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听力保护测试-耳塞设备降噪声学测试

tangxie520 标准法规 2023-05-20 757 0

    听力保护对世界各地各行各业的许多人来说至关重要。事实上,在许多情况下,保护个人听力至关重要。全世界大约有 9 亿人患有某种形式的听力损失。如果正确使用适当的听力保护装置,许多此类情况是可以避免的。


    大多数工业化国家都有某种形式的职业噪音立法,例如,在英国,“2005 年工作噪音控制条例”基于欧盟指令,要求在整个联盟内制定类似的基本法律,保护工人免受噪音引起的健康风险,规定了行动值和暴露限值雇主必须采取行动。

耳罩

    在每日或每周暴露水平达到 80dB(A)/135dB(C)峰值或更高时,雇主必须向员工提供信息和培训,并提供听力保护设备。在 85dB(A)/137dB(C)峰值及以上,雇主必须采取合理行动,通过使用工程控制或行政方法来尝试减少工作场所的噪音。如果无法通过这种方式降低噪音,则必须使用听力保护装置。还有 87dB(A)/140dB(C)峰值的暴露限值,高于此值,任何工人都无法暴露。


然而,人们不仅在工作场所暴露于有害噪音水平。音乐场所、夜总会和射击场只是经常超过这些噪音水平的几个地方。


听力保护有许多不同的形式,无论是标准的耳罩或耳塞设计(称为“无源设备”)还是更复杂的模型,其中包含在不同噪声环境中反应不同的电子系统,统称为“有源设备” .


    处于被动状态的模型的性能取决于几个因素。包住耳朵的罩杯深度、头带力和衬垫的吸声效果只是影响耳罩效果的几个变量,而尺寸、贴合度和结构材料通常决定耳塞的性能。然而,如果安装不当或佩戴不当,任何设备提供的保护都会受到影响——即使是耳塞周围的密封件或耳罩的衬垫出现最轻微的破损也会降低听力提供的“衰减”(降噪)保护。因此,重要的是要向佩戴者展示如何正确使用他们的听力保护装置。


PPE要求:

在将听力保护产品投放欧洲市场之前,必须对其进行测试和认证。这是因为它属于个人防护设备法规 (EU) 2016/425 的范围,并且作为 PPE 的“III 类”项目,正在进行的生产需要根据模块 C2 或 D 接受公告机构的监控。


范围广泛的可用听力保护类型反映在管理此测试的欧洲标准的数量上。EN 352系列标准由八个部分组成,涵盖了每类听力保护器的一般要求。例如,第一部分和第二部分分别涉及被动耳罩和耳塞。第三部分规定了对工业安全头盔所附耳罩的要求,最后五个部分涵盖有源设备——包括电平相关、有源降噪和音频输入设备。


每种类型的设备的测试方案都不同。然而,它们中的每一个都必须经过化学、物理和声学测试,以及对产品标记和佩戴者信息的审查。

(EU) 2016/425

化学测试:

在化学测试方面,任何用于制造设备的与皮肤接触的材料必须被确认为不染色,并且不可能引起皮肤刺激、过敏反应或任何其他对健康的不利影响。物理测试计划旨在复制对听力保护的日常物理需求,并确保设备符合目的。


物理测试:

    测试计划中进行的首批物理测试之一是材料和结构评估,这证实了该设备没有锋利的边缘,可以安全使用,并且指定的任何清洁和消毒方法都不会对听力保护造成损害或损害。


    还需要进行尺寸评估,以确保产品适合制造商指定的头部尺寸范围,大多数设备被归类为“中等”尺寸范围,应该适合绝大多数人。但是,产品可以分为“小”或“大”,并且在销售前必须清楚标明。在此测试期间,使用了一系列试穿装置、模制头模和尺寸量规来确保产品能够满足指定的测试尺寸,从而为消费者提供足够的贴合度。


对于耳罩,评估罩杯旋转、头带力和缓冲压力以确认罩杯可以充分旋转。这将表明佩戴者是否可以调整设备以获得最佳贴合度,并确保垫子和头带的组合不会对头部造成过大的压力。


    通过将听力保护装置从指定高度跌落到实心钢板上来评估抗损坏性,如果样品的任何部分破裂或断裂,该设备将无法通过测试,很可能需要重新设计并重新提交测试。对于专为在较冷环境中使用而设计的设备,还可以选择在 -20°C 下进行此测试。


    头带或备用机构的耐用性,允许头盔式耳罩在不使用时返回到它们所在的位置,如果它们被合并到设备中,也会进行测试。这是通过将产品的杯子放在一对盘子上来测量的,盘子在最小和最大间隔距离之间摆动。该过程持续 1,000 次循环,以复制佩戴者佩戴和移除设备或激活备用机制的动作。


    然后以水浸的形式进行 24 小时的调节。作为一种选择,这可以在头带处于压力下并在设备的垫子之间放置一个平行垫片的情况下进行。完成后,第二次测量头带力的变化,两次测量之间的最大偏差提供通过标准。


如果测试带有充液衬垫的耳罩,则必须评估防渗漏性能。对垫子施加28±1牛顿的垂直载荷15分钟,如有泄漏则视为测试失败。


对所有类型的听力保护进行的最终物理测试是可燃性评估。将加热到约 650ºC 的钢棒施加到设备上。如果在移除棒后任何部件点燃或继续发光,则该设备未通过点燃测试。

耳塞声学测试

声学测试:

    在声学测试方面,耳罩和耳塞都需要进行“主观衰减”测试(佩戴者注意到的降噪程度),而只有耳罩需要进行“插入损耗测试”。插入损耗是在测试夹具上安装和不安装耳罩时声压级之间的代数差。该测试不需要人类受试者,而是使用模拟人类头部大致尺寸的声学测试夹具。


    麦克风安装在灯具两侧的空腔中,以复制耳朵的位置。测试通常在声学隧道中进行,一端有扬声器,另一端有吸音泡沫,沿着隧道的长度。这会产生“消声”效果,这意味着撞击隧道侧面和末端的声波通常会被吸收而不是被反射,从而允许“平面渐进声波”(仅在一个方向上移动,没有来自侧壁的反射或结束)沿着隧道传播。值得注意的是,该测试对应达到的最小衰减没有限制。它旨在评估同一耳罩型号的十个样本之间的衰减值差异,以确保性能不会出现重大差异。


    主观衰减测试使用人类受试者来评估听力保护设备的性能,并且确实需要最小衰减值才能通过测试。这些测试的结果会在模型发售并提供给佩戴者时公布。该测试测量 16 名佩戴和未佩戴听力保护装置的人类测试对象的“听力阈值”——耳朵可感知的最低声压级。模型的性能是根据这些值计算的。


评估受试者的听力阈值需要极低的背景噪音水平,这些噪音水平非常低,以至于它们以负分贝表示。要达到如此安静的环境,需要特别设计的位置,例如:

1.测听室(用于测量听力或评估听力保护的隔离室)

2.一个消声室(墙壁、地板和天花板吸收声能——声音——在里面,导致没有回声)

3.一个“半消声室”(它有一个坚固的地板和一个顶部半球来吸收声音)。


    这些腔室旨在隔绝穿过其墙壁传播的声音,并使用由空腔和吸音绝缘材料隔开的两个独立墙壁结构的重型结构。“无回声”是指房间内极高比例的声音被墙壁和天花板吸收,墙壁和天花板覆盖着楔形泡沫,可以吸收广泛频率范围内的声能。


    授予听力保护装置的衰减等级使用“简化噪声级降低”(也称为“单一数值等级”或 SNR)、“低-中-高”(HML) 和“倍频程值”表示。这些是量化相关设备性能的不同方法。SNR 根据主观衰减测试提供单一衰减值。从理论上讲,可以从测得的外部噪声水平中减去该值,以估计听力保护装置下方耳朵处的噪声水平。然而,应该注意的是,这种方法不提供任何关于在不同频率范围内提供多少保护的信息,这就是为什么还需要 HML 评级系统的原因。


HML 提供了更多细节,允许在高频、中频和低频范围内评估所提供的衰减。如果一个人受到窄带噪声而不是宽带噪声的影响,这将特别有用,因为它可以更准确地评估耳朵的噪声水平。


设备的标记和提供给佩戴者的信息也需要检查。这涉及审查提供的用户手册和检查最终产品,以确保存在正确的标记,并按照相关欧洲标准的规定向用户提供所需的信息。


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