袁曉曦 李滟 周紀(jì)軍 張艷艷

1.中國(guó)家用電器研究院 北京 100037；

2.九陽(yáng)股份有限公司 浙江杭州 310018

1 引言

磁場(chǎng)和電場(chǎng)的相互作用變化能夠產(chǎn)生電磁波，其在空間中傳播的現(xiàn)象，即稱為電磁輻射。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，隨著人們生活水平的不斷提高，家用電器產(chǎn)品種類的不斷增多，生活環(huán)境中的電磁輻射也越發(fā)復(fù)雜，而我們對(duì)于這種通過(guò)視覺、聽覺、觸覺等都無(wú)法直觀感受到的電磁輻射，很難做到正確地看待。電磁輻射在人們的日常生活中無(wú)處不在，過(guò)量的電磁輻射會(huì)給人體帶來(lái)危害并對(duì)健康造成影響。因此，我們需要對(duì)電磁輻射有正確的認(rèn)識(shí)，正視其存在，無(wú)需過(guò)度擔(dān)憂，通過(guò)理解電磁輻射的意義，從而科學(xué)有效地建立正確的電磁輻射防護(hù)意識(shí)。

2 電磁輻射

2.1 定義及分類

電磁輻射的實(shí)質(zhì)是電磁波，分別在電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直的方向上進(jìn)行能量的傳播。

電磁波因其波長(zhǎng)及頻率的不同，產(chǎn)生存在的形式也多種多樣，例如無(wú)線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽瑪射線等。其中，無(wú)線電波的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，伽馬射線的波長(zhǎng)最短；無(wú)線電波的頻率最低，伽馬射線的頻率最高。

輻射對(duì)物質(zhì)產(chǎn)生影響時(shí)，體現(xiàn)出的效應(yīng)不盡相同，因此可分為電離輻射與非電離輻射。電離輻射是一種能夠使物質(zhì)發(fā)生電離現(xiàn)象的輻射，即能夠使組成物質(zhì)的原子或分子中的電子成為自由態(tài)，其特點(diǎn)是波長(zhǎng)短、頻率高、能量高，例如X射線和伽瑪射線等；非電離輻射僅能夠產(chǎn)生較低的能量，無(wú)法使組成物質(zhì)的原子或分子發(fā)生電離現(xiàn)象，例如無(wú)線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線等。

電磁輻射的來(lái)源主要分為天然的和人為的。天然的電磁輻射是指在自然界中，例如雷電、黑子運(yùn)動(dòng)、火山噴發(fā)等自然現(xiàn)象，會(huì)對(duì)大范圍地區(qū)產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾；人為的電磁輻射通常由人工制造的各種用電系統(tǒng)運(yùn)行而產(chǎn)生，其在正常工作時(shí)能夠產(chǎn)生各種不同波長(zhǎng)和頻率的電磁波，例如衛(wèi)星信號(hào)系統(tǒng)、無(wú)線通訊系統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)、生活用電系統(tǒng)等。

2.2 產(chǎn)生的影響

目前，電磁輻射已經(jīng)成為人們生活環(huán)境中除空氣污染、水源污染、噪聲污染外，又一類能夠危害人體健康的重要污染源。過(guò)量的電磁輻射能夠影響人體的感官系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生破壞作用，甚至誘發(fā)機(jī)體癌變?，F(xiàn)如今，各個(gè)行業(yè)的新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮，隨之而來(lái)的電磁輻射影響也越發(fā)多種多樣，越來(lái)越多頻率段上的電磁輻射強(qiáng)度呈顯著上升趨勢(shì)，電磁輻射在人們的生活中無(wú)處不在。

電磁輻射能夠使生物產(chǎn)生與生命現(xiàn)象有關(guān)的響應(yīng)，即電磁輻射的生物學(xué)效應(yīng)。從對(duì)人體健康角度考慮，可主要分為熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。由于電磁波的頻段不同，對(duì)人體自身產(chǎn)生的效應(yīng)也會(huì)不同，通常非熱效應(yīng)的影響主要由低頻電磁輻射產(chǎn)生，熱效應(yīng)的影響主要由高頻電磁輻射產(chǎn)生。

人體自身受到電磁輻射帶來(lái)的影響時(shí)，若產(chǎn)生的損傷自身尚未及時(shí)得到恢復(fù)，而再次受到電磁輻射，損傷便會(huì)在原有的程度上疊加，產(chǎn)生累計(jì)效應(yīng)。這種情況長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生會(huì)給人體帶來(lái)永久性損傷，甚至危及生命。因此，長(zhǎng)時(shí)間、多頻次作用于人體的電磁輻射，即使是微功率、極低頻的，仍存在誘發(fā)多種病變的可能性，需要人們對(duì)其警惕，具備防范意識(shí)。

在人們的日常生活中，能夠主動(dòng)遠(yuǎn)離一些諸如放射性物質(zhì)產(chǎn)生的輻射，避免與之產(chǎn)生不必要的接觸。但是，家用電器的使用遍布在人們生活中的每個(gè)環(huán)節(jié)，其產(chǎn)生的電磁輻射是無(wú)法回避的。家用電器已經(jīng)成為人們家庭生活中不可或缺的一部分，與此同時(shí)，家用電器產(chǎn)生的電磁輻射也越來(lái)越引起人們的重視，其對(duì)人體健康可能造成的影響也成為了人們關(guān)注的問題。

3 電磁灶電磁輻射試驗(yàn)方法

電磁灶的工作原理是將交流電經(jīng)過(guò)整流裝置轉(zhuǎn)換成直流電，再通過(guò)高頻轉(zhuǎn)換裝置將直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電，高頻交流電作用于感應(yīng)加熱線圈，產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)，高頻交變電磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁力線穿過(guò)灶具面板作用于鍋具，在鍋具底部形成感應(yīng)電流，這種磁場(chǎng)和電場(chǎng)的作用，產(chǎn)生電磁感應(yīng)，在鍋具內(nèi)形成“渦流”。由于鍋具內(nèi)“渦流”的不斷運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生了電能轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象，使得鍋具自身溫度持續(xù)升高，從而達(dá)到加熱鍋具內(nèi)物體的目的。

圖1 電磁灶電磁輻射測(cè)量布置圖

由此可見，作為感應(yīng)炊具的電磁灶，本身并不是發(fā)熱源，其工作方式是通過(guò)電磁感應(yīng)，將磁場(chǎng)和電場(chǎng)的變化作用于鍋具，使鍋具成為發(fā)熱源。因此，配套電磁灶使用的鍋具，應(yīng)為金屬材質(zhì)或合金材質(zhì)等具有高磁導(dǎo)率材質(zhì)的容器，但也正由于鍋具材料具有的導(dǎo)磁性能，導(dǎo)致其無(wú)法完全吸收電磁灶產(chǎn)生的全部電磁場(chǎng)，使得一定量的電磁輻射會(huì)伴隨電磁灶的正常工作而向空間傳播。

3.1 試驗(yàn)方法

依據(jù)IEC 62233:2005[1]標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)于每個(gè)烹飪區(qū)，沿著四條垂直的線（A、B、C、D）在離器具邊緣30 cm處進(jìn)行測(cè)量。（如圖1所示為電磁灶電磁輻射測(cè)量布置圖）在烹飪區(qū)的上方1 m和下方0.5 m處測(cè)量。

3.2 技術(shù)要求

依據(jù)IEC 62233:2005[1]標(biāo)準(zhǔn)要求，所有測(cè)量點(diǎn)的Wn值不能超過(guò)100%。

實(shí)際測(cè)量值應(yīng)與50 Hz時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的參考值BRL直接比較。可以由公式（1）得到最終加權(quán)結(jié)果：

其中：

Wn——單次測(cè)量的加權(quán)結(jié)果；

Brms——磁感應(yīng)強(qiáng)度的有效值；

BRL——在fc0處磁感應(yīng)強(qiáng)度的參考值。fc0為電網(wǎng)頻率，如fc0=50 Hz或60 Hz。f為f1～fn之間任意頻率。BRL與f的對(duì)應(yīng)關(guān)系見表1。

3.3 測(cè)量方法

采用磁場(chǎng)暴露儀，磁場(chǎng)探頭的傳感器是包含三個(gè)互相垂直、測(cè)量面積為100 cm2±5 cm2的同心線圈，它們用來(lái)提供各向同性的敏感度。參考傳感器的外直徑不超過(guò)13 cm。測(cè)量方法的原理見圖2。

磁感應(yīng)強(qiáng)度的測(cè)量值是在每一個(gè)方向上對(duì)100 cm2區(qū)域內(nèi)測(cè)量的平均值。磁感應(yīng)強(qiáng)度的最終值為每個(gè)方向上測(cè)量值的矢量疊加。

4 測(cè)試實(shí)例及結(jié)果分析

4.1 測(cè)試實(shí)例

本次試驗(yàn)分別選取了底部尺寸相同的三種不同材質(zhì)鍋具，以及底部尺寸不同的三種相同材質(zhì)鍋具，加入鍋具容量一半的水，使用相同電磁灶的最大檔位工作狀態(tài)，在距離電磁灶30 cm、20 cm、10 cm、0 cm處進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量點(diǎn)位于電磁灶的上方、下方、左方、右方、前方、后方，記錄6個(gè)方向中產(chǎn)生的最大數(shù)值。

如圖3所示，所選用鍋具底部有效接觸直徑均為180 mm，左圖為合金材質(zhì)，中圖為不銹鋼材質(zhì)，右圖為搪瓷鋼材質(zhì)，所得測(cè)量結(jié)果見表2。

圖2 測(cè)量方法的原理圖

圖3 電磁灶電磁輻射測(cè)量布置圖一

圖4 電磁灶電磁輻射測(cè)量布置圖二

如圖4所示，所選用鍋具材質(zhì)均為搪瓷鋼材質(zhì)，左圖鍋具底部有效接觸直徑120 mm，中圖鍋具底部有效接觸直徑160 mm，右圖鍋具底部有效接觸直徑200 mm，所得測(cè)量結(jié)果見表3。

表1 時(shí)變電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的一般公眾暴露的參考值

表2 電磁灶電磁輻射測(cè)量結(jié)果一

表3 電磁灶電磁輻射測(cè)量結(jié)果二

4.2 結(jié)果分析

第一組測(cè)試在底部尺寸相同的三種不同材質(zhì)鍋具上進(jìn)行，由測(cè)量結(jié)果可以看出，在同等底部尺寸條件下，搪瓷鋼材質(zhì)鍋具的測(cè)量值較大，測(cè)量結(jié)果更加惡劣。

第二組測(cè)試在材質(zhì)相同的三種不同尺寸鍋具上進(jìn)行，由測(cè)量結(jié)果可以看出，底部直徑較大的，所得到的測(cè)量值較小，而底部直徑較小的，所得到的測(cè)量值較大。底部直徑越小，測(cè)量結(jié)果越惡劣。

從兩組數(shù)據(jù)可以看出，使用搪瓷鋼材質(zhì)鍋具進(jìn)行電磁灶電磁輻射測(cè)量，能夠得到更大的測(cè)量值，反映出電磁灶產(chǎn)生較大電磁輻射的狀態(tài)。而使用越小尺寸的鍋具，所得的測(cè)量值越大，表明了不同尺寸的鍋具，帶來(lái)的電磁輻射影響存在一定差異。依據(jù)IEC 62233:2005[1]標(biāo)準(zhǔn)要求，在距離為30 cm處進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果均符合要求。但隨著測(cè)量距離的減小，在10 cm處的測(cè)量結(jié)果則不能滿足限值要求，在0 cm處的測(cè)量結(jié)果甚至高出限值2～3倍。

綜上所述，在電磁灶電磁輻射測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)選擇電磁灶的最大檔位，使用其能夠正常工作的最小尺寸，且選擇搪瓷鋼材質(zhì)鍋具進(jìn)行試驗(yàn)，記錄電磁灶各方向上最大的電磁輻射測(cè)量值。

5 結(jié)論

早在本世紀(jì)初，歐盟就出臺(tái)了對(duì)電磁場(chǎng)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)，并針對(duì)家用電器電磁輻射給出了強(qiáng)制性要求。在我國(guó)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還處于起步階段，目前沒有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。然而在現(xiàn)實(shí)生活中，不少家用電器產(chǎn)品，特別是感應(yīng)炊具類產(chǎn)品，都存在著測(cè)量值過(guò)高的問題。此次試驗(yàn)選取的電磁灶，是國(guó)內(nèi)消費(fèi)市場(chǎng)中主流的便攜式電磁灶，占據(jù)著絕大多數(shù)的市場(chǎng)份額。此次測(cè)量結(jié)果反映出，使用鍋具的尺寸越小，與電磁灶距離越近，得到的相應(yīng)測(cè)量值越大。人們?cè)谌粘Ｉ钪惺褂秒姶旁顣r(shí)，往往忽視這些客觀因素，從而在無(wú)意間遭受到更多的電磁輻射。因此，合理使用鍋具，保持一定的距離，能夠有效降低電磁輻射對(duì)人們健康的不利影響。