ГОСТ Р 51724-2001 Экранированные объекты, помещения, технические средства. Поле гипогеомагнитное. Методы измерений и оценки соответствия уровней полей техническим требованиям и гигиеническим нормативам

ГОСТ Р 51724-2001

ЭКРАНИРОВАННЫЕ ОБЪЕКТЫ, ПОМЕЩЕНИЯ,
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

ПОЛЕ ГИПОГЕОМАГНИТНОЕ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ОЦЕНКИ СООТВЕТСТВИЯ УРОВНЕЙ
ПОЛЕЙ ТЕХНИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ И ГИГИЕНИЧЕСКИМ
НОРМАТИВАМ

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом (ЗАО) «Научно-технический центр испытаний радиоэлектронных средств» (НТЦ ИРЭС)

ВНЕСЕН Открытым акционерным обществом (ОАО) «Центральный научно-исследовательский институт радиоэлектронных систем» (ЦНИИРЭС)

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 27 марта 2001 г. № 138-ст

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

Экранированные объекты, помещения, технические средства

ПОЛЕ ГИПОГЕОМАГНИТНОЕ

Методы измерений и оценки соответствия уровней полей техническим требованиям и гигиеническим нормативам

Дата введения 2002-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на наземные, подземные, надводные и подводные экранированные объекты, помещения, технические средства, места размещения радиоэлектронных средств (РЭС) при их производстве, испытаниях и эксплуатации, а также на рабочие места персонала, расположенные в этих местах.

Стандарт устанавливает методы измерений гипогеомагнитного поля (ГГМП) внутри экранированных объектов, помещений, технических средств (далее - объекты) и на рабочих местах персонала стационарных экранированных объектов (далее - рабочие места), методы оценки соответствия результатов измерений ГГМП техническим требованиям к РЭС и гигиеническим критериям [1] по ГГМП к рабочим местам, а также требования к средствам измерений ГГМП и методы их калибровки.

Стандарт не устанавливает требований к РЭС и гигиеническим нормативам к рабочим местам по ГГМП.

Стандарт не распространяется на объекты и рабочие места летательных аппаратов и транспортных средств.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.326-89 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическая аттестация средств измерений

ГОСТ 12.0.002-80 Система стандартов безопасности труда. Термины и определения

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.3.019-80 Система стандартов безопасности труда. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности

ГОСТ 4401-81 Атмосфера стандартная. Параметры

ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия

ГОСТ 26632-85 Уровни разукрупнения радиоэлектронных средств по функционально-конструктивной сложности. Термины и определения

ГОСТ Р 8.563-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений

3 Определения, обозначения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применяют следующие термины и соответствующие определения.

3.1.1 гипогеомагнитное поле: Магнитное поле внутри экранированного объекта, являющееся суперпозицией магнитных полей, создаваемых:

- геомагнитным полем, ослабленным экраном объекта;

- полем остаточной намагниченности ферромагнитных частей конструкции объекта;

- полем постоянного тока, протекающего по шинам и частям конструкции объекта (рабочего места).

3.1.2 рабочее место: По ГОСТ 12.1.005.

3.1.3 вредный производственный фактор: По ГОСТ 12.0.002.

3.1.4 геомагнитное поле (магнитное поле Земли): По ГОСТ 4401 и [2].

3.1.5 угол наклонения: По ГОСТ 4401 и [2].

3.1.6 открытое пространство: Пространство над поверхностью земли, расположенное рядом с контролируемым объектом, простирающееся от границы, находящейся на расстоянии более трех высот объекта или соседних с объектом сооружений и на расстоянии не менее 30 м от места размещения металлических подземных коммуникаций или заглубленных объектов.

3.1.7 техническая безопасность: Условие, при котором максимальное значение коэффициента ослабления К_г в месте расположения РЭС на объекте меньше установленного в нормативных документах на конкретные РЭС.

3.1.8 санитарно-гигиеническая безопасность: Состояние рабочего места персонала объекта, при котором максимальное значение К_г в месте расположения тела человека в процессе трудовой деятельности меньше установленного в [1].

3.1.9 радиоэлектронное средство: По ГОСТ 26632.

3.1.10 предельно допустимый уровень: По [1].

3.1.11 магнитометр: Средство измерения параметров магнитного поля напряженности (индукции), направления и градиента.

3.1.12 магнитометр однокомпонентный: Магнитометр, при помощи которого определяют напряженность (индукцию) модуля вектора магнитного поля по максимальному показанию отсчетного устройства при поворотах измерительного преобразователя в пространстве контрольной точки или путем измерения ортогональных составляющих напряженности Н_х, Н_у и Н_z магнитного поля в контрольной точке и вычисления модуля вектора напряженности Н, А/м, из выражения

.                                                       (1)

3.1.13 магнитометр многокомпонентный: Магнитометр, показания которого не зависят от ориентации измерительного преобразователя в пространстве.

3.1.14 контрольная точка: Пространство с заданными координатами, в котором размещают магнитометр при измерении параметров магнитного поля.

3.2 В настоящем стандарте применяют следующие обозначения:

Н₀, А/м, - напряженность модуля вектора геомагнитного поля, измеренная в направлении магнитного меридиана Север-Юг в конкретной точке открытого пространства на высоте 1,5 - 1,7 м от земной поверхности или по магнитным картам Земли [2].

Н_в, А/м, - максимальная напряженность модуля вектора ГГМП, измеренная внутри экранированного объекта или на рабочем месте.

Н_в (n), А/м, - максимальная напряженность модуля вектора ГГМП, измеренная в данной контрольной точке объекта или рабочего места.

К_г - коэффициент ослабления напряженности Н₀ модуля вектора геомагнитного поля открытого пространства по отношению к напряженности Н_в модуля вектора ГГМП, измеренной внутри экранированного объекта или на рабочем месте.

К_г (п) - коэффициент ослабления напряженности Н₀ модуля вектора геомагнитного поля открытого пространства по отношению к напряженности Н_{в (n)} модуля вектора ГГМП, измеренной в данной контрольной точке объекта или рабочего места.

К_{г ПДУ} - предельно допустимый уровень коэффициента ослабления геомагнитного поля внутри экранированного объекта, установленный в нормативных документах на РЭС или в [1].

Н_0х, Н_0y, Н_0z и Н_вх, Н_вy, Н_вz, А/м, - ортогональные составляющие модуля вектора напряженности постоянного магнитного поля.

(n) - 1, 2, 3, … - номер контрольной точки.

I_кг, А, - ток, протекающий через витки КГ.

Н_кг, А/м, - модуль вектора напряженности магнитного поля, направленного вдоль оси КГ, возбуждаемого током I_кг.

Н_п, А/м, - модуль вектора напряженности магнитного поля, направленного вдоль оси КГ, равный разности или сумме напряженности Н₀ и Н_кг.

В_кг, Тл, - плотность магнитного потока (индукции) в направлении оси КГ, измеренная в центре КГ.

3.3 В настоящем стандарте применяют следующие сокращения:

РЭС - радиоэлектронное средство;

ГМП - гипомагнитное поле;

ГГМП - гипогеомагнитное поле;

ПДУ - предельно допустимый уровень;

КГ - катушка Гельмгольца;

КТ - контрольная точка.

4 Показатели гипогеомагнитного поля

4.1 Устанавливают следующие показатели ГГМП.

4.1.1 Напряженность модуля вектора постоянного магнитного поля Н_в внутри экранированного объекта или на рабочем месте.

4.1.2 Коэффициент ослабления К_г напряженности Н₀ модуля вектора геомагнитного поля, измеренной в открытом пространстве, по отношению к напряженности Н_в модуля вектора ГГМП, измеренной внутри экранированного объекта или на рабочем месте.

Значение К_г определяют по формуле

.                                                                    (2)

4.2 Классы условий труда при воздействии ГГМП на рабочие места персонала экранированных объектов в течение рабочей смены приведены в приложении А и [1].

5 Требования к средствам измерений

5.1 Для измерения напряженности модуля вектора постоянного магнитного поля (Н₀ и H_в) в пространстве необходимо использовать магнитометр, имеющий следующие характеристики:

5.1.1 Пределы измерения напряженности модуля постоянного магнитного поля - от 0,3 до 200 А/м.

5.1.2 Основная допускаемая погрешность измерения, %, не более:

0,3 - 3,0 А/м..................... ± 5

3 - 30 А/м......................... ± 3

30 - 200 А/м..................... ± 3

5.1.3 Дополнительная допускаемая погрешность измерения не должна превышать 10 % погрешности, приведенной в 5.1.2 при воздействии одного из следующих факторов:

- климатических условий эксплуатации;

- напряженности переменного магнитного поля:

50 Гц - не менее 5 А/м;

400 Гц - не менее 0,6 А/м.

5.1.4 Конструктивное исполнение - портативное.

5.1.5 Питание - от автономного источника.

5.2 Условия эксплуатации, устойчивость к механическим и климатическим воздействиям - по ГОСТ 22261.

5.3 Методы измерений напряженности модуля вектора постоянного магнитного поля в пространстве, приводимые в эксплуатационной документации на магнитометр, должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 8.563 и настоящего стандарта.

5.4 Измерения должны проводиться приборами, прошедшими метрологическую аттестацию и имеющими действующее свидетельство о поверке.

Примечание - Допускается до 2005 г. метрологическую аттестацию магнитометров, применяемых для измерений магнитного поля, проводить по ГОСТ 8.326.

5.5 Описание калибровочного стенда и метода калибровки магнитометров для измерения напряженности постоянного магнитного поля приведено в приложении Б.

6 Общие требования к проведению измерений

6.1 Перед измерениями необходимо провести следующую подготовку.

6.1.1 Выбрать контрольные точки в пространствах объекта и рабочего места и установить их координаты относительно элементов конструкции объекта и рабочего места.

Порядок выбора контрольных точек приведен в приложении В.

6.1.2 Обеспечить проведение измерений в контрольных точках в соответствии с требованиями безопасности, установленными в нормативной документации на контролируемые РЭС, объект и рабочее место. Другие требования безопасности - по ГОСТ 12.3.019.

6.1.3 Подготовить магнитометры в соответствии с эксплуатационной документацией на используемые магнитометры.

6.2 Определить значение H₀ в открытом пространстве на территории, расположенной рядом с контролируемым объектом, по 7.5 или по магнитным картам для данной местности [2].

6.3 Измерение напряженности H_в(n) ГГМП в контрольных точках проводят в штатных климатических, механических и электромагнитных условиях эксплуатации контролируемых РЭС, объекта и рабочего места, если иное не установлено в нормативных документах.

6.4 Измерения, обработку результатов и оценку соответствия параметров ГМП и ГГМП техническим требованиям и [1] должны проводить лица с высшим техническим (средним техническим) образованием, прошедшие в установленном порядке обучение и аттестацию на знание методов контроля ГГМП.

7 Методы измерений и оценки

7.1 Оценку соответствия параметров ГГМП проводят путем измерения H_в(n) в каждой контрольной точке, вычисления К_г(n) и его сравнения с предельно допустимым значением К_{г ПДУ}, установленным в технических требованиях или в [1].

7.2 Методы измерений

7.2.1 Измерения h₀ и Н_в проводят методом непосредственной оценки модуля вектора напряженности постоянного магнитного поля. Н₀ и Н_в определяют по отсчетному устройству многокомпонентного магнитометра.

7.2.2 Допускается измерения Н₀ и Н_в проводить при помощи однокомпонентного магнитометра. При этом значение модуля вектора напряженности постоянного магнитного поля определяют по максимальному значению, фиксируемому на отсчетном устройстве магнитометра при перемещении его в пространстве контрольной точки или путем измерения ортогональных составляющих (Н_0х, Н_0y, Н_0z или Н_вх, Н_вy, Н_вz) и вычисления модулей по следующим формулам:

,                                                  (3)

,                                                  (4)

7.3 Характеристики погрешности измерений

7.3.1 Допускаемые относительные погрешности измерений H₀ и H_в не должны превышать приведенных в 5.1.2 (при доверительной вероятности 0,95).

7.3.2 Данный метод обеспечивает следующие значения составляющих относительной погрешности измерений H₀ и H_в:

- случайная составляющая - менее 0,5 %;

- неисключенная систематическая составляющая - менее 5 %.

Примечание - В значение погрешности не входит составляющая при неточной установке однокомпонентного магнитометра при измерениях ортогональных составляющих Н_0х, Н_0y, Н_0z и Н_вх, Н_вy, Н_вz.

7.3.3 Данный метод обеспечивает следующие значения составляющих относительной погрешности К_г:

- случайная составляющая - менее 0,7 %;

- неисключенная систематическая составляющая - менее 7 %.

7.4 Средства измерений

Для измерений рекомендуется применять средства измерений, приведенные в приложении Г.

7.5 Метод измерений

7.5.1 В открытом пространстве, прилегающем к контролируемому объекту, на высоте 1,5 - 1,7 м от поверхности земли при помощи магнитометра измерить значение Н₀.

7.5.2 Повторить измерение Н₀ по 7.5.1 3 - 5 раз в других точках поверхности земли, каждая из которых должна быть расположена на расстоянии не менее 10 м от другой и вычислить среднее арифметическое значение результатов измерений. Вычисленные значения Н₀ занести в протокол измерений.

7.5.3 Последовательно в каждой контрольной точке, подлежащей контролю внутри объекта и на рабочем месте, выбранной по 6.1.1, измерить значение Н_в(n).

7.5.4 Повторить измерение Н_в(n) 3 - 5 раз в тех же контрольных точках, в той же последовательности и вычислить среднее арифметическое значение результатов измерений в каждой контрольной точке. Вычисленные значения Н_в(n) занести в протокол измерений.

7.6 Оценка соответствия уровней гипогеомагнитных полей техническим требованиям и гигиеническим нормативам

7.6.1 Определить К_г в каждой контрольной точке объекта и рабочего места по формуле

.                                                              (5)

7.6.2 Экранированный объект соответствует требованиям безопасности для РЭС при условии, если К_г(п) в каждой контрольной точке будет равен или меньше К_{г ПДУ}

К_г(п) £ К_{г ПДУ}.                                                                                    (6)

7.6.3 Экранированный объект не соответствует требованиям безопасности для РЭС, если хотя бы одно из К_г(п) в любой контрольной точке будет больше К_{г ПДУ}

К_г(п) > К_{г ПДУ}.                                                                                    (7)

7.6.4 Рабочее место экранированного объекта соответствует требованиям безопасности для персонала, если К_г(п) в контрольных точках в течение рабочей смены, вычисленные на трех уровнях от поверхности пола: 0,5, 1,0 и 1,2 м - при рабочей позе оператора сидя и 0,5, 1,0 и 1,7 м - при рабочей позе оператора стоя, будут равны или меньше К_{г ПДУ}

К_г(п) £ К_{г ПДУ}.                                                                                    (8)

7.6.5 Условия труда на рабочем месте считают вредными, если в течение рабочей смены хотя бы одно из К_г(п) в контрольных точках, вычисленных на трех уровнях от поверхности пола: 0,5, 1,0 и 1,2 м при рабочей позе оператора сидя и 0,5, 1,0 и 1,7 м - при рабочей позе оператора стоя, будет больше К_{г ПДУ}

К_г(п) > К_{г ПДУ}.                                                                                    (9)

7.7 Контроль точности результатов измерений

7.7.1 Значение точности оценки К_г(п) должно быть указано в нормативных документах на конкретное РЭС.

7.7.2 Точность измерений ГГМП и оценка соответствия значений К_г(п) гигиеническим нормативам по данной методике определяют в виде предела допускаемой относительной погрешности используемых магнитометров.

7.7.3 Периодичность контроля значений систематической составляющей погрешности измерений - в соответствии с межповерочными интервалами используемых магнитометров.

8 Оформление результатов измерения

8.1 Результаты измерений и оценку соответствия уровней ГГМП техническим требованиям, установленным в настоящем стандарте и [1], оформляют в виде протокола.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Коэффициенты ослабления напряженности ГГМП

Таблица А.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(справочное)

Калибровочный стенд и метод калибровки магнитометров

Б.1 Магнитометр калибруют в магнитном поле, возбуждаемом в центре катушки Гельмгольца (КГ) постоянным током I_кг от источника питания любого типа, обеспечивающего ток от 0 до 30 А при 8 - 20 витках КГ. Точность установки тока не более ±0,5 %.

Б.2 КГ размещают на деревянной подставке на высоте не менее 1,2 м от пола и потолка и на расстоянии не менее 2 м от ферромагнитных предметов, находящихся в помещении. Все крепежные элементы конструкции КГ должны быть выполнены из диамагнитных материалов.

Б.3 КГ располагают в пространстве таким образом, чтобы геометрическая ось, проведенная через центры обоих колец КГ, была направлена вдоль вектора напряженности магнитного поля в данном помещении с отклонением не более ±1,0°.

Б.4 В КГ устанавливают ток такой величины и направления, чтобы значение модуля вектора напряженности поля КГ Н_кг было равно значению модуля вектора напряженности геомагнитного поля Н₀ в данном помещении и эти векторы полей были направлены навстречу друг другу. Регулируя величину тока и направление оси КГ в небольших пределах, добиваются в центре КГ значений напряженности Н_п поля менее 0,1 А/м.

Б.5 Устанавливают выносной датчик магнитометра в центре КГ на деревянной доске, ориентированной вдоль оси КГ, и, плавно уменьшая ток I_кг, калибруют магнитометр, начиная со значения Н_п, равного 0,3 А/м, и увеличивая каждое последующее значение Н_п в 2 раза (0,3, 0,6, 1,2 и т.д.) до значения, равного Н₀.

При уменьшении тока I_кг до нуля изменяют его полярность и продолжают калибровку при значениях Н_п, больших Н₀ в данном помещении. В этом случае напряженность поля Н_п в центре КГ будет равна сумме напряженностей поля КГ Н_кг и геомагнитного поля Н₀.

Б.6 Полученные в калибровочных точках показания магнитометра должны быть в пределах ±2 % номинальных значений Н_п, превышающих 15 А/м.

Б.7 Устанавливают выносной датчик магнитометра в центре КГ в положение 180° от первоначального и проводят калибровку отрицательных значений Н_п согласно Б.5 и Б.6.

Б.8 Плотность магнитного потока В_кг, Тл, в центре КГ рассчитывают по формуле

,                                                  (Б.1)

где N - число витков КГ;

R - радиус КГ, м (для магнитометра, линейный размер которого менее 150 мм, значение R должно быть равно или более 0,35 м);

I_кг - ток, протекающий через витки КГ, А.

Напряженность поля, возбуждаемого током I_кг в центре КГ, определяют по формуле

,                                                               (Б.2)

где  - магнитная постоянная воздуха, Гн/м, равная 4p10^-7.

Схема КГ приведена на рисунке Б.1.

I_кг - ток в катушке Гельмгольца; R - радиус катушки Гельмгольца; Н₀ - вектор напряженности геомагнитного поля; I₀ - угол наклонения вектора геомагнитного поля; Н_кг - вектор напряженности магнитного поля в катушке Гельмгольца, возбуждаемый током I_кг

Рисунок Б.1 - Схема катушки Гельмгольца

Б.9 Магнитометр должен быть устойчивым к воздействию переменных магнитных полей промышленной частотой 50 Гц, напряженностью не менее 5 А/м и 400 Гц, напряженностью не менее 0,6 А/м.

Контроль магнитометра на устойчивость к воздействию переменных магнитных полей проводят в той же КГ. Устанавливают выносной датчик магнитометра по оси КГ. Фиксируют показания магнитометра Н_п. Возбуждают в КГ магнитное поле синусоидальной формы сначала частотой 50 Гц, а затем частотой 400 Гц, регистрируя при этом значения Н_п, которые не должны отличаться более чем на ±2 % от показаний магнитометра без воздействия на него переменного магнитного поля.

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(обязательное)

Порядок выбора контрольных точек для измерения гипогеомагнитного поля в объектах и на рабочих местах

В.1 Выбор контрольных точек измерения ГГМП проводят для:

В.1.1 оценки значения коэффициента ослабления К_г, создаваемого конструкциями объекта;

В.1.2 оценки значения коэффициента ослабления К_г в месте размещения уязвимой к ГГМП РЭС (при определении технической безопасности);

В.1.3 оценки значения коэффициента ослабления К_г на рабочем месте персонала (при определении санитарно-гигиенической безопасности).

В.2 Оценку по В.1.1 проводят, если наибольший внутренний размер объекта:

В.2.1 до 1 м - в одной точке геометрического центра объекта;

В.2.2 от 1 до 3 м - в точке геометрического центра объекта и в точках, расположенных на расстоянии 0,5 м от каждой стенки по осям симметрии объекта;

В.2.3 от 3 до 30 м - в точке геометрического центра объекта (или на высоте 1,5 м от пола) и в точках, расположенных на расстоянии 0,5 м от каждой боковой стенки объекта, образуемых пересечениями сетки с шагом 1,0 м на высоте 1,0 м от пола.

В протоколе измерений фиксируют значения К_г, измеренные во всех контрольных точках. Для характеристики объекта по ГГМП указывают коэффициент ослабления К_г, измеренный в точке геометрического центра объекта.

В.3 Оценку по В.1.2 проводят в месте размещения уязвимой к ГГМП РЭС на расстоянии не менее 0,2 м от РЭС и не менее 0,5 м от стенки объекта или от элемента конструкции объекта.

В протоколе измерений фиксируют значения К_г, измеренные во всех контрольных точках.

В.4 Оценку по В.1.3 проводят на каждом рабочем месте на трех уровнях от поверхности пола: 0,5, 1,0 и 1,2 м - при рабочей позе оператора сидя и 0,5, 1,0 и 1,7 м - при рабочей позе оператора стоя.

В протоколе измерений фиксируют значения К_г, измеренные во всех контрольных точках.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(рекомендуемое)

Перечень средств измерений интенсивности геомагнитного и гипогеомагнитного полей

Таблица Г.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(справочное)

Библиография

[1]     Р 2.2.755-99 Руководство. Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса. Госсанэпиднадзор РФ, 1999

[2]     Физические величины. Справочник/ А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкин и др.; под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991