医用电气设备的辐射骚扰试验分析_陈婕.pdf
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1、ELECTRONICSQUALITYELECTRONICS QUALITY医用电气设备的辐射骚扰试验分析陈婕,赵五芹,邱波,卢瑞祥(深圳市计量质量检测研究院,广东 深圳518055)摘 要:随着5G通信在日常生活中的广泛应用,日益复杂的电磁环境给医用电气设备带来了新的挑战,电磁兼容成为医用电气设备研发和使用过程中需要关注的问题。目前医用电气设备电磁兼容试验问题主要集中在辐射骚扰试验,因此重点针对医用电气设备的辐射骚扰试验进行了研究,以辐射信号的产生原理为切入点,从影响辐射试验的因素和不合格案列的整改分析角度,就如何提高医用电气设备的辐射试验合格率进行了探讨。关键词:医用电气设备;电磁兼容;辐射
2、骚扰;电机类产品;大型医用电气产品中国分类号:TN 03文献标识码:A文章编号:1003-0107(2023)02-0086-06doi:10.3969/j.issn.1003-0107.2023.02.019Research on Radiated Emission Test of Medical Electrical EquipmentCHEN Jie,ZHAO Wuqin,QIU Bo,LU Ruixiang(Shenzhen Institute of Metrology and Quality Testing,Shenzhen 518055,China)Abstract:With th
3、e wide application of 5G communication in daily life,the increasingly complex electromagnetic envi-ronment brings new challenges to medical electrical equipment,and electromagnetic compatibility has become aproblem that needs attention in the development and use of medical electrical equipment.At pr
4、esent,the problem ofelectromagnetic compatibility test of medical electrical equipment mainly focuses on the radiated emission test.There-fore,the research focus on the radiated emission test of medical electrical equipment is carried out.Taking the gener-ation principle of the radiated signal as th
5、e starting point,from the perspectives of factors affecting the radiated testand the rectification analysis of unqualified cases,how to improve the radiated emission test pass rate of medicalelectrical equipment is discussed.Keywords:medical electrical equipment;electromagnetic compatibility;radiate
6、d emission;motor products;largemedical products基金项目:国家重点研发计划项目医用电子仪器先进制造质量基础设施关键技术集成应用示范(2021YFF0602900)资助。收稿日期:2022-10-08修回日期:2022-11-21作者简介:陈婕(1989),女,江西高安人,深圳市计量质量检测研究院中级工程师,硕士,从事医疗器械检验检测工作。通讯作者:卢瑞祥(1973)男,山东菏泽人,深圳市计量质量检测研究院高级工程师,硕士,从事医疗器械检测技术研究工作。0引言自然界中的物体,当温度在绝对温度零度以上时,都会以电磁波的形式不停地向外传送热量,这种传送热
7、量的方式就叫做辐射(RE:RadiatedEmission)。日常生活环境中的医用电气设备所产生的电磁辐射,对人体有无危害,最重要的要看辐射能量的大小。针对这一情况,国家制定了标准GB 48242019工业、科学和医疗(ISM)射862023.02ELECTRONICS QUALITY频设备骚扰特性 限值和测量方法1。同时结合YY 05052012标准2对医用电气设备的电磁辐射限值要求给予了明确规范。本文从辐射骚扰原理出发,结合日常检测对影响辐射试验的因素进行总结,最后结合实际案件从整改的角度对辐射试验进行分析,从而有效地解决了医用电气设备的辐射试验超标问题。1辐射骚扰信号的产生原理辐射是以电
8、磁波形式传播的,辐射电磁波的产生实质上是由导线上传输的电流引起。骚扰电流在导线上的传输方式有两种:共模电流(如图1所示)和差模电流(如图2所示),相应地两种传输方式所引起的干扰分别为共模干扰和差模干扰3。综合差模和共模电流图可以看出辐射信号的产生实质上是由两种等效天线所产生的。其中,差模干扰的等效天线是信号环路,如果环路中流动的电流信号是交变的,那么信号所在的环路就会产生差模辐射。假设环路面积S(cm2)的环路中流动着电流强度为I(A)、频率为f(MHz)的信号,在自由空间中,距离环路D(m)处所产生的辐射强度为:E=1.3SIf2/D(1)通过式(1)可以看出,差模辐射与信号环路面积、环路电
9、流和频率的平方成正比。因此,对于减少差模辐射骚扰的方法也可以从减小电流强度、减小信号频率及其谐波和减小信号环路面积这3个方面考虑。差模干扰的等效天线模型是单极天线或对称偶极子天线,比如:医用电气设备中的电缆、尺寸较长的导体等,当流动的电流信号是一种无用信号时,就会产生共模辐射。假设天线上流着电流强度为I(A)、频率为f(MHz)的信号,那么在距天线D(m)处产生的辐射强度,其中l(m)为电缆或导体长度。当l/2时,E0.63Ilf/D当l/2时,E60I/D(2)此公式适用于f30 MHz,D1 m的情况,考虑到标准GB 48242019中对150 kHz30 MHz频段无规定限制,30 MH
10、z以上频段的限值才是电磁辐射骚扰的电场分量,并且标准中规定的测试天线距离为D=3、10、30 m。因此该公式对医用电气设备的辐射试验具有普遍适用性。那么如何利用辐射试验测量和评估医用电气设备所产生的辐射强度呢?以下将对这一问题进行讨论。2影响辐射骚扰试验的因素辐射骚扰试验是测量医用电气设备通过空间传播的辐射骚扰场强,如图3所示。辐射信号通过测量天线接收,由同轴电缆传送到测量接收机测出骚扰电压,再加上天线系数,得出测量的场强值。通常在不同场地使用相同的仪器仪表可能得到的测量结果却不同,主要原因是空间直射波和地面反射波影响和接收点的不同,造成叠加的场强不同。对于试验场地造成的结果差异应以开阔试验场
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