IEEE标准C95.1-2005概述

DANIEL D. HOOLIHAN
Hoolihan EMC Consulting
Lindstrom, Minnesota USA
前言
新版本的电气与电子工程学会（IEEE）标准C95.1于2006年初发布，已被使用了将近一年的时间。

新标准是对1999年版C95.1和2004年修订版的修正。

它包括因暴露于3KHz-300GHz频率范围内电场，磁场和电磁场而对人体造成的不良健康影响的防护建议。

这些建议用于防护来自于电刺激和组织/全身受热的危害。

该标准共有238页，但是标准的主要内容在最初的29页。

其余的是七个附件，包括44页有关射频暴露等级的文献总结，76页文献数据库，含有1143个参考文献，以及参考了144个文件的10页文献目录。

参考文献
该标准中有三个参考文献：
IEEE标准C95.3?-2002，IEEE建议的有关人体暴露于100kHz-300GHz射频电磁场的测量与计算操作。

IEEE标准C95.6?-2002，人体暴露于0～3KHz电磁场的安全等级IEEE标准。

IEEE标准C95.7?-2005，IEEE建议的3KHz～300GHz射频安全项目操作。

定义
该标准中使用了81个定义。

它们包括如下术语：不良健康影响，慢性暴露，既成影响，局部暴露，非均匀场，基强度，空间平均值，强度-时间关系曲线和热效应。

关键首字母缩写词和缩略语
该标准的关键首字母缩写词和缩略语包括：
●ANSI—美国国家标准学会
●BR（基本限值）。

考虑到适当的安全因素，基于不良健康影响的暴露限值，用下列术语表述，原位电场（3KHz～5MHz），比吸收率（100KHz～3GHz）或者入射功率密度（3～300GHz）。

●ICES—国际电气安全委员会
●ICNIRP—国际非电离辐射防护委员会
●IEC—国际电工委员会
●IEEE—电气与电子工程学会
●MPE（最大容许暴露）。

电场或者磁场强度的最大均方根或者峰值，它们的平方值，或者这些场的平面波等效功率密度，或者人体被暴露时的感应或者接触电流（没有对健康造成不良影响，且具有可接受的安全限度）。

最大容许暴露从基本限值（感应电场，比吸收率或者功率密度）导出或者预测出。

如果暴露被证明低于基本限值，则可以超过最大容许暴露。

最大容许暴露有时被称为参考值，导出限值，或者调查限值。

●RF—射频
●SAR（比吸收率）。

给定密度（ρ）的一个体积元（dV）内质量增量（dm）吸收（或者溶解）的能量增量（dW）的时间导数。

比吸收率的单位是瓦特/千克。

建议
该标准的建议部分分为八个部分；我们将分别来看一看这八部分内容。

标准的该部分内容含有总结基本限值和最大容许暴露的建议限值的图表。

第一部分为“3KHz-5MHz频率范围内的基本限值和最大容许暴露”。

它主要包括原位电场的基本限值，磁场（包括交变磁场中的均匀和非均匀暴露）的最大容许暴露，外部电场的最大容许暴露，以及接触和感应电流的限值。

该部分的表2明确了公众的磁场暴露等级低于163～182安培/米的范围。

第二部分探讨了100KHz-3GHz频率范围内的基本限值和最大容许暴露。

包括全身暴露和局部暴露的基本限值。

该部分还评价并推荐了100KHz-110MHz频率范围内的接触和感应电流限值。

恰恰在该部分出现了最流行的图表；最流行的意思是指它们也出现在其他与射频对健康造成的影响有关的文献中。

比如，表9（表1下）显示了行动水平（当没有射频安全项目时公众的最大容许暴露）。

它从电场强度（V/m），磁场强度（A/m），均方根功率密度（W/m2）
和时间（分钟）方面规定了最大容许暴露。

这一概念在图4（图1下）中用图表的形式表示出来了。

表9和图4都显示了在100～400MHz频率范围内等同于2瓦特/平方米的27.5伏特/米的最大容许暴露水平。

在2GHz处2瓦特/平方米上升至10瓦特/平方米，并维持在该水平直到100GHz。

3～300GHz频率范围内的基本限值包含在该标准的建议部分的第三部分（4.3）。

该基本限值是防护加热引起的不良影响的入射功率密度。

它们是考虑到不良影响阈值，在人群中的分布和安全因素而导出的。

这些基本限值与表8和表9中所示的相应最大容许暴露是一样的，它们适用于所有的人体暴露。

100KHz～300GHz频率范围及该范围内的最大容许暴露建议包含在本标准的第四部分。

鉴于确定暴露是否与基本限值相符的困难，为方便着想，本标准提供了导出限值，见表8和9。

比如，在100～300MHz频率范围内，可控环境的最大容许暴露对于均方根电场强度来说是61.4伏特/米。

接触电压的问题在第五部分得以阐述。

该部分建议0.1～100MHz频率范围内接触电压的建议限值用来防护射频灼伤。

最大建议开路电压是140伏特（均方根），在与身体接触的任何两点间进行测定。

第六部分（4.6）阐述了对局部暴露的功率密度最大容许暴露的松弛。

该部分解释了松弛的基本原理并介绍了松弛的使用。

表8和表9所示的对于局部暴露的一般松弛值大约是全身空间平均值的20倍。

评估是否符合标准C95.1的过程见C95.1建议部分的第七部分（4.7）。

符合标准的话，理想情况下，应该包括这样的测定：没有超过基本限值。

通常来说，这意味着全身平均值和局部比吸收率分别不超过0.4瓦特/千克和10瓦特/千克。

在实际中，通过测量或者分析来确定相应的最大容许暴露值，以此来达到符合标准的目的。

对于测量来说，需要参考IEEE标准C95.3-2002。

建议的最后一部分讨论了射频安全项目的建立。

由于有可能接触到超过标准的最低限（行动水平）的射频场，电流和/或者电压，诸如IEEE标准C95.7-2005内详细说明的那种射频安全项目就应该被执行，来保证在可控环境内，人们接受的暴露不超过最大容许暴露或者基本限值。

附件
附件A探讨了对IEEE标准C95.1早期版本的最新修订。

附件A和标准C95.1的所有附件都为信息附件，这意味着它们仅仅是用来提供信息的，而无需符合或遵守该标准。

附件B总结了对人体造成不良影响的射频辐射等级方面的大量文献。

它包含44页文件，涉及到多种类型的出版物。

按照执行综合报告的部分说法，“这是对有关射频生物影响的广泛文献的综述，包含1300多种主要的同行评审的出版物，有的早在1950年就发表了，揭示了所有与热力相关的对健康造成的不良影响（不包括B.2.4讨论的电刺激）”。

附件C发展并解释了对于射频能量对健康的影响的建议背后的基本原理。

对于既成的不良影响而言，全身平均比吸收率的阈值4瓦特/千克与1999年版的C95.1保持一致。

这一水平是基于如下规定而定的：实验室动物（包括非人类的灵长类动物）正在进行的行为被破坏的阈值可能会给人类带来潜在的不良影响。

附件D是一个短的附件，只有10页，涉及到射频影响实际应用的实例。

附件E是术语表，包括如下16个术语：电导率、电流密度、分贝、负载因子、电场强度、电磁场、电磁能量、能量密度（电磁场）、磁场强度、磁感应强度、穿透深度、渗透率、介电常数、均方根值（周期函数）和波长。

附件F含有标准C95.1-2005引用的国际电磁场项目（IEEE/WHO）数据库的文件。

它一共有76页，参考了1143个文件。

附件G是该标准的文献目录，共有10页，144个文件。

结论
对标准C95.1的概述旨在评价该标准的主要内容。

决不能用它来取代对标准最新版的认真阅读。

由于该标准是非电离射频电磁场内的人体暴露领域里非常有价值的参考文献，作者鼓励该概述的读者调研并阅读整个标准。