电磁灶电磁辐射试验方法研究

袁晓曦 李滟 周纪军 张艳艳

1.中国家用电器研究院 北京 100037；

2.九阳股份有限公司 浙江杭州 310018

1 引言

磁场和电场的相互作用变化能够产生电磁波，其在空间中传播的现象，即称为电磁辐射。在科学技术高速发展的今天，随着人们生活水平的不断提高，家用电器产品种类的不断增多，生活环境中的电磁辐射也越发复杂，而我们对于这种通过视觉、听觉、触觉等都无法直观感受到的电磁辐射，很难做到正确地看待。电磁辐射在人们的日常生活中无处不在，过量的电磁辐射会给人体带来危害并对健康造成影响。因此，我们需要对电磁辐射有正确的认识，正视其存在，无需过度担忧，通过理解电磁辐射的意义，从而科学有效地建立正确的电磁辐射防护意识。

2 电磁辐射

2.1 定义及分类

电磁辐射的实质是电磁波，分别在电场和磁场相互垂直的方向上进行能量的传播。

电磁波因其波长及频率的不同，产生存在的形式也多种多样，例如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽玛射线等。其中，无线电波的波长最长，伽马射线的波长最短；无线电波的频率最低，伽马射线的频率最高。

辐射对物质产生影响时，体现出的效应不尽相同，因此可分为电离辐射与非电离辐射。电离辐射是一种能够使物质发生电离现象的辐射，即能够使组成物质的原子或分子中的电子成为自由态，其特点是波长短、频率高、能量高，例如X射线和伽玛射线等；非电离辐射仅能够产生较低的能量，无法使组成物质的原子或分子发生电离现象，例如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线等。

电磁辐射的来源主要分为天然的和人为的。天然的电磁辐射是指在自然界中，例如雷电、黑子运动、火山喷发等自然现象，会对大范围地区产生严重的电磁干扰；人为的电磁辐射通常由人工制造的各种用电系统运行而产生，其在正常工作时能够产生各种不同波长和频率的电磁波，例如卫星信号系统、无线通讯系统、交通运输系统、生活用电系统等。

2.2 产生的影响

目前，电磁辐射已经成为人们生活环境中除空气污染、水源污染、噪声污染外，又一类能够危害人体健康的重要污染源。过量的电磁辐射能够影响人体的感官系统、血液系统、神经系统、免疫系统、消化系统、生殖系统等系统的正常运转，产生破坏作用，甚至诱发机体癌变。现如今，各个行业的新技术、新产品层出不穷，随之而来的电磁辐射影响也越发多种多样，越来越多频率段上的电磁辐射强度呈显著上升趋势，电磁辐射在人们的生活中无处不在。

电磁辐射能够使生物产生与生命现象有关的响应，即电磁辐射的生物学效应。从对人体健康角度考虑，可主要分为热效应和非热效应。由于电磁波的频段不同，对人体自身产生的效应也会不同，通常非热效应的影响主要由低频电磁辐射产生，热效应的影响主要由高频电磁辐射产生。

人体自身受到电磁辐射带来的影响时，若产生的损伤自身尚未及时得到恢复，而再次受到电磁辐射，损伤便会在原有的程度上叠加，产生累计效应。这种情况长时间发生会给人体带来永久性损伤，甚至危及生命。因此，长时间、多频次作用于人体的电磁辐射，即使是微功率、极低频的，仍存在诱发多种病变的可能性，需要人们对其警惕，具备防范意识。

在人们的日常生活中，能够主动远离一些诸如放射性物质产生的辐射，避免与之产生不必要的接触。但是，家用电器的使用遍布在人们生活中的每个环节，其产生的电磁辐射是无法回避的。家用电器已经成为人们家庭生活中不可或缺的一部分，与此同时，家用电器产生的电磁辐射也越来越引起人们的重视，其对人体健康可能造成的影响也成为了人们关注的问题。

3 电磁灶电磁辐射试验方法

电磁灶的工作原理是将交流电经过整流装置转换成直流电，再通过高频转换装置将直流电转换成高频交流电，高频交流电作用于感应加热线圈，产生高频交变磁场，高频交变电磁场产生的磁力线穿过灶具面板作用于锅具，在锅具底部形成感应电流，这种磁场和电场的作用，产生电磁感应，在锅具内形成“涡流”。由于锅具内“涡流”的不断运动，产生了电能转化为热能的现象，使得锅具自身温度持续升高，从而达到加热锅具内物体的目的。

图1 电磁灶电磁辐射测量布置图

由此可见，作为感应炊具的电磁灶，本身并不是发热源，其工作方式是通过电磁感应，将磁场和电场的变化作用于锅具，使锅具成为发热源。因此，配套电磁灶使用的锅具，应为金属材质或合金材质等具有高磁导率材质的容器，但也正由于锅具材料具有的导磁性能，导致其无法完全吸收电磁灶产生的全部电磁场，使得一定量的电磁辐射会伴随电磁灶的正常工作而向空间传播。

3.1 试验方法

依据IEC 62233:2005[1]标准要求，对于每个烹饪区，沿着四条垂直的线（A、B、C、D）在离器具边缘30 cm处进行测量。（如图1所示为电磁灶电磁辐射测量布置图）在烹饪区的上方1 m和下方0.5 m处测量。

3.2 技术要求

依据IEC 62233:2005[1]标准要求，所有测量点的Wn值不能超过100%。

实际测量值应与50 Hz时磁感应强度的参考值BRL直接比较。可以由公式（1）得到最终加权结果：

其中：

Wn——单次测量的加权结果；

Brms——磁感应强度的有效值；

BRL——在fc0处磁感应强度的参考值。fc0为电网频率，如fc0=50 Hz或60 Hz。f为f1～fn之间任意频率。BRL与f的对应关系见表1。

3.3 测量方法

采用磁场暴露仪，磁场探头的传感器是包含三个互相垂直、测量面积为100 cm2±5 cm2的同心线圈，它们用来提供各向同性的敏感度。参考传感器的外直径不超过13 cm。测量方法的原理见图2。

磁感应强度的测量值是在每一个方向上对100 cm2区域内测量的平均值。磁感应强度的最终值为每个方向上测量值的矢量叠加。

4 测试实例及结果分析

4.1 测试实例

本次试验分别选取了底部尺寸相同的三种不同材质锅具，以及底部尺寸不同的三种相同材质锅具，加入锅具容量一半的水，使用相同电磁灶的最大档位工作状态，在距离电磁灶30 cm、20 cm、10 cm、0 cm处进行测量，测量点位于电磁灶的上方、下方、左方、右方、前方、后方，记录6个方向中产生的最大数值。

如图3所示，所选用锅具底部有效接触直径均为180 mm，左图为合金材质，中图为不锈钢材质，右图为搪瓷钢材质，所得测量结果见表2。

图2 测量方法的原理图

图3 电磁灶电磁辐射测量布置图一

图4 电磁灶电磁辐射测量布置图二

如图4所示，所选用锅具材质均为搪瓷钢材质，左图锅具底部有效接触直径120 mm，中图锅具底部有效接触直径160 mm，右图锅具底部有效接触直径200 mm，所得测量结果见表3。

表1 时变电场和磁场中的一般公众暴露的参考值

表2 电磁灶电磁辐射测量结果一

表3 电磁灶电磁辐射测量结果二

4.2 结果分析

第一组测试在底部尺寸相同的三种不同材质锅具上进行，由测量结果可以看出，在同等底部尺寸条件下，搪瓷钢材质锅具的测量值较大，测量结果更加恶劣。

第二组测试在材质相同的三种不同尺寸锅具上进行，由测量结果可以看出，底部直径较大的，所得到的测量值较小，而底部直径较小的，所得到的测量值较大。底部直径越小，测量结果越恶劣。

从两组数据可以看出，使用搪瓷钢材质锅具进行电磁灶电磁辐射测量，能够得到更大的测量值，反映出电磁灶产生较大电磁辐射的状态。而使用越小尺寸的锅具，所得的测量值越大，表明了不同尺寸的锅具，带来的电磁辐射影响存在一定差异。依据IEC 62233:2005[1]标准要求，在距离为30 cm处进行测量，结果均符合要求。但随着测量距离的减小，在10 cm处的测量结果则不能满足限值要求，在0 cm处的测量结果甚至高出限值2～3倍。

综上所述，在电磁灶电磁辐射测量过程中，应选择电磁灶的最大档位，使用其能够正常工作的最小尺寸，且选择搪瓷钢材质锅具进行试验，记录电磁灶各方向上最大的电磁辐射测量值。

5 结论

早在本世纪初，欧盟就出台了对电磁场评估的标准，并针对家用电器电磁辐射给出了强制性要求。在我国，相关标准还处于起步阶段，目前没有相应的国家标准实施。然而在现实生活中，不少家用电器产品，特别是感应炊具类产品，都存在着测量值过高的问题。此次试验选取的电磁灶，是国内消费市场中主流的便携式电磁灶，占据着绝大多数的市场份额。此次测量结果反映出，使用锅具的尺寸越小，与电磁灶距离越近，得到的相应测量值越大。人们在日常生活中使用电磁灶时，往往忽视这些客观因素，从而在无意间遭受到更多的电磁辐射。因此，合理使用锅具，保持一定的距离，能够有效降低电磁辐射对人们健康的不利影响。