[实用新型]三维交变电磁辐射检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电磁辐射检测与健康防护的技术领域，尤其涉及一种三维交变电磁辐射检测系统。 

背景技术

中高频感应加热的原理是将工频交流电转变为中高频交流电，在感应线圈中产生高密度的磁力线并切割作为发热体金属材料，使金属材料产生涡流从而达到加热的目的。由于其具有节能减耗等优点，在工业加热工艺中展现了广阔的应用前景。但是由于其具有较大的电磁辐射，如果不进行必要的检测和防护，就可能对从业人员的身体健康造成危害。 

现有的电磁辐射检测装置大多针对低频或者超高频如手机辐射的频段设计，专门针对中高频感应加热所产生的电磁辐射的检测尚属空白。从国外进口的频段较宽的电磁辐射检测仪价格昂贵）同时其采用的是扫频的方式进行检测，其使用需要对待测电磁辐射的频率范围进行预估及设定，若设定的频率范围不准确，则会出现测量误差；另外，其只能检测到基波峰值，而无法检测到其谐波的辐射信号，要检测谐波的辐射需要进行多次采样，根据欧盟最新颁布和执行的EN62233：2008《对人体暴露于家用及类似用途电器电磁场的测量方法》的规定，对于电磁辐射的检测需要检测出基波及其谐波的总辐射强度，而多次检测的谐波跟基波不属于同一时间点的辐射信号，这样的检测存在较大的误差。 

现有的检测装置采用单片机作为数据处理的芯片，其计算速度 慢，精度低，而且检测的传感器只能检测一个方向的信号，无法同时采集三个方向的电磁信号，受传感器摆放方向影响较大。 

因此自主开发一个应用于中高频感应加热的电磁辐射检测系统，具有重要的现实意义和应用价值。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，针对工业上的中高频感应加热产生的电磁辐射危害，自主设计一个磁信号精度分辨率达到0.01μT、磁信号量程不小于±20μT、磁信号响应频率达到100KHz、可以精密检测电磁空间环境任一点的电磁辐射强度的检测系统，以为电磁辐射危害的防护提供低成本的检测工具，系统由直流电源、三轴磁阻传感器、信号放大模块、信号滤波模块、数据采集卡、PC机组成，所述数据采集卡具有16位精度、高带宽和四个同步采样的物理通道；所述信号滤波模块为由运算放大器组成的高通滤波器；所述磁阻传感器的信号输出端与所述信号放大模块信号输入端连接，所述信号放大模块信号输出端连接所述信号滤波模块输入端，所述信号滤波模块数据输出端连接数据采集卡及PC机，所述直流电源对磁阻传感器、信号放大模块、信号滤波模块及数据采集卡供电。 

所述PC机应用LabVIEW来开发系统软件，用于管理数据的采集、存储、处理、显示及进行系统标定。 

进一步地，所述三轴磁阻传感器为HMC系列芯片，可以同时精密感应三维空间的三个正交轴的磁信号分量。 

所述信号放大模块采用高精度的仪表放大器芯片搭建小信号放大电路,传感器输出双极性信号，信号经由放大电路差分放大后变换为单极性信号。 

所述信号滤波模块采用FET输入运算放大器搭建小信号滤波电路，以提高检测系统对交流小信号检测的动态范围，单极性信号经由精密运算放大器及阻容网络电路组成的高通滤波，滤去低频部分杂波 信号，截止频率为32HZ，再将信号送到数据采集卡进行数据转换。 

进一步地，所述直流电源为18V，1A的精密稳压直流电源适配器。 

进一步地，为了便于使用，本实用新型方案还包括警报装置，当待测点的电磁辐射超过警戒值时会进行警报。 

更进一步地，所述警报装置为蜂鸣器或LED灯。 

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种三维交变电磁辐射检测方法，包括以下步骤： 

（1）磁阻传感器将被测点的空间三向电磁辐射强度信号转变为对应的差动电压信号输出； 

（2）上述三向差动电压输出信号分别送到信号放大模块，由高精度仪表放大器的差分输入端进行差分放大并输出单端信号； 

（3）上述单端信号再经过由运算放大器组成的高通滤波器进行处理； 

（4）将高通滤波器处理过后的数据送进数据采集卡，利用PC机和LabVIEW软件组成的虚拟仪器对数据进行采集； 

（5）将采集到的三个方向的电磁场合成一个空间的电磁场，并求出磁场的最大值及相应的频率，并进行频谱分析，显示出相关的谱线。 

其中，步骤（4）中的数据采集包括以下过程： 

（a）同步采集X、Y、Z三轴磁通密度值的时域信号；