Xem thêm: Hồ sơ năng lực của Trung tâm Thử nghiệm Kiểm định và Chứng nhận Phúc Gia
Khái niệm Tỷ lệ hấp thụ riêng (SAR) đã có từ nhiều năm và những lo ngại về an toàn tần số vô tuyến (RF) không phải là một sự phát triển mới. Hầu hết mọi người đều biết rằng lò vi sóng có thể làm nóng mô (thực phẩm) bằng cách sử dụng nguồn RF và chính ảnh hưởng nhiệt này từ các thiết bị RF khác là nguyên nhân gây ra mối lo ngại nhất từ quan điểm an toàn RF.
Cơ thể con người chống lại sự nóng lên cục bộ bằng cách điều chỉnh nhiệt bằng lưu lượng máu qua các cơ quan bị ảnh hưởng. Mắt và 1 số cơ quan sinh học của nam giới dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt RF vì chúng không có nguồn cung cấp máu trực tiếp và do đó không có cách nào tản nhiệt. Hiệu ứng làm nóng trong mô sinh học tăng lên khi tần số vô tuyến tăng mặc dù độ sâu thâm nhập giảm. Lò vi sóng hoạt động ở tần số 2,4 GHz, mang lại sự cân bằng giữa hiệu suất làm nóng và độ sâu thâm nhập.
Phần lớn các mối lo ngại về an toàn RF đều tập trung vào sự hấp thụ RF của đầu, đặc biệt là từ thiết bị cầm tay di động. Liều tiếp xúc RF có liên quan đến thời gian tiếp xúc, SAR tối đa thường được tính trung bình trong khoảng thời gian sáu phút trong ngày 24 giờ. Những mối quan tâm gần đây hơn đã tập trung vào các hiệu ứng khác ngoài hiệu ứng sưởi ấm, vì phần lớn các hệ thống thông tin liên lạc có bản chất giống như xung, mối lo ngại đã được đặt ra về tác động của chúng đối với chức năng não, ví dụ như tốc độ khung hình GSM ở 8,33Hz gần với đặc điểm của sóng alpha trong não.
Mặc dù không có bằng chứng thuyết phục nào về những tác động này nhưng một lượng nghiên cứu đáng kể hiện đang được tiến hành về RF và các tác động của nó, phần lớn trong số đó được khởi nguồn từ báo cáo của nhóm chuyên gia độc lập về điện thoại di động, do Sir William Stewart chủ trì, nhóm này thành lập vào tháng 4 năm 2000.
Hơn nữa nguồn vốn khoảng 7,4 triệu bảng Anh đã được chính phủ và ngành công nghiệp phân bổ cho một chương trình nghiên cứu (LINK Nghiên cứu Y tế và Viễn thông Di động, Chương trình MTHR) trong thời gian ba năm. Cuộc gọi đầu tiên cho các dự án nghiên cứu đã được hoàn thành và các dự án này sẽ sớm bắt đầu, với cuộc gọi thứ hai cho các dự án đang diễn ra vào thời điểm hiện tại. Phần lớn nghiên cứu này liên quan đến tác động sinh học thực tế của RF lên cơ thể con người. Hiện tại không có nghiên cứu có thể tái sản xuất rộng rãi về tác động RF lên tế bào sinh học.
SAR là gì?
SAR là chỉ số định lượng tốc độ hấp thụ năng lượng trong mô sinh học. SAR được biểu thị bằng watt trên mỗi kg mô sinh học (Wkg-1). SAR thường được trích dẫn dưới dạng con số tính trung bình trên một thể tích tương ứng với 1g hoặc 10g mô cơ thể. SAR của sản phẩm không dây được đo trực tiếp bằng cách sử dụng ma-nơ-canh theo yêu cầu, cánh tay robot và thiết bị kiểm tra liên quan hoặc được mô hình hóa toán học. Việc lập mô hình toán học của một sản phẩm cho SAR có thể rất tốn kém và mất thời gian, có thể mất vài tháng. Một chiếc điện thoại băng tần kép GSM 900 và GSM 1800 mất khoảng một ngày để kiểm tra SAR theo các tiêu chuẩn mới bằng các phương pháp thông thường.
Nguồn gốc của giới hạn SAR hiện tại
Các tổ chức sau đây đã đặt ra giới hạn phơi nhiễm cho mức độ an toàn RF có thể chấp nhận được thông qua các mức SAR:
- Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI), bộ phận an toàn RF hiện hoạt động như một phần của Viện Kỹ sư Điện và Điện tử Hoa Kỳ (IEEE), gần đây đã viết một trong những ấn phẩm quan trọng nhất về phương pháp thử nghiệm SAR.
- Ủy ban Quốc Tế về Bảo vệ Từ tác động của Tia Xạ Phi-ion (ICNIRP), được thành lập như một ủy ban độc lập vào tháng 5 năm 1992 ở Anh, Ủy ban Bảo vệ Phóng xạ Quốc gia (NRPB).
Giới hạn SAR được thể hiện cho hai nhóm người khác nhau: người lao động (phơi nhiễm nghề nghiệp/có kiểm soát) và dân số nói chung (phơi nhiễm không kiểm soát được). Giới hạn dân số chung được coi là “phơi nhiễm không kiểm soát được” và nghiêm ngặt hơn gấp 5 lần so với giới hạn của người lao động.
Các giới hạn được xác định đối với phơi nhiễm toàn bộ cơ thể, một phần cơ thể (ví dụ: đầu và thân), bàn tay, bàn chân, cổ tay và mắt cá chân. Giới hạn SAR dựa trên mức phơi nhiễm toàn cơ thể là 0,4Wkg-1 đối với người lao động và 0,08Wkg-1 đối với dân số nói chung. Người ta ít lo ngại hơn về việc tiếp xúc với bàn tay, cổ tay, bàn chân và mắt cá chân nên giới hạn ít nghiêm ngặt hơn. Ngoài ra còn có những vấn đề đáng kể về tính thực tế của việc đo SAR ở những vùng cơ thể như vậy.
Phần lớn thử nghiệm SAR liên quan đến phần đầu, trong đó giới hạn hiện tại là 2Wkg-1 đối với SAR trung bình thể tích 10g đối với Châu Âu và 1,6Wkg-1 đối với SAR trung bình thể tích 1g đối với Hoa Kỳ và một số quốc gia khác. Giới hạn của Hoa Kỳ nghiêm ngặt hơn vì nó thấp hơn và được tính trung bình theo khối lượng trên một lượng nhỏ hơn. Úc, Canada và New Zealand đã áp dụng các giới hạn nghiêm ngặt hơn của Hoa Kỳ là 1,6Wkg-1 cho 1g SAR trung bình theo khối lượng, trong khi Nhật Bản và Hàn Quốc đã áp dụng 2Wkg -1 cho 10g Khối lượng SAR trung bình như ở Châu Âu.
Phương pháp kiểm tra SAR
Thử nghiệm SAR ban đầu được thực hiện bằng cách đo những thay đổi nhỏ về nhiệt độ tại các vị trí cụ thể trong vật liệu mô phỏng mô. Chất mô phỏng mô cho thử nghiệm này phải có độ nhớt cực cao để ngăn dòng đối lưu tạo ra kết quả sai. Đầu dò SAR vẫn có thể được hiệu chuẩn bằng phương pháp này.
Hầu hết các đầu dò SAR hiện nay đều đo trường E tính bằng volt trên mét (Vm-1), cho phép tính toán SAR. SAR phụ thuộc vào độ dẫn điện và độ thấm của chất mô phỏng mô cũng như trường E hiện tại. Phương trình được sử dụng để tính SAR thay đổi nhiệt độ liên quan trực tiếp đến phương trình được sử dụng trong các phép đo dòng điện. Các đầu dò SAR phải có kích thước vật lý nhỏ và có tính đẳng hướng hình cầu tốt (nghĩa là chúng đo lượng trường E bằng nhau bất kể góc/hướng mà chúng hướng về nguồn bức xạ). Đầu dò SAR và thiết lập thử nghiệm liên quan cũng phải được thiết kế để có tác động không đáng kể đến trường RF.
Đầu dò được đặt ở nhiều điểm khác nhau trong mô hình đầu hoặc cơ thể ma-nơ-canh chứa đầy chất mô phỏng não/mô. Đầu và cơ thể ma-nơ-canh nói chung chỉ có thể tượng trưng cho cơ thể con người, ví dụ như chúng không bắt chước cấu trúc xương. Đầu ma-nơ-canh đã được sản xuất mô phỏng cấu trúc mô của đầu người với da, xương, cơ và mô não, nhưng những mô này không thực tế để thử nghiệm SAR. Ngoài ra, cơ thể giả không tính đến khả năng điều chỉnh nhiệt độ tự nhiên của cơ thể bằng lưu lượng máu, mặc dù điều này có lợi vì nó mang lại một giới hạn an toàn bổ sung.
Do không có “công thức” nào cho chất lỏng đại diện cho mô cơ thể ở mọi tần số nên cần có các chất lỏng mô phỏng mô khác nhau cho các tần số khác nhau (ví dụ: 900 MHz và 1800 MHz cho các sản phẩm GSM 900 và GSM 1800). Bộ mô phỏng não phải được hiệu chuẩn để đảm bảo rằng độ thấm và độ dẫn điện là chính xác đối với tần số được sử dụng. Chất lỏng thường được làm từ hỗn hợp nước cất, đường và muối; mặc dù một số tần số yêu cầu các hóa chất khác để đạt được các đặc tính cần thiết. Chúng bao gồm glycol, không may làm hỏng nhựa được sử dụng trong đầu dò SAR và đầu ma-nơ-canh.
Thử nghiệm SAR được thực hiện trên các thiết bị cầm tay bằng cách đặt chúng ở các vị trí khác nhau ở cả hai bên của đầu ảo, với đầu của đầu dò SAR được di chuyển đến các điểm chính xác trong lưới ba chiều bên trong mô phỏng mô. Sau đó, một công thức toán học phức tạp tính toán SAR trung bình theo khối lượng bằng cách sử dụng các quy trình ngoại suy và nội suy.
Một yếu tố quan trọng là tất cả các thông số kỹ thuật hiện tại yêu cầu thử nghiệm phải được thực hiện ở công suất tối đa của thiết bị được thử nghiệm, điều này thể hiện trường hợp xấu nhất. Tuy nhiên, điện thoại di động tại hiện trường không phải lúc nào cũng truyền ở công suất tối đa, tùy thuộc vào vị trí của chúng so với các trạm gốc. Đầu dò SAR tính trung bình các chu kỳ hoạt động của các thiết bị vô tuyến không truyền liên tục. Ví dụ một thiết bị di động GSM chỉ truyền trong khoảng 1/8 thời gian, do đó đầu dò SAR đo được 1/8 công suất đỉnh từ các thiết bị đó.
Tiêu chuẩn mới
Các tiêu chuẩn trong bảng chủ yếu dành cho điện thoại di động và các thiết bị tương tự, các tiêu chuẩn SAR cho các máy phát khác đang được chuẩn bị.
Sự phát triển trong phương pháp thử nghiệm
Những phát triển chính trong phương pháp thử nghiệm là:
- Các nhà sản xuất được yêu cầu sử dụng một đầu ma-nơ-canh mới có hình người cụ thể (SAM), dựa trên phân vị thứ 90 của một cuộc khảo sát lớn về các nam quân nhân Mỹ, đại diện cho một đầu nam lớn. Ma-nơ-canh SAM có các tính năng (tai, mũi, v.v.) thay thế mẫu cũ không có đặc điểm gì. Các nhà sản xuất được yêu cầu sử dụng đầu ma-nơ-canh mới (SAM), dựa trên phân vị thứ 90 của một cuộc khảo sát lớn của nam quân nhân Mỹ, đại diện cho một người đứng đầu nam giới to lớn.
Các nhà sản xuất được yêu cầu sử dụng ma-nơ-canh nhân hình (SAM) cụ thể:
- Các đặc tính của chất lỏng hiện đã được xác định rõ ràng, cũng như các phương pháp tạo ra chất lỏng và đo chúng theo tần số phổ biến nhất được sử dụng trong thử nghiệm. Thông số kỹ thuật của IEEE 1528 chứa các tài liệu tham khảo tuyệt vời cho các đặc tính này. Hiện nay, các đặc tính của chất lỏng đã được xác định rõ ràng, cũng như các phương pháp tạo ra chất lỏng và đo chúng ở các tần số phổ biến nhất được sử dụng trong thử nghiệm. Đặc tả IEEE 1528 chứa các tài liệu tham khảo tuyệt vời cho việc này.
- Độ không đảm bảo đo tổng thể phải dưới 30% để có mức độ tin cậy 95% và được xác định trong thông số kỹ thuật. Độ không đảm bảo đo trong các phép đo 30% nghe có vẻ hơi cao, nhưng bất kỳ ai tham gia vào việc tính toán độ không đảm bảo đối với phát xạ bức xạ RF sẽ nhận ra rằng độ không đảm bảo đo này nhỏ theo thuật ngữ decibel. Có 21 đóng góp về độ không đảm bảo đo riêng lẻ được liệt kê trong thông số kỹ thuật EN 50361, có thể yêu cầu bổ sung tùy thuộc vào cách thiết lập.
- Nên sử dụng một cách tiếp cận thực tế hơn để kiểm tra thiết bị cầm tay, giảm số lượng vị trí cần thiết. Việc kiểm tra được thực hiện ở các kênh trên cùng, giữa và dưới cùng của thiết bị được kiểm tra, nhưng chỉ ở vị trí SAR cao nhất ở tần số trung bình.
- Có một yêu cầu kiểm tra hệ thống được xác định rõ ràng và phải được thực hiện thường xuyên. Điều này cho thấy bất kỳ sự sai lệch nào trong tất cả các đặc tính (chẳng hạn như chất lỏng) và thiết bị (chẳng hạn như độ chính xác về vị trí của robot SAR) được sử dụng trong thử nghiệm SAR.
- Độ chính xác về vị trí của robot SAR phải lớn hơn ±0,2mm.
Khả năng áp dụng các tiêu chuẩn
Ở Châu Âu, vấn đề chính của tiêu chuẩn CENELEC (Uỷ ban tiêu chuẩn kỹ thuật điện châu Âu) là nó chỉ liên quan đến các thiết bị được đặt cạnh tai người, tức là thử nghiệm thiết bị cầm tay bên cạnh đầu ảo. EN 50360 có thể áp dụng cho tất cả các thiết bị RF “được sử dụng gần tai người”. Nó có thể áp dụng cho các thiết bị truyền có công suất trung bình lớn hơn 20mW và trong dải tần từ 300 MHz đến 3GHz. Các thiết bị truyền tải nhỏ hơn hoặc bằng 20mW “được coi là tuân thủ các hạn chế cơ bản mà không cần thử nghiệm”.
Điều này dẫn đến thực tế là không có tiêu chuẩn hài hòa nào khác ngoài các tiêu chuẩn dành cho các thiết bị như điện thoại di động và điện thoại không dây. Các nhà sản xuất vẫn phải tuân thủ các giới hạn SAR của EU đối với các thiết bị như PDA có mô-đun RF tích hợp cho GSM. Các thiết bị như vậy được thử nghiệm trên các bóng ma phẳng, được sử dụng để mô phỏng “các bộ phận cơ thể”. EN 50360 không có các giới hạn thực tế – những giới hạn này được tìm thấy trong Nguyên tắc ICNIRP (tháng 4 năm 1998) hoặc khuyến nghị của Hội đồng 1999/519/EC phụ lục II.
Tại Hoa Kỳ, các tham chiếu cần thiết về tính áp dụng và giới hạn được chứa trong Phần 2.1093 của Bộ Quy tắc Liên bang (CFR) của Ủy ban Truyền thông Liên bang (FCC), tức là CFR 47 Phần 2.1093, áp dụng cho các thiết bị di động với các bộ phát của chúng cách người sử dụng trong vòng 20cm. Một giải thích đầy đủ về các phần liên quan, giới hạn SAR và các phương pháp kiểm tra SAR được chứa trong Bản tin 65 phụ lục C của FCC OET. CFR 47 phần 2.1093 có một danh sách áp dụng gần như bao gồm tất cả các sản phẩm radio, tùy thuộc vào công suất phát của chúng.
Một bước phát triển gần đây đến từ Cơ quan Truyền thông Úc về Tiêu chuẩn Thông tin Vô tuyến, cơ quan này đang đề xuất mở rộng phạm vi thử nghiệm SAR để bao gồm tất cả các sản phẩm vô tuyến ngoại trừ đèn hiệu khẩn cấp. Một lần nữa, lại nảy sinh vấn đề về việc thiếu các phương pháp thử nghiệm trong việc thực hiện một số thử nghiệm bắt buộc.
Công bố số liệu SAR
Báo cáo Stewart khuyến nghị rằng thông tin về giá trị SAR của điện thoại di động phải dễ dàng được người tiêu dùng truy cập tại điểm bán hàng với thông tin trên hộp, trên tờ rơi có sẵn tại các cửa hàng cung cấp thông tin giải thích và so sánh, dưới dạng tùy chọn menu trên màn hình điện thoại. và trên nhãn trên điện thoại cũng như trên trang Web Quốc Gia.
Tại Hoa Kỳ, Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông Di động (CTIA) đã thông báo rằng bất kỳ điện thoại di động nào được chứng nhận đều phải được bán kèm theo thông tin giải thích xác nhận rằng nó đã vượt qua các tiêu chuẩn an toàn của FCC và phải bao gồm dữ liệu về tỷ lệ hấp thụ cụ thể hiện hành cho điện thoại đó cũng như giải thích về cách thực hiện thử nghiệm SAR.
Trong khi đó, các thành viên của Diễn đàn các nhà sản xuất di động (bao gồm Alcatel, Ericsson, Mitsubishi Electric, Motorola, Nokia, Panasonic, Philips, Siemens và Sony) đã cam kết báo cáo các giá trị SAR trên cơ sở toàn cầu. Điều này liên quan đến việc cung cấp thông tin SAR trên tất cả các mẫu điện thoại di động mới cũng như các mẫu hiện có vẫn đang được sản xuất, sử dụng hướng dẫn sử dụng hoặc tờ rơi trong hộp và các trang Web của công ty.
Thiết bị bảo vệ SAR và thiết bị rảnh tay
Một số thiết bị đang được bán trên thị trường dưới dạng thiết bị bảo vệ RF/SAR nhưng cho đến khi các quy trình thử nghiệm chính thức được thiết lập và kết quả được công bố cho các sản phẩm này thì rất khó để nhận xét về lợi ích của chúng. Đã có một báo cáo rất công khai về thực tế là bộ tai nghe thực sự có thể làm tăng mức SAR trong não người, nhưng các phương pháp thử nghiệm được sử dụng cho báo cáo này vẫn chưa được giải đáp và những tác động này chưa bao giờ lặp lại. Có nhiều báo cáo thử nghiệm SAR được công bố rộng rãi từ nhiều nhà thử nghiệm khác nhau cho thấy bộ tai nghe làm giảm đáng kể mức SAR.
Tương lai của thử nghiệm SAR
Thử nghiệm SAR dự kiến sẽ trải qua nhiều bước phát triển khi kiến thức về hiệu ứng bức xạ và luật pháp đều đã hoàn thiện. Ví dụ ở châu Âu, các tiêu chuẩn tiếp theo được CENELEC áp dụng sẽ bao gồm các sản phẩm như trạm gốc GSM, cổng chống trộm và thiết bị vô tuyến công suất thấp. Và tại Hoa Kỳ, FCC đã cảnh báo rằng có thể dự kiến trước sẽ có những sửa đổi tiếp theo đối với Phụ lục C trước khi tiêu chuẩn dự thảo được IEEE thông qua.
Nguồn: TUV Product Service Limited
Thông tin chi tiết vui lòng liên hệ:
CÔNG TY CỔ PHẦN PHÒNG THỬ NGHIỆM PHÚC GIA
TRUNG TÂM CHỨNG NHẬN PHÚC GIA
TRUNG TÂM THỬ NGHIỆM KIỂM ĐỊNH PHÚC GIA
Địa chỉ: Cảng cạn ICD Long Biên, Số 1 Huỳnh Tấn Phát, phường Thạch Bàn, quận Long Biên, thành phố Hà Nội
Điện thoại: 0981.996.996/ 0982.996.696
E-mail: lab@phucgia.com.vn Website: phucgia.com.vn