ELEKTROSMOG INFO
typy a zdroje radiácie, možné dôsledky na človeka
meranie úrovne, expozičné limity, ochrana a eliminácia, poradňa a diskusia
7 online • návštevy: 181 / 928059
Aktuality
V aktualitách je možné vyhľadať ľubovoľný text

25.6.2013
ÚTLM TIENIACICH MATERIÁLOV
  Poniektorí si kladú otázku, do akej miery bude po aplikovaní tieniaceho materiálu možné ultmiť úroveň elektromagnetického pola. Každý materiál má v laboratóriu nameranú a otestovanú účinnosť, takže vieme porovnať 2 rôzne materiály hodnotou tzv. útlmu (spravidla v decibeloch - dB). Táto jednotka je bezrozmerná a najideálnejšie vyjadruje logaritmický pomer nameraných hodnôt pred a po. Matematicky sa s ňou pracuje veľmi jednoducho: Veľkosť 10 dB je vyjadrenie 10-násobného rozdielu hodnôt. 20 dB je už 100-násobný rozdiel, 30 dB je 1000-násobný, atď.

Ako sa však táto hodnota dá interpretovať, pokiaľ si zakúpime materiál dajme tomu so 40 dB účinnosťou?
 
 Matematicky správne očakávanie by bolo, že materiál má 10 000-násobný útlm.

Všetko je v poriadku, kým...
Realita je však taká, že pokiaľ máme materiál použiť v praxi, aby sme dosiahli čo najväčšiu účinnosť, aplikujeme ho spôsobom faradayovej klietky, to znamená, vybudujeme uzavretý priestor, ktorý chceme utlmiť. Je totiž takmer isté, že pri aplikácii len plošného, či čiastočne zakrytého priestoru nedosiahneme maximálnu účinnosť materiálu. Vybudujeme teda kompletne uzavretý priestor z materiálu, ktorý má útlm 40 dB. Bude ale úroveň pola vo vnútri tohto priestoru naozaj 10000-násobne nižšia?
Odpoveď: NIE.

Ako sa teda meria v laboratóriu?
  Najzaužívanejšie metódy merania sú podľa normy ASTM D4935 pre plošnú vzorku materiálov malej hrúbky (fólie, tkaniny, tapety, apod.) a IEEE-299 pre meranie v priestore.

  Podľa normy ASTM D4935 má meraná vzorka maximálne 25 cm priemer a umiestňuje sa medzi dva kovové póly (akési lieviky) špeciálnej kruhovej sondy, ktorá je vyrobená z masívneho kovu. Na konci jednej časti sondy je anténa vysielača, na konci druhej časti sondy je prijímacia anténa. Medzi tieto dve časti sa vkladá tenký ústrižok testovaného materiálu, obe časti sondy sa potom pevne spoja. Plocha materiálu medzi dvoma časťami sondy je potom aktívna časť, na ktorej sa meria výsledný útlm daného materiálu.

  IEEE-299 je založená na princípe faradayovej klietky, avšak nie v pravom slova zmysle. Vysielacia anténa je uložená v klietke, tzv. bezodrazovej komore, ktorá je skonštruovaná z masívneho kovu a vyplnená špeciálnymi materiálmi v tvare ihlanov tak, aby nedochádzalo ani k úniku signálu z nej a ani k nežiadúcim odrazom v jej vnútri. Na jednej stene tejto homogénnej klietky je malé okienko, na ktoré sa dá upevniť ľubovoľný materiál (i hrubší). Efektivita náterov sa napr. testuje na platni z nevodivého materiálu natretej práve spomínaným náterom. Platňa sa potom umiestni do priestoru okienka. Veľkosť a tvar klietky a okienka je presne daný, aby meranie bolo vždy porovnateľné s iným meraním kdekoľvek vo svete.
Vysielacia smerová anténa je namierená vo vnútri klietky práve na stred okienka a má od neho presnú vzdialenosť. Prijímacia smerová anténa je vonku mimo klietky a namierená rovnako na okienko, ale z opačnej strany. Prekážkou medzi anténami je práve tieniaci meraný materiál.

Prečo sa teda výsledky v laboratóriu líšia od skutočnej aplikácii v praxi?
  Dôvodom je skutočnosť, že náš priestor, ktorý je vystavený externému elektromagnetickému polu, je oveľa väčší, než je veľkosť skúšobnej vzorky, ktorá sa používa pri testovaní materiálu v skúšobnom laboratóriu. Okrem toho, pri meraní vo vnútri klietky, postavenej z tieniaceho materiálu, dochádza k prieniku žiarenia z externého zdroja rôznymi smermi, nielen z jednej strany, ako je tomu pri meraní v laboratóriu. Takže zákonite nameriame vyššiu intenzitu vnútri našej klietky, ako je deklarovaná efektivita tienenia konkrétneho tieniaceho materiálu.
Predstavme si tento jav s celosklenenou miestnosťou, kde sa úplne zatieni svetlo závesmi zo všetkých strán. Ak pustíme svetlo do miestnosti len cez veľmi malý otvor a vo zvyšku necháme závesy zatiahnuté, bude pomerne stále veľká tma v miestnosti. Pokiaľ pridáme ďalšie otvory, ktoré umožnia svetlu preniknúť do miestnosti, bude miestnosť stále jasnejšia a jasnejšia a pôvodná účinnosť tienenia bude nižšia ako meraná pre danú, pôvodne malú plochu otvoru.

  Takže pri laboratórnom meraní sa vždy meria len oblasť, kde sa nachádza malý otvor, ktorý bol "osvetlený" pri meraní. Namerané hodnoty útlmu v dB sa vzťahujú len k tejto špecifickej situácii. Pokiaľ by sa otvor zmenšil tak, že by sa jeho veľkosť blížila k nule, účinnosť tienenia by sa zvýšila na mimoriadne veľké hodnoty blízke nekonečnu.

Aké výsledky útlmu teda môžeme očakávať pri aplikácii faradayovej klietky?
  Na túto otázku nie je odpoveď úplne jednoznačná. Každá klietka (snáď s výnimkou bezodrazovej komory) má svoju účinnosť v princípe odrazu externého signálu, ale i v princípe odrazu signálu, ktorý sa už dostane dnu. Práve interné odrazy môžu znásobiť už zoslabený signál. Celková hodnota po zatienení teda bude závisieť od použitého tieniaceho materiálu, jeho schopnosti absorbovať/odraziť žiarenie, veľkosti klietky, umiestnenia vonkajšieho zdroja žiarenia, kvality prevedenia klietky, a napokon deklarovaného útlmu materiálu. Čím vyšší deklarovaný útlm, tým menej signálu sa dostane do kliekty a menej sa ho bude vo vnútri odrážať.
Pri našich testoch sme napr. s tieniacimi nátermi použitých ako faradayova klietka (deklarovaný útlm 35 dB) dosiahli cca 12-15 dB útlm na 1GHz. Baldachýny postavené z tkanín s účinnosťou útlmu 35 dB mali útlm rovaký ako nátery, zhruba 10-15 dB.