Khái niệm về tỷ lệ hấp thụ riêng (SAR) đã xuất hiện trong nhiều năm và mối quan tâm về sự an toàn tần số vô tuyến (RF) cũng không phải sự phát triển mới. Hầu hết mọi người đều biết rằng được rằng lò vi sóng có thể làm nóng mô (thực phẩm) bằng cách sử dụng năng lượng RF, và chính hiệu ứng làm nóng này từ các thiết bị RF khác gây ra mối lo ngại 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 tinh hoàn nam giới đặc biệt dễ bị làm nóng bởi 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 khi tần số vô tuyến tăng, mặc dù độ xuyên sâu vào mô bị giảm. Lò vi sóng hoạt động ở tần số 2.4GHz, mang lại sự cân bằng giữa hiệu quả làm nóng và độ xuyên sâu vào mô.
Phần lớn các mối quan tâm về sự an toàn RF tập trung vào việc hấp thụ RF của đầu, đặc biệt là từ các thiết bị cầm tay di động. Mức độ phơi nhiễm RF có liên quan đến thời gian tiếp xúc; SAR tối đa được tính theo chu kỳ trung bình trên sáu phút mỗi ngày 24 giờ. Nhiều mối lo ngại gần đây đã tập trung vào các hiệu ứng khác ngoài hiệu ứng làm nóng, vì phần lớn các hệ thống truyền thông có bản chất dạng xung, đã xuất hiện lo ngại về ảnh hưởng của chúng đến chức năng não, ví dụ tỷ lệ khung GSM ở 8,33Hz, gần với đặc điểm của sóng alpha trong não.
Mặc dù chưa có bằng chứng kết luận về những hiệu ứng này, một số lượng đáng kể các nghiên cứu hiện đang được tiến hành về RF và các hiệu ứng của nó, phần lớn bắt nguồn từ báo cáo của Nhóm chuyên gia độc lập về điện thoại di động, do ông William Stewart chủ trì, được phát hành vào tháng 4 năm 2000.
Hơn nữa, một khoản tài trợ khoảng 7.4 triệu bảng đã được phân bổ từ chính phủ và ngành công nghiệp cho chương trình nghiên cứu (Chương trình Nghiên cứu Y tế và Viễn thông Di động LINK, Chương trình MTHR) trong ba năm. Lần gọi vốn đầu tiên cho các dự án nghiên cứu đã được hoàn thành và các dự án này sẽ sớm bắt đầu, lần gọi vốn thứ hai sẽ dành cho các dự án đang thực hiện vào thời điểm hiện tại. Phần lớn nghiên cứu này liên quan đến các tác động sinh học thực tế của RF đối với cơ thể con người. Hiện tại không có nghiên cứu nào được ghi chép rộng rãi về hiệu ứng RF trên các tế bào sinh học.
SAR là gì?
SAR là một chỉ số định lượng về tốc độ hấp thụ năng lượng của mô sinh học. SAR được biểu thị bằng oát trên mỗi ki-lô-gam mô sinh học (W/kg). SAR thường được trích dẫn dưới dạng 1 con số trung bình trên một thể tích tương ứng với 1g hoặc 10g mô cơ thể. SAR của một sản phẩm không dây được đo trực tiếp bằng cách sử dụng mô hình cơ thể, cánh tay robot và thiết bị thử nghiệm liên quan hoặc được mô hình hóa bằng toán học. Mô hình toán học của một sản phẩm để đo SAR có thể rất tốn kém và tốn thời gian, có thể lên đến vài tháng. Một chiếc điện thoại GSM 900 và GSM 1800 băng tần kép mất khoảng một ngày để thử nghiệm SAR theo các tiêu chuẩn mới bằng các phương pháp thông thường.
Nguồn gốc của các 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 cấp SAR sau đây:
- Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ (ANSI), các bộ phận an toàn RF hiện đang 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 cho các phương pháp thử nghiệm SAR;
- Ủy ban quốc tế về bảo vệ bức xạ không Ion hóa (ICNIRP), được thành lập như một ủy ban độc lập vào tháng 5 năm 1992;
- Tại Anh Quốc, Ủy ban Bảo vệ Phóng xạ Quốc gia (NRPB).
Các giới hạn SAR được đặt ra cho hai nhóm người khác nhau: công nhân (phơi nhiễm nghề nghiệp/ có kiểm soát) và dân số nói chung (phơi nhiễm không kiểm soát). Giới hạn của dân số nói chung được coi là ‘phơi nhiễm không kiểm soát” và nghiêm ngặt gấp năm lần so với giới hạn của người lao động.
Các giới hạn được xác định cho sự tiếp xúc của toàn bộ cơ thể, một phần cơ thể (ví dụ, đầu và thân), và bàn tay, bàn chân, cổ tay và mắt cá chân. Các giới hạn SAR dựa trên mức phơi nhiễm toàn thân là 0,4W/kg đối với công nhân và 0,08W/kg đối với dân số nói chung. Không có nhiều mối lo ngại về việc tiếp xúc với bàn tay, cổ tay, bàn chân và mắt cá chân, vì vậy giới hạn ít nghiêm ngặt hơn. Cũng có những vấn đề đáng kể với tính thực tiễn của việc đo SAR ở những vùng cơ thể như vậy.
Phần lớn các xét nghiệm SAR liên quan đến đầu, trong đó giới hạn hiện tại là 2W/kg đối với SAR trung bình thể tích theo 10g đối với châu Âu và 1,6W/kg đối với SAR trung bình thể tích 1g đối với Mỹ và một số quốc gia khác. Giới hạn của Mỹ nghiêm ngặt hơn vì nó thấp hơn và thể tích trung bình trên một lượng nhỏ hơn. Úc, Canada và New Zealand đã áp dụng các giới hạn nghiêm ngặt hơn của Hoa Kỳ là 1,6W/kg đối với SAR trung bình thể tích 1g, trong khi Nhật Bản và Hàn Quốc đã áp dụng 2W/kg cho SAR trung bình thể tích 10g như ở châu Âu.
Các phương pháp kiểm tra SAR
Ban đầu, thử nghiệm SAR được thực hiện bằng cách đo những thay đổi nhỏ về nhiệt độ tại các vị trí cụ thể trong một vật liệu giả mô. Vật liệu giả mô cho thử nghiệm này phải cực kỳ nhớt để ngăn chặn 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 đo trường điện tính bằng vôn trên mét (V/m), cho phép tính toán SAR. SAR phụ thuộc vào độ dẫn điện và độ điện thẩm của vật liệu giả mô cũng như trường điện hiện tại. Phương trình được sử dụng để tính toán SAR thay đổi nhiệt độ liên quan trực tiếp đến phương trình được sử dụng để tính toán SAR thay đổi nhiệt độ liên quan trực tiếp đến phương trình được sử dụng trong các phép đo hiện tại. Các đầu dò SAR phải có kích thước nhỏ và có độ đẳng hướng cầu tốt (nghĩa là chúng đo lượng trường điện bằng nhau bất kể góc/ hướng mà chúng hướng về phía nguồn bức xạ). Các đầu dò SAR và cài đặt thử nghiệm liên quan cũng phải được thiết kế để có ảnh hưởng không đáng kể đến trường RF.
Đầu dò được đặt tại các điểm khác nhau trong một mô hình đầu hoặc mô hình cơ thể chứa đầy vật liệu giả não/ mô. Mô hình đầu và mô hình cơ thể nói chung chỉ có thể đại diện cho cơ thể con người; ví dụ, chúng không thể bắt chước được cấu trúc xương. Mô hình đầu đã được sản xuất để bắt chước cấu trúc mô của đầu người với da, xương, cơ và mô não, nhưng các chất giả mô này không thực tế cho thử nghiệm SAR. Ngoài ra, mô hình cơ thể không tính đến sự điều chỉnh nhiệt cơ thể tự nhiên bằng lưu lượng máu, mặc dù điều này là thuận lợi vì nó cung cấp một biên độ an toàn bổ sung.
Bởi vì chưa có bất kỳ “công thức” cho chất lỏng đại diện cho mô cơ thể ở tất cả các tần số, các chất lỏng vật liệu giả mô khác nhau được yêu cầu cho các tần số khác nhau (ví dụ: 900MHZ và 00MHZ cho các sản phẩm GSM 900 và GSM 1800). Chất mô phỏng não phải được hiệu chuẩn để đảm bảo rằng độ điện thẩm và độ dẫn điện chính xác cho tần số đang 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 tính chất cần thiết. Chúng bao gồm glycol, không may làm hỏng nhựa được sử dụng trong đầu dò SAR và mô hình đầu.
Thử nghiệm SAR được thực hiện trên các thiết bị cầm tay bằng cách đặt chúng tại các vị trí khác nhau ở cả hai bên của mô hình đầu, với đầu của đầu dò SAR được di chuyển đến các điểm chính xác trong lưới ba chiều trong vật liệu giả mô. Một công thức toán học phức tạp sau đó tính toán SAR trung bình khối lượng bằng cách sử dụng các quá trình ngoại suy và nội suy.
Một yếu tố quan trọng nữa 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 đại diện cho trường hợp xấu nhất. Tuy nhiên, điện thoại di động trên thực tế không phải lúc nào cũng truyền ở mức công suất tối đa, tùy thuộc vào vị trí của chúng liên quan đến các trạm cơ sở. Đầu dò SAR tính trung bình chu kỳ làm việc của các thiết bị vô tuyến không truyền liên tục. Ví dụ, điện thoại di động GSM chỉ truyền trong khoảng 1/8 thời gian, do đó đầu dò SAR đo 1/8 công suất cực đại 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.
Xem thêm: Tình Hình Quản Lý Về Mức Hấp Thụ Riêng (SAR) Trên Thế Giới
Sự phát triển trong các phương pháp thử nghiệm
Những phát triển chính trong các phương pháp thử nghiệm là:
- Các nhà sản xuất được yêu cầu sử dụng một mô hình đầu mới, Mô hình phân đoạn (SAM), dựa trên khảo sát của 90% nam giới Mỹ phục vụ trong quân đội, đại diện cho một đầu nam lớn. Mô hình SAM có các đặc điểm (tai, mũi, v.v.) và thay thế cho mô hình Generic Twin Phantom không có đặc điểm.
- Các đặc tính của chất lỏng hiện được xác định rõ, cũng như các phương pháp để tạo ra chất lỏng và đo chúng cho các tần số phổ biến nhất được sử dụng trong thử nghiệm. Tài liệu kỹ thuật IEEE 1528 chứa các chỉ dẫn tham khảo xuất sắc cho thông tin này.
- Độ không chắc chắn tổng thể phải dưới 30% cho mức độ tin cậy 95% và được định rõ trong các thông số kỹ thuật. Độ không chắc chắn 30% trong các phép đo 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 tỷ lệ này khá nhỏ so với đơn vị tính decibel. Có 21 yếu tố không chắc chắn được liệt kê trong tài liệu kỹ thuật EN 50361, có thể yêu cầu bổ sung tùy thuộc vào thiết lập.
- Một cách tiếp cận thực tế hơn để kiểm tra thiết bị cầm tay được khuyến nghị là giảm số lượng vị trí cần thiết. Thử nghiệm được thực hiện ở các kênh cao, trung bình và thấp nhất của thiết bị được thử nghiệm, nhưng ở tần số trung bình có SAR cao nhất.
- Hệ thống kiểm tra định kỳ phải được thực hiện thường xuyên để phát hiện 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 hơn ±0,2mm.
Khả năng áp dụng các tiêu chuẩn
Tại châu Âu, vấn đề chính đối với tiêu chuẩn CENELEC thực tế là nó chỉ liên quan đến các thiết bị được giữ bên cạnh tai con người, đó là thử nghiệm thiết bị cầm tay gần mô hình đầu. EN 50360 có thể áp dụng cho tất cả các thiết bị RF “được sử dụng gần tai con người”. Nó được áp dụng cho các thiết bị truyền với công suất trung bình lớn hơn 20mW và trong dải tần số 300MHz đến 3GHz. Các thiết bị truyền 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 nào khác phù hợp ngoài 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 chống lại các mô hình phẳng, được sử dụng để mô phỏng “các bộ phận cơ thể”. EN 50360 không chứa các giới hạn thực tế – những giới hạn này được tìm thấy trong Hướng dẫn ICNIRP (tháng 4 năm 1998) hoặc Phụ lục II trong Khuyến nghị của Hội đồng 1999/519/EC
Tại Mỹ, các tài liệu tham khảo yêu cầu cho ứng dụng và các giới hạn được nêu trong Bộ luật Quy định Liên bang 47 (CFR 47) Phần 2.1093 của Ủy ban Truyền thông Liên bang (FCC), dành cho các thiết bị di động có máy phát cách cơ thể người dùng trong vòng 20cm. Giải thích đầy đủ về các phần liên quan, giới hạn SAR và phương pháp thử nghiệm SAR có trong Bản tin OET 65 Phụ lục C của FCC. CFR 47 Phần 2.1093 có một danh sách khả năng áp dụng hầu như bao gồm tất cả cho các sản phẩm vô tuyến, tùy thuộc vào công suất đầu ra của chúng.
Một phát triển gần đây đến từ Cơ quan Truyền thông Tiêu chuẩn Thông tin Vô tuyến Úc, đã đề xuất mở rộng phạm vi thử nghiệm SAR bao gồm tất cả các sản phẩm vô tuyến ngoại trừ đèn hiệu khẩn cấp. Một lần nữa, có vấn đề với việc thiếu các phương pháp thử nghiệm trong việc thực hiện một số thử nghiệm cần thiết.
Công bố số liệu SAR
Báo cáo Stewart khuyến nghị rằng thông tin về các giá trị SAR cho điện thoại di động phải được người tiêu dùng dễ dàng tiếp cận tại điểm bán hàng với thông tin trên hộp, trên tờ rơi có sẵn trong các cửa hàng cung cấp thông tin giải thích và so sánh, như một tùy chọn trên màn hình điện thoại, trên nhãn dán của điện thoại và trên trang web quốc gia.
Tại Mỹ, Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông Di động (CTIA) đã thông báo rằng bất kỳ điện thoại di động nào được họ chứng nhận phải bán kèm thông tin giải thích xác nhận rằng nó đã vượt qua các tiêu chuẩn an toàn của FCC, và phải bao gồm dữ liệu tỷ lệ hấp thụ cụ thể áp dụng cho điện thoại đó cũng như giải thích về cách thử nghiệm SAR được thực hiện.
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 toàn cầu. Điều này bao gồm cung cấp thông tin SAR trên tất cả các mẫu điện thoại di động mới cũng như trên 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, rất khó để nói về lợi ích của chúng. Có một báo cáo công khai về thực tế là bộ dụng cụ rảnh tay thực sự có thể làm tăng mức SAR trong não người, nhưng các phương pháp thử nghiệm được sử dụng cho báo cáo này đã bị nghi ngờ và những ảnh hưởng này chưa bao giờ lặp lại. Có nhiều báo cáo thử nghiệm SAR công khai từ các nhà nghiên cứu khác nhau cho thấy bộ dụng cụ rảnh tay làm giảm đáng kể mức SAR.
Tương lai của thử nghiệm SAR
Có thể dự đoán rằng thử nghiệm SAR sẽ phát triển nhiều khi kiến thức về các tác động của bức xạ và luật pháp được hoàn thiện. Ví dụ, ở châu Âu, các tiêu chuẩn mới sẽ được CENELEC áp dụng 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 Phụ lục C sẽ được sửa đổi bổ sung trước khi tiêu chuẩn dự thảo được IEEE thông qua.
Nguồn: TUV Product Service Limited
Xem thêm: Hồ sơ năng lực của Trung tâm Thử nghiệm Kiểm định và Chứng nhận Phúc Gia
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: [email protected] Website: phucgia.com.vn
