電磁輻射及其危害
電磁輻射是一種從內向外以電磁波形式釋放能量的現象,它是現代社會的新污染源。我們生活中無時無刻不在受到電磁輻射的影響,如手機、電視、電腦、軍事上的雷達等等??梢赃@樣說,只要有電氣設備,就存在電磁輻射,其區(qū)別只是在于輻射的電磁波頻率和強度不同罷了,且頻率不同的電磁輻射對人體的影響也有所不同。
電磁輻射危害大
目前,隨著電腦使用率的迅速增長,長時間坐在電腦前工作的人也越來越多,其中不少朋友出現了頭痛、心悸、心動過緩、乏力、免疫功能下降等癥狀,嚴重的還出現記憶力減退、容易激動及失眠等癥狀,而這些或多或少都有電磁輻射的“功勞”。由于電磁輻射對人體的影響是一個長期的過程,只有極少數強度較大的場合才會在短期內對人體造成明顯影響(如雷達站、超高壓變電站附近等),因此養(yǎng)成良好的使用習慣更有利于保持身體健康,如長時間使用電腦時,每隔半小時休息一下,活動一下手和頸背等等。
計算機的電磁輻射
CRT顯示器,最大的輻射源!
說到計算機的電磁輻射,CRT顯示器最為嚴重。眾所周知,CRT顯示器通過電子槍發(fā)射電子束實現畫面顯示,而對外發(fā)射電子本身就會產生嚴重的電磁輻射,盡管厚厚的含鉛玻璃屏幕可在一定程度上阻隔輻射,但仍然有不少電子穿透阻隔層而直接照射到用戶身上。
按照物理學的定義,來自CRT顯示器的輻射主要分為光輻射、低能X射線、無線電場、靜電場和低頻電磁場。其中對人體健康損害最嚴重的是低頻電場,它主要由顯示器的電源部分(高壓包)和垂直/水平掃描電場所產生,電磁場頻率在5Hz~400Hz之間。
對于顯示器的低頻電磁場,廠商們主要采取兩種方法來解決,第一種是針對顯示器使用的高壓電源,通過補償線圈對其低頻電磁場進行抑制,這種方法的作用比較有限;第二種是加強顯示器的屏蔽設計,即對從顯示屏方向發(fā)射的電磁輻射,使用含鉛的玻璃屏幕將它“攔截”。目前絕大多數CRT產品均采用了這種方法。
不過,含鉛玻璃屏幕只能阻擋顯示器正面的輻射,對左右兩側、后面、頂部等部位的輻射就無能為力了。事實上CRT顯示器低頻電磁輻射強弱分布是:顯示器背部最強,其次是左右兩側,屏幕正面最弱。以前,廠商一般采用金屬屏蔽罩來解決背部的輻射問題,這個金屬屏蔽罩將整個顯示器背面嚴嚴實實包裹起來,然后再蓋上塑料外殼。這樣處理的好處是:低頻電磁輻射基本上都能被有效地屏蔽,即使有少許外泄也微不足道。由于成本的原因,這種金屬屏蔽罩在目前低端的CRT顯示器上已難覓行蹤。
我們可以看到此款CRT顯示器采用全金屬屏蔽罩
在所有的計算機產品中,針對CRT顯示器的輻射標準是最嚴格的,從最早的MPR-Ⅱ、TCO’92,再到TCO’95、TCO’99,直至現在的TCO’03標準,都對顯示器的電磁輻射標準作了明確的限制,而且越來越嚴格。
LCD的電磁輻射真的為“零”嗎?
和CRT相比,LCD的電磁輻射要小得多,這主要是因為LCD的工作方式與CRT有很大區(qū)別,LCD內部既沒有高壓電子槍,也不會因為粒子撞擊而產生射線,但這并不代表LCD的電磁輻射等于“零”。LCD的背光系統(tǒng)需要一個高壓電源來驅動,這也成為了LCD中最大的電磁輻射源。不過,LCD中的高壓電源在背光源點亮后會迅速將電壓降到較低的水準,因此工作中的LCD的電磁輻射是微乎其微的。另外,一些大牌廠商仍在LCD中采用了金屬屏蔽罩設計。
主機的電磁輻射不可輕視
除顯示器之外,電腦的另一大輻射源就是主機了。主機的電磁輻射來自于內部的眾多配件,如電源、主板、內存、顯卡等。它們在高頻工作時會產生強烈的電磁輻射(主要集中在超短波波段),如果不加任何防護措施對人體的影響也很大,好在機箱的金屬外殼對電磁輻射能起到一定的屏蔽作用。不同材料、不同設計、不同制造工藝的機箱,其防輻射能力并不相同,如果設計不合理,主機外泄的電磁輻射仍會超標。
機箱在設計時都會考慮到防電磁輻射的問題。通過3C認證的機箱,在正常使用時并不存在電磁輻射超標的問題。但是某些用戶私自改變了機箱原有的防輻射設計,情況就不一樣了。比如,不少DIY玩家熱衷于將側板切割出一個特定形狀的孔,并鑲嵌亞克力材質的透明塑料板,然后在機箱內部裝上漂亮的燈管,制作個性化機箱。雖然這樣做在視覺上賞心悅目,但用戶也將長時間暴露在電磁輻射的環(huán)境中。
對防電磁輻射而言,機箱的材料至關重要。目前市場上的機箱產品基本上都是采用鍍鋅鋼板。根據鍍鋅方式、生產工藝以及鍍鋅量的不同,鍍鋅鋼板主要分為熱浸鍍鋅鋼板和電解鍍鋅鋼板。由于生產工藝不同,這兩種鋼板的特性存在較大差異:熱浸鍍鋅鋼板的鍍鋅量可以達到每平方米45g以上,而電解鍍鋅鋼板的鍍鋅量每平方米只有20g左右。鍍鋅量將直接影響到鋼板的防輻射及抗氧化能力。因此熱浸鍍鋅鋼板對電磁波尤其是對低頻電磁波具有更強的吸附性,同時具有更好的散熱性和導電性,可有效地屏蔽高頻電磁波。
采用熱浸鍍鋅鋼板的機箱內部
通常,一款優(yōu)質機箱內部所有的部件和外殼均不進行噴漆處理,因為油漆中含有樹脂成分,它會氧化板材并減弱機箱的防輻射能力和導熱能力。當然,高檔的機箱會在鋼板的表面通過特殊工藝鍍上一層鋅,鋅層越厚,防輻射能力越強。
材料僅是防輻射要求的基本方面,在實際的電磁輻射屏蔽中,屏蔽效果在很大程度上取決于機箱的物理結構。機箱上的接縫以及開口都是電磁波的泄漏點,而且穿過機箱的電纜也是造成屏蔽效能下降的主要原因。
通常解決機箱縫隙電磁泄漏的方法是在縫隙處用電磁密封襯墊(注:電磁密封襯墊是一種導電的彈性材料,它能夠保持縫隙處的導電連續(xù)性)。這方面主要體現在機箱面板、前置接口、后側擋板以及其他所有存在任何接縫的地方,劣質機箱與優(yōu)質機箱在這方面差異很大。前者的接縫處通常不很嚴密,設計、制造過程中都沒有通過輻射實驗室進行嚴格檢測,電磁輻射外泄情況嚴重,尤其是在前置接口方面,電磁輻射很容易直接影響用戶的健康。為保證機箱的高密合度,真正做到讓電磁輻射無處可逃,必須要采用高精密度模具,使模具尺寸恰到好處,這一點沒有深厚的模具設計水平和強大的制造背景是很難達到的。[!--empirenews.page--]
機箱上的EMI彈片
此外,EMI(Electro MagneticInterference,電磁干擾)彈片設計的優(yōu)劣也影響著一款機箱防輻射的性能。比如一些品牌機箱的基座、前板、頂蓋、后板邊均有防EMI彈點設計,并根據材料厚度的不同來確定相鄰彈點的間距,與內部機構密切結合,保證了較高的防輻射能力。由于散熱、安裝按鈕、開關等原因,幾乎所有的機箱都會在背后、側板、前面板下方等區(qū)域開圓形、正方形或矩形的孔洞。但這些孔并不是一個挖空的大洞,而是由許多小圓孔或小多邊形孔組合而成,這些孔的孔徑應小于電磁波長的1/30,否則難以兼顧機箱散熱和防止輻射兩方面的需要。另外,要注意孔的方向,以保證渦流能在材料中均勻分布。
為了減少輻射,一般情況下可以對開孔進行屏蔽。目前桌式PC屏蔽材料大致采用下面兩種:
(1)一種是金屬絲網。金屬絲網是通過對金屬薄板切縫,再整體拉伸而制成的。金屬絲網通風量大,成本低,是目前通風孔屏蔽(家用電腦)主要采用的一種方法。但這種材料的最大缺點是高頻性能較差,尤其對高于500MHz以上的電磁波幾乎不起屏蔽作用,因此已不能滿足現代電子設備的屏蔽要求。
(2)另一種是打孔金屬板。打孔金屬板是在金屬板上采用數控鉆床打出通風孔陣而制成的,是目前各類設備,尤其是家用電腦機箱應用最多的一種通風屏蔽形式,它所具有的優(yōu)點與金屬絲網相同。這種材料的缺點仍然是高頻性能較差,其屏蔽效能隨頻率的增加而快速下降,從而大大限制了打孔金屬板的使用范圍。
此外,接地屏蔽也是機箱防輻射的重要一環(huán),只要在機箱內部形成良好的接地回路,就可以讓電磁輻射消失在無形之中,像USB設備等主要輻射配件應該得到完好的電磁回路保護。總之,機箱防電磁輻射的要訣就是“絕對密封”,唯有在材料、制造工藝各方面因素的緊密配合下,才能夠生產出具有優(yōu)異防輻射效能的機箱,而關注健康的用戶在購買產品時理應將這個問題作為衡量機箱產品優(yōu)劣的首要標準。
寫在最后
目前,國內對電子產品的輻射有了嚴格的規(guī)定,如強制執(zhí)行的3C認證就是其中之一,但該標準對于零售的機箱產品是無效的(機箱本身并不是輻射源),而且從實際情況來看,要在電腦設計中完全杜絕輻射并不現實。因此作為用戶,我們可以購買通過TCO認證的顯示器、選擇大品牌廠商的機箱或一些特殊的專業(yè)防輻射產品來避免電磁輻射問題。盡管電磁輻射無時不在、無處不在,但只要掌握足夠的輻射知識和計算機的正確使用方法,我們完全不用為計算機的電磁輻射感到恐慌。