Amatorski miernik pola elektromagnetycznego - ocena (nie)przydatności, cz. 2

W pierwszej części tekstu podjęliśmy próbę oceny tego, czy amatorskie mierniki pola elektromagnetycznego mogą stanowić wiarygodne źródło informacji nt. poziomów PEM o częstotliwościach radiowych występujących w środowisku. Nie wypadła ona pomyślnie dla tych urządzeń. Wykonaliśmy pomiary w otoczeniu czterech stacji bazowych (po jednej stacji sieci Play, Orange, T-Mobile oraz Plus), a punkty pomiarowe dobraliśmy tak, aby możliwie najwierniej odpowiadały one punktom pomiarowym ujętym w Systemie Informacyjnym o Instalacjach Wytwarzających Promieniowanie Elektromagnetyczne (SI2PEM, si2pem.gov.pl), co miało stworzyć warunki do jak najlepszego porównania zmierzonych wartości. Uzyskane wyniki pomiarów zestawiliśmy z wynikami pomiarów wykonanych przez akredytowane laboratoria i udostępnionych w SI2PEM. W największym skrócie – amatorski miernik HFE35C, z którego korzystaliśmy, nie zapewnia parametrów deklarowanych przez producenta, tj. wyniki pomiarów wykonanych tym urządzeniem nie odpowiadają faktycznemu poziomowi PEM.

Skoro miernik HFE35C oblał testy terenowe, postanowiliśmy dać mu drugą szansę w bardziej sprzyjających warunkach (o ile takie dla niego w ogóle istnieją). By jednak nie było za łatwo, porównaliśmy go z profesjonalnym miernikiem firmy NARDA, używanym przez akredytowane laboratoria do pomiarów pola elektromagnetycznego w środowisku.

Środowisko testowe

Pomiary PEM wykonywano w tym samym miejscu i czasie, tzn. obydwa testowane mierniki były ustawione obok siebie, odczytywano najwyższy zarejestrowany pomiar w danym okresie.

Do miernika firmy NARDA model SRM3006 dołączono sondę trzyosiową L3Harris do pracy w zakresie częstotliwości od 420 MHz do 6 GHz. Ten zestaw posiadał aktualne świadectwo wzorcowania. Natomiast do miernika firmy Gigahertz Solutions model HFE35C dołączono antenę UBB27 o charakterystyce Omni i zakresie częstotliwości pracy odpowiadającym zakresowi pracy miernika. Ten zestaw, co oczywiste, nie był wzorcowany.

Za względu na różnicę w deklarowanym zakresie częstotliwości pracy mierników (HFE35C od 27 MHz do 2700 MHz, SRM3006 od 420 MHz do 6 GHz) parametr Fmax w mierniku firmy NARDA ustawiono na 2700 MHz.

Różnica w dolnej granicy zakresu pracy (parametr Fmin dla miernika HFE35C wynosił 27 MHz, a dla miernika SRM3006 wynosił 420 MHz) była nieistotna – miejsce pomiaru skutecznie ekranowano od sygnałów zewnętrznych, natomiast wewnątrz przestrzeni pomiarowej jedynym źródłem pola elektromagnetycznego o częstotliwościach radiowych była wewnątrzbudynkowa instalacja telefonii komórkowej o znanej konfiguracji.

Miernik HFE35C był skonfigurowany tak, aby pokazywał najwyższe wartości – używano funkcji "Peak". Zrobiliśmy tak z dwóch powodów. Po pierwsze – miernik SRM3006 również pracował w trybie zapisu najwyższych mierzonych wartości. A po drugie – z funkcji tej korzystaliśmy, również wykonując wcześniej pomiary w terenie. Domyślnie z funkcji "Peak" korzystają przede wszystkim użytkownicy amatorzy, którzy wynikami swoich pomiarów dzielą się w internecie. Słowem, zależało nam na jak najwierniejszym odtworzeniu warunków, w których wykonywane są właśnieamatorskie pomiary PEM. Wyniki uzyskanych
pomiarów PEM przedstawiono w tabeli 1.

Jest dużo, będzie jeszcze więcej

Pierwsze, co rzuca się w oczy, to konsekwentne zawyżanie wyniku pomiaru PEM przez miernik HFE35C – w skrajnym przypadku pomiar został zawyżony aż 44-krotnie. Średnio miernik HFE35C zawyżał pomiar 21-krotnie. Skala miernika kończy się na wartości 2000 μW/m2, co stanowi 1/5000 maksymalnego dopuszczalnego poziomu pola elektromagnetycznego w środowisku, wynoszącego 10 W/ m² (10 000 000 μW/m²). 44-krotne zawyżenie wyniku pomiarów sprawia, że sprzęt ten jeszcze bardziej nie nadaje się do jakichkolwiek środowiskowych pomiarów PEM. Nikczemnie małe wartości PEM występujące w środowisku, "zmierzone" tym urządzeniem (w zasadzie wypadałoby zaprzestać stosowania nazwy "miernik" na rzecz "urządzenia" właśnie) powodują przekroczenie skali miernika. Trudno ocenić, na ile jest to działanie celowe, a na ile wynika z jakości zastosowanych komponentów, o których pisaliśmy w części 1 naszej oceny.

Drugą kwestią jest brak powtarzalności wyników z miernika HFE35C – potrafił on bowiem wskazać poziomy >2000 μW/m² przy wartości zmierzonej przez SRM3006 wynoszącej 44,7 μW/m², ale równie dobrze potrafił zmierzyć wartość 1347 μW/m² przy wartości zmierzonej przez SRM3006 wynoszącej 132,0 μW/m². Reasumując - amatorskie urządzenie wskazywało losowo niższe (ale wciąż za wysokie) wartości w czasie, gdy miernik firmy NARDA pokazywała wyższe poziomy i odwrotnie. Nie sposób zatem ustalić korelacji między faktycznym poziomem mierzonego poziomu pola elektromagnetycznego a wynikiem, jaki uzyskamy podczas pomiaru urządzeniem HFE35C. Przy czym słowo "pomiar" konsekwentnie, w kontekście urządzenia HFE35C, powinno występować w cudzysłowie. Być może w grę wchodzą także elementy losowości procesu pomiarowego miernika HFE35C, co może skutkować tym, że zagadnienie to przestaje być deterministyczne, a zyskuje charakter wyraźnie probabilistyczny. Kwestią otwartą zostaje dobór rozkładu gęstości prawdopodobieństwa.

Należy podkreślić, że faktyczna wartość pola elektromagnetycznego wynosiła średnio niecałe 7,5% wartości wskazywanej przez miernik HFE35C. Inaczej ujmując, miernik HFE35C w sposób istotny zawyża wskazywane poziomy pola elektromagnetycznego.

Niedokładność "by design"

Brak wiarygodności pomiarów wydaje się wspólnym mianownikiem tej klasy sprzętu. W serwisie YouTube można znaleźć porównanie różnych mierników, w tym mierników Safe & Sound PRO II, Acoustimeter AM 11 i Trifield, które są szczególnie popularne w środowisku osób sceptycznych wobec telefonii komórkowej. Na marginesie warto dodać, że należą one do grupy urządzeń stosunkowo drogich, z ceną przewyższającą nawet 2 tys. złotych. Naszą uwagę przykuły zwłaszcza testy opublikowane na kanale 5G RF EMF. Ich istotą, jak się wydaje, jest sprawdzenie zakresu częstotliwości pracy danych mierników i odpowiedzi na zadany sygnał.

 

Cechą amatorskich mierników PEM jest to, że każdy pokazuje co innego

Jeden z eksperymentów (Testing 10GHz on Safe-and-Sound-Pro II TF2 ErickHill EMF-390 Acoustimeter RF metres) obejmował podawanie sygnału wysokiej częstotliwości z generatora HP 70340A i odczytaniu wartości zmierzonych przez testowane urządzenia. Różnice w prezentowanych wynikach były znaczne, często kilkudziesięciokrotne. Co ciekawe, do filmu odniósł się w komentarzach producent jednego z mierników, zarzucając autorowi stworzenie "niekorzystnego środowiska testowego" i zapowiadając stworzenie własnego "wiarygodnego" filmu z pomiarów. Mocno wątpliwe, by ta sztuka kiedykolwiek się udała (wciąż czekamy).

Jak widać, problem niewiarygodnych pomiarów nie dotyczy tylko miernika HFE35C, a całej gamy tego typu urządzeń.

Elektrośmieci do pomiaru elektrosmogu?

Przesadą byłoby powiedzenie, że wyniki tego eksperymentu jakkolwiek nas zaskoczyły, zdumiewająca była zaś z pewnością skala, mówiąc dyplomatycznie, niepewności pomiaru. W istocie budżet niepewności pomiaru urządzenia HFE35C, o ile ktokolwiek odważyłby się taki przygotować, powinien pękać w szwach. Podsumowując – wyniki pomiarów wykonywanych za pomocą tej klasy urządzeń mają jedynie wartość psychologiczną – niewątpliwie wpływają na poziom stresu użytkowników, powodując jego eskalację. Dla inżynierów urządzenia te zaliczają się do kategorii drogich zabawek (niestety zbyt drogich, jak na klasę zabawki) i jako takie pełnią niewątpliwie funkcję rozrywkową, dostarczając codzienną porcję wysublimowanego humoru wzbogaconego losowymi elementami zaskoczenia.

Pamięci dr. inż. Jerzego Webera
Michał Połzun, Kinga Graczyk
współpraca: Rafał Pawlak

Instytut Łączności – PIB
www.gov.pl/instytut.lacznosci