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作者:阮致維(2004-08-23);推薦:徐業良(2004-09-14)

防音耳罩夾緊力與散熱性測試機台設計製作計畫書

道道實業股份有限公司規劃委託本實驗室設計製作「防音耳罩夾緊力測試機台」。本計畫書描述「防音耳罩夾緊力測試機台」設計製作之主要規格、所需經費、及時程,測試機台將依相關國際標準測試規範設計製作,但測試結果主要目的為提供廠商自行檢測產品之用,並不具備任何商品檢驗之效力。

元智大學為學術研究單位,非生產銷售單位,故相關委託案概以研究計畫方式(非採購案方式),依據「元智大學建教合作計畫實施辦法」辦理。本計畫每一機台均需為道道實業股份有限公司特別訂製,故相關經費估計也以訂製單一機台所需成本估算。

1.         防音耳罩夾緊力測試機台設計製作

本測試機台主要提供兩項測試功能:一為夾緊力測試、二為散熱性測試。根據規範,夾緊力測試之設計主要依照CNSCEN國際標準製作;散熱性測試則因目前國際標準未詳加規範,此項測試功能主要在模擬配戴防音耳罩時耳罩內溫度,藉以評估耳罩散熱性。以下各節說明主要測試功能之詳細設計製作內容:

1.1夾緊力測試

本計畫防音耳罩夾緊力測試機台將依據CNS中國國家標準CNS T2012 8454 ; 1982, 防音防護具】與CEN歐洲標準“Hearing Protectors – General requirement – Part 1: Earmuffs,” EN 352-1, 1993設計製作。CNSCEN測試標準中,測試時將待測防音耳罩適當調整後固定於架撐模型上,測試期間不改變二塊調整板間距離,於佩戴防音耳罩經過120 ±5秒後量測頭帶彈性施加於二塊調整板之力量範圍,CNSCEN間不同處僅為架撐模型構建出之頭部尺寸,考量各國國人頭部尺寸間的差異。

1為本計畫測試基台中架撐模型硬體外型,為使測試機台在測試不同對象的適用性上能更為廣泛,架撐模型上設計有寬高度調整機構,左右兩側支撐耳殼護蓋之平板分別裝置有一組螺桿機構,以調整測試機台水平寬度,而垂直高度是經由中央支撐軸來調整,經由這三個固定位置的尺寸微調,使測試機台能夠以三組不同頭型尺寸進行測試。寬高度調整範圍均依照行政院勞委會勞工安全衛生研究所公佈之國人人體計測資料來決定,如表12所示。依據統計結果,將本架撐模型耳殼護蓋間標準寬度訂為151mm,此數值為國人頭寬之平均值,而調整範圍介於130mm170mm之間,此範圍已含蓋90%國人頭型。高度調整範圍設定亦依據國人人體計測資料訂為距離水平軸150mm。寬高度調整設計不僅使架撐模型能夠適應更多不同尺寸的測試對象,也能夠幫助研究人員評估評估防音耳罩頭帶調整功能之適用性。

1. 國人靜態二維頭部尺寸

尺寸名稱

平均值

標準差

最小值

最大值

兩耳珠間距(mm

150.90

11.28

113.86

188.22

頭頂至耳珠(mm

149.81

10.54

116.61

181.31

2. 國人靜態二維頭部尺寸百分位數

尺寸名稱

百分位數

2.5%

5%

50%

95%

97.5%

兩耳珠間距(mm

127.95

131.80

151.33

168.69

172.52

頭頂至耳珠(mm

129.80

133.29

149.16

167.53

170.32

1. 架撐模型硬體外型

夾緊力量測以S型荷重規作為感測元件,S型荷重規之外形設計具有可承受兩方向相對力量同時施於其上的特性,並藉由金屬壓電效應將所受壓力轉換為電壓輸出,其受力方式與量測特性十分符合夾緊力測試之設計需求。此型荷重規使用時搭配有一控制盒,此控制盒不僅提供荷重規所需電源、放大荷重規輸出之電壓訊號,並內建有將電壓訊號轉換為數值輸出之功能,可直接由顯示器讀取測得夾緊力數值。此外亦將提供一組校正砝碼供自行校正荷重規之用。

1.2散熱性測試

散熱測試同樣是以夾緊力測試架撐模型來承載受測防音耳罩,並於架撐模型上設置散熱性評估測試模組。架撐模型一側耳殼護蓋支撐平板上裝設溫度感測器、溫度控制器、與電熱器,溫度控制器接收感測器感測耳殼護蓋支撐平板溫度變化之訊號,再由溫度控制器控制電熱器對支撐平板進行溫度控制,使耳殼護蓋支撐平板維持37恆溫,以模擬防音耳罩接觸人體時的溫度狀態;架撐模型另一側耳殼護蓋支撐平板上裝設另一組溫度感測器,於測試進行時量測耳殼護蓋內之空氣溫度,作為評估散熱性能之依據。散熱性測試模組亦提供一個溫度控制盒,裝設有溫度控制器及顯示耳殼內空氣溫度之錶頭,可直接讀取耳罩內之空氣溫度數值。

2.         計畫時程及經費

本計畫預計以二週時間完成,完成日期為9/3日。提供道道實業股份有限公司測試機台各一具、設計原理說明文件及使用手冊若干份、並提供安裝、測試、維護等相關技術支援。3為本計畫防音耳罩夾緊力測試機台所需材料及元件成本,及其他經費預估。