Источниками сильного магнитного ноля являются промыпшенное и научное оборудование, используемое, например, при вторичной плавке алюминия, электрохимической и электроэрозионной обработке металлов; микроволновые и плавильные печи, электрические системы, индукционный нагрев; выработка электроэнергии и ее распределение, ускорители частиц, сварочные агрегаты, электродуговая сварка и сварка пластмасс и др.

Источниками сильного магнитного поля в медицине является оборудование, используемое при плазменном нагреве, томографии, гипетермии и диатермии, в электрохирургии и т.п.

Влияние магнитного поля на живые организмы

Магнитные поля оказывают всестороннее влияние на живые организмы. Механизм этого влияния весьма разнообразен и зависит от многих факторов, что может использоваться в различных практических целях.

Магнитные поля являются разновидностью физической материи, осуществляющей связь и взаимодействие между электрически заряженными частицами. Известно, что ткани организма диамагнитны, то есть под влиянием магнитного поля не намагничиваются, однако многим составным элементам тканей (например, воде, форменным элементам крови) могут в магнитном поле сообщаться магнитные свойства.

Физическая сущность действия магнитного поля на организм человека заключается в том, что оно оказывает влияние на движущиеся в теле электрически заряженные частицы, воздействуя, таким образом, на физико-химические и биохимические процессы. Основой биологического действия МП считают наведение ЭДС в токе крови и лимфы. По закону магнитной индукции в этих средах, как в хороших движущихся проводниках, возникают слабые токи, изменяющие течение обменных процессов.

Кроме того, предполагают, что магнитные поля влияют на жидкокристаллические структуры воды, белков, полипептидов и других соединений. Квант энергии магнитных полей воздействует на электрические и магнитные взаимосвязи клеточных и внутриклеточных структур, изменяя метаболические процессы в клетке и проницаемость клеточных мембран [25].

Тепловое воздействие, вызванное поглощением ВЧ излучения

Глубина проникновения ВЧ излучения в организм человека зависит от таких факторов, как размер тела и состав воды в организме человека. Особенно критична частота от 50 до 500 МГц. При повышении частоты снижается глубина проникновения. Этот эффект хорошо известен и широко применяется в медицине.

При наличии неконтролируемого излучения опасность заключается в том, что механизмы регулирования температуры не реагируют на связанные с этим эффекты подогрева. Наши температурные датчики расположены в коже, где состав воды ниже. Эти датчики не способны засечь подогрев в теле, и поэтому потовые гаанды (железы) не включаются в работу. Следовательно, температура тела поднимается локально или глобально. Эта опасность признана всеобш:е и потому предписаны ограничения.

Нетенловые эффекты ВЧ излучения

При модулированном ВЧ излучении возникают нетепловые эффекты на клеточном уровне. Это приводит к ослаблению иммунной системы, нарушению баланса гормонов и даже оказывает психологическое воздействие.

Выявлено, например, биологическое действие переменных электромагнитных полей в диапазоне от 0,2 до 100 кГц через изменение клеточной проницаемости биологических мембран.

Воздействие электромагнитного излучения на жизненно важные объекты

В последние годы стал известен термин электромагнитный терроризм , возникший из-за того, что в мире, в том числе и в России, появились специалисты , создающие и использующие устройства, генерирующие электромагнитное излучение в широком диапазоне частот и мощностей, то есть создающие организованную помеху.

Такое организованное электромагнитное излучение оказьшает сильное паразитное воздействие на навигационную аппаратуру аэропортов; средства специальной связи милиции, скорой помощи, пожарных служб; вьгаислительные комплексы важного назначения и т.д.

В связи с этим возникает необходимость создания и внедрения специальной высокочувствительной аппаратуры для обнаружения источников магнитного и электромагнитного излучения с целью локализации деятельности электромагнитных террористов .

В отличие от смога, который мы видим и ощущаем, человек не может непосредственно чувствовать электромагнитные поля. Поэтому необходимо вооружить население соответствующей аппаратурой и приборами, желательно портативными и индивидуального пользования.

Сведения о бытовых и промышленных источниках магнитного поля, воздействующих на человека, приведены в главе 27 тома 2.

6.7.2. МЭУ для диагностики магнитных бурь

Современные знания о магнитных бурях и их последствиях привели к необходимости разработки специальных средств, позволяющих своевременно обнаруживать наступление магнитной бури (МБ). При этом средства обнаружения МБ должны функционировать в реальном масштабе времени и в условиях большого промьппленного города с сильными магнитными помехами, которые по амплитуде могут достигать 1000 нТл и более.

В этой связи должны решаться две основные технические задачи но разработке и организации нромьппленного производства [18]:

малогабаритных магнитоэлектронных приборов (в том числе и индивидуального пользования), предназначенных для оценки магнитных возмуш;ений с целью опережаюш;его проведения профилактических мероприятий;

автоматизированных комплексов специальной магнитоэлектронной аппаратуры для медицинских учреждений, предназначенных для регистрации магнитных бурь в условиях промьппленных помех города и для запщты помещений с больньп*а1 людьми от вредного влияния магнитных возмущений. Обобщенная функциональная схема прибора для регистрации изменений магнитного поля Земли приведена

нарис. 6.81.

Географический [ меридиан

г к центру Земли

Датчик магнитного НОЛЯ Земли

Схема усиления и

обработки сигнала

Устройство регистрации

изменений

состояния магнитного поля Земли (самоцисец, дисплей и т.д.)

Рис. 6.81. Обобщенная функциональная схема прибора для регистрации изменений магнитного поля Земли

Стабилизированный источнж питания

Устройство отсчета времени (часы,таймер)

Основньпй элементом структурной схемы является высокочувствительный датчик магнитного поля Земли. Такой датчик может быть вьшолнен на основе микроминиатюрного феррозонда, тонкопленочного магниторезистора, магнитотранзистора или высокочувствительного элемента Холла. Как правило, датчик МПЗ содержит специальную катушку, предназначенную для компенсации постоянного магнитного поля Земли, и другие элементы предварительного усиления, модуляции и обработки сигнала.

Датчик МПЗ может регистрировать одну компоненту магнитного поля (обьгано D-составляющую), две или все три (D, П, Z) компоненты магнитного поля Земли. Остальные элементы структурной схемы (рис. 6.81) не требуют особых пояснений.

В качестве датчиков магнитного поля Земли наибольшее распространение получили феррозондовые магнитные датчики и магнитометры на их основе.

Страница 331 Принцип работы феррозондового магнитометра

Высоючувствительные феррозондовые измерители и индикаторы отличаются больпшм разнообразием структурных и электрических схем, зависяпрсс от метода обработки сигнала. В качестве примера на рис. 6.82 приведем упрощенную функциональпую схему время-импульсного магнитометра.

ФЗ, С1

-С

Рис. 6.82. Упрощенная функциональная схема время-импульсного магнитометра

Функциональная схема магнитометра содержит два идентичных феррозонда ФЗ, и ФЗ, возбуждаемых от генератора ГВ, вырабатывающего импульсный ток треугольной формы. Измерительные обмотки ФЗ, и ФЗ через соответствуюпще дифференцируюпще цепи С1, R1 и С2, R2 связаны с входами операционпых усилителей 0У1 и 0У2, которые выполняют роль компараторов, формируюшдх прямоугольные импульсы, модулированные по длительности.

На временных диаграммах работы магнитометра (рис. 6.83), приведенных для треугольной формы волны поля возбуждения Н, видно, что после дифференцирования выходных импульсов U, феррозонда ФЗ продифференцированное напряжение в моменты переходов через нулевые значения приводит к срабатыванию компаратора ОУ 1, формирующего прямоугольные импульсы Е,. Аналогичным образом компаратор 0У2, запускаемый сигналом от ФЗ, формирует импульсы

Рис. 6.83. Диаграмма сигналов время-импульсного магнитометра