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作者:游景鈺(2003-07-17);推薦:徐業良(2003-07-17)
附註:本文為勞工保險局補助「職業災害預防及職業災害勞工重建事項」計畫部分成果。

防音耳罩整合性測試機台功能驗證

測試機台設計製作完成後,本研究將對機台各項測試功能做出驗證,驗證方式將隨機選取市售防音耳罩進行夾緊力、散熱性、密合度、及插入損失試驗,每一試驗以中型頭型為標準,重複多次試驗,以測試數據之平均值、標準差、及變異數為機台測試功能可重複性的指標。以下將分別敘述各項機台性能測試之實際測試流程與結果。

1.         夾緊力測試

在夾緊力測試功能驗證,本研究以PELTOR公司生產之H7A型耳罩為測試樣本(如圖1),測試之流程參照CNS T2012 8454,先將架稱模型調整至適當頭形尺寸、將荷重元表頭歸零,將配戴耳罩於架稱模型上並將其投帶保持垂直,經過120±5秒防耳罩夾緊力穩定後讀取測試數據,測量之單位以牛頓(N)表示。重複測試時需等荷重元訊號恢復穩定後重複上述流程。經過10次重複測試,測試數據如表1所示,10次測試結果相當接近,變異係數僅有1.58%

1. H7A夾緊力測試圖

1. 夾緊力試驗重複性測試結果

測試次數

測試結果(N)

1

11.9

2

12.1

3

11.7

4

12.0

5

11.7

6

11.5

7

11.8

8

11.6

9

11.9

10

11.7

平均值

11.79

標準差

0.1853

變異係數

1.58%

2.         散熱性測試

在散熱性測試功能驗證,本研究以EAR公司生產之Model 1000為測試樣本(如圖2),測試之流程為將圓形支撐平板加溫,待平板之溫度穩定維持於攝氏37度後即帶上耳罩,觀察耳殼護蓋內溫度的變化,待此溫度漸漸停止變化,此值即為耳罩之散熱性評估數據。重複測試時需等待帶測耳罩恢復室溫,方可重新配戴上架撐模型進行測試。經過10次重複測試, 測試結果如表2所示,其中溫度誤差範圍約在攝氏1度之內,變異數為1.71%

2. Model1000散熱性測試圖

2. 散熱性試驗重複性測試結果

測試次數

測試結果()

1

30

2

31

3

30

4

30

5

31

6

30

7

31

8

30

9

31

10

30

平均數

30.4

標準差

0.52

變異係數

1.71%

3.         密合度測試

在密合度測試功能驗證,本研究以BILSOM公司生產之2450為測試樣本(如圖3),測試之流程為將耳罩配戴於架撐平板,啟動空氣幫浦並將空氣流量定於1L/min,量測兩電流感測器之訊號並以式(1)計算其洩漏率:

        洩漏率(%)=                                                                                (1)

3.密合度測試示意圖

實際之測試結果如表3所示,十次測試之變異係數為3.63%,表示本測試之重複性良好。

3. 密合度試驗重複性測試結果

測試次數

測試結果(%)

1

10.7

2

11

3

11.3

4

10.5

5

11.6

6

11.7

7

10.9

8

10.8

9

11.2

10

10.7

平均值

11.04

標準差

0.40

變異係數

3.63%

4.         插入損失測試

插入損失測試功能驗證分為兩個部分,第一部分為試驗環境測試,包括背景噪音測試、擴散音場性能測試以及試驗訊號測試,第二部則為插入損失測試,測試之流程參照CNS T2012 8454。背景噪音測試為測試場所中,除了施行試驗產生之試驗音外,所有音源所產生之噪音,測試方式以測試機台上之麥克風量測未施加測試音且未配戴耳罩下之背景噪音值,並以此點作為音壓計算之基準點。擴散音場之性能測試則參照CNS T2012 8454,量測架撐模型兩架撐平板中心連線中點之音壓值,與距離此點15公分之上、下、左、右、前、後6點之音壓值,此6點與中心點之音壓差需小於±2.5dB,且左右兩側之音壓差需不大於3dB。在試驗訊號方面,依序播放每一頻帶測試訊號,並量測未配戴耳罩情形下之音壓位準,並將音量調整至符合表4之規定。表5為實際測試之環境測試數據。

4. QM29插入損失測試圖

4. 試驗訊號規範

訊號頻帶

音壓位準(dB)

63~250Hz

75

315~4kHz

90

5kHz~8kHz

85

5. 試驗環境測試結果

背景噪音測試

56dB

擴散音場性能測試(1kHz-90dB)

中心

90.5

91.7

89.6

91.0

90.2

92.1

90.2

完成第一部分之試驗環境驗證後,即將耳罩配戴於架撐模型上,依序播放各頻帶測試訊號,量測並紀錄各頻帶音壓位準,將此值與未配戴耳罩情形下之音壓位準相減,以計算插入損失。本機台性能驗證之重複測試時僅重複第二部分之測試步驟,測試環境則不再更動、重新測定。本研究選定之測試耳罩為Howard Leight公司之QM29,實際獲得之結果如表6所示。經過十次重複測試,大部分頻帶之變異係數小於6%,僅低頻部分之誤差稍高,本測試之重複性尚可接受。

6 插入損失實際測試結果(單位為dB

 

63Hz

125Hz

250Hz

500Hz

1000Hz

2000Hz

4000Hz

8000Hz

1

12

12

12

31

33

30

32

26

2

12

12

14

30

32

32

33

24

3

12

11

12

28

29

32

34

27

4

13

13

11

30

30

32

33

27

5

9

11

13

31

31

31

32

28

6

12

12

11

30

33

30

33

27

7

12

12

13

29

32

32

33

27

8

11

10

14

30

28

32

34

28

9

12

13

13

30

30

32

32

28

10

11

12

14

28

30

31

32

25

平均值

11.53

11.89

12.84

29.63

30.83

31.38

32.76

26.70

標準差

1.14

0.93

1.16

0.97

1.76

0.98

0.66

1.34

變異係數

9.93%

7.81%

9.04%

3.26%

5.71%

3.11%

2.02%

5.01%