低频电磁辐射检测仪方案.doc

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1、低频电磁辐射检测方案1.研究日的本研究旨在设计一种能够自动检测空间某个区域内电磁辐射的强度，并对于强辐射区具有报警提示功能的装置。2.整体思路本装置主要由接收天线、谐振选频单元、信号放大单元、整流滤波单元、数模转换单元、控制单元、液品显示器组成，整个系统结构如图1所示。首先由天线接收电磁辐射信号，进入谐振选频单元，对各频率段信号进行识别。识别厉的信号经过放大单元和整流滤波单元得到一个较为平稳的携带有某个频率电磁波的信号。再经过模数转换，得到数值信号进入控制单元计算出辐射强度输出显示在液晶显示频上。图1系统结构图3.硬件设计3.

2、1谐振选频单元采用天线作为探头來采集电磁辐射信号。将三个正交的2^10cm长的天线末端LCR振荡电路，构成信号采集器。将电磁信号分为0〜1KHZ、1K~1OOKHZ、100K〜1MHZ、1M〜100MHZ四个波段。设计四组LCR振荡电路，來接收四个频段的电磁信号。利用电压控制变容二极管的电容从而实现对各个频率电磁波的扫描。图2为谐振选频单元示意图。维电器巨一控制端继电器E—控制瑞继电器E—控制端维电器E—控制端output图2谐振选频单元3.2放大单元根据输出信号的类型选择合适的运算放人器，通过控制放大电路的参数，对信号进行合

3、理放人，便于后续处理。图3为放人单元电路示意图。Output图3放人单元3.3報流滤波单元经过放大厉的信号为正弦信号，需要对其整流滤波，得到较为平稳并携带有某重点词辐射信息的信号。幣流滤波单元如图4所示：Output3.4数模转换单元经过处理的信号需要利用A/D转换为数值信号进入单片机进行处理，计算出对应频率的辐射强度，再求和计算总强度。3.5控制单元利用单片机控制电容器两端电压的变化，对不同频率的电磁波进行连续扫描，同吋将接收到的信号进行处理，分析务个频率电磁波的辐射强度，计算齐种电磁波辐射的能量密度,最厉得到总的辐射能量密

4、度，并将辐射能量数值输出,在液品屏上显示。图4为信号处理单元示意图。—Vcc控制电容单片机信号输入GND—图5控制单元3.6显示单元显示单元主要部件是液晶显示屏，用于显示辐射强度及较高辐射区的报警。显示屏界而设计如图5所示。分别将辐射强度和辐射等级显示出來，辐射强度以辐射能最密度（单位:gW/cm2）评价，辐射等级分为优、良好、一般、轻度辐射、重度辐射五个等级。武汉科技大学电磁辐射检测仪辐射强度214.35（iW/cm2辐射等级良好图6液晶显示屏界而设计4软件设计4.1可变电容控制利用单片机编程，來控制变容二极管的电容，从而搜

5、索各个频率段的信号。控制程序流程图如图7所示：进入1号谐摭电路进入1号谐據电路进入4号谐振电路进入4号谐振电路佶号输入单片机（结束）图7可变电容控制程序流程图4.2辐射强度计算在连续扫描的过程中将每个频率得到的信号强度累加计算出总强度，然后通过标定的方法得到电磁辐射强度。5仪器标定将最后的输出信号与标准的电磁辐射检测仪进行比对，得到信号与辐射强度的单值关系，然后通过数值拟合得到两者ZI'可转化的系数，从而实现对仪器的标定。