUBSTANCE: given invention can be used as aid for detection of electromagnetic radiation and protection of man against it. Device includes receiving antenna, amplifier, rectifier, analog-to-digital converter, control unit, ON-OFF button, keyboard, light and sound signalling unit, power supply source, former of current pulses and unit displaying information. EFFECT: expanded functional capabilities thanks to provision of test and indication of potentially dangerous levels of electromagnetic fields. 3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, промышленной и санитарной гигиене и может быть использовано в качестве средства для обнаружения и защиты человека от электромагнитных излучений. The invention relates to medicine, industrial and sanitary hygiene and can be used as a means for detecting and protecting a person from electromagnetic radiation.

Известно устройство для защиты от излучения, содержащее оболочку из немагнитного металла, имеющую заземляющий контакт. Оболочка выполнена с замкнутой полостью, в которой установлен высокочастотный дуговой газоразрядный прибор (см. патент РФ N 2033200, A 61 N 1/16, 1995 г.). Устройство используется в медицинской технике для создания биологического экрана, защищающего от различных излучений. Недостатком известного устройства является то, что оно не может измерять параметры электромагнитного поля, требует сетевого питания и заземления, имеет большие габариты и, следовательно, не может выполнять защитные функции при нахождении человека в транспорте, геопатогенных зонах или в иных условиях, где использование сети невозможно. A device for protection against radiation, containing a shell of non-magnetic metal having a grounding contact. The shell is made with a closed cavity in which a high-frequency arc gas-discharge device is installed (see RF patent N 2033200, A 61 N 1/16, 1995). The device is used in medical technology to create a biological screen that protects against various radiation. A disadvantage of the known device is that it cannot measure the parameters of the electromagnetic field, requires mains power and grounding, has large dimensions and, therefore, cannot perform protective functions when a person is in transport, geopathic zones or in other conditions where the use of the network is impossible .

Известно также устройство для контроля уровня электромагнитного излучения, содержащее детектор излучения, пороговую схему, схему сигнализации, источник питания. Детектор излучения содержит СВЧ-диод, индуктивность и антенну. Схема сигнализации содержит генератор пачек импульсов и индикатор. (См. патент РФ N 2054686, G 01 R29/08, 1996 г.). Кроме того, устройство может содержать схему контроля, генератор пачек импульсов, генератор звуковой и световой сигнализации. Also known is a device for monitoring the level of electromagnetic radiation, comprising a radiation detector, a threshold circuit, an alarm circuit, a power source. The radiation detector contains a microwave diode, inductance and antenna. The alarm circuit contains a pulse burst generator and an indicator. (See RF patent N 2054686, G 01 R29 / 08, 1996). In addition, the device may include a control circuit, a generator of bursts of pulses, a generator of sound and light alarm.

Необходимо отметить, что в данном устройстве СВЧ-диод выполняет функции выпрямителя детектируемого сигнала, пороговое устройство - функции блока усиления и блока управления, кнопка S2 является кнопкой включения-выключения устройства, а кнопка S1 - кнопкой управления режимом работы (частный случай клавиатуры блока управления). It should be noted that in this device the microwave diode serves as the rectifier of the detected signal, the threshold device functions as the amplification unit and the control unit, button S2 is the on / off button of the device, and button S1 is the operation mode control button (a special case of the control unit keyboard) .

Устройство по патенту РФ N 2054686, выбранное в качестве прототипа, относится к контрольно-измерительной технике и используется для контроля и индикации потенциально опасных для человека уровней электромагнитного излучения. The device according to RF patent N 2054686, selected as a prototype, relates to instrumentation and is used to monitor and display potentially dangerous levels of electromagnetic radiation for humans.

Существенным недостатком известного устройства является то, что оно не может контролировать и индицировать потенциально опасные уровни низкочастотных и импульсных магнитных полей, являющихся одним из основных опасных факторов электромагнитных излучений в быту, на производстве, в транспорте и т.д. Кроме этого, устройство не обеспечивает защиту человека от вредных электромагнитных излучений. A significant drawback of the known device is that it cannot monitor and indicate potentially dangerous levels of low-frequency and pulsed magnetic fields, which are one of the main dangerous factors of electromagnetic radiation in everyday life, at work, in transport, etc. In addition, the device does not protect a person from harmful electromagnetic radiation.

Настоящее изобретение решает задачу измерения и индикации параметров электромагнитного излучения от низких до высоких частот, а также импульсных магнитных полей от таких широко распространенных источников электромагнитного загрязнения, как телевизоры, мониторы персональных компьютеров, источники питания бытовой и промышленной аппаратуры, городской электротранспорт, линии электропередачи, трансформаторные станции и т.п. При этом устройство обеспечивает не только сигнализацию превышения потенциально опасных уровней электромагнитного излучения, но и создание локальной зоны компенсации или биологического экрана с параметрами, соответствующими виду электромагнитного загрязнения. The present invention solves the problem of measuring and indicating parameters of electromagnetic radiation from low to high frequencies, as well as pulsed magnetic fields from such widespread sources of electromagnetic pollution as televisions, personal computer monitors, power supplies for household and industrial equipment, urban electric vehicles, power lines, transformer stations, etc. Moreover, the device provides not only an alarm for exceeding potentially dangerous levels of electromagnetic radiation, but also the creation of a local compensation zone or biological screen with parameters corresponding to the type of electromagnetic pollution.

Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для контроля уровня и защиты от электромагнитного излучения, содержащее приемную антенну, блок усиления, выпрямитель, блок управления, кнопку включения-выключения устройства, клавиатуру блока управления, блок световой и звуковой сигнализации, источник питания, выход которого подключен к первому входу блока управления (БУ), согласно настоящему изобретению снабжено аналого-цифровым преобразователем (АЦП), первый вход которого подключен к выходу выпрямителя, второй, третий и четвертый входы - к первому, второму и третьему выходам БУ соответственно, а выход подключен ко второму входу БУ. Устройство снабжено формирователем импульсов тока, к выходу которого подключена излучающая антенна, первый вход подключен к четвертому выходу БУ, а второй вход подключен к выходу источника питания. Устройство снабжено также блоком отображения информации, подключенным к пятому многоразрядному выходу БУ, шестой и седьмой выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока световой и звуковой сигнализации, а третий и многоразрядный четвертый входы подключены соответственно к кнопке включения-выключения устройства и клавиатуре блока управления. При этом выход приемной антенны подключен к первому входу блока усиления, выход которого подключен к первому входу выпрямителя, а вторые входы блока усиления и выпрямителя подключены к первому выходу БУ. The solution to this problem is achieved by the fact that the device for level control and protection against electromagnetic radiation, comprising a receiving antenna, an amplification unit, a rectifier, a control unit, a device on / off button, a control unit keyboard, a light and sound alarm unit, a power source, the output of which connected to the first input of the control unit (CU), according to the present invention is equipped with an analog-to-digital converter (ADC), the first input of which is connected to the output of the rectifier, the second, third and fourth The grated inputs are to the first, second, and third outputs of the control unit, respectively, and the output is connected to the second input of the control unit. The device is equipped with a current pulse shaper, to the output of which a radiating antenna is connected, the first input is connected to the fourth output of the control unit, and the second input is connected to the output of the power source. The device is also equipped with an information display unit connected to the fifth multi-bit output of the control unit, the sixth and seventh outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the light and sound signaling unit, and the third and multi-bit fourth inputs are connected respectively to the on-off button of the device and the keyboard of the control unit . In this case, the output of the receiving antenna is connected to the first input of the amplification unit, the output of which is connected to the first input of the rectifier, and the second inputs of the amplification unit and rectifier are connected to the first output of the control unit.

Решение поставленной задачи достигается при различной схемотехнической реализации блока усиления. Согласно настоящему изобретению блок усиления может быть выполнен в виде N каналов, каждый из которых содержит полосовой усилитель, выход которого подключен к соответствующему аналоговому входу коммутатора, выход которого является выходом блока усиления. Вход управления коммутатором подключен к восьмому многоразрядному выходу блока управления, а вход питания - ко второму входу блока усиления. Первые входы полосовых усилителей объединены и являются входом блока усиления, а вторые входы подключены ко второму входу блока усиления. The solution to this problem is achieved with various circuitry implementation of the amplification unit. According to the present invention, the amplification unit can be made in the form of N channels, each of which contains a strip amplifier, the output of which is connected to the corresponding analog input of the switch, the output of which is the output of the amplification unit. The control input of the switch is connected to the eighth multi-bit output of the control unit, and the power input is connected to the second input of the amplification unit. The first inputs of the strip amplifiers are combined and are the input of the amplification unit, and the second inputs are connected to the second input of the amplification unit.

Количество каналов блока усиления N может составлять от двух до четырех и определяется необходимостью получения заданной чувствительности и помехоустойчивости в различных частотных полосах, соответствующих спектру излучения конкретных источников (трансформаторы, мониторы и пр.). The number of channels of the amplification unit N can be from two to four and is determined by the need to obtain a given sensitivity and noise immunity in different frequency bands corresponding to the radiation spectrum of specific sources (transformers, monitors, etc.).

Устройство для контроля уровня и защиты от электромагнитного излучения в ряде случаев конструктивной реализации может содержать дополнительно M=N-1 приемных антенн, где N - количество каналов блока усиления, каждый из которых содержит полосовой усилитель, выход которого подключен к соответствующему аналоговому входу коммутатора. Выход коммутатора является выходом блока усиления, вход управления коммутатором подключен к восьмому многоразрядному выходу блока управления, а вход питания - ко второму входу блока усиления. При этом выход приемной антенны подключен к первому входу полосового усилителя первого канала блока усиления. Выход каждой дополнительной приемной антенны подключен к первому входу полосового усилителя соответствующего канала блока усиления, а вторые входы полосовых усилителей - ко второму входу блока усиления. A device for monitoring the level and protection against electromagnetic radiation in some cases of constructive implementation may additionally contain M = N-1 receiving antennas, where N is the number of channels of the amplification unit, each of which contains a strip amplifier, the output of which is connected to the corresponding analog input of the switch. The output of the switch is the output of the amplification unit, the control input of the switch is connected to the eighth multi-bit output of the control unit, and the power input is connected to the second input of the amplification unit. In this case, the output of the receiving antenna is connected to the first input of the strip amplifier of the first channel of the amplification unit. The output of each additional receiving antenna is connected to the first input of the strip amplifier of the corresponding channel of the amplification unit, and the second inputs of strip amplifiers are connected to the second input of the amplification unit.

Количество дополнительных приемных антенн М может составлять от одной до трех и определяется необходимостью получения заданной чувствительности и помехоустойчивости в различных частотных полосах, соответствующих спектру излучения конкретных источников (трансформаторы, мониторы и пр.). The number of additional receiving antennas M can be from one to three and is determined by the need to obtain a given sensitivity and noise immunity in different frequency bands corresponding to the radiation spectrum of specific sources (transformers, monitors, etc.).

Таким образом, сущность настоящего изобретения заключается в том, что благодаря вышеописанному техническому решению разработанное устройство обеспечивает возможность обнаружения и контроля уровня как слабых, так и мощных электромагнитных излучений в широком спектре частот от промышленных и бытовых устройств, а также обеспечивает эффективную защиту человека от вредного воздействия этих излучений. Thus, the essence of the present invention lies in the fact that due to the above technical solution, the developed device provides the ability to detect and control the level of both weak and powerful electromagnetic radiation in a wide range of frequencies from industrial and domestic devices, and also provides effective protection of a person from harmful effects of these emissions.

Изложенная сущность изобретения поясняется конкретным примером выполнения устройства контроля уровня и защиты от электромагнитного излучения и чертежами, на которых представлены:
на фиг. 1 - блок схема предлагаемого устройства (по п.1 формулы изобретения);
на фиг. 2 - блок-схема предлагаемого устройства (по п.3 формулы изобретения);
на фиг. 3 - блок-схема предлагаемого устройства (по п.4 формулы изобретения);
на фиг. 4 - пример схемотехнической реализации блоков 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12;
на фиг. 5 - пример схемотехнической реализации формирователя импульсов тока 10;
на фиг. 6, 7 - укрупненная блок-схема алгоритма работы устройства.The essence of the invention is illustrated by a specific example of a device for level control and protection against electromagnetic radiation and the drawings, which show:
in FIG. 1 is a block diagram of the proposed device (according to claim 1);
in FIG. 2 is a block diagram of the proposed device (according to claim 3 of the claims);
in FIG. 3 is a block diagram of the proposed device (according to claim 4);
in FIG. 4 - an example of circuitry implementation of blocks 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12;
in FIG. 5 is an example of a circuitry implementation of a current pulse shaper 10;
in FIG. 6, 7 - an enlarged block diagram of the algorithm of the device.

Устройство для контроля уровня и защиты от электромагнитного излучения (фиг. 1) содержит приемную антенну 1, подключенную к первому входу блока усиления 2, выпрямитель 3, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, блок управления (БУ) 5, кнопку включения-выключения устройства 6, клавиатуру 7 блока управления, блок световой и звуковой сигнализации 8, источник питания 9, подключенный к первому входу БУ, формирователь импульсов тока 10, к выходу которого подключена излучающая антенна 11, а также блок отображения информации 12. A device for level control and protection against electromagnetic radiation (Fig. 1) contains a receiving antenna 1 connected to the first input of the amplification unit 2, a rectifier 3, an analog-to-digital converter (ADC) 4, a control unit (BU) 5, an on-off button devices 6, a keyboard 7 of the control unit, a light and sound alarm unit 8, a power source 9 connected to the first input of the control unit, a current pulse shaper 10, to the output of which a radiating antenna 11 is connected, as well as an information display unit 12.

Первый вход АЦП 4 подключен к выходу выпрямителя 3, второй, третий и четвертый входы - к первому, второму и третьему выходам БУ 5, а выход АЦП 4 подключен ко второму входу БУ 5. The first input of the ADC 4 is connected to the output of the rectifier 3, the second, third and fourth inputs to the first, second and third outputs of the control unit 5, and the output of the ADC 4 is connected to the second input of the control unit 5.

Первый вход формирователя импульсов тока 10 подключен к четвертому выходу БУ 5, а второй вход - к выходу источника питания 9. The first input of the current pulse shaper 10 is connected to the fourth output of the control unit 5, and the second input to the output of the power source 9.

Блок отображения информации 12 подключен к пятому многоразрядному выходу БУ 5. The information display unit 12 is connected to the fifth multi-bit output of the control unit 5.

Шестой и седьмой выходы БУ 5 подключены соответственно к первому и второму входам блока световой и звуковой сигнализации 8. The sixth and seventh outputs of the control unit 5 are connected respectively to the first and second inputs of the light and sound alarm unit 8.

Третий и четвертый многоразрядный входы БУ 5 подключены соответственно к кнопке 6 включения-выключения устройства и клавиатуре 7 блока управления 5. The third and fourth multi-bit inputs of the control unit 5 are connected respectively to the on-off button 6 of the device and the keyboard 7 of the control unit 5.

Выход блока усиления 2 подключен к первому входу выпрямителя 3. The output of the amplification unit 2 is connected to the first input of the rectifier 3.

Вторые входы блока усиления 2 и выпрямителя 3 подключены к первому выходу БУ 5. The second inputs of the amplification unit 2 and rectifier 3 are connected to the first output of the control unit 5.

Приемная антенна 1 предназначена для преобразования напряженности переменного магнитного поля в электрический сигнал и может быть выполнена в виде одиночной многовитковой катушки с сердечником либо в виде нескольких последовательно соединенных многовитковых катушек с различными видами сердечников (ферриты, пермалои и т.д.) и различной взаимной ориентацией. The receiving antenna 1 is designed to convert the intensity of an alternating magnetic field into an electrical signal and can be made in the form of a single multi-turn coil with a core or in the form of several series-connected multi-coil coils with different types of cores (ferrites, permaloys, etc.) and different relative orientations .

Количество последовательно соединенных многовитковых катушек может составлять от двух до пяти и определяется необходимостью получения заданной чувствительности и помехоустойчивости в различных частотных полосах, соответствующих спектру излучения конкретных источников (трансформаторы, мониторы и пр.), а также независимости чувствительности устройства от его пространственной ориентации. Так, например, антенна может быть выполнена в виде трех взаимно перпендикулярных цилиндрических катушек на ферритовых стержнях. The number of multi-turn coils connected in series can be from two to five and is determined by the need to obtain a given sensitivity and noise immunity in different frequency bands corresponding to the radiation spectrum of specific sources (transformers, monitors, etc.), as well as the independence of the sensitivity of the device from its spatial orientation. So, for example, the antenna can be made in the form of three mutually perpendicular cylindrical coils on ferrite rods.

Блок усиления 2 предназначен для коррекции частотной характеристики антенны 1 и усиления вырабатываемого ею сигнала до уровня, необходимого для работы выпрямителя 3, и может быть выполнен на операционных усилителях, например, по известным схемам, описанным в книге В.С.Гутников, Интегральная электроника в измерительных устройствах, Ленинград, Энергоатомиздат, 1988, стр.37, рис. 1.14. Amplifier unit 2 is designed to correct the frequency response of antenna 1 and to amplify the signal it produces to the level necessary for rectifier 3 to work, and can be performed on operational amplifiers, for example, according to well-known circuits described in the book by V. S. Gutnikov, Integrated Electronics in measuring devices, Leningrad, Energoatomizdat, 1988, p. 37, fig. 1.14.

Выпрямитель 3 служит для преобразования амплитуды усиленного сигнала антенны в постоянное напряжение и может быть реализован в виде амплитудного детектора на операционном усилителе с диодом в цепи отрицательной обратной связи и накопительной емкости (см., например, В.С.Гутников, Интегральная электроника в измерительных устройствах, Ленинград, Энергоатомиздат, 1988, стр. 121, рис. 4.3.). Rectifier 3 is used to convert the amplitude of the amplified antenna signal to direct voltage and can be implemented as an amplitude detector on an operational amplifier with a diode in a negative feedback circuit and storage capacitance (see, for example, V.S. Gutnikov, Integrated electronics in measuring devices , Leningrad, Energoatomizdat, 1988, p. 121, Fig. 4.3.).

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4 обеспечивает преобразование постоянного напряжения на выходе выпрямителя в цифровой код для последующей обработки и может быть выполнен на базе стандартных микросхем, например AD7714 фирмы Analog Devices (см. Справочник, Микросхемы для аналого-цифрового преобразования и средств мультимедиа, Москва, Додэка, 1996, стр.249.). An analog-to-digital converter (ADC) 4 converts the DC voltage at the output of the rectifier into a digital code for further processing and can be performed on the basis of standard microcircuits, for example AD7714 by Analog Devices (see the Reference, Microcircuits for analog-to-digital conversion and multimedia, Moscow, Dodeka, 1996, p. 249.).

Блок управления (БУ) 5 предназначен для обработки информации, поступающей с АЦП, и вывода ее на блок отображения ин формации 12, приема и обработки команд оператора, поступающих с клавиатуры 7, генерирования низкочастотного сигнала для управления формирователем импульсов тока 10 и излучающей антенной 11, а также для управления световой и звуковой сигнализацией. Блок управления может быть реализован, например, на базе микропроцессора PIC16C62 фирмы Microchip (см. каталог фирмы PIC16/17 Microcontroller DATA BOOK, 1995/1996) по схеме, представленной на фиг. 4. The control unit (BU) 5 is designed to process information from the ADC and output it to the information display unit 12, receive and process operator commands from the keyboard 7, generate a low-frequency signal to control the current pulse shaper 10 and the radiating antenna 11, as well as to control light and sound alarms. The control unit can be implemented, for example, based on the Microchip PIC16C62 microprocessor (see the PIC16 / 17 Microcontroller DATA BOOK catalog, 1995/1996) according to the circuit shown in FIG. 4.

На фиг. 6 и фиг. 7 представлена укрупненная блок-схема алгоритма работы устройства, а полная информация по функционированию устройства и БУ содержится в материалах ООО "Политехформ-М": Алгоритм функционирования ГКПС33.01.01.000ПО. In FIG. 6 and FIG. 7, an enlarged block diagram of the algorithm of the device’s operation is presented, and full information on the functioning of the device and the control unit is contained in the materials of LLC Polytechform-M: Algorithm for the functioning of the GKPS33.01.01.000.000.

Кнопка включения-выключения устройства 6 представляет собой нормально разомкнутую пару контактов с упругим возвратным механизмом и может быть выполнена с использованием кнопки ПКн-159 (см. ВА.642130.001 ТУ) или в виде двух гребенчатых структур на печатной плате, вставленных без соединения друг в друга и замыкаемых при нажатии на толкатель из проводящей резины. The on / off button of device 6 is a normally open pair of contacts with an elastic return mechanism and can be performed using the PKn-159 button (see BA.642130.001 TU) or in the form of two comb structures on a printed circuit board inserted without connecting each other and lockable when pressing the pusher of conductive rubber.

Клавиатура 7 блока управления обеспечивает возможность выбора режима работы устройства, формы представления информации, а также задания параметров защитного поля и может быть выполнена из кнопок, аналогичных кнопке включения-выключения (см. фиг. 4), например в виде двух кнопок, одна из которых предназначена для выбора режима работы устройства (режим контроля уровня излучения, режим защиты, циклический режим контроля-защиты), а вторая - для выбора частоты следования защитных импульсов. The keyboard 7 of the control unit provides the ability to select the operating mode of the device, the form for presenting information, as well as setting the parameters of the protective field and can be made of buttons similar to the on / off button (see Fig. 4), for example, in the form of two buttons, one of which it is used to select the operation mode of the device (radiation level control mode, protection mode, cyclic control-protection mode), and the second - to select the protective pulse repetition rate.

Блок световой и звуковой сигнализации 8 обеспечивает оповещение о превышении установленных предельно допустимых уровней электромагнитного излучения, предупреждая об опасности дальнейшего пребывания в данном месте, и может быть реализован с помощью светодиода L-53SRC-C фирмы Kingbrigth и электромагнитного излучателя звука HCM1206X со встроенным генератором тона фирмы JL World (см. Платан, Электронные компоненты, N 4, 1998 г., стр. 60, 99), например, по схеме, приведенной на фиг. 4. The light and sound alarm unit 8 provides notification of exceeding the established maximum permissible levels of electromagnetic radiation, warning of the danger of further stay in this place, and can be implemented using the Kingbrigth LED L-53SRC-C and the HCM1206X electromagnetic sound emitter with an integrated tone generator JL World (see Platan, Electronic Components, N 4, 1998, p. 60, 99), for example, according to the circuit shown in FIG. 4.

Источник питания 9 предназначен для питания электронных узлов устройства и может быть выполнен, например, в виде батареи из гальванических элементов или аккумуляторов и стабилизатора напряжения 5 вольт (см. фиг. 4), например, типа 78L05 (см. Справочник. Полупроводниковые приборы. Зарубежные интегральные микросхемы. Москва, "КУбК-а", 1995 г., стр. 149). The power source 9 is designed to power the electronic components of the device and can be made, for example, in the form of a battery of galvanic cells or accumulators and a voltage regulator of 5 volts (see Fig. 4), for example, type 78L05 (see. Reference. Semiconductor devices. Foreign integrated circuits. Moscow, KUBK-a, 1995, p. 149).

Формирователь импульсов тока 10 предназначен для генерирования коротких (5...10 мкс) пилообразных импульсов с крутым передним фронтом и пологим спадом и может быть реализован, например, в виде схемы, представленной на фиг. 5, содержащей накопительный конденсатор C, зарядный резистор R и разрядный ключ VT, соединенный с излучающей антенной 11. The current pulse generator 10 is designed to generate short (5 ... 10 μs) sawtooth pulses with a steep leading edge and a gentle slope and can be implemented, for example, in the form of the circuit shown in FIG. 5 comprising a storage capacitor C, a charging resistor R, and a discharge key VT connected to a radiating antenna 11.

Излучающая антенна 11 служит для создания импульсного электромагнитного поля локальной зоны компенсации или биологического экрана и может быть выполнена, например, в виде воздушной многовитковой кольцевой катушки диаметром 50 мм из медного изолированного провода диаметром 0,1 мм, сложенной в виде восьмерки аналогично петле Мебиуса (см. техническую документацию OOO "Политехформ-М" ГКПС33.00.00.000). The radiating antenna 11 serves to create a pulsed electromagnetic field of the local compensation zone or biological screen and can be made, for example, in the form of an air multi-turn ring coil with a diameter of 50 mm from an insulated copper wire with a diameter of 0.1 mm, folded in the form of a figure of eight similar to the Moebius loop (see Technical documentation of Polytechform-M LLC GKPS33.00.00.000).

Блок отображения информации 12 служит для индикации режима работы устройства, числовых значений измеряемых параметров электромагнитного поля, числовых значений пороговых уровней электромагнитного излучения и может быть выполнен, например, на базе стандартного жидкокристаллического модуля LCM DV-16100NRB фирмы DATA VISION (см. Платан. Электронные компоненты, N 4, 1998 г. , стр. 71), например, по схеме, приведенной на фиг. 4, с передачей данных по четырехразрядной шине. The information display unit 12 is used to indicate the operating mode of the device, the numerical values of the measured parameters of the electromagnetic field, the numerical values of the threshold levels of electromagnetic radiation and can be performed, for example, on the basis of the standard liquid crystal module LCM DV-16100NRB from DATA VISION (see Platan. Electronic components , No. 4, 1998, p. 71), for example, according to the circuit shown in FIG. 4, with data transmission on a four-bit bus.

Устройство для контроля уровня и защиты от электромагнитного излучения может иметь различные варианты схемотехнической реализации. Например, когда приемная антенна 1 выполнена в виде одиночной многовитковой катушки с сердечником или нескольких последовательно соединенных многовитковых катушек с сердечниками, блок усиления 2 выполняют, например, в виде трех каналов (см. фиг. 2), каждый из которых содержит полосовой усилитель 13, 14, 15, первые входы которых объединены и являются первым входом блока усиления, вторые входы подключены ко второму входу блока усиления 2, а выходы подключены к соответствующим аналоговым входам коммутатора 16, выход которого является выходом блока усиления. При этом вход управления коммутатором 16 подключен к многоразрядному восьмому выходу БУ, а вход питания - ко второму входу блока усиления 2. A device for level control and protection against electromagnetic radiation can have various circuitry options. For example, when the receiving antenna 1 is made in the form of a single multi-turn coil with a core or several series-connected multi-turn coils with cores, the amplification unit 2 is performed, for example, in the form of three channels (see Fig. 2), each of which contains a strip amplifier 13, 14, 15, the first inputs of which are combined and are the first input of the amplification unit, the second inputs are connected to the second input of the amplification unit 2, and the outputs are connected to the corresponding analog inputs of the switch 16, the output of which is the output of the unit gain. In this case, the control input of the switch 16 is connected to the multi-digit eighth output of the control unit, and the power input is connected to the second input of the amplification unit 2.

Усилитель 13 предназначен для усиления низкочастотных составляющих сигнала (с частотой промышленной сети и ее гармоник), поступающего от приемной антенны 1, и может быть выполнен по схеме активного фильтра нижних частот (см. Г.Мошиц, П.Хорн, Проектирование активных фильтров, Москва, "Мир", 1984, стр. 59, рис. 5.8), к выходу которого подключен масштабирующий усилитель, например, по схеме, приведенной в книге В.С.Гутников, Интегральная электроника в измерительных устройствах, Ленинград, Энергоатомиздат, 1988, стр. 37, рис. 1.14. The amplifier 13 is designed to amplify the low-frequency components of the signal (with the frequency of the industrial network and its harmonics) coming from the receiving antenna 1, and can be performed according to the scheme of an active low-pass filter (see G.Moshits, P.Khorn, Design of active filters, Moscow , "Mir", 1984, p. 59, Fig. 5.8), to the output of which a scaling amplifier is connected, for example, according to the circuit shown in the book by V. S. Gutnikov, Integrated Electronics in Measuring Devices, Leningrad, Energoatomizdat, 1988, p. .37, fig. 1.14.

Усилитель 14 предназначен для усиления составляющих сигнала приемной антенны 1 с частотами в диапазоне 10...100 кГц (частоты строчной развертки телевизоров, мониторов или импульсных источников питания и пр.) и может быть выполнен в виде последовательно соединенных активного фильтра нижних частот и активного фильтра верхних частот (см. Г.Мошиц, П.Хорн, Проектирование активных фильтров, Москва, "Мир", 1984, стр. 59, рис. 5.8 и стр. 63, рис. 5.11), к выходу которого подключен масштабирующий усилитель, например, по схеме, приведенной в книге В.С.Гутников, Интегральная электроника в измерительных устройствах, Ленинград, Энергоатомиздат, 1988, стр. 37, рис. 1.14. The amplifier 14 is designed to amplify the components of the signal of the receiving antenna 1 with frequencies in the range 10 ... 100 kHz (line scan frequencies of televisions, monitors or switching power supplies, etc.) and can be made in the form of a series-connected active low-pass filter and an active filter high frequencies (see G. Moshits, P. Horn, Designing Active Filters, Moscow, Mir, 1984, p. 59, Fig. 5.8 and p. 63, Fig. 5.11), to the output of which a scaling amplifier is connected, for example , according to the scheme given in the book of V.S. Gutnikov, Integra te a electronics in the measuring devices, Leningrad, Energoatomizdat, 1988, p. 37, Fig. 1.14.

Усилитель 15 предназначен для усиления высокочастотных составляющих сигнала приемной антенны 1 (несущие частоты диапазона длинных и средних радиоволн и пр.) и может быть выполнен по схеме активного фильтра верхних частот (см. Г.Мошиц, П.Хорн, Проектирование активных фильтров, Москва, "Мир", 1984, стр. 63, рис.5.11), к выходу которого подключен масштабирующий усилитель, например, по схеме, приведенной в книге В.С.Гутников, Интегральная электроника в измерительных устройствах, Ленинград, Энергоатомиздат, 1988, стр. 37, рис. 1.14. The amplifier 15 is designed to amplify the high-frequency components of the signal of the receiving antenna 1 (carrier frequencies of the range of long and medium radio waves, etc.) and can be performed according to the scheme of an active high-pass filter (see G. Moshits, P. Horn, Design of active filters, Moscow, Mir, 1984, p. 63, Fig. 5.11), to the output of which a scaling amplifier is connected, for example, according to the circuit shown in the book by V. S. Gutnikov, Integrated Electronics in Measuring Devices, Leningrad, Energoatomizdat, 1988, p. 37, fig. 1.14.

Коммутатор 16 предназначен для передачи сигналов с выхода одного из усилителей 13, 14, 15 на выход блока усиления и может быть выполнен с использованием стандартных микросхем, например, типа К561КП2 (см. Справочник. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Москва, Радио и Связь, 1989, стр. 127, рис.35). The switch 16 is designed to transmit signals from the output of one of the amplifiers 13, 14, 15 to the output of the amplification unit and can be performed using standard microcircuits, for example, type K561KP2 (see the Reference. Digital and analog integrated circuits. Moscow, Radio and Communication, 1989, p. 127, fig. 35).

В определенных случаях конструктивной реализации устройства предпочтительно наряду с приемной антенной 1 использовать несколько дополнительных приемных антенн, например две дополнительные антенны 17 и 18. In certain cases of constructive implementation of the device, it is preferable to use several additional receiving antennas along with the receiving antenna 1, for example, two additional antennas 17 and 18.

Антенна 17 предназначена для эффективного приема электромагнитного излучения в диапазоне частот 10...100 кГц и может быть выполнена в виде многовитковой катушки на ферритовом Г-образном стержне (см. техническую документацию ООО "Политехформ-М" ГКПС33.00.00.000). Antenna 17 is designed for efficient reception of electromagnetic radiation in the frequency range 10 ... 100 kHz and can be made in the form of a multi-turn coil on a ferrite L-shaped rod (see the technical documentation of LLC Polytechform-M GKPS33.00.00.000).

Антенна 18 предназначена для эффективного приема электромагнитного излучения в диапазоне частот свыше 100 кГц и может быть выполнена в виде многовитковой катушки на ферритовом цилиндрическом стержне (см. техническую документацию ООО "Политехформ-М" ГКПС33.00.00.000). Antenna 18 is designed for efficient reception of electromagnetic radiation in the frequency range above 100 kHz and can be made in the form of a multi-turn coil on a ferrite cylindrical rod (see the technical documentation of LLC Polytechform-M GKPS33.00.00.000).

В этом случае блок усиления 2 выполняется по схеме (см. фиг. 3.), в которой первый вход усилителя 13 подключен к выходу приемной антенны 1, а первые входы усилителей 14, 15 подключены соответственно к выходам приемных антенн 17, 18, что позволяет повысить чувствительность и помехоустойчивость при контроле уровня электромагнитного излучения в каждом из частотных поддиапазонов. In this case, the amplification unit 2 is performed according to the scheme (see Fig. 3.), in which the first input of the amplifier 13 is connected to the output of the receiving antenna 1, and the first inputs of the amplifiers 14, 15 are connected respectively to the outputs of the receiving antennas 17, 18, which allows to increase the sensitivity and noise immunity when controlling the level of electromagnetic radiation in each of the frequency sub-bands.

Устройство для контроля уровня и защиты от электромагнитного излучения работает следующим образом (см. фиг. 1). A device for level control and protection against electromagnetic radiation works as follows (see Fig. 1).

Нажатием кнопки включения-выключения 6 включают устройство. При этом напряжение от источника питания 9 с первого входа блока управления 5 подается через его первый выход на вторые входы блока усиления 2, выпрямителя 3 и аналого-цифрового преобразователя 4, а само устройство начинает работу в режиме контроля уровня электромагнитного излучения. By pressing the on / off button 6, the device is turned on. In this case, the voltage from the power source 9 from the first input of the control unit 5 is supplied through its first output to the second inputs of the amplification unit 2, rectifier 3 and analog-to-digital converter 4, and the device itself begins to work in the mode of monitoring the level of electromagnetic radiation.

Электрический сигнал с выхода приемной антенны 1, пропорциональный напряженности окружающего переменного магнитного поля, подается на первый вход блока усиления 2, с выхода которого поступает на первый вход выпрямителя 3. На выходе выпрямителя 3 формируется постоянное напряжение, пропорциональное напряженности компоненты электромагнитного поля, с максимальной амплитудой, которое подается на первый вход АЦП 4. An electrical signal from the output of the receiving antenna 1, proportional to the strength of the surrounding alternating magnetic field, is fed to the first input of the amplification unit 2, the output of which is fed to the first input of the rectifier 3. At the output of the rectifier 3, a constant voltage is generated proportional to the intensity of the electromagnetic field component, with a maximum amplitude which is fed to the first input of the ADC 4.

БУ 5 управляет работой АЦП 4 по стандартной трехпроводной шине последовательного обмена данными (SPI), при этом тактовый сигнал (SCL) со второго выхода БУ 5 поступает на третий вход АЦП 4, последовательные данные с третьего выхода БУ 5 (SDO) поступают на четвертый вход АЦП 4, а результат преобразования напряжения выпрямителя 3 в виде последовательного двоичного кода с выхода АЦП 4 поступает через второй вход (SD1) в БУ 5, где он преобразуется в числовую форму и через пятый многоразрядный выход БУ 5 выводится на блок отображения информации 12. Control unit 5 controls the operation of ADC 4 via a standard three-wire serial data bus (SPI), while the clock signal (SCL) from the second output of control unit 5 is fed to the third input of ADC 4, serial data from the third output of control unit 5 (SDO) is supplied to the fourth input ADC 4, and the result of converting the voltage of the rectifier 3 in the form of a serial binary code from the output of the ADC 4 is supplied through the second input (SD1) to the control unit 5, where it is converted to a digital form and through the fifth multi-bit output of the control unit 5 is output to the information display unit 12.

Чтобы проконтролировать уровень электромагнитного излучения от какого-либо источника, располагают устройство на расстоянии 2-3 м и, следя за показаниями на блоке отображения информации, постепенно приближают устройство к источнику излучения. To control the level of electromagnetic radiation from any source, place the device at a distance of 2-3 m and, following the readings on the information display unit, gradually bring the device closer to the radiation source.

Если уровень электромагнитного излучения не превышает значения, установленного в устройстве при его производстве, то световой сигнализатор погашен, а звуковой сигнализатор молчит. If the level of electromagnetic radiation does not exceed the value set in the device during its production, then the light signal device is extinguished, and the audio signal device is silent.

Если уровень электромагнитного излучения превышает установленные в устройстве при изготовлении и настройке предельно допустимые значения, то на шестом и седьмом выходах БУ 5 формируются сигналы соответственно световой и звуковой сигнализации в виде коротких (< 100 мс) импульсов. При этом частота импульсов пропорциональна обнаруженному уровню электромагнитного излучения. Это свидетельствует о необходимости принятия защитных мер, например переключения устройства в режим защиты. If the level of electromagnetic radiation exceeds the maximum permissible values set in the device during manufacture and setup, then signals at the sixth and seventh outputs of control unit 5 generate light and sound signals, respectively, in the form of short (<100 ms) pulses. In this case, the pulse frequency is proportional to the detected level of electromagnetic radiation. This indicates the need for protective measures, for example, switching the device to protection mode.

Нажатием кнопок клавиатуры 7 блока управления переключают устройство в режим защиты и задают частоту следования защитных импульсов, которая выводится на блок отображения информации 12. By pressing the buttons of the keyboard 7 of the control unit, the device is switched to protection mode and the repetition rate of the protective pulses is set, which is displayed on the information display unit 12.

При этом снимается напряжение с первого выхода БУ 5 для экономии заряда батареи, а на четвертом выходе БУ 5 формируются импульсы с частотой следования от 3 до 12 Гц в зависимости от установленных параметров защиты. С четвертого выхода БУ 5 сигнал поступает на первый вход формирователя импульсов тока 10 и затем на излучающую антенну 11, где преобразуется в импульсы электромагнитного защитного поля. In this case, the voltage is removed from the first output of the control unit 5 to save battery power, and pulses with a repetition rate of 3 to 12 Hz are formed at the fourth output of the control unit 5, depending on the protection settings. From the fourth output of the control unit 5, the signal is supplied to the first input of the current pulse shaper 10 and then to the emitting antenna 11, where it is converted into pulses of an electromagnetic protective field.

В устройстве может быть реализован циклический режим работы "контроль-защита", в котором за 1...2-секундным интервалом работы в режиме контроля параметров окружающего электромагнитного излучения следует 10...20-секундный интервал работы в режиме защиты с параметрами поля, соответствующими параметрам обнаруженного внешнего поля. A cyclic “control-protection” operating mode can be implemented in the device, in which a 10 ... 20-second operating interval in the protection mode with field parameters follows the 1 ... 2-second operation interval in the monitoring mode of the parameters of the surrounding electromagnetic radiation, corresponding parameters of the detected external field.

Нажатием кнопки включения-выключения 6 выключают устройство. При этом выключаются все узлы устройства, а блок управления переводится в режим микропотребления электрической энергии. By pressing the on / off button 6, turn off the device. In this case, all nodes of the device are turned off, and the control unit is transferred to the micro-consumption mode of electric energy.

В случае использования многоканального блока усиления 2 с коммутатором на восьмом многоразрядном выходе БУ 5 формируется код номера канала, который поступает на вход управления коммутатором 16. При этом на выход коммутатора 16 передается сигнал с выхода полосового усилителя соответствующего канала, который затем поступает на вход выпрямителя 3 и далее на вход АЦП 4. В режиме обнаружения БУ 5 последовательно производит измерение напряженности электромагнитного поля в частотных полосах пропускания каналов и выводит результат на блок отображения информации 12, отображая уровень электромагнитного излучения и номер частотного канала, в котором это излучение обнаружено. In the case of using a multi-channel amplification unit 2 with a switch at the eighth multi-bit output of the control unit 5, a channel number code is generated that is input to the control input of the switch 16. At the same time, a signal from the output of the strip amplifier of the corresponding channel is transmitted to the output of the switch 16, which then goes to the input of the rectifier 3 and then to the input of the ADC 4. In the detection mode BU 5 sequentially measures the electromagnetic field in the frequency bandwidth of the channels and displays the result on the block selection eniya information 12, showing the level of electromagnetic radiation and frequency channel number, wherein the radiation is detected.

Таким образом, благодаря реализованным в устройстве эффективным схемотехническим решениям разработанное устройство для контроля уровня и защиты от электромагнитного излучения отличается от устройств аналогичного назначения возможностью обнаружения, измерения и индикации уровня электромагнитного излучения в широкой полосе частот, определения типа электромагнитного излучения, а также создания защитного поля локальной зоны с регулируемыми или автоподстраиваемыми характеристиками. Thus, thanks to the effective circuitry solutions implemented in the device, the developed device for level control and protection against electromagnetic radiation differs from devices of a similar purpose in the ability to detect, measure and indicate the level of electromagnetic radiation in a wide frequency band, determine the type of electromagnetic radiation, and also create a local protective field Zones with adjustable or auto-adjustable characteristics.

По совокупности параметров предлагаемое устройство не имеет аналогов в РФ и может быть выполнено в виде портативного карманного прибора, что позволяет применять его в любых условиях пребывания и деятельности человека. By the totality of parameters, the proposed device has no analogues in the Russian Federation and can be made in the form of a portable handheld device, which allows it to be used in any conditions of stay and human activity.

Claims

1. A device for monitoring the level and protection against electromagnetic radiation, comprising a receiving antenna, an amplification unit, a rectifier, a control unit, a device on-off button, a control unit keyboard, a light and sound signaling unit, a power source whose output is connected to the first input of the unit control, characterized in that the device is equipped with an analog-to-digital converter, the first input of which is connected to the output of the rectifier, the second, third and fourth inputs to the first, second and third output of the unit board, respectively, and the output is connected to the second input of the control unit, a current pulse shaper, to the output of which a radiating antenna is connected, the first input is connected to the fourth output of the control unit, and the second input is connected to the output of the power source, as well as an information display unit connected to the fifth multi-bit output of the control unit, the sixth and seventh outputs of which are connected respectively to the first and second input of the light and sound signaling unit, and the third and multi-bit fourth inputs are connected respectively to the on / off button of the device and the keyboard of the control unit, while the output of the receiving antenna is connected to the first input of the amplification unit, the output of which is connected to the first input of the rectifier, and the second inputs of the amplifier and rectifier are connected to the first output of the control unit.

2. The device for level control and protection against electromagnetic radiation according to claim 1, characterized in that the receiving antenna is made in the form of a single multi-turn coil with a core or in the form of several series-connected multi-coil coils with a core.

3. The device for level control and protection against electromagnetic radiation according to claim 1, characterized in that the amplification unit is made in the form of N channels, each of which contains a strip amplifier, the output of which is connected to the corresponding analog input of the switch, the output of which is the output of the amplification unit , the control input of the switch is connected to the eighth multi-bit output of the control unit, the power input is to the second input of the amplification unit, the first inputs of the strip amplifiers are combined and are the first input of the amplification unit, and the second inputs of the amplifiers are connected to the second input of the amplification unit.

4. The device for level control and protection against electromagnetic radiation according to claim 1, characterized in that the device further comprises M = N - 1 receiving antennas, where N is the number of channels of the amplification unit, each of which contains a strip amplifier, the output of which is connected to the corresponding analogue input of the switch, the output of which is the output of the amplification unit, the control input of the switch is connected to the eighth multi-bit output of the control unit, the power input is connected to the second input of the amplification unit, while the output of the receiving antenna s is connected to a first input of a bandpass amplifier the first channel, the output of each additional receiving antenna - to the first input of a bandpass amplifier the gain of the corresponding channel block, and the second inputs of bandpass amplifiers connected to the second input of the gain block.