织物防电磁辐射性能测试仪的研制可行性报告

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织物防电磁辐射性能测试仪的研制可行性报告

2008-04-01

一、立项的背景和意义

随着人类高科技日新月异的高速发展，各式各样的科技产品、家用电器走入人们的生活，这一切都大大地提高了人们的工作效率和改善了人们的生活。但科学是一把双刃剑，它在给人们带来便利的同时，也在伤害着人们。因为它们随时都在发出电磁波，电场和磁场的交互变化产生电磁波，电磁波向空中发射或泄漏的现象，叫"电磁辐射"。已有国内外大量的研究报告表明：电磁辐射对地球生物和人类的危害和影响远远超过了以往对它的认识。它对人体的神经系统功能、免疫系统功能、循环系统功能和生育系统功能,都造成了严重的伤害。它已成为继水、空气、噪声之后的第四大环境污染，并已被联合国人类环境会议列入必须控制的污染。我国环保总局也已于1999年5月7日正式告知新闻界：电磁辐射对机体（人体）有危害。有关研制开发防电磁辐射产品逐渐得到了世界各国的重视,如何有效地防止电磁辐射对人体的伤害，已成为研究和开发防电磁辐射产品的重点。防电磁辐射织物能有效地屏蔽电磁辐射，防电磁辐射织物如今不仅广泛应用于军事、航空、医疗等领域，同时逐渐开始民用化，用于普通人员防护服。目前，市场上已出现了大量的防辐射性纺织品，但是并没有专门用来测试纺织品防辐射性能的仪器。生产厂家无法对其产品进行检测，无法得到权威的检测数据，对于产品真实的防护性能，消费者无法知晓，由此引发质量纠纷。因此防电磁辐射织物测试仪的研究和开发具有深远的社会意义和良好的应用前景，它不仅可以测量纺织对电磁波的透射能力，也可以测量纺织品对电磁波的反射和吸收能力，从而达到对纺织物防电磁辐射效果的综合评价。

二、 国内外研究现状和发展趋势

上世纪90年代开始，随着多功能保护服的开发和应用，以及有关电磁波对人体影响报道的增多，人们环保意识的加强，防护服装开始走向大众消费，纺织品的防辐射性能得到了越来越多的关注。但是，由于目前尚没有抗电磁辐射织物的评价方法，人们简单地用抗电磁辐射面料的屏蔽效能去评价其制品的屏蔽效能或采用自制的防电磁辐射测试装置，对样品的防电磁辐射效果进行了系统测试。经过研究发现：电磁防护成品的屏蔽效能与织物的屏蔽效能有关，织物的屏蔽效能越好，织物屏蔽体的屏蔽效能就越好。织物屏蔽体的密封程度不同，屏蔽效果也有很大差异，密封的越好，开口越小，屏蔽体的屏蔽效果就越好，反之则就越差。但是目前并没有专门设计用来测试纺织品防辐射性能的仪器，如果需要测试纺织品的防辐射性能，一般可以采用波导管测试法、微波暗箱测试法、微波暗室法、旷野测试法、反射板衰减法等，这些测试手段往往费时费力，成本较高，并且往往只能得到纺织物的透射率或反射率，无法同时得到纺织品的透射率、反射率和吸收率。到目前为止，国际上仍然没有一个统一的关于电磁辐射防护织物测试仪器, 国内许多大学现在正在开展这方面的工作，虽然得到一些数据，但测量系统还不够完善，有些检测机构出重金委托相关科研单位开发此仪器，至今无结果。因此制定一套关于防辐射测试方法和标准，开发相关仪器大有可为。

三、 研究开发的内容和技术关键

（一）研究开发内容：

1、宽频带电磁波的发射源；

2、放置待测织物的样品架；

3、样品架后侧的用于检测透射电磁波的传感器；

4、检测和分析数据的网络分析仪；

5、发射源、传感器与所述的网络分析仪的最佳连接。

（二）技术关键：

1、微波腔的设计：内表面要溅射镀金，尺寸要求极高；

2、标准样品及校准试样制作难度大；

3、调试配合难度大，驻波系数要小，频带要宽；

4、数据处理，电脑及机电一体化。

四、 研究方案、技术路线和组织方式

研究方案：

参考美国国家标准局推荐的ASTMES7同轴传输线法和美国国家标准局（NBS）推荐的法兰同轴法，根据电磁波在同轴传输线内传播的主模是电磁波的原理，模拟自由空间远场的传输过程，对抗电磁辐射织物进行平面波的测试，扩展频带。完善机电一体化设计。

技术路线：选择方案<机械/电子/数据处理> 设计法兰同轴腔选择网络分析仪调试整机:信号最大通过,驻波比最小用标准样品校准完善整机配置课题验收

组织方式：本项目由项目负责人组织项目分工并组织技术人员进行开发研究。

五、 研究预期目标（主要技术指标、应用或产业化前景、社会和经济效益）、成果提供的内容和方式

（一）主要技术指标：

1、频率范围：10M～3GHZ

2、频率分辨率：10KHZ

3、频率准确度：优于±200KHZ

4、输出功率范围：0.1dBm～+10dBm

5、动态范围：+16～-55dBm

6、可配打印接口

7、存储10个波形

8、GPIB与电脑连接，由电脑保持数据，显示图形

9、归一化功能（自动消除系统误差）

（二）应用或产业化前景：

到目前为止，国际上仍然没有一个统一的关于电磁辐射防护织物测试仪器,生产厂家无法对其产品进行检测，无法得到权威的检测数据，对于产品真实的防护性能，消费者无法知晓，由此引发质量纠纷。目前国内许多大学现在正在开展这方面的工作，虽然得到一些数据，但测量系统还不能成为仪器，有些检测机构出重金委托相关科研单位开发此仪器，至今无结果，本产品开发成功不仅能测量纺织物的防电磁辐射性能，而且能测所有厚度小于4mm片状材料的抗电磁辐射性能，尤其对纳米材料，雷达吸波材料的性能测试意义更大。因此其市场会更大。因此防电磁辐射织物测试仪的研究和开发具有深远的社会意义和良好的应用前景。

（三）社会和经济效益：

解决了目前生产厂家无法对其织物进行防护性能检测，无法得到权威的检测数据，对于产品真实的防护性能，消费者无法知晓，由此引发质量纠纷。

（四）成果提供的内容和方式：

1、申请专利1项；

2、织物防电磁辐射测试仪样机；

3、织物防电磁辐射测试仪企业标准。

六、 课题组成员情况简介和项目主要负责人的资历及业绩情况

（一）、课题组成员情况简介

姓名	出生年月	专业技术职务	专业	工作单位	在本项目中分工
林君	1970-07	工程师	机械设计及其自动化	温州市质检院	总体方案规划
卢立用	1980-12	工程师	机械设计	温州市质检院	机械结构设计
张人龙	1965-06	高级工程师	电子物理	温州方圆仪器	数据处理，电脑及机电一体化
吴开平	1980-02	工程师	测控技术与仪器	温州市质检院	检测和分析数据
李文霖	1957-01	工程师	电子仪器	温州方圆仪器	调试

（二）、项目主要负责人的资历及业绩情况

课题组负责人林君，大学学历，工程师

主要业绩如下：

1、参与正泰成套设备制造有限公司ZN63A—12/1250—31.5(VS1)、FLN□—12D等新产品开发，使这些新产品顺利通过省级新产品鉴定。

2、参与温州市计划项目“保鲜马蹄笋软包装和综合利用研究”。“软包装保鲜马蹄笋” 列入浙江省2006年第三批省级新产品试制计划。2006年12月顺利通过省级新产品鉴定和项目验收。

3、2006年温州市计划重点项目“全气候恒能量耐候试验仪的研究”。作为主要完成人之一的“FY3000⁺水冷式日晒气候老化仪” 列入浙江省2006年第三批省级新产品试制计划。2008年4月顺利通过新产品鉴定和项目验收。“FY3000⁺水冷式日晒气候老化仪”该成果被评为温州市科技进步二等奖。

4、2007年“软包装保鲜马蹄笋”获温州市质量技术监督局科技创新优胜奖。

5、2008年参与“保鲜马蹄笋中试研究”被列入浙江省农业科技成果转化资金项目

七、 现具备的科研设施和仪器设备情况

温州市质量技术监督检测院实验室已有大型检测设备，例如美国热电公司的X7型电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）、美国安捷伦公司的1100型液相色谱仪（HPLC）、美国Waters公司的Alliance 2695/2996液相色谱仪、美国PE公司的AAnalyst 800原子吸收光谱仪、海光公司的AFS 230E原子荧光光谱仪等大型精密仪器，总价值1100多万元。这些设备可用于开展有机砷和无机砷等不同化学形态砷化合物的分离检测工作。

目前使用ICP-MS、原吸吸收光谱仪、原子荧光光谱仪进行食品、化工产品中的重金属元素含量检测，利用HPLC进行食品中添加剂检测，经过大量的样品测试和检验，检验人员在在仪器设备使用能力和检测能力上都积累了一定的经验，能够进行新项目的建立和进行新方法的开发研究。