揭秘藏在电脑中的电磁辐射

  现代社会,电脑已成为我们工作和生活中不可缺少的工具。但在电脑给我们带来种种便利的同时,一种看不见、摸不着的“隐形杀手”——电磁辐射,也在不知不觉地损害着我们的健康。计算机电磁辐射超标,正在成为威胁我们健康的新隐患之一。

电磁辐射及其危害

  电磁辐射是一种从内向外以电磁波形式释放能量的现象,它是现代社会的新污染源。我们生活中无时无刻不在受到电磁辐射的影响,如手机、电视、电脑、军事上的雷达等等。可以这样说,只要有电气设备,就存在电磁辐射,其区别只是在于辐射的电磁波频率和强度不同罢了,且频率不同的电磁辐射对人体的影响也有所不同。

电磁辐射危害大

  目前,随着电脑使用率的迅速增长,长时间坐在电脑前工作的人也越来越多,其中不少朋友出现了头痛、心悸、心动过缓、乏力、免疫功能下降等症状,严重的还出现记忆力减退、容易激动及失眠等症状,而这些或多或少都有电磁辐射的“功劳”。由于电磁辐射对人体的影响是一个长期的过程,只有极少数强度较大的场合才会在短期内对人体造成明显影响(如雷达站、超高压变电站附近等),因此养成良好的使用习惯更有利于保持身体健康,如长时间使用电脑时,每隔半小时休息一下,活动一下手和颈背等等。

计算机的电磁辐射

CRT显示器,最大的辐射源!

  说到计算机的电磁辐射,CRT显示器最为严重。众所周知,CRT显示器通过电子枪发射电子束实现画面显示,而对外发射电子本身就会产生严重的电磁辐射,尽管厚厚的含铅玻璃屏幕可在一定程度上阻隔辐射,但仍然有不少电子穿透阻隔层而直接照射到用户身上。

  按照物理学的定义,来自CRT显示器的辐射主要分为光辐射、低能X射线、无线电场、静电场和低频电磁场。其中对人体健康损害最严重的是低频电场,它主要由显示器的电源部分(高压包)和垂直/水平扫描电场所产生,电磁场频率在5Hz~400Hz之间。

  对于显示器的低频电磁场,厂商们主要采取两种方法来解决,第一种是针对显示器使用的高压电源,通过补偿线圈对其低频电磁场进行抑制,这种方法的作用比较有限;第二种是加强显示器的屏蔽设计,即对从显示屏方向发射的电磁辐射,使用含铅的玻璃屏幕将它“拦截”。目前绝大多数CRT产品均采用了这种方法。

  不过,含铅玻璃屏幕只能阻挡显示器正面的辐射,对左右两侧、后面、顶部等部位的辐射就无能为力了。事实上CRT显示器低频电磁辐射强弱分布是:显示器背部最强,其次是左右两侧,屏幕正面最弱。以前,厂商一般采用金属屏蔽罩来解决背部的辐射问题,这个金属屏蔽罩将整个显示器背面严严实实包裹起来,然后再盖上塑料外壳。这样处理的好处是:低频电磁辐射基本上都能被有效地屏蔽,即使有少许外泄也微不足道。由于成本的原因,这种金属屏蔽罩在目前低端的CRT显示器上已难觅行踪。

我们可以看到此款CRT显示器采用全金属屏蔽罩

  在所有的计算机产品中,针对CRT显示器的辐射标准是最严格的,从最早的MPR-Ⅱ、TCO’92,再到TCO’95、TCO’99,直至现在的TCO’03标准,都对显示器的电磁辐射标准作了明确的限制,而且越来越严格。

LCD的电磁辐射真的为“零”吗?

  和CRT相比,LCD的电磁辐射要小得多,这主要是因为LCD的工作方式与CRT有很大区别,LCD内部既没有高压电子枪,也不会因为粒子撞击而产生射线,但这并不代表LCD的电磁辐射等于“零”。LCD的背光系统需要一个高压电源来驱动,这也成为了LCD中最大的电磁辐射源。不过,LCD中的高压电源在背光源点亮后会迅速将电压降到较低的水准,因此工作中的LCD的电磁辐射是微乎其微的。另外,一些大牌厂商仍在LCD中采用了金属屏蔽罩设计。
主机的电磁辐射不可轻视

  除显示器之外,电脑的另一大辐射源就是主机了。主机的电磁辐射来自于内部的众多配件,如电源、主板、内存、显卡等。它们在高频工作时会产生强烈的电磁辐射(主要集中在超短波波段),如果不加任何防护措施对人体的影响也很大,好在机箱的金属外壳对电磁辐射能起到一定的屏蔽作用。不同材料、不同设计、不同制造工艺的机箱,其防辐射能力并不相同,如果设计不合理,主机外泄的电磁辐射仍会超标。

  机箱在设计时都会考虑到防电磁辐射的问题。通过3C认证的机箱,在正常使用时并不存在电磁辐射超标的问题。但是某些用户私自改变了机箱原有的防辐射设计,情况就不一样了。比如,不少DIY玩家热衷于将侧板切割出一个特定形状的孔,并镶嵌亚克力材质的透明塑料板,然后在机箱内部装上漂亮的灯管,制作个性化机箱。虽然这样做在视觉上赏心悦目,但用户也将长时间暴露在电磁辐射的环境中。

  对防电磁辐射而言,机箱的材料至关重要。目前市场上的机箱产品基本上都是采用镀锌钢板。根据镀锌方式、生产工艺以及镀锌量的不同,镀锌钢板主要分为热浸镀锌钢板和电解镀锌钢板。由于生产工艺不同,这两种钢板的特性存在较大差异:热浸镀锌钢板的镀锌量可以达到每平方米45g以上,而电解镀锌钢板的镀锌量每平方米只有20g左右。镀锌量将直接影响到钢板的防辐射及抗氧化能力。因此热浸镀锌钢板对电磁波尤其是对低频电磁波具有更强的吸附性,同时具有更好的散热性和导电性,可有效地屏蔽高频电磁波。

  采用热浸镀锌钢板的机箱内部

  通常,一款优质机箱内部所有的部件和外壳均不进行喷漆处理,因为油漆中含有树脂成分,它会氧化板材并减弱机箱的防辐射能力和导热能力。当然,高档的机箱会在钢板的表面通过特殊工艺镀上一层锌,锌层越厚,防辐射能力越强。

  材料仅是防辐射要求的基本方面,在实际的电磁辐射屏蔽中,屏蔽效果在很大程度上取决于机箱的物理结构。机箱上的接缝以及开口都是电磁波的泄漏点,而且穿过机箱的电缆也是造成屏蔽效能下降的主要原因。

  通常解决机箱缝隙电磁泄漏的方法是在缝隙处用电磁密封衬垫(注:电磁密封衬垫是一种导电的弹性材料,它能够保持缝隙处的导电连续性)。这方面主要体现在机箱面板、前置接口、后侧挡板以及其他所有存在任何接缝的地方,劣质机箱与优质机箱在这方面差异很大。前者的接缝处通常不很严密,设计、制造过程中都没有通过辐射实验室进行严格检测,电磁辐射外泄情况严重,尤其是在前置接口方面,电磁辐射很容易直接影响用户的健康。为保证机箱的高密合度,真正做到让电磁辐射无处可逃,必须要采用高精密度模具,使模具尺寸恰到好处,这一点没有深厚的模具设计水平和强大的制造背景是很难达到的。

机箱上的EMI弹片

  此外,EMI(Electro Magnetic Interference,电磁干扰)弹片设计的优劣也影响着一款机箱防辐射的性能。比如一些品牌机箱的基座、前板、顶盖、后板边均有防EMI弹点设计,并根据材料厚度的不同来确定相邻弹点的间距,与内部机构密切结合,保证了较高的防辐射能力。由于散热、安装