舰艇消磁过程中磁场辐射及其防护分析

李奥

摘 要：本文主要阐述了工作线圈的交变磁场特征，其中包括工作磁场振幅、工作磁场频率。同时说明磁场辐射对环境与健康所产生的不良影响，不仅能对通讯造成障碍，还能导致人体患上心脑血管、神经系统等疾病，对人体健康造成危害。

关键词：舰艇消磁;磁场辐射;磁场频率

引言：

随着科学技术与国防装备防水技术不断发展，各类电力设备已成为军队装备重要组成部分，随之产生的磁场辐射污染问题也愈加严重，导致舰艇消磁工作以及所产出的磁场辐射成为关注重点。

1工作线圈的交变磁场特征

1.1工作磁场振幅

舰艇消磁能有效增强舰艇隐身能力，目前，综合消磁法在舰艇消磁工作中应用较广泛。利用综合消磁法实施消磁工作前，需提前准备两种外加磁场，一种为补偿线圈均匀，以补偿舰艇所处的空间磁场，实现理论上舰艇外磁场代数和为零。另一种则是工作线圈所产生的磁场，消磁工作线圈中所蕴含的电流，属于振幅逐渐衰减的间接式脉冲电流。工作线圈根据独特的布局模式环绕于舰艇外部，以产生频率较低、振幅较大、逐渐衰减式交变磁场，将舰艇和舰艇上铁磁设备的磁畴打乱。磁畴随着磁场衰减，在零磁环境中呈现混乱状态，对外则呈现中性磁性分布状态。舰艇消磁工作所产生的交变磁场能逐渐减弱，电流与磁场减弱率能根据实际舰艇型号酌情调整[1]。

1.2工作磁场频率

电磁波向铁磁物质内部渗透时，因能量流失而逐渐减退，电磁波渗透的深度随波长延长而增大，两者间呈正比關系。铁磁物质受交变磁场影响，频率过高会导致交变磁场于导体内部产生涡流，致使磁场分布于横截面形式被打乱，集中于铁磁物质表层，磁场还未渗透至物体内部就已改变方向，物体磁化也据此仅限表层形成集肤效应，无法实现舰艇消磁真实目的。集肤效应在高频率情况下极易察觉，频率越低越不显著。所以开展舰艇消磁工作时，为确保交变磁场能渗透至物体内部，其频率要科学管控。此外，实施舰艇消磁工作时，要将工作线圈插电时间控制在5s左右，拔电时间控制在10s左右，以确保交变磁场频率维持在0.1Hz以下[2]。

2磁场辐射对环境与健康产生的影响

高频电磁场能对人体生命健康产生负面影响，当人体处在高频电磁场环境内时，会主动吸收辐射能量对自身造成伤害，使人体出现生物学作用。该现象主要是电磁场能转化热能导致的，倘若产生热能过高，能对人体器官工作造成较大伤害，致使人体器官无法正常运行，出现不同类型的症状。人体处在一定强度的高频电磁场内，会出现中枢神经系统损伤，中枢神经受电磁场影响，工作效率效果会有所下滑。其主要症状有头疼、乏力、记忆力衰退、失眠多梦等症状，同时还发现脱发、手臂伸直颤抖、皮肤划痕异常等现象。磁场辐射不仅能对人体产生负面影响，还能干扰通讯造成通讯障碍，以降低精密仪器功能，致使医疗事故或飞机无法起飞等问题产生。或可导致设备无法正常工作，工作无法及时开展等。在一些实际案例中，现场监测到磁场大小在1μT级别时，无法正常观看电视节目，电脑显示器屏幕晃动;现场监测到磁场大小达到10μT量级时，部分人群会产生头疼、失眠等轻微症状。依照电力行业标准及相关要求，将频率为0Hz至300Hz划分为低频电磁场，所以依据舰艇消磁中交变磁场频率变化，能将交变磁场定性为低频电磁场。电磁场对人体所产生的作用，主要是功能性改变，且该现象具有可复性，其症状在停止接触后数日后即可消失，轻症状人群待症状消除后即可正常，并不会留下后遗症。但对于高强度、长时间受电磁场影响的人群，需花费大量时间才能使病症恢复。部分人群因损伤时间过长未及时给予治疗，其症状无法完全治愈，且极易留下后遗症等病患。舰艇消除工作所用的交变磁场值，要高于国内外相关要求，所以能对人体或环境产生负面影响[3]。

3舰艇消磁过程中磁场辐射存在的问题及对策

3.1问题

虽然舰艇的船体已能为其提供屏蔽层，但其材料厚度、性质等因素，无法将船体完全包裹、封闭，无法完全屏蔽工作线圈通电时，所出现的交变磁场，导致磁场辐射依然留存一部分至舰船内部，对舰艇产生一定影响。高导磁率材料受机械冲击影响，会丧失磁性致使屏蔽效能下滑。为此，船体铁磁外壳在经过钻孔、折弯、焊接、敲击等补修措施后，该位置性能会严重下降，屏蔽能力也急速下降，功能性随之缩减。所以应做好日常护理工作，有效减少舰艇的船体出现损伤频率。目前，开展舰艇消磁工作时，还没有针对性地检测工作。并且对有无屏蔽的环境磁场情况，也没有系统地测量，严重缺乏系统化的检测工作。所以，还无法提出船员与船用设备防护的具体建议与措施。依照相关要求，低频磁场测量需采用三轴测量仪实施测量工作，每隔3个月检测1次，以确保安全性。若磁场出现变化时，要及时测量做好磁场监测工作。每个位置的测量点需经过5次以上，且不低于1秒的测量，将5次测量参数收集取平均值，将其作为该测量点稳定状态最大值。若测量参数相差悬殊，需酌情延伸测量时间，最低不得低于6min，以确保参数的准确性。测点位置要设置到工作人员活动范围内，将100μT作为评判标准。

3.2对策

电磁辐射已属于常见污染，其中低频磁场辐射最为顽固无法及时察觉。低频磁场能跟随距离变化而改变，所以将磁敏感器拿走，使器件远离磁场，能有效减少低频磁场干扰。若空间狭小无法将磁敏感器件远离磁场时，需采取屏蔽措施，以减少磁场辐射侵扰。屏蔽能利用屏蔽体，有效阻断电磁场传播，为其提供相应保障。工作线圈通电时，要将手机、磁卡、软盘等器物，存放至铁皮箱防止干扰，避免手机、磁卡等器物消磁，从而影响设备功能。通过利用铁皮箱作为屏蔽体，阻断磁场传播通道，并将干扰磁场分流，把舰艇外部磁场屏蔽，使其无法流向舰艇内部，借此减少磁场所产生的影响，为舰艇提供相应保障。舰艇上的电子设备、计算机显示屏以及电视等设备，都会受磁场干扰出现图像扭曲、滚动等问题，设备在磁场干扰下无法正常运行。而对于该磁场类问题，能采取两种方法解决。一种为关闭非必要使用设备，当电视等设备未通电时，磁场对其无法产生任何影响。另一种则对于必须使用设备，需屏蔽显示器，将显示器放置到钢材柜，以确保CRT显示器流畅运转。

4其他建议

电磁场辐射频率的高低，会对人体造成不同程度的伤害，人体内分子在电场作用下能发生取向与极化，借此形成正电荷与负电荷中心不匹配的电偶极子。电磁场辐射频率越高，人体内部产生的电偶极子的激励越强，对人体产生的不良影响也逐步增强。脉冲波在其他条件相同时，能对人体产生比连续波影响程度更大的伤害。所以要采取有效措施缓解辐射干扰，及时设置屏蔽体。选择屏蔽体时，要尽量选择良导体材料制成的屏蔽体。基于高频电流的集肤效应，涡流会在屏蔽盒层流过，所以屏蔽盒不宜过厚影响涡流，仅以机械性能与工艺结构为基准即可。工艺条件允时，要酌情增加屏蔽盒与电场源间的距离，防止屏蔽盒对高频设备工作产生影响，降低设备工作效果，屏蔽体边角要确保圆滑，预防尖端效应。对于屏蔽接地法，仅适用于屏蔽的一点与地体连接，若同时有几点连接地体，会因连接点情况各异而出现不平衡电流。高频接地体则要选用铜材料所制的物品，并将其竖埋，板状接地体的面积需控制到2㎡左右以保证效果。

总结：

综上所述，舰艇消磁作业能为舰艇提供保障，需根据实践情况采取有效措施妥善处理。应做好测点检测工作，发现数据异常时要施二次检测，以确保数据的准确性，以便在出现问题时能及时做好相应准备。

参考文献：

[1]佘建国，陈杨，葛建飞，等.舰船消磁实验载具的设计与分析[J].舰船科学技术，2019，v.41（07）：123-127.

[2]杨辉.舰艇消磁过程中磁场辐射及其防护[J].舰船电子工程，2019，039（007）：212-214.

[3]朱武兵，赵文春，庄劲武，等.非磁性船舶涡流磁场数值建模方法[J].哈尔滨工程大学学报，2019，40（01）：112-117.