Szacowanie maksymalnego pola elektrycznego indukowanego w ciele człowieka przez zewnętrzne pole magnetyczne

• Autorzy: Lisewski T. , Mikołajczyk A. , Abramik S.

Identyfikatory

DOI

10.5604/20830157.1194286

Warianty tytułu

EN

Assessment of the maximum electric field induced by an external magnetic field

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Oceniając ekspozycję człowieka na zewnętrzne pole magnetyczne niskich częstotliwości brane pod uwagę jest maksymalne indukowane pole elektryczne w ciele człowieka będące skutkiem pola zewnętrznego. Pole elektryczne indukowane w człowieku nie jest wielkością mierzalną, może ono być jedynie szacowane za pomocą obliczeń analitycznych lub numerycznych. W przypadku obliczeń numerycznych wyznaczona wartość maksymalna obarczona jest błędem wynikającym z dyskretyzacji modelu ciała człowieka. Błąd ten powoduje zawyżenie poziomu ekspozycji. Zalecaną przez ICNIRP metodą redukcji błędów numerycznych jest uśrednianie i rozważanie 99 centyla wartości dla danej tkanki. W przypadku lokalnych źródeł pola prowadzi to z kolei do niedoszacowania poziomu ekspozycji. Niniejszy artykuł prezentuje nową metodę eliminacji błędów numerycznych polegającą na zastosowaniu filtru dolnoprzepustowego. Przedstawiono porównanie wyników uzyskanych bezpośrednio ze środowiska symulacyjnego SEMCAD X, wyników uśrednionych standardowymi metodami oraz wyników uzyskanych po zastosowaniu nowego filtra dolnoprzepustowego.

EN

The maximum induced electric field by external low frequency magnetic fields is considered when evaluating exposure of a body to magnetic field. The induced electric field cannot be measured but can only be assessed using analytical or numerical calculations. In the case of numerical simulations results are affected by errors caused by discretization of a body model being exposed. This error causes overestimation of the exposure level. The recommended ICNIRP approach to reduce errors is to average the results over a small cubic volume, and then take into account the 99th percentile value for a specific tissue. When evaluating exposure from small or local sources taking into account the 99th percentile value leads to underestimation. This paper propose a new method of reducing numerical errors using low pass filter. There is also presented results obtained directly from the simulation platform SEMCAD X compared to averaged values, and to results obtained using the new filtering method.

Słowa kluczowe

PL

pole elektryczne; ocena ekspozycji; pole magnetyczne; SEMCAD X

EN

electric field; exposure assessment; magnetic field; SEMCAD X

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 1
• Strony: 63--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Lisewski T.

• Instytut Elektrotechniki w Gdańsku

autor

Mikołajczyk A.

• Instytut Elektrotechniki w Gdańsku

autor

Abramik S.

• Instytut Elektrotechniki w Gdańsku

Bibliografia

• [1] De Santis V., Chen X.L., Douglas M.G., Kuster N.: Issues of ICNIRP guidelines when determining compliance with LF exposure limits, Proceedings of EMC Europe Conference, September 17-21, 2012, Rome, Italy, 1–4.
• [2] Electromagnetic/thermal simulation platform. SEMCAD-X V.14.8, 2013, [Online]. Available: http://semcad.com
• [3] ICNIRP Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric, Magnetic and Electromagnetic Fields (1 Hz – 100 kHz), Health Physics 99(6), 2010, 818–836.
• [4] Kuzuoglu Mustafa, Ozgun Ozlem: Reduction of the Staircasing Error in Finite Methods by Using Transformation Media, Progress In Electromagnetics Research Symposium Proceedings, Moscow, Russia 2012.
• [5] Laakso I., Hirata A.: Reducing the staircasing error in computational dosimetry of low-frequency electromagnetic fields, Physics in Medicine and Biology, vol. 57, no. 4, N25–N34.
• [6] Tian Xiao, Qing Huo Liu: A Staggered Upwind Embedded Boundary (SUEB) Method to Eliminate the FDTD Staircasing Error, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 52, no. 3, March 2004.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.