Удельный коэффициент поглощения в мрт
Удельный коэффициент поглощения ( SAR ) является мерой скорости , с которой энергия будет поглощенный организмом человека при воздействии на радиочастоту (РЧ) электромагнитное поле . Это может также относиться к поглощению других форм энергии по ткани, в том числе ультразвука . Она определяется как мощность поглощенной на массу из ткани и имеют единицы ватт на килограмм (Вт / кг).
SAR, как правило, в среднем либо по всему телу, или в течение небольшого объема образца (как правило, 1 г или 10 г ткани). Значение упоминается, является то максимальный измеренный уровень в той части тела, изучали в течение указанного объема или массы.
расчет
SAR , для электромагнитной энергии может быть вычислен из электрического поля внутри ткани , как:
где
является образцом электропроводности
является RMS электрического поля
является образцом плотности
является объем образца
РСА измеряет воздействие полей в пределах от 100 кГц до 10 ГГц (известный как радиоволны). Она обычно используется для измерения мощности поглощенной от мобильных телефонов и во время МРТ сканирования. Значение будет в значительной степени зависеть от геометрии части тела , которая подвергается воздействию РЧ — энергии, а также о точном местонахождении и геометрии источника РФ. Таким образом , тесты должны быть сделаны с каждым конкретным источником, например , как модель мобильного телефона, и в намеченном положении.
Мобильный телефон тестирования SAR
При измерении SAR в связи с мобильным телефоном телефон прикладывается к представлению человеческой головы (а «SAR Фантом») в состоянии разговора. Значение коэффициента SAR затем измеряются в месте, которое имеет самую высокую скорость абсорбции во всей голове, который в случае мобильного телефона часто является как можно ближе к антенне телефона, как это возможно. Измерения производятся для различных позиций по обе стороны головы и на разных частотах, представляющих полосы частот, при которой устройство может передавать. В зависимости от размера и возможностей телефона, дополнительное тестирование также может потребоваться для представления использования устройства в то время как расположено близко к телу и / или конечностям пользователя. Различные органы власти определили максимальные уровни SAR для радиочастотной энергии, излучаемой мобильными устройствами:
- Соединенные Штаты Америки : FCC требует , чтобы телефоны , продаваемые имеют уровень SAR на уровне или ниже 1,6 ватт на килограмм (Вт / кг) , взятых по объему , содержащей массу 1 г ткани , которая поглощает большую часть сигнала.
- Европейский Союз : CENELEC предельных уровней SAR в пределах ЕС, следуя IEC стандарты. Для мобильных телефонов и других подобных ручных устройств, предел SAR , составляет 2 Вт / кг с усреднением по 10 г ткани , поглощающего большинство сигнала ( МЭК 62209-1 ).
- Индия : перешли от пределов ЕС в пределах США для мобильных телефонов в 2012 году в отличие от США, Индия не будет полагаться только на измерения SAR , предоставляемые производителями; случайные проверки соответствия выполняются правительство запуска телекоммуникационного инженерного центра (TEC) SAR лаборатории на мобильных телефонах и 10% башни. Все трубки должны иметь свободные руки режим.
Значения SAR сильно зависят от размера объема усреднения. Без информации об объеме усреднения, используемом, сравнение между различными измерениями не может быть сделано. Таким образом, европейские рейтинги 10-граммовые должны быть сопоставлены между собой, и американские рейтинги 1-граммовые следует сравнивать только между собой. Для того, чтобы проверить SAR на мобильном телефоне, просмотрите документацию, поставляемую с телефоном, наберите * # 07 # (работает только на некоторых моделях) или посетите веб-сайт производителя.
Томограф тестирование SAR
Для получения магнитно — резонансной томографии пределы (описано в МЭК 60601-2-33 ) немного сложнее:
| Все тело SAR | Частичное тело SAR | Глава SAR | Местное SAR (а) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Кузов Регион → | все тело | обнаженное тело часть | голова | голова | хобот | конечности |
| Режим ↓ Operating | (Вт / кг) | (Вт / кг) | (Вт / кг) | (Вт / кг) | (Вт / кг) | (Вт / кг) |
| Нормальный | 2 | 2-10 (б) | 3,2 | 10 (с) | 10 | 20 |
| Первый уровень Controlled | 4 | 4-10 (б) | 3,2 | 20 (с) | 20 | 40 |
| 2-й уровень Controlled | > 4 | > (4-10) (б) | > 3,2 | > 20 (с) | > 20 | > 40 |
| Короткая продолжительность SAR | Предел SAR в течение любого 10-секундного периода не должен превышать два раз указанных значений | |||||
Примечание : время 6 минут усреднения.
(А) Локальное SAR, определяется по массе 10 г.
(Б) Предел динамически масштабируется с отношением «пациента подвергается масса / масса пациента»:
Нормальный рабочий режим: Частичное тело SAR = 10 Вт / кг — (8 Вт / кг * подвергаются масса пациента / масса пациента)
ПЕРВЫЙ УРОВЕНЬ CONTROLLED РЕЖИМ: Частичное тело SAR = 10 Вт / кг — (6 Вт / кг * подвергаются массовым пациенту / масса пациента)
(С) в тех случаях, когда орбита в области небольшой локальной катушки РЧ передачи, следует соблюдать осторожность, чтобы гарантировать, что повышение температуры ограничивается до 1 ° С.
критика
Пределы SAR , установленные законом , не считают , что человеческое тело является особенно чувствительным к пикам мощности или частоты , ответственные за эффект СВЧ слуха . Фрея сообщает , что эффект микроволнового слуха происходит со средней экспозицией плотности мощности 400 мВт / см 2 , что значительно ниже пределов SAR (в установленной правительственных постановлениях).
Заметки:
По сравнению с краткосрочной перспективой, описанными выше относительно интенсивные воздействия, для длительного воздействия окружающей среды широкой общественности существует предел 0,08 Вт / кг, усредненные по всему телу. Среднее все тело SAR 0,4 Вт / кг были выбраны как ограничение, которое обеспечивает адекватную защиту профессионального облучения. Дополнительный фактор безопасности 5 вводятся для облучения населения, давая средний все тело SAR предел 0,08 Вт / кг.
советы FCC
Руководство FCC, «Specific Absorption Rate (SAR) для сотовых телефонов: Что это значит для вас,» после того, как детализация ограничения значений SAR, предлагает следующую «нижней строке» Редакция:
«ВСЕ мобильные телефоны должны соответствовать стандарту воздействия RF ФКС, который устанавливается на уровне, значительно ниже той, при которой испытательная лаборатория указывает, и медико-биологические эксперты в целом согласны, неблагоприятные последствия для здоровья могут возникнуть. Для пользователей, имеющих отношение к адекватности этот стандарт или кто иначе хочет еще больше снизить их воздействие, наиболее эффективное средство для уменьшения воздействия является держать мобильный телефон подальше от головы и тела и использовать громкую связь или громкую аксессуар. Эти меры, как правило, имеет гораздо большее влияние на поглощении радиочастотной энергии, чем небольшая разница в САР между отдельными мобильными телефонами, которые, в любом случае, является ненадежным сравнением воздействия РЧА потребителям, учитывая переменные индивидуальное использование «.
MSBE (минимум SAR, с биологическим эффектом)
Для того, чтобы выяснить возможные преимущества и механизмы взаимодействия электромагнитных полей (ЭМП), минимальное SAR (или интенсивность), которые могут иметь биологический эффект (MSBE) будет гораздо более ценным по сравнению с изучением высоких полой интенсивности. Такие исследования могут возможно пролить свет на порогах неионизирующих радиационных эффектов и возможности клеток (например, окислительный ответ). Кроме того, более вероятно, чтобы уменьшить сложность целей ЭДС взаимодействия в клеточных культурах путем снижения мощности экспозиции, которая по меньшей мере, уменьшает общее повышение температуры. Этот параметр может отличаться в отношении рассматриваемого случая и зависит от физических и биологических условий открытой мишени.
правила FCC
В FCC правила SAR содержатся в 47 CFR 1.1307 (б), 1,1310, 2,1091, 2.1093 , а также рассмотрены в бюллетене OET № 56, « Вопросы и ответы о биологических эффектах и потенциальных опасностей радиочастотных электромагнитных полей. »
Смотрите также
- Диэлектрический нагрев
- Электромагнитное излучение и здоровье
Рекомендации
внешняя ссылка
- Удельный коэффициент поглощения (SAR) для сотовых телефонов в США Федеральной комиссии по связи (FCC)
- «Оценка согласно нормам FCC для воздействия на человека радиочастотных электромагнитных поле» (Дополнение С до OET Bulletin 65), июнь 2001 года; подробный технический документ об измерении SAR
- Электромагнитные поля и общественное здравоохранение на Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ)
- «Обновленная информация о SAR и стандартах основные требования к оценке SAR» в ETS-Lindgren сайте, апрель 2005
- Пример подробного отчета SAR с сайта FCC (для Apple , IPod Touch 4 — го поколения ); размещенных на веб — сайте 3 — й партии
- Официальные сайты SAR изготовлений
- яблоко
- Motorola
- Nokia
- Samsung
- Sony
- [1]
- Правила FCC
- ТОН Бюллетень № 56, « Вопросы и ответы о биологических эффектах и потенциальной опасности радиочастотных электромагнитных полей. »
Пользователи мобильных электронных устройств (телефонов и прочих беспроводных устройств) подвергаются в той или иной мере воздействию СВЧ-излучения. В качестве меры поглощенного тканями человеческого чела электромагнитного излучения используется т.н. удельный коэффициент поглощения (specific absorption rate — SAR) . Для разработки более безопасных устройств инженеры могут рассчитать локальные значения SAR для модели головы человека, облучаемой СВЧ-антенной, с помощью инструментов программного пакета COMSOL Multiphysics®.
Использование коэффициента SAR для характеризации поглощения СВЧ-излучения
При использовании беспроводных устройств, наше тело подвержено воздействию СВЧ-энергии от антенн, входящей в их состав. Следовательно, необходимо понимать, каковы последствия воздействия электромагнитного излучения на здоровье человека. СВЧ-энергия, проникая в живые ткани, рассеивается в виде тепла, которое наше тело способно поглотить. Количество поглощенной энергии зависит от частоты этого сигнала.
При создании прототипов СВЧ-излучаталей их разработчики должны закладывать параметры, соответствующие требованиям безопасности. Это гарантирует, что уровень воздействия излучения от таких устройств не превысит максимально допустимого значения. Для оценки степени безопасности использования таких устройств, можно измерить уровень воздействия СВЧ-излучения, создаваемого ими, посредством SAR-тестирования. Изменение SAR позволяет получить объективные показатели для определения максимальной величины электромагнитного воздействия различных устройств. Коэффициент SAR вычисляется следующим образом:
SAR=sigmafrac{mathbf {|E|} ^2} {rho}
где σ — электрическая проводимость материала, |E| — норма электрического поля (среднеквадратическая), а ρ — плотность живых тканей. Единицы измерения — ватт на килограмм (Вт/кг).
С помощью инструментов модуля Радиочастоты пакета COMSOL Multiphysics можно вычислить и проанализировать локальные значения коэффициента SAR в упрощенной модели головы и мозга человека, находящихся рядом с прямоугольной микрополосковой антенной, работающей в частотном диапазоне беспроводных сетей Wi-Fi. Такая модель позволит численно продемонстрировать процесс поглощения головой человека СВЧ-излучения, исходящего от антенны.
Визуализация распределения коэффициента SAR головы человека в приближенной модели головного мозга и напряженности электрического поля на поверзности прямоугольной микрополосковой антенны.
Моделирование облучения фантома человеческой головы СВЧ-излучением
В этой учебной модели используется CAD-геометрия человеческой головы, идентичная специальной антропометрической модели (specific anthropomorphic mannequin — SAM) головы человека, в соответствии со стандартной спецификацией IEEE, IEC и CENELEC по измерению удельного коэффициента поглощения электромагнитной энергии. Исходная геометрия была конвертирована во внутренний формат COMSOL Multiphysics с незначительными упрощениями, и для сокращения вычислительной сложности данной задачи она была уменьшена на 60%. За счет отрисовки эллипсоида была создана упрощенная форма мозга, а остальные части человеческой головы были определены как кортикальная костная ткань.
Антенна рядом с человеческой головой состоит из тонкого стоя металла, нанесенного на прямоугольную диэлектрическую подложку из FR4. На дне подложке также сделана металлизация для заземления. В интерфейсе Electromagnetic Waves, Frequency Domain (Электромагнитные волны, Частотная область) можно упрощенно представить металлические части антенны (микрополосковая линия питания, излучатель и заземление) как поверхности, задав ГУ Perfect Electric Conductor (Идеальный электрический проводник) в предположении незначительных потерь. Возбуждение задается посредством граничного условия Lumped Port, являющегося упрощенной версией ГУ Port (для возбуждения TEM-мод). В данном случае питание антенны осуществляется при помощи сосредоточенного порта с сопротивлением 50 Ом.
Для имитации испытания антенны в бесконечном свободном пространстве, фантом человеческой головы и антенна окружаются сферической воздушной областью с дополнительным слоем вдоль внешней границы, в котором используется условие Perfectly Matched Layer (PML). PML выступает в качестве «виртуальной» безэховой камеры, поглощая всю энергию волнового излучения и предотвращая ее нежелательное отражение.
Вид расчетной области: фантом человеческой головы и прямоугольная микрополосковая антенна Wi-Fi. Выделенная на втором изображении область — это PML, половина доменов скрыта с целью наглядного представления внутренней области.
И наконец, для расчета коэффициента SAR на область головы добавляется условие Specific Absorption Rate (которое доступно, начиная с релиза COMSOL 5.5). Количество поглощенной СВЧ-энергии представляется величиной коэффициента SAR (который при добавлении указанного условия становится доступен в качестве переменной постобработки) вычисляется на основе расчетного распределения электрического поля и заданной плотности и проводимости человеческой головы.
Обратите внимание на то, что в этой модели применяется допущение об однородности всех материалов. Более реалистично вещество головного мозга описано в модели Specific Absorption Rate (SAR) in the Human Brain model, в которой свойства разных типов живых тканей головы характеризуются интерполяционными функциями, основанными на импортированных данных МРТ-исследований.
Выборка областей для условия Specific Absorption Rate .
Анализ воздействия СВЧ-излучения и расчет коэффициента SAR в области головы человека
Ниже приведены графики распределения коэффициента SAR в голове человека, расположенной рядом с Wi-Fi антенной. Наибольшее значение коэффициента SAR наблюдается на поверхности, обращенной к полю падающего СВЧ-излучения. Как правило, коэффициент SAR зависит от положения антенны и диэлектрических свойств. Человеческое тело имеет разные значения диэлектрических свойств (проницаемость и проводимость), которые к тому же являются частотнозависимыми и неоднородными в пространстве. И проводимость, и диэлектрическая проницаемость тканей человеческого тела влияют на количество поглощенного излучения. Значение коэффициента SAR возрастает при увеличении резистивных потерь.
График распределения коэффициента SAR на частоте 2.45 ГГц.
В контексте данной модели также интересно оценить диаграмму направленности системы. Для многих привычно, что такая диаграмма для стандартной микрополосковой антенны должна показывать основное направление излучения сигнала — по нормали к поверхности подложки. Но ниже показаны результаты для излучаемого прямоугольной микрополосковой антенной поля (в дальней зоне), которое в данной системе искажено в силу отражения сигнала от человеческой головы.
Искаженные 2d-диаграмма направленности в плоскости xy (слева) и 3d-диаграмма направленности (справа) излучения в дальней зоне для прямоугольной микрополосковой антенны, расположенной рядом с головой человека, на частоте 2.45 ГГц. Для наглядной визуализации 3d-паттерна рядом с головой масштаб и положение на графике выше были изменены.
Таким образом, значение коэффициента SAR, которое представляет особый интерес для проектировщиков беспроводных устройств, легко получить с помощью COMSOL Multiphysics. После проведения моделирования коэффициент SAR можно также рассчитать для произвольного объема в любой части расчетной области. При создании электронных мобильных устройств, важно определить количество излучения, которое будет поглощаться человеческим телом. Пользователи программного пакета COMSOL Multiphysics и модуля Радиочастоты получают быстрый и наименее затратный метод разработки устройств в соответствии с требованиями безопасности.
Дальнейшие шаги
Для ознакомления с рассмотренной моделью по расчету SAR в человеческой голове, расположенной рядом с Wi-Fi антенной, нажмите кнопку ниже. При этом вы откроете страницу примера в Галерее моделей и приложений, в которой вы найдете подробную документацию с пошаговыми инструкциями по сборке и MPH-файл, который можно скачать при наличии действительной лицензии на программный пакет.
11 февраля 2019
Удельный коэффициент поглощения электромагнитного излучения смартфонов
Наиболее опасными по уровню излучения признаны: Xiaomi Mi A1, имеющий коэффициент SAR 1.75 ватт на килограмм. На втором месте оказался OnePlus 5T с показателем 1.63 Вт/кг, «почётное» третье место заняла модель Xiaomi Mi Max 3 с 1.55 Вт/кг.
Далее смартфоны расположились в таком порядке:
Наиболее лояльные к пользователю по излучению смартфоны: Samsung Galaxy Note 8 с результатом 0.17 Вт/кг, ZTE Axon Elite с показателем 0.17 Вт/кг и LG G7 с 0.24 Вт/кг.
Записи из этого журнала по тегу «техника»
1800 метров над землей
Один из немногих людей на земле, умеющих летать с использованием ранцевых реактивных двигателей, французский пилот Винс Реффет, принадлежащий к…
СССР качество
А щас что? Эх…..
Что еще может ваша микроволновка
Есть микроволновка? Тогда эта инфа для вас! Поддержи автора журнала! Сбербанк карта 639002729009405074 Яндекс Деньги 41001584586981…
Не грейте эти продукты в микроволновке
…
Первые в мире гонки на джетпаках
Люди как птицы, летают!
Человек — смартфон
Оригинальная инсталляция из 1139 смартфонов ZenFone 5, что помогло бы ей попасть в книгу рекордов Гиннеса!
Костюм железного человека
Это уже реальность!
Самый технологичный ресторан в мире
В ресторане под названием Hema готовят свежие морепродукты, а обслуживанием занимаются роботизированные системы. И официанты больше не нужны…
Skyway – возможное решение экологических проблем
Когда я читаю западные СМИ, то всегда завидую тому, сколько внимания там уделяется экологии. Об этом постоянно говорят, пишут, тема всегда на слуху.…
Опасные аппараты, лучше домашним телефоном пользоваться)
Голубинная почта самая безопасная)
(без темы) — dymontiger Развернуть(без темы) — lilia_69 Развернуть
Хорошо что Redmi серия наименее опасная. У меня Redmi 4A, уже снятый с производства — вполне себе доволен, и пока еще живой, вроде бы. )
в самом низу же, у меня Redmi5
(без темы) — asmol Развернуть(без темы) — sisj Развернуть(без темы) — asmol Развернуть
Страшное дело. Вона что вытворяют диэлектрики в высокочастотном электромагнитном поле. Но, положа руку на сердце, я не совсем понял как этот удельный коэфф. может влиять на биологический обьект( башку).
Да, вчера читал статью
Сяоми облажались по полной)
у меня Redmi5, в самом низу!
Надо поменьше пользоваться телефонами
Второй раз вижу эту статью…
Кто мне объяснит, что это за коэффициент такой??
Раньше как-то смотрели на мощность излучения…
я увидел на 24гаджет, решил у себя опубликовать
(без темы) — sheric_ru Развернуть(без темы) — seregalab Развернуть
у меня просто ЗТЕ Блейд А6
Samsung Galaxy Note 8
Вот мне его и надо!
Спасибо.
на здоровье! дорого только стоит он
(без темы) — lidiya_nic Развернуть(без темы) — seregalab Развернуть(без темы) — lidiya_nic Развернуть
А про Аррle : айпады, айфоны, аймаки ничего не написали?
Они же тоже вредят.
они тоже в списке же
(без темы) — lidiya_nic Развернуть(без темы) — sisj Развернуть
Мой Fly, видимо, не считается смартфоном))
Я купил шапку из фольги.
Не поможет.
Надо защитный лист из толстого свинца.
(без темы) — honzales Развернуть(без темы) — lidiya_nic Развернуть
так я не понял, надо покупать или продавать доллары сейчас?
это не по теме
(без темы) — luxs135 Развернуть(без темы) — sisj Развернуть(без темы) — luxs135 Развернуть
недавно читал, что безопасные
Все пишут то, что им выгодно)
Huawei/Honor нет в списках, а они, между прочим, на втором месте после Самсунга по объемам продаж.