Gaussmetre

Gaussmetre, adını manyetik akı yoğunluğunun ölçülebildiği Gauss ölçüm biriminden alır. Gaussmetre, manyetik alanların nicel değerlendirmesini yapmak için kullanılan ölçüm cihazıdır. Manyetik akı yoğunluğunun uluslararası ölçüm birimleri sistemindeki (SI) birimi Gauss değil Tesla'dır. Bir tesla, amper ve metre başına bir Newton'a karşılık gelir. 10.000 Gauss da bir Tesla'ya denk geldiğinden Gauss ve Tesla arasındaki dönüşüm de epey kolaydır. Pek çok gaussmetre her iki ölçüm birimini de gösterdiğinden hem gaussmetre hem de tesla metre olarak nitelendirilebilir. Manyetik alan şiddeti, manyetik geçirgenlik kullanılarak manyetik akı yoğunluğundan hesaplanabileceği gibi bunun tam tersi de mümkündür. Her iki değer de manyetik alanın ya da etkisinin diğer manyetik alanlara kıyasla ne kadar güçlü olduğunu göstermek için kullanılabilir. Manyetik akı yoğunluğu ve manyetik alan şiddeti arasındaki ilişki aşağıdaki formülde görülebilir:

Manyetik akı yoğunluğu = Manyetik alan şiddeti * Manyetik geçirgenlik.

B = H * μ

Manyetik akı yoğunluğunun ve manyetik alan şiddetinin yöne bağlı olduğu unutulmamalıdır. Manyetik alan şiddeti, metre başına amper olarak ifade edilir. Bazı gaussmetreler hem manyetik akı yoğunluğunu hem de manyetik alan şiddetini görüntüleyebilir.

Gaussmetre Uygulama Alanları

Gaussmetre çoğunlukla insanların elektromanyetik radyasyon tehlikesine maruz kalmadığını netleştirmek için kullanılır. Bu nedenle, yaşam, çalışma ve diğer ortak alanlarda ölçümler gerçekleştirilerek elde edilen değerler aşağıdaki sınır değerleri ile karşılaştırılır.

  - AB Yönetmeliği 2013/35/EU,
  - DGUV düzenlemesi 15 (BGV B11),
  - 26. Federal Emisyon Kontrol Yönetmeliği (2. BImSchV),
  - Elektromanyetik Alanlara İlişkin İş Sağlığı ve Güvenliği Yönetmeliği (EMFV 2016) ya da
  - Uluslararası İyonize Olmayan Radyasyondan Korunma Komisyonu yönergeleri (ICNIRP)
 - EN 62233 (VDE 0700-366) "Elektromanyeik alanlardaki insanların güvenliği açısından ev aletleri ve benzeri elektrikli cihazların elektromanyetik alanlarının ölçüm yöntemleri".

Gaussmetre, mıknatısların teknik kullanımıyla bağlantılı olarak pek çok ölçüm için de kullanılır. Gaussmetre, kalıcı mıknatısların ve ferromanyetik bileşenlerin manyetizma kuvvetinin kesin ve tekrarlanabilir bir şekilde belirlenmesini ve dolayısıyla tahribatsız ölçümlerin yapılmasını sağlar:

- bobin, röle, manyetik anahtar gibi manyetik bileşenlerin ve devreler
- hoparlörde
- doğru akım ve alternatif akım motorlarında
- mıknatısların sınıflandırılması için
- kalıcı mıknatıs alanlarının ve kaçak alanların

Gaussmetre, hassas elektronik cihazların kurulum yerinde statik ya da dinamik elektromanyetik alanlardan etkilenip etkilenmediğini belirlemek için kullanılabilir.

Elektromanyetik radyasyon ölçümü için bir gaussmetre ararken önce hangi elektromanyetik alanların kaydedileceği belirlenmelidir. Sadece statik manyetik alanları ölçen, statik ve düşük frekanslı manyetik alanları değerlendiren ve elektrik alanlarını ve yüksek frekanslı elektromanyetik alanları aynı anda ölçmek için ek sensörler kullanan çeşitli gaussmetre modelleri vardır. Manyetik alanların ölçümü için alanın üç yönünü ayrı ayrı ölçebilen ve ardından bunları x, y ve z bileşenler olarak hem ayrı ayrı hem de RMS değeri olarak eklenen vektörel biçimde görüntüleyen gaussmetreler mevcuttur.

 

Gaussmetre için bir diğer seçim kriteri de ölçüm aralığı ve çözünürlüktür. Çeşitli sensörleri bulunan bir gaussmetre söz konusu olduğunda her bir sensör için ölçüm aralığının kullanım amacına uygun olup olmadığını kontrol etmek gerekir. Örneğin, manyetik akı yoğunluğunun maksimum değeri 2 Gauss (0.2   militesla) ya da 30.000 Gauss (3 Tesla) olabilir. Daha yüksek maksimum değer, genelde daha az ayrıntılı görüntüleme adımları (çözünürlük) anlamına gelir. Bazı gaussmetreler, çeşitli ölçüm aralıklarından seçim yapma ya da uygun ölçüm aralığına otomatik olarak geçme imkanı sunar.

Ölçüm aralığı ve çözünürlükle ilgili olan bir diğer seçim kriteri de ölçüm parametrelerinin ölçüm birimleridir. Gaussmetre, manyetik akı yoğunluğu ölçüm değerini hem Gauss hem de Tesla cinsinden görüntüleyebilir. Bu da çeşitli kaynaklardan gelen sınır değerleri ile karşılaştırmayı kolaylaştırır. Yüksek frekanslı alanlar için güç metre başına Volt cinsinden elektrik alan şiddeti, metre başına amper cinsinden manyetik alan şiddeti ya da metrekare başına Watt cinsinden radyasyon gücü olarak verilebilir. Bu değerlerden birden fazlasının gerekli olması halinde gaussmetre kullanılarak bu değerlerin seçilebilmesi ve farklı birimlere dönüştürülmemesi avantajlıdır.

Yeterli hafıza kapasitesi ve ölçüm değerlerini bilgisayara aktarma imkanı, ölçümlerin değerlendirilmesini kolaylaştırır. Data logger fonksiyonu olan gaussmetreler devamlı ölçümler için kullanılmalıdır. Ayarlanan sınır değerlerinin aşılması durumunda görsel ya da sesli alarmların olması, gaussmetre potansiyel olarak tehlikeli alanlarda uyarı vermesi için kullanıldığında faydalıdır.

EEC Yönetmeliği 89/391 6 (3) ve 9 (1) maddelerine göre işveren, çalışanları için iş yeri risklerini değerlendirmeli ve gerektiğinde koruyucu önlemler almalıdır. Risk değerlendirmesi, elektromanyetik alanlara maruz kalan çalışanları da içermelidir. Bunun için, bu alanların hesaplanması ya da ölçülmesi gerekir. Gaussmetreler ve elektromanyetik alan ölçerler, manyetik alanların ölçümü için uygundur. İş yerinde elektromanyetik alanlara maruziyet sınır değerleri ve maruziyet eylem değerleri, AB Yönetmeliği 2013/35 ve Almanya için özellikle Elektromanyetik Alanlara İlişkin İş Sağlığı ve Güvenliği Yönetmeliği’nde (EMFV 2016) ve DGUV Yönetmeliği 15‘te düzenlenmiştir. Bu maruziyet sınır ve eylem değerleri, etki ve frekans aralıklarına göre alt kategorilere ayrılmıştır.

 

Elektromanyetik alanların etkileri, doğrudan ve dolaylı olarak ayrılabilir.
Elektromanyetik alanların dolaylı etkilerine verilen örnekler aşağıda görülebilir:

- kalp pilleri, defibrilatörler (kalp ritmi düzenleyici) ve insülin pompaları gibi yerleştirilmiş tıbbi cihazların etkisi
- temas akımları
- elektrikli ateşleme cihazlarının tetiklenmesi
- kıvılcımların neden olduğu yangın ve patlamalar
- güçlü manyetik alanlarda ferromanyetik nesnelerin mermi etkisi

Aktif ya da pasif implantları olan kişilere yönelik tehlikelere ilişkin ayrıntılar, Federal Çalışma ve Sosyal İşler Bakanlığı‘nın EMF Çalışma Grubunun 451 numaralı Araştırma Raporu’nda bulunabilir.

Yüksek frekanslı elektromanyetik alanların doğrudan etkileri, vücut dokusunun ısınmasından yanıklara ve diğer doku hasarlarına kadar uzanır. 100 Hz’e kadar frekanslara sahip statik ve düşük frekanslı alanların neden olduğu bazı şeyler şunlardır:

- retinada ışık hissi
- ağızda metalik tat
- kontrol edilemeyen kas kasılmaları
- mide bulantısı
- baş dönmesi (vertigo)

Bu tür etkilerin tehlikelerini önlemek için elektromanyetik maruziyet gaussmetre ya da elektromanyetik alan ölçer ile ölçülür ve belirtilmiş sınır değerleri ile karşılaştırılır. Maruziyet sınır değerleri ve maruziyet eylem değerleri arasında bir ayrım yapılır.

Aşılmaması gereken maruziyet sınır değerleri, bilimsel olarak kanıtlanmış akut etkilerden baz alınarak oluşturulmuştur. Maruziyet sınır değerleri, vücuttaki maksimum seviyeleri ifade eder. Duyusal etkilerin sınır değerleri, duyusal algının geçici bozukluklarını ve beyin fonksiyonundaki küçük değişiklikleri sınırlamayı amaçlar. Bunun haricinde, sinirlerin ve kas dokusunun ısınması ya da elektriksel olarak uyarılmasından kaynaklanan sağlık etkileri için sınır değerler göz önünde bulundurulur.

Maruziyet eylem değerleri, riski değerlendirmek için radyasyona maruz kalan vücut üzerinde ölçüm gerçekleştirmek zorunda kalınmaması için belirlenmiştir. Bunun yerine, neden olan dış alanın gücü ölçülür ve değerlendirilir. Elektrik alanlarına maruz kalmada düşük ya da yüksek eylem değerinin aşılması durumunda belirli koruyucu ve önleyici tedbirler gereklidir. Manyetik alanlar söz konusu olduğunda düşük eylem değeri seviyesi duyusal etkiler; yüksek eylem değeri seviyesi de sağlık etkileri için geçerlidir.

Elektromanyetik radyasyonun tehlikelerine karşı korunması gereken tek taraf çalışanlar değildir. Almanya’da Federal Emisyon Kontrol Yönetmeliği’nin Uygulanmasına İlişkin Yirmi Altıncı Yönetmelik (Elektromanyetik Alanlara İlişkin Yönetmelik - 26. BImSchV), sabit yüksek frekanslı ve düşük frekanslı tesisatların ve nominal gerilimi 2 kilovolt olan doğru akım tesisatlarının inşası ve işletilmesi ile ilgili kısıtlamaları düzenlemektedir. Bu yönetmelik, halkı ve çevreyi elektrik, manyetik ve elektromanyetik alanların zararlı etkilerinden korumaya hizmet eder. 100.00 Hertz’den 300 Gigahertz’e kadar frekansa sahip olan elektromanyetik alanlar, yüksek frekanslı olarak ifade edilir. Bu alanların şiddeti, elektrik alan şiddeti ya da manyetik alan şiddeti ile uygun bir gaussmetre kullanılarak belirlenebilir. Bu iki alan şiddeti de birbirini etkilediğinden diğerinin ölçülmesine gerek yoktur, ancak, ölçülmüş olandan da belirlenebilir. Yüksek frekanslı elektromanyetik alanlar, ışık hızında yayılır ve alan şiddetlerini mesafenin karesiyle orantılı olarak azaltır. Bu, radyasyon kaynağına olan mesafe üç katına çıkarıldığında alan şiddetinin önceki değerin dokuzda birine düştüğü anlamına gelir. İş yerini radyasyon kaynağından çıkarma olasılığı varsa uygun bir gaussmetre ile önerilen sınır değerlerine hangi alanlarda ulaşılmadığı belirlenebilir.

Manyetik alanlar görülemez, ancak, elektronik cihazları etkileyebilir ve nedenleri belli olmayan çeşitli hasarlara yol açabilir. Bunun haricinde, bu alanlarda çok fazla zaman geçiren insanların sağlığı üzerinde olumsuz etkileri olabilir. 

 

Gaussmetrenin kullanımı kolaydır ve üç eksenli bir gaussmetre (tek eksenli gaussmetrelere kıyasla daha pahalıdır) seçildiğinde cihazın nasıl tutulacağını düşünmeye gerek yoktur. Gaussmetre, sorun çıkaran devrelerin olduğu yerlerde manyetik alanı tespit eder ve ölçüm yerindeki manyetik alan şiddetine ilişkin bilgiler verir. Gaussmetre, gerçek zamanlı ölçümler gerçekleştirilmesini sağladığından anında sorun giderme ve elektromanyetik izleme için mükemmel bir cihazdır. Gaussmetrenin çalışması nerenin aranması gerektiğine ilişkin sinyal ve işaret verdiğinden metal dedektörüne benzer. Bazen küçük bir manyetometre aslında metal dedektörünün bir parçası olabilir ve çeşitli öğelerin algılanmasına ve aranmasına “katılır“. Kullanıcılar arasında özellikle popüler olan iki tür gaussmetre vardır: şiddeti gösterenler (sayısal olarak) ve elektromanyetik alanın yönünü gösterenler (vektör olarak). Bazı gaussmetre modelleri bu iki fonksiyonu da içerebilir.

Gaussmetre, profesyonel elektrik tesisatçıları için vazgeçilmez bir cihazdır ve ev aletleri gibi cihazlardan gelen elektromanyetik radyasyonun yoğunluğunu belirlemede de yardımcı olabilir. Gaussmetrenin küçük boyutu kullanım kolaylığı ve kolay taşıma sağlar.

Hemen hemen her evde, ofiste, tesiste çeşitli cihazlar bulunsa da bu cihazların hepsi tehlikeli miktarda enerji yaymaz. Bilim insanlarının araştırmalarına ve çalışmalarına göre izin verilen günlük olarak elektromanyetik alanlara maruz kalma sınırları vardır. Gaussmetre, bu sınırların aşılıp aşılmadığını ve ortam atmosferini iyileştirmek için hangi değişikliklerin yapılmasını gerektiğini tespit etmede yardımcı olabilir. Gaussmetre, yönetmeliklere ve güvenlik standartlarına uygunluk için yeni cihazların test edilmesinin yanı sıra çalışmakta olanların ve devamlı olarak kullanılanların izlenmesi için de kullanılabilir.

Gaussmetre, manyetik akı yoğunluğunun tespit edilmesini sağlar ve manyetik alandaki herhangi bir değişikliğe karşı duyarlıdır. Başka bir deyişle gaussmetre “güç kalitesi“ni tanımlar. Böylece, gaussmetre kullanılarak bilgisayar monitörünün zaman zaman titremesinin ve elektrikli cihazların kesintilerle ya da olağandışı bir şekilde çalışmasının nedeni öğrenilebilir. Gaussmetre, elektromanyetik alanı ölçtüğünden uygulamanız için uygun olan modeli seçmek için belirli mıknatısların gücünü kontrol etmek için de kullanılabilir.