如今,無論生活亦或是工作環(huán)境中都充斥著大量不同頻率的電磁場,各個(gè)電子、電氣設(shè)備在同一空間中同時(shí)工作時(shí),總會在它周圍產(chǎn)生一定強(qiáng)度的電磁場,比如電視發(fā)射臺、固定或移動(dòng)式無線電發(fā)射臺以及各種工業(yè)輻射源產(chǎn)生的電磁場。
在電磁場中運(yùn)行的(醫(yī)療)設(shè)備會受到該電磁場的作用,從而可能影響設(shè)備的正常運(yùn)行。心電監(jiān)護(hù)設(shè)備的CAT顯示器過渡干擾,醫(yī)護(hù)人員難以判斷心率致使病人無法復(fù)蘇;移動(dòng)電話對輸液泵、心臟除顫裝置產(chǎn)生的干擾,使其不能正常工作;受調(diào)頻電臺FM發(fā)射的干擾調(diào)制波的影響,擾亂了呼吸節(jié)律導(dǎo)致報(bào)警失靈;工頻磁場的影響使嬰兒培養(yǎng)箱中溫度不準(zhǔn)確,導(dǎo)致新生兒死亡等等。
而據(jù)國外權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布的研究報(bào)告顯示,從1994年1月至2005年3月發(fā)生的550起不良事件中,73.6%懷疑是由電磁干擾引起的,而在這些可疑的不良事件中,死亡和致傷的比例達(dá)到了10.7%,每一起不良事件背后都可能是一個(gè)悲劇,一個(gè)破壞人身健康和家庭和睦的毀滅者,而更可怕的是,由電磁干擾引起的不良事件依然顯示出逐年遞增的趨勢,由此可見,研究電子、電氣設(shè)備的電磁兼容是多么的重要!
也正是由于醫(yī)械的這樣一個(gè)特殊性,所以同樣的測試項(xiàng)可能等級相對其他類型產(chǎn)品會更嚴(yán)苛,YY 0505對射頻電磁場輻射抗擾度的等級要求是,在80 MHz~2.5 GHz頻率范圍內(nèi)非生命支持設(shè)備或系統(tǒng)能承受3 V/m 的干擾場強(qiáng),生命支持設(shè)備或系統(tǒng)更要達(dá)到10 V/m,試驗(yàn)方法引用GB/17626.3。
好了,了解了電磁兼容的重要性后我們繼續(xù)今天的學(xué)習(xí)~
1.什么是輻射抗擾度
如果從頭看了本喵系列文章的話,相信這個(gè)問題已經(jīng)難不倒你了,輻射發(fā)射試驗(yàn)篇我們有講到輻射是能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象。雖然我們看不到摸不著,但就像空氣一樣,我們知道它是切實(shí)存在的,比如我們?nèi)粘I钪薪?jīng)常說的手機(jī)輻射、電腦輻射等,那么通俗的講,輻射抗擾度就是電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)對這些輻射的抗干擾程度。
2.輻射抗擾度試驗(yàn)?zāi)康?/p>
如我們開篇所講,日常生活中,我們在使用手機(jī)、電視、電腦,聽歌(無線電臺)以及開車(汽車打火裝置)時(shí)都會產(chǎn)生輻射發(fā)射,我們關(guān)心在進(jìn)行這些動(dòng)作時(shí)會對EUT造成什么樣的影響,比如打電話時(shí)對病人使用的呼吸機(jī)會造成什么影響?其實(shí)這時(shí)手機(jī)和呼吸機(jī)之間已經(jīng)在進(jìn)行一場較量了。
于是我們通過測試設(shè)備將這些干擾模擬出來,再通過一定的輔助裝置和耦合部件施加到EUT上,通過一定的監(jiān)測方式來判斷EUT所受影響,那么這也就是我們進(jìn)行輻射抗擾度試驗(yàn)的目的:通過試驗(yàn)來評價(jià)電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)抵抗輻射干擾的能力。
3.試驗(yàn)設(shè)備及必備條件
根據(jù)GB17626.3標(biāo)準(zhǔn)要求,主要試驗(yàn)設(shè)備有以下幾種:
(1)信號發(fā)生器:其主要指標(biāo)是帶寬,帶調(diào)幅功能,能手動(dòng)或自動(dòng)掃描,掃描步長及掃描點(diǎn)上的駐留時(shí)間可設(shè)置,信號幅度能自動(dòng)控制等。
具體要求如下:
完全符合GB/T17626.3 標(biāo)準(zhǔn)第6章的要求;
產(chǎn)生覆蓋頻率80MHz-2.5GHz的載波,以及覆蓋頻率0.1Hz-1KHz的正弦波幅度調(diào)制,調(diào)制深度應(yīng)包括80%;
步長及駐留時(shí)間可設(shè)置。
(2)功率放大器:用于放大信號并提供驅(qū)動(dòng)天線達(dá)到所需的場強(qiáng)水平的功率。在UFA中測得的功率放大器產(chǎn)生的各次諧波場強(qiáng)應(yīng)比基波場強(qiáng)至少低6dB
具體要求如下:
完全符合GB/T17626.3 標(biāo)準(zhǔn)第6章的要求;
有效工作頻率覆蓋80MHz-2.5GHz頻率范圍:
在EUT處測得的場強(qiáng)不小于18V/m;
由于功率放大器所產(chǎn)生的諧波和畸變應(yīng)比載波放大量小15dB。
(3)天線:能夠滿足頻率特性要求的雙錐、對數(shù)周期、喇叭或其他線性極化天線系統(tǒng)。根據(jù)不同頻段配置不同類型天線,可參考前面文章,這里不再贅述~
(4)場強(qiáng)探頭及場強(qiáng)儀:具體要求如下:
完全符合GB/T17626.3 標(biāo)準(zhǔn)第6章的要求;
具有X、Y、Z方向性:
場強(qiáng)監(jiān)控頻率范圍覆蓋80MHz-2.5GHz;
場強(qiáng)不小于18V/m。
(5)電波暗室:具有合適的尺寸,同時(shí)為了保證測試結(jié)果的對比性和重復(fù)性,要對測試場地的均勻性進(jìn)行校準(zhǔn),能維持相對于EUT來說具有足夠空間的均勻場域(例如,有一個(gè)1.5m*1.5m的均勻場),局部安裝一些吸收材料使室內(nèi)的反射減弱。當(dāng)布置發(fā)生變化時(shí)(如更換吸波材料、試驗(yàn)位置的移動(dòng)或試驗(yàn)設(shè)備的改變),都要重新進(jìn)行校準(zhǔn)。
(6)功率計(jì):要求
完全符合GB/T17626.3 標(biāo)準(zhǔn)第6章的要求;
功率監(jiān)控頻率范圍覆蓋80MHz-2.5GHz;
為了避免諧波導(dǎo)致的問題,必要時(shí)可采用低通或者帶通濾波器,確保濾波器在連接線路上不致引起諧振效應(yīng)。
(7)輔助設(shè)備:用于記錄試驗(yàn)規(guī)定場強(qiáng)所需的功率電平和控制產(chǎn)生試驗(yàn)場強(qiáng)的電平(應(yīng)確保輔助設(shè)備具有充分的抗擾度)
4.試驗(yàn)方法及配置
建立校準(zhǔn)過的騷擾場強(qiáng)、極化方向和調(diào)制要求;
使EUT的布置和運(yùn)行與典型應(yīng)用時(shí)相同,同時(shí)要做使用最多的安裝測試;
連接EUT元件之間過長的線纜應(yīng)該在線的中部捆扎成大約30cm-40cm的低感性線束,若由于特殊原因不能這么做,則應(yīng)在報(bào)告詳細(xì)說明電纜布置情況;
在每一個(gè)試驗(yàn)頻率上改變發(fā)射信號電平,測量出性能降低時(shí)的電平或規(guī)定的抗擾度電平,兩者取較低者;
在試驗(yàn)方案的頻率范圍內(nèi)掃描,以完成EUT的抗擾度分布圖或者確定不合格/合格的符合情況;
記錄性能降低的所有試驗(yàn)參數(shù),包括連線位置及方向的完整性描述,使結(jié)果能夠被重復(fù);
所有EUT的測試都應(yīng)在盡可能接近實(shí)際安裝配置條件下進(jìn)行,除非另有規(guī)定;不要求有金屬接地板,當(dāng)需要某種裝置支撐EUT時(shí),應(yīng)該選用不導(dǎo)電的非金屬材料制作。
落地式設(shè)備應(yīng)置于高出地面0.05-0.15m的非導(dǎo)體支撐物上,使用非導(dǎo)體支撐是為了防止EUT的偶然接地和場的畸變,不能是由絕緣層包裹的金屬構(gòu)架。如果EUT不是太大太重,提升高度也不會造成安全事故的話,也可以在0.8m高的平臺進(jìn)行試驗(yàn),但應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明試驗(yàn)方法。
臺式設(shè)備EUT應(yīng)放置在一個(gè)0.8m高的絕緣試驗(yàn)臺上;根據(jù)設(shè)備相關(guān)的安裝說明連接電源和信號線。
5.試驗(yàn)程序及舉例
1.確定實(shí)驗(yàn)室的有關(guān)條件:氣候條件應(yīng)符合EUT和測試設(shè)備各自制造商規(guī)定的運(yùn)行條件的要求(一般涉及到溫濕度、大氣壓力等);電磁環(huán)境應(yīng)能保證EUT正常運(yùn)行且不影響試驗(yàn)結(jié)果(一般情況下都會符合,有疑問可以再留言或私信討論)。
2.其次給出試驗(yàn)依據(jù):YY0505-2012條款36.202.3、GB17626.3-2016;
3.將EUT按照典型安裝要求進(jìn)行現(xiàn)場布置,線纜按照制造商規(guī)定規(guī)格和型號安裝;
4.開機(jī)確定EUT的正常運(yùn)行,使EUT處于正常運(yùn)行狀態(tài)(排除EUT自身問題對試驗(yàn)的影響);
5.確定測試計(jì)劃,應(yīng)至少包括以下部分:確定EUT的典型運(yùn)行條件、所用試驗(yàn)設(shè)備的類型和發(fā)射天線的類型與位置、調(diào)制方式、掃描頻率、駐留時(shí)間、步長、適用的試驗(yàn)等級、設(shè)備依據(jù)臺式或是落地式進(jìn)行布置、確定試驗(yàn)場地;
通常受試設(shè)備的試驗(yàn)等級是根據(jù)其最終安裝環(huán)境的電磁情況來選擇的,但對大多數(shù)產(chǎn)品來說,在他們的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或者產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)里已經(jīng)充分考慮了使用的環(huán)境,所以它們的試驗(yàn)等級已經(jīng)確定。
6.令選型 RF 源工作,使其對受試設(shè)備施加干擾。利用場強(qiáng)探頭對 RF 源的場強(qiáng)測量,調(diào)整源的功率和距離以保證其能夠符合標(biāo)準(zhǔn)要求電平,對于工科醫(yī)設(shè)備輻射抗擾要求的干擾電平為 3v/m;
7.RF 源的干擾時(shí)間視受試設(shè)備的運(yùn)行模式時(shí)間而定,應(yīng)保證設(shè)備的敏感運(yùn)行模式中都可以收到 RF 源干擾;
8.RF 源應(yīng)在 EUT 的四個(gè)側(cè)面逐一進(jìn)行試驗(yàn),以保證受試設(shè)備各部件都可能受擾;
9.記錄測試數(shù)據(jù)、判定測試結(jié)果
由此可知,測試結(jié)果為合格。
與發(fā)射試驗(yàn)不同,抗擾度試驗(yàn)沒有具體的數(shù)字來限定合格與否,而是一個(gè)對應(yīng)的符合性準(zhǔn)則如下:
在36.202規(guī)定的試驗(yàn)條件下,設(shè)備或系統(tǒng)能提供基本性能并保持安全,不允許下列與基本性能和安全有關(guān)的性能降低:
——期間故障;
——可編程參數(shù)的改變;
——工廠默認(rèn)值的復(fù)位(制造商的預(yù)置值);
——運(yùn)行模式的改變;
——虛假報(bào)警;
——任何預(yù)期運(yùn)行的終止或中斷,即使伴有預(yù)警;
——顯示數(shù)值的誤差大到足以影響診斷和治療;
——會干擾診斷、治療或監(jiān)護(hù)的波形噪聲;
——會干擾診斷、治療或監(jiān)護(hù)的圖像偽影或失真;
——自動(dòng)診斷或治療設(shè)備和系統(tǒng)在進(jìn)行診斷或治療時(shí)失效,即使伴隨著預(yù)警。
對于多功能的設(shè)備和系統(tǒng),本準(zhǔn)則適用于各種功能、參數(shù)和通道。
設(shè)備和系統(tǒng)可以出現(xiàn)不影響基本性能和安全的性能降低(例如:偏離制造商的技術(shù)要求)。
試驗(yàn)連接圖照片如下:
試驗(yàn)布置圖照片如下:
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電磁場
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原文標(biāo)題:射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)[20191113_3A-]
文章出處:【微信號:EMC_EMI,微信公眾號:電磁兼容EMC】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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