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

Amatorskie mierniki pola elektromagnetycznego w internecie postrzegane są jako idealne rozwiązanie „problemu” z PEM. Piszczy i błyszczy? Uciekaj, natężenie pola elektromagnetycznego zaraz „usmaży ci mózg”. Kup i przekonaj się sam. Sprawdziliśmy czy wartość wyników pomiarów uzyskanych za pomocą amatorskiego sprzętu odpowiada choć ułamkowi jego wartości handlowej?

„Czy telefon jest bezpieczny dla zdrowia? […] Miernik jasno pokazuje, że nie powinien on trafić na rynek.” „Jak sobie zakupicie miernik i pochodzicie na osiedlu, […] okaże się, że wszystkie te osoby mają bardzo wysoki poziom promieniowania mikrofalowego w mieszkaniu.” Fałszywe przekonanie o tym, że dzięki amatorskim miernikom pola elektromagnetycznego jesteśmy w stanie lepiej chronić się przed „szkodliwym działaniem PEM” napędza popyt na te urządzenia. Tym bardziej, że posty z tego typu alarmistycznymi treściami, publikowane w internecie, nierzadko zawierają gotowe rozwiązanie „problemu” – link do sklepu z „miernikami”. Czy jednak wartość wyników pomiarów uzyskanych za pomocą amatorskiego sprzętu odpowiada choć ułamkowi jego wartości handlowej? Mocno wątpliwe.

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), 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 umiejscowione obok siebie, odczytywano najwyższy zarejestrowany pomiar w danym okresie czasu.

Do miernika firmy NARDA model SRM3006 dołączono sondę trzyosiową L3Harris dedykowaną 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 F_max w mierniku firmy NARDA ustawiono na 2700 MHz.

Różnica w dolnej granicy zakresu pracy (parametr F_min 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 właśnie amatorskie pomiary PEM.

Wyniki uzyskanych pomiarów PEM przestawiono w poniższej tabeli.

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 niskie 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 poziome > 2000 µW/m² przy wartości zmierzonej przez SRM3006 wynoszącej 44,7 µW/m², ale równie dobrze potrafił również 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 być 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 zakresu pracy danych mierników i odpowiedzi na zadany sygnał.

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 miernika 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.

Artykuł opublikowany został w czasopiśmie „Elektronik” 4/2023. Autorzy: Michał Połzun, Kinga Graczyk, współpraca: Rafał Pawlak