Создание безопасных условий труда по электромагнитным параметрам

🕛 22.05.2009, 14:14

Правильно выбранный компьютер, обеспеченный гигиеническим сертификатом, позволяет существенно уменьшить возможные последствия от потенциального воздействия электромагнитных полей. В то же время следует придерживаться определенных правил организации рабочего места и при необходимости применять защитные меры, чтобы риск воздействия ЭМП свести к минимуму.

Сравнительный анализ мониторов по электромагнитным излучениям

Для суждения об уровне безопасности предлагаемых на рынке компьютеров укажем, что подавляющее большинство современных мониторов имеют маркировку Low Radiation, которая означает, что они обладают низким излучением. Наиболее безопасными являются дисплеи со встроенным защитным экраном, на который замыкается дополнительный металлический внутренний корпус. Это позволяет уменьшить электрическое и электростатическое поля до фоновых значений уже на расстоянии 5-7 см от корпуса, а в сочетании с системой компенсации магнитного поля такая конструкция обеспечивает максимальную безопасность для пользователя.
Приведем взятый из [8] список зарубежных фирм, мониторы которых удовлетворяют требованиям стандарта MPR II по УРОВНЮ электромагнитных излучений:
Асег ETC MAG Radius
ADI GVC MaxTech Sampo
AOS Huindai Mitsubishi Samsung
Apple IBM Nanao Samtron
Compaq liyama NEC Sigma
Cornestone Ikegami Nokia Smile
CTX KDS Optiquest Sony
Daewoo Kenitec Packard Bell Sceptie
Darius KPC Panasonic TVM
Digital LG Electr Philips View Sonic
Delta Socos Liberty Princeton ZDS
Представленные далее модели мониторов с указанием фирм производителей прошли сертификацию на стандарт ТСО 92. Напомним, что его требования жестче, чем MPR II, в частности, Е< 10 В/м в диапазоне 5 Гц - 2 кГц и Е< 1 В/м в диапазоне 2 - 400 кГц на расстоянии 0,3 м от центра экрана и 0,5 м вокруг монитора в отличие от 25 и 2,5 В/м на расстоянии 0,5 м вокруг монитора в стандарте MPR II.
ADI Systems - Microskan 5V,
Apple Computer - Apple Vision 1710,
Compaq Computer - V70,
CTX International - PR700,
EISO Nanao Technologies - FlexScan TX-C75, T2-17TS,
LG Electronics - модели категории "Т",
MAG Technology - MXP17F,
Nokia Display Products - Multigraph 447Xav, 447Xi,
Panasonic Computer Peripherial - PanaSync SI7, 17MM, TX-T1563, TX-T1562F, TX-D1734, TX-D1734F,
Philips - Brilliance 17A,
Samsung Electronics,
Sceptre Technologies - CL- 617GL+,
Sony Electronics - Multiscan 17se, 2, 15, 17, 20sf 2, 100SF,
ViewSonic - 15GS, 17PS, PT770, PT810, PT813 Professional Series.
Результаты тестирования, а также время и место его проведения (название лаборатории) указываются в сертификате, копии которого должны быть у продавца.
На российском рынке для домашнего пользования и для различных организаций в настоящее время имеются мониторы, не удовлетворяющие принятым международным стандартам, так как они изготовлены с нарушением технологии либо куплены во времена, когда проблеме безопасности не уделялось должного внимания, и поэтому не соответствуют как международным, так и российским нормам по показателям ЭМИ. Таких мониторов очень много. В частности, по данным Шведского национального института радиационной защиты по состоянию на 1995 год, только 18 % наиболее распространенных моделей компьютеров полностью удовлетворяло требованиям стандарта ТСО 92.
Результаты экспертизы 50 мониторов, которую провел Российский центр электромагнитной безопасности, свидетельствуют о том, что лишь 15 % из них удовлетворяют положениям шведских стандартов и при правильной компоновке рабочего места не требуют применения защитных средств. Частично удовлетворяет стандартам MPR II 1990:10 или ТСО 92 лишь 31 %, что предполагает необходимость использования средств защиты, правильную организацию рабочего места и режима работы пользователей. Оставшиеся 54 % мониторов полностью не соответствуют общепринятым международным нормам по электромагнитной безопасности и требуют безусловной защиты пользователя и окружающих. Излучение распространяется по всем направлениям, и зона, в которой превышаются значения шведских стандартов, может достигать в радиусе 2,5 м.
Таким образом, у более 80 % обследованных мониторов ПК, поставленных в Россию в период с 1991 по 1995 год, уровень вредного влияния излучений на организм человека превышал установленные международные нормы, и требовалось доосна-щение их специальными защитными средствами.

Основные принципы уменьшения ЭМИ на рабочем месте

Даже при наличии сертификата и несмотря на то, что параметры излучения для современных компьютеров в основном находятся в пределах допустимых значений, сам факт наличия МИ диктует необходимость перед эксплуатацией нового компьютера проверить его электромагнитные характеристики на пабочем месте и в случае обнаружения'повышенных уровней установить специальные защитные фильтры или экраны.
Эффект экранирования связан с тем, что в проводящем материале переменное ЭМП наводит в толще экрана вихревые токи, магнитное поле которых направлено противоположно воздействующему полю, вследствие чего результирующее поле очень быстро убывает в экране, проникая в него на незначительную глубину. На практике при выборе толщины экрана обычно пользуются выражением, характеризующим глубину проникновения поля 8 при его уменьшении в 100 раз:

delta=sqrt(2/(omega*mu*gamma)) = 1/sqrt(pi*f*mu*gamma),

где omega - угловая частота, omega = 2pi*f где f - круговая частота, Гц;
mu - магнитная проницаемость материала экрана, Гн/м;
gamma - электрическая проводимость материала экрана, См/м.

Глубина проникновения ЭМП высоких частот очень мала и для меди, например, составляет десятые доли миллиметра. Эта формула справедлива для сплошного экрана. Но использование сплошного экрана, ослабив ЭМП, в то же время преградит путь световому потоку. Поэтому для снижения уровня излучения от экрана монитора применяют сетчатые экраны, обладающие худшими экранирующими свойствами по сравнению со сплошными, но позволяющие ослабить плотность потока мощности на 20-30 дБ (в 100-1000 раз). В современных мониторах подобные экранирующие фильтры используются в качестве конструктивного элемента компьютера.
В любом случае, вне зависимости от качества монитора, для уменьшения уровня электромагнитного излучения на рабочем месте необходимо находиться на таком расстоянии от него, чтобы интенсивность поля была минимальной. Для этого достаточно располагаться от экрана на расстоянии вытянутой руки, т. е. 70-80 см. Это объясняется тем, что пользователь находится у источника ЭМИ, которым является компьютер, в* так называемой ближней зоне, или зоне индукции, которая определяется соотношением R<lamda/2pi, где R- расстояние от источника, lamda - длина волны, а в этой зоне магнитная составляющая поля убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника (H=R-2), электрическая же составляющая поля убывает еще быстрее - обратно пропорционально кубу расстояния от источника (Е= R-3).
Измеренные значения напряженности электрического поля и магнитной индукции на расстоянии 50 см от экрана компьютера выпуска 1995 года и позже находятся обычно в норме, а от боковой и задней поверхности интенсивность магнитного поля нередко превышает допустимые значения в диапазоне частот 5-2000 Гц. Источником этого поля является высоковольтный строчный трансформатор, который помещается в задней или боковой части компьютера, причем стенка корпуса (если это не предусмотрено позднейшими модификациями) не экранирует излучения. Поэтому при наличии нескольких компьютеров в одном помещении расстояние между тыльной поверхностью одного видеомонитора и экраном другого должно быть не менее 2 метров, а между боковыми поверхностями - не менее 1,2 метра. Такая дистанция исключает также взаимное воздействие компьютеров друг на друга. Из соображений безопасности рекомендуется компьютеры располагать по периметру помещения вдоль стен, а не один за другим.

Защитные фильтры

Как уже отмечалось, наиболее распространенным средством для уменьшения интенсивности излучения является установка на экран монитора защитных фильтров. При этом следует иметь в виду, что их установка может обеспечить снижение уровня облучения только перед экраном видеотерминала. Уровни ЭМИ сбоку от корпуса и у задней стенки остаются на том же уровне. Кроме того, каждый фильтр имеет свои защитные свойства и свои светотехнические характеристики, поэтому их выбор зависит от желаемого эффекта защиты.
Защитные фильтры представляют собой оптически прозрачную панель, которая жестко закрепляется на корпусе компьютера с помощью кронштейна поверх экрана дисплея. На панель нанесен тонкий проводящий слой, заземление которого позволяет подавить ЭМИ, исходящие от экрана дисплея в осевом направлении. Помимо этого выбором специального материала подложки и проводящего слоя можно в значительной степени бить (а зачастую и полностью подавить) оптические излу-ения в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.
В общем случае защитные фильтры, кроме защиты от элек-остатического воздействия, подавляют появляющиеся на стеклянных элементах видеомонитора от осветительных приборов или от солнечных лучей блики, которые при длительном воздействии могут поражать зрение оператора, а также уменьшают общую яркость дисплея (при этом детали изображения с малой яркостью прекрасно видны, поскольку общая контрастность увеличивается, а краски изображения становятся более сочными, так как защитный экран поглощает фоновый серый цвет).
Не все защитные фильтры обеспечивают весь комплекс защитных мер. В частности, защита от электромагнитного воздействия обеспечивается только фильтрами с электропроводящей поверхностью. Кроме того, защитные экраны разных типов и разных фирм-изготовителей защищают с разной степенью эффективности и надежности. Рассмотрим более подробно конструктивные особенности применяемых на практике фильтров.
В зависимости от конструкции защитные фильтры можно разделить на следующие группы: пленочные, сетчатые, стеклянные, смешанного типа.
Пленочные фильтры изготавливают на основе тонкой прозрачной подложки - стеклянной или из синтетического материала (например, из акрила). Из пленочных фильтров наиболее распространенными в России являются фильтры фирмы Polaroid марки СР-50, которые обладают хорошими оптическими свойствами (повышают контрастность и четкость изображения, подавляют блики и мерцание экрана), но не защищают от электромагнитных и электростатических полей, хотя практически полностью поглощают ультрафиолетовое излучение и снижают уровень рентгеновского излучения. Кроме того, покрытия поляризационных фильтров выполняются на основе полиэфирных смол и недостаточно долговечны и прочны, что часто приводит к их физическому старению и разрушению.
Стеклянные фильтры азиатского производства (Defender, Megastar, Sepoms) не обладают защитными функциями от ЭМП. Для улучшения экранирующих качеств на стеклянную подложку чаще всего наносится тонкая металлическая пленка. При заземлении такого фильтра обеспечиваются полное электростатическое экранирование, высокая степень ослабления электромагнитных излучений, особенно в диапазоне высоких частот. Кроме того, стеклянные фильтры с металлической пленкой практически непрозрачны для мягкого рентгеновского излучения и существенно ослабляют излучения в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. Качество фильтров зависит от материала покрытия, технологии нанесения, количества наносимых слоев, что отражается на характеристиках фильтров различных фирм-изготовителей.
Широко распространенной группой защитных фильтров являются сетчатые фильтры, изготовленные чаще всего на основе медной проволоки с покрытием матового цвета. Эффективность этих фильтров зависит от частоты сетки. Однако слишком плотная сетка, улучшающая защиту от ЭМП, одновременно ухудшает визуальное восприятие, так как ослабляются четкость и контрастность изображения. Поэтому, чтобы компенсировать потери светового потока, приходится увеличивать яркость изображения на дисплее, что может приводить к сокращению срока службы ЭЛТ. Практически все модели создают муаровый эффект (изображение "плывет" по экрану).
Наиболее оптимальным сочетанием защитных свойств от воздействия ЭМП и благоприятных оптических характеристик обладают фильтры смешанного типа, которые изготавливаются из специальных сортов стекла, легированного атомами тяжелых металлов. Имея сложную многослойную структуру, эти фильтры обеспечивают практически полную защиту от всех вредных воздействий монитора и относятся к классу Total Shield ("Полная защита"). Они характеризуются очень низким коэффициентом отражения (менее 1 %), поэтому практически не дают бликов, повышают контрастность изображения в 1,5-2 раза, обладают высоким коэффициентом экранирования электростатического (99,5 %) и электромагнитных полей (95~99 %), в том числе низкочастотного поля (менее 1000 Гц), а также успешно поглощают ультрафиолетовое (98-99 %) и мягкое рентгеновское излучения (95 %).
В частности, высокоэффективные фильтры австрийской фирмы Ergostar выполняются из четырехслойного кристаллического стекла с двухсторонним отражающим износостойким покрытием. Они полностью снимают рассеянное отражение, блики и мерцания экрана и поглощают до 99 % излучения монитора. В России находят также применение подобные защитные фильтры Polaroid CD - Workstation (США), Xenium (Италия), Unus (Тайвань) и др. Однако стоят они довольно дорого.
Разумной альтернативой импортным защитным фильтрам являются отечественные фильтры "Эргон" и изделия фирмы "Русский щит", которые сравнимы по своим показателям с продукцией перечисленных выше фирм и соответствуют классу Total Shield. Следует отметить, что изделия "Русского щита" сертифицированы Госстандартом, аттестованы Научно-исследовательским центром эргономики средств отображения, Шведским институтом защиты от излучений и рекомендованы НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН РФ к применению.
Сравнение различных фильтров класса Total Shield показывает, что все они обеспечивают надежную защиту от излучений и статического поля, поэтому при выборе предпочтение следует отдавать экранам с большей степенью прозрачности (чтобы не увеличивать яркость и не усиливать интенсивность излучения) и с максимальным устранением бликов.
Представляют интерес новые модели защитных фильтров, предназначенные также для "упрятывания" информации, индуцируемой на экране, от "чужих глаз". Английская фирма ЗМ UKPlc, являющаяся дочерним предприятием американской фирмы ЗМ, выпустила такие модели фильтров, которые обеспечивают возможность прочтения информации с экрана только в том случае, если вы находитесь прямо перед ним. Это фильтры PF 50 для портативного компьютера (масса 450 г) и PF 450 для настольного компьютера. Они поглощают до 99 % излучения монитора и могут уменьшать блики.
Специальная модель Ergostar TOP Secret с особым напылением также делает информацию на мониторе видимой только для оператора. Такие фильтры обычно используются в операционных системах банков, в секретных подразделениях различных организаций и в других подобных структурах.

Жидкокристаллические мониторы

Альтернативным направлением по существенному уменьшению электромагнитных излучений является применение жидкокристаллических дисплеев взамен мониторов на электроннолучевой трубке. В настоящее время ЖК-дисплеи являются составной частью портативных компьютеров, хотя они стали применяться и в настольных ПК. Потребляя значительно меньше энергии, чем их электронно-лучевые аналоги, ЖК-мониторы имеют и гораздо меньший по мощности и спектру букет излучений, причем основная его часть приходится на видимый свет. У компьютеров с ЖК-дисплеями есть и другие преимущества: плоская поверхность дисплея позволяет избежать искривления линий, мерцание ЖК-дисплея значительно меньше, чем у электронно-лучевой трубки, поэтому нагрузка на зрение пользователя тоже ниже; ЖК-мониторы удобно использовать в условиях высокой запыленности воздуха или, наоборот, в помещениях с повышенными требованиями к чистоте, поскольку они не накапливают вокруг себя пыль, которую усердно собирают ЭЛТ благодаря электростатическому полю.
Последние модели ЖК-дисплеев таких фирм, как Toshiba, Sharp, Hitachi, Matsushita и другие, по функциональным параметрам мало уступают дисплеям на ЭЛТ (диагональ экрана - 21 дюйм, угол обзора - 140 ° по горизонтали и 110 ° по вертикали, разрешающая способность доходит до 1280x1024 с количеством цветов до 18,7 миллионов). Однако такие модели пока стоят в 10 раз дороже обычных мониторов. Поэтому компьютеры с ЖК-дисплеями используются прежде всего в ответственных областях: в аэронавтике, в медицинских системах, в финансовой сфере и др. В то же время они находят применение у журналистов, бизнесменов и у различных специалистов, которым приходится работать в дороге, на конференциях и в других не очень приспособленных для этого местах, где мобильный портативный компьютер типа Notebook на базе ЖК-дисплея незаменим.
Поскольку работа с мобильным компьютером большей частью является временной, то о профессиональном воздействии ЭМИ на пользователя говорить не совсем правомерно, тем более, как уже отмечалось, интенсивность электромагнитных излучений у ЖК-дисплеев значительно слабее, чем у ЭЛТ дисплеев. Однако следует иметь в виду, что в процессе тестирования ЖК-монитора с блоком питания было зафиксировано 10 %-ное превышение норм MPR II и почти двукратное превышение норм ТСО 95 в низкочастотном диапазоне, включающем промышленную частоту 50 Гц [8]. Магнитное поле на данной частоте считается наиболее вредным по канцерогенным показателям, к тому же Notebook во время работы часто находится на коленях вблизи от уязвимых органов. Поэтому целесообразно при работе блок питания располагать на расстоянии не менее 1 м от пользователя, а наиболее безопасным для пользователя, конечно, является питание от аккумулятора.
В то же время испытания компьютеров типа Notebook, проведенные в испытательном центре "Элита", аккредитованном Госстандартом России, показали, что значительная часть продаваемых и эксплуатируемых в России устройств не удовлетворяет современным требованиям безопасности для здоровья пользователей по визуальным параметрам. В частности, у дисплеев Notebook старых моделей достаточно мал угол обзора как в вертикальной, так и горизонтальной плоскостях, что создает дискомфорт в работе. Часто приходится затрачивать значительные усилия для того, чтобы найти положение, при котором изображение на экране обладало бы удовлетворительным качеством. Кроме того, качество изображения сильно зависит от положения и мощности источника освещения. Снизить или устранить зрительное утомление при работе с Notebook можно правильным выбором источника освещения (местного или общего), расположения рабочих материалов, режима воспроизведения изображения на экране. Важным является вид освещения при выборе типа жидкокристаллического экрана Notebook, а именно: при люминесцентном освещении более предпочтительны пассивные экраны, а экраны на активной матрице более комфортны при освещении лампами накаливания.
Особенности обеспечения требуемых визуальных параметров ПЭВМ рассмотрены в следующем разделе.