EN50366.ppt

EN50366:2003 家用和类似用途电器-电磁场 -评估及测量方法,2019/6/2,EMF,2,安排,一.背景 二.定义 三.测量方法 1.时域评估 2.线谱评估 3.简化方法 四.测量不确定度 五.合格判定 六.附录A(标准性) 七.附录C耦合系数的确定,2019/6/2,EMF,3,标准形成背景,近年来随着技术革命的更新及频率波段新用途的开发，电磁辐 射（EMF）的暴露水平显著增加。在日常生活中每个人都处于 0-300GHz的复合电磁场的暴露之中，电磁污染已经成为最广泛 的环境影响因素之一。电磁辐射已经悄无声息地渗进了我们的 生活。有科学研究表明，不只是手机，在家庭中被大量使用的 电器，比如电热褥、电视、电脑、日光灯、微波炉、电磁炉、 无绳电话、手机、空调、吹风机、电烤箱、吸尘器、油炸机、 咖啡机、电子表、空气清洁器、收音机等都存在着不同程度的 电磁辐射。 随着电视机、电脑、微波炉、电磁灶等家用电器和移动通讯工 具的普及，电磁辐射污染日益成为影响健康的“隐形杀手”。,2019/6/2,EMF,4,标准形成背景,随着人们对电磁场暴露会引起各种健康问题担忧的增加，1996 年世界卫生组织（WHO）设立了国际电磁辐射（EMF）项目以寻 求解决问题的方法。 1999年，欧盟理事会在其建议的1999/519/EC规定了大众暴露 于电磁场的限值。 EN50366:2003家用和类似用途电器-电磁场-评 估及测量方 法（简称EMF）的标准草案于2002年4月发布，CENELEC（欧洲 电工标准化委员会）于2003年2月1日批准发布了该欧洲标准的正 式版本，并且CENELEC规定了其下属的各成员国应于2004年2月1 日起在欧洲国家强制实施该标准。此欧洲标准在M/305授权下由 欧洲委员会和欧洲自由贸易委员会提交给CENELEC，此标准主要 支持低电压指令（73/23/EEC）。 EN50366:2003强制最后实施日期2006年2月1日。例如：CQC。,2019/6/2,EMF,5,标准形成背景,此欧洲标准作为国际标准，应使各CENELEC成员国必须无任何变 化的遵守本标准条件。最新的目录和参考文献包含的国家标准可 以从(国家标准化组织)中央秘书处或者任何CENELEC成员处获 得。（引：CENELEC成员是下列国家的国家电工委员会-澳大利 亚、比利时、捷克斯洛伐克共和国、丹麦、芬兰、法国、德国、 希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、卢森堡、马耳他、荷 兰、挪威、葡萄牙、斯洛伐克、西班牙、瑞典、瑞士和英国）,2019/6/2,EMF,6,背景知识,电磁辐射的定义 电磁辐射是指能量以电磁波形式由源发射到空间的现象，或解释 为能量以电磁波形式在空间传播，电磁辐射由电磁发射引起的。 电磁波的频谱,2019/6/2,EMF,7,背景知识,电磁辐射对人类健康的影响 电磁辐射对人体的健康影响主要有两方面：躯体热效应和神经效 应。根据频率的不同电磁辐射对体的影响有所不同，一般而言低 频电磁辐射对人体的影响以神经效应为主，高频电磁辐射对体的 影响以热效应为主。低频电磁辐射强度对人体的神经效应由于缺 乏足够的实验支持和大量的流行病学调查研究，因此在国际标准 （欧洲EN）制定时没有考虑该因素，但对标准限值的修改留出了 修改的余地。,2019/6/2,EMF,8,背景知识,根据人体能量吸收的情况，可将电磁场分为4个频带： 1 100KHz20MHz，主要是躯干吸收能量，能量的吸收随频率的降低而降低，颈部、腿部的能量吸收较多。 2 20MHz300MHz，全身的能量吸收都较多，考虑某些部位（如头部）的共振，能量吸收更多，热值更高。 3 300MHz数GHz，身体局部有不规则的能量吸收。 4 10GHz能量吸收主要在体表。 EMF不是EMC。EMF是为了保证人身安全目的，是研究电子产品发射出的电场、磁场噪声对人身的影响。EMC是为了保证电子产品的正常工作目的，是研究电子产品发射出的噪声对其它电子产品的影响，或者不受其它电子产品的影响。,2019/6/2,EMF,9,介 绍,EN50366:2003为家用和类似用途电器建立了一个合理的评估方 法并且定义了标准化的运行条件和测量距离，它提供了一个证 实关于暴露在电磁场下的人体是否与欧洲委员会的推荐相符合 的方法。EMF标准涉及了电磁场，并且定义了家用及类似用途电 器周围的频率低于300GHz的电场、磁场的评估方法。 注1：由于事实上家用电器周围的磁场是非均匀的，因此，对于 家用电器来讲，磁通密度在器具表面最高，它随着到器具表面的 距离增加而呈减小趋势，当到器具表面的距离增加到r时，磁通 密度应与r成反比，数值至少为1/r。1/r的减小量在数量级上表 示为评估磁通密度时的最坏的假设。,2019/6/2,EMF,10,介 绍,磁通密度由下面公式计算得出： 其中： B(r)-磁通密度 c -常数 r -到器具表面的距离 r0 -场源与器具表面的距离,2019/6/2,EMF,11,介 绍,世界卫生组织统计的几组有关数据,2019/6/2,EMF,12,介 绍,注2：推荐的参考值源于均匀场和整个人体暴露在大场源里 （例如高压传输线）。家用电器周围的磁场限定于人体的局部 范围，例如手和四肢。 此欧洲标准由具有一定资格和经验的人员起草。,2019/6/2,EMF,13,范 围,本标准涉及电磁场，并且定义了家用和类似用途电器周围频 率低于300GHz的电场、磁场的评估方法。 此方法也适用于不打算作为一般家用、但可用于一般公众场 合的器具，例如在商店、轻工业及农场中由不熟练人员使用的 器具。 注：此评估方法不适合用于比较来自不同器具的磁场。,2019/6/2,EMF,14,标准性参考资料,EN60335系列：家用和类似用途电器-安全,2019/6/2,EMF,15,定 义,了解下面六个定义对于理解标准和试验人员进行操作有重要 意义。 基本限值：基于对人体健康的影响，对暴露在其中的时变电 场和磁场的限定。 参考值：均匀场下磁场强度的有效值，来源于人体暴露在其 中而不产生不利影响的基本限值。 测量距离：器具表面与传感器表面最近点之间的距离。 操作者距离：器具表面与操作者头部或躯干的最近点之间的 距离。 高磁场区：由于场强分布无规律性而产生高磁场的局部区域。 耦合系数：考虑器具周围的磁场的无规律性和人体局部尺寸的 不同所规定的系数。,2019/6/2,EMF,16,定 义,基本限值、参考值、耦合系数三者关系 注：基本限值、参考值、耦合系数的定义相对比较重要。基本 限值和参考值是本标准的限值，当测量值大于限值时，必 须使用耦合系数对测量值进行加权修正。 补充定义 比吸收率(SAR) specific energy absorption rate 比吸收率为生物体单位时间、单位质量所吸收的电磁辐射能量，其单位是W/kg。,2019/6/2,EMF,17,定 义,电场，磁场和电磁场的基本限值（0Hz-300GHz）,2019/6/2,EMF,18,定 义,电场，磁场和电磁场的参考值(0Hz-300GHz,不受干扰的均方根值),2019/6/2,EMF,19,测量方法,一.电场： 一般来讲，家用电器周围的电场不用进行评估。对于大多数器 具，认为其符合参考水平而不用测试电场强度。如果电场是相关 的，即当器具产生的电场可能会对人体或周围环境造成伤害时， 就应建立测试方法。 二.磁场： 1.频率范围:10Hz400kHz。 -频率0Hz10Hz的测量方法正在考虑中。 -评估的频率范围应覆盖器具能够产生的所有磁场频率，包括足 够数量的谐波。如果一次测量不可能完成，则应将每次测量的 频率范围内的加权结果叠加。当频率范围超过400kHz时，认为 其符合标准而不用对被测器具进行测量。,2019/6/2,EMF,20,测量方法,-具体情况具体分析，如微波炉的工作频率参考标准为 EN60335-2-25或EN60335-2-90。 2.测量距离，传感器位置和工作条件: 测量距离，传感器位置和运行条件在附录A中有详细说明。 3.磁场传感器: 磁通密度的测量值是指在每个方向上100cm2面积测出的平均值。 基准传感器包含三个互相垂直且测定面积为100cm2±5cm2的同心 线圈，用来提供各向同性的敏感度。基准传感器的外直径不超过 13cm。耦合系数的测定方法依据标准的附录C。采用测量面积为 3cm2±0.3cm2各向同性传感器。磁通密度的最终值为每个方向测 量值的矢量叠加。这使得测量值与磁场方向无关。,2019/6/2,EMF,21,测量方法,4.磁场测量程序: 器具有至少一个独立的磁场源，每个磁场源可产生一种基本的 频率和可能的谐波。磁场测量有三种方法： -时域评估方法：应用最为普遍，是通用测量方法。现在测量 EN50366时使用的仪器基本上就是采用此种方法进行测试的。 -线谱评估方法：对于只产生线状频谱的器具使用本方法。 -简化试验方法：对于仅在电源频率和它的谐波下产生磁场的器 具使用本方法。,2019/6/2,EMF,22,测量方法,-持续时间不超过200ms的瞬态磁场可以不考虑，比如开关转换 期间。如果在测量时开关动作了，则必须重新测量。 -测量设备的噪音值不得超过限值的5%，在最大噪音等级以下任 何的测量值将忽略。 -背景噪音应该小于限值的5%。 -测量设备达到终值90%的响应时间不超过2秒。 -磁通密度用1s的平均时间计算。,2019/6/2,EMF,23,测量方法-时域评估,按时域评估方法测量磁通密度 -此方法是一个参考方法并且用于当假设有怀疑时。当不依赖信 号类型时，可以采用时域方法测量磁通密度值。 -不管是何种信号类型，磁通密度的时域测量都能够实现。对于 有若干频率的场，需要用转移函数的频率特性考虑参考值的频 率相关性。 -使用一个一阶滤波器建立转移函数，转移函数特性如图所示。注：所有的轴都采用对数比例。,2019/6/2,EMF,24,测量方法-时域评估,-测量顺序如下： a.分别测量每个线圈X,Y,Z的信号； b.通过转移函数进行信号加权； c.信号平方； d.信号平方和； e.信号平方和的平均值 g.平均值的平方根。 注：计算结果为磁通密度的有效值。,2019/6/2,EMF,25,测量方法-时域评估,-测量值不应超过在50Hz时磁通密度的参考值。然而，如果值 超出参考值则应按附录A给出的耦合系数ac(r1)重新计算。 -由下面公式计算加权结果： 其中：W-加权结果；W不应超过1。 Br.m.s.-磁通密度的有效值； BRL -在50Hz时磁通密度的参考值；（100T） ac(r1)-耦合系数。,2019/6/2,EMF,26,测量方法-按线谱评估,按线谱评估方法测量磁通密度： -当信号的类型为线性谱时使用此方法测量。例如磁场包含一个 50Hz的基本频率和一些谐波。 -在每个相关频率测量磁通密度。可以通过记录磁通密度的时间 信号和使用傅立叶变换来评估频谱分量。 -测量步骤如下： a.分别测量每个线圈的信号； b.对每个线圈信号通过进行傅立叶变换来获得频谱； c.在每一个离散频率的三个方向频谱进行矢量叠加。 注：若傅立叶变换的频率阶跃性比较大，例如大约有10%的可能 则需要进行离散谱线的附加计算。,2019/6/2,EMF,27,测量方法-按线谱评估,-磁通密度Bf由下面给出： 其中： Bf-在频率为f时的磁通密度； Bxf,Byf和Bzf -在任意一个频率三个线圈各自的磁通密度。,2019/6/2,EMF,28,测量方法-按线谱评估,-通过对频率分量求和的方法计算加权结果，公式如下： 其中： W-加权结果； BRLf-当频率为f时对应的磁通密度的参考值；见表。 n-相关频率（谐波）数量。 注：W不应超过1。然而，如果超出，那么W应乘以附录A给出的 相关耦合系数ac(r1)来计算。计算结果不应超过1。,2019/6/2,EMF,29,测量方法-简化试验,按简化试验方法测量磁通密度 -如果器具结构使其只能在电源频率及谐波上产生磁场，则需要 在2kHz以下的频率范围进行测试。 -当满足下列所有条件时可认为器具满足标准要求： a.产生磁场的电流是已知的，包括谐波电流； b.振幅高于电源频率振幅10%的所有谐波电流在所覆盖的频率范 围内持续减少； c.在电源频率范围内进行测量时，磁通密度低于电源频率参考值 的50%； d.在电源频率被抑制的宽带测量时，在所覆盖的频率范围内磁通 密度低于所给的电源频率参考值的15%。,2019/6/2,EMF,30,测量方法-简化试验,-注：电源陷波滤波器是抑制电源频率的有效方法。 -如果器具只能在电源频率产生微弱的磁场，其满足下列所有条 件就可认为器具满足标准要求： a.产生磁场的电流是已知的，包括谐波电流； b.振幅高于电源频率振幅10%的所有谐波电流在频率范围内持续 减少； c.在整个频率范围内进行测量时，磁通密度低于电源频率参考值 的30%。,2019/6/2,EMF,31,测量不确定度,不确定度是评定测量和检测结果的依据，它表明测量结果的 可信赖程度，它是测量结果质量的指标。不确定度越小，所 述结果与被测量真值越接近，测量结果的质量越高，水平越 高，其使用价值也越高；不确定度越大，测量结果的质量越 低，水平越低，其使用价值也越低。 测量的不准确能增加磁通密度及加权结果的误差。最终结果 的总误差率不应超过25%。不确定度测量包括很多方面， 例如传感器位置，运行条件，背景噪声或者超过测量仪器动 态范围的信号等。,2019/6/2,EMF,32,测量不确定度,当测量结果与限值进行比较时，应按下述内容考虑测量不确 定度： 如果器具仅产生低于限值的场，测量不确定度必须是结果的叠 加，叠加之和与限值进行比较。 注：适用于由制造商进行的测量。 如果器具产生高于限值的场，测量不确定度必须从结果中扣 除，差额与限值进行比较。 注：适用于市场监督机构执行的测量。,2019/6/2,EMF,33,测试报告,测试报告应至少包括以下内容： 器具确认； 器具额定电压； 测量方法； 在附录A中没列出的器具应写明测量距离，传感器位置和运行 条件； 如果适用，应列明最大磁通密度，加权耦合系数。,2019/6/2,EMF,34,符合标准,如果测量值不超出参考值，器具被视为符合基本限值。 如果测量值超过参考值，则要考虑耦合系数来判断器具是否符合 基本限值。耦合系数是相同类型器具在最严厉条件下确定的。 如果必要，可根据附录C重新计算耦合系数。这个步骤用于没有 列在表A.1中的器具。确定耦合系数的例子见EN50366标准附录D。 如果测量值仍超过参考值，并不意味必然超过基本限值。 用计算方法来验证是否满足基本限值（正在考虑中）。,附录A（标准性）,测量磁通密度的试验条件,2019/6/2,EMF,36,通 用,1.按表A.1中所示的条件进行测量，器具按正常使用条件放置。 在表A.1中没有列出的器具，应按EN60335系列标准中规定的器 具正常工作条件运行，在器具周围以操作者距离测量磁通密度。 2.标准没有对运行时间做出规定，但器具要在测试前运行足够的 时间，以确保器具测试时的运行条件是其正常使用中典型的工 作条件。 3.器具应在额定电压与额定频率的正常使用条件下工作。如果额 定值包含50Hz，则在50Hz条件下进行试验。 4.对于带有一个以上额定电压的器具应在最高额定电压条件下进 行试验，除非器具电压范围包括230V，这种情况下则在230V条 件下进行试验。对于多相器具，则在400V条件下进行试验。,2019/6/2,EMF,37,通 用,5.除非在表A.1中指出，否则应将器具的控制器调节到最高设置 进行测试。然而，要在指定位置调节好事先预调的控制器。 给器具通电后开始进行测量。 6.环境温度为20±5条件下进行试验。,2019/6/2,EMF,38,典型器具的工作条件,典型器具的工作条件： 1.带附件的器具应带有最高负载的附件进行试验； 2.电池供电的器具在电池电量充足的条件下进行试验。,2019/6/2,EMF,39,产品分类,1.测量距离0cm 使用者直接接触使用的器具。 例如：电热毯，理发剪，按摩器具，剃须刀，便携式吸尘器等； 2.测量距离10cm 使用者极近距离使用的器具。 例如：面部蒸汽机，电吹风等； 3.测量距离30cm 使用者频繁进行近距离操作的器具。 例如：洗碗机，微波炉，吸油烟机，电冰箱，洗衣机等； 4.测量距离50cm 使用者在较远距离操作的器具或不需要频繁操作的器具。 例如：空调器，电风扇，电熨斗，电饭锅，热水器等。,2019/6/2,EMF,40,表A.1,表1-测量距离、传感器位置、运行条件和耦合系数,2019/6/2,EMF,41,电磁炉的测试条件A.3,1.测量距离 对于每个烹调区，沿着四条离器具边缘30cm距离的垂直线 （A，B，C，D）做测量（见下图），测量是在离烹调区1m高 以上和0.5m以下的位置进行，如果当器具对着墙放置使用 时，在器具后面位置不做测定。 2.操作模式 -搪瓷钢容器加水到50%的容量，然后依次放置在每个烹调区。 -使用说明手册中所推荐的最小容器，如果没有提供，则覆盖 烹调区域最小标准容器将被使用，标准烹调容器的底部直径 为110mm,145mm,180mm,210m和300mm。 -电磁炉依次在最大输出火力下操作，其它烹调区不被覆盖。 -当水开时开始进行测量，如果水没有开，则加热元件接通1分 钟以后进行测量。,2019/6/2,EMF,42,电磁炉的测试条件A.3,3.图-电磁炉的测量距离 -A，B，C和D表示测定位置 -此图表示4个区域炉架中的前左手电磁炉在工作,2019/6/2,EMF,43,应对措施,按电磁场产生途径、电磁骚扰源产生类型将家电产品分类： 1.磁场产生源较小的家电产品，例如：电饭煲、电熨斗等。这类产 品产生磁场一般很小，且操作者距离较大，能基本满足EMF限值 要求。 2.磁场产生源较大的家电产品，例如：吸尘器、搅拌机等。这类产 品产生磁场一般较大，但由于设计原理为闭合磁路使得漏磁通很 少，且操作者距离较大，能基本满足EMF限值要求。 3.磁场产生源极大的家电产品，例如：电吹风、电推剪等。这类产 品产生磁场源很大，且操作者需近距离使用，如果设计不合理容 易出现EMF超出限值要求。,2019/6/2,EMF,44,应对措施,当家电产品不符合EMF限值要求时，企业应考虑如何应对。 由于家电产品产生的磁场与产品本身工作电流、频率及磁场 源产生的位置密切相关。从前表中可看出，磁场强度随其距离磁 场源的距离增大而急剧下降。因此最简便的应对措施是改变产品 中磁场源的位置，这样可以改变其磁场分布，尽量远离操作者使 用的部位。当然还有许多其它的应对措施可以采纳，如通过改善 磁路，减少漏磁，减少磁隙等方法降低家电产品周围的磁场强度。,2019/6/2,EMF,45,附录C耦合系数的确定,2019/6/2,EMF,46,耦合系数的计算,已知Icoil,积分求Grcoil(表c.1)k(表c.2)求出ac(r) 耦合系数通过以下四个步骤确定 步骤1：高磁场区范围评估 -磁通量密度Bm(r0)是从高磁场区 r0=0开始沿着最低梯度线在相切 表面上测定, 在r0=X处磁通量密 度减少到高磁场区的最大值的 10%时，则停止测定，如图所示。 -在测量点之间的距离应该在范围 5mm到10mm。,高磁场区,磁通密度的梯度,2019/6/2,EMF,47,耦合系数的计算,步骤2：等效线圈的确定 -第一步的测定结果用于确定发出类似磁场梯度的等效线圈的半 径，此线圈放置在离高磁场区lcoil距离的位置，与器具内磁场 源的位置相一致。等效线圈的位置见下图。,2019/6/2,EMF,48,耦合系数的计算,-标准测量的磁通密度结果的积分得到单值G，G可以确定等效线 圈半径rcoil （见表C.1），线性插入法可以得到rcoil 的其 它值，rcoil不可超过lcoil -G值通过以下公式计算： 注意1：对于小器具，磁场源被认为在器具的中心位置，对于 较大的器具，每种磁场源位置通过检查器具来确定。,2019/6/2,EMF,49,耦合系数的计算-不同线圈的G值(表C1),2019/6/2,EMF,50,耦合系数的计算,步骤3：系数k的确定 -系数k表示等效线圈和人体之间的关系，按照以下公式给出： r 表示等效线圈和人体之间的距离，mm Jmax 表示人体组织电流密度，A/m2 Asensor 表示感应器的面积，cm2 B max,sensor 表示传感器中的最大磁场密度，T 表示人体均匀模型的电导率，S/m 注意2：对于非均质场强，最高场强值出现在人体的表面，人体表 面的电导率是0.1S/m。 -距离r可以从以下公式获得，r1是表A.1中规定的测量距离， 单 位为mm。 r = r1+lcoil,2019/6/2,EMF,51,耦合系数的计算-频率50Hz时对整个人体的系数k值(表C2),-频率为50Hz下对整个人体的系数k值在表C.2条中给出，它们是利 用附录E中描述的人体和磁场模型制定的，然后与4.2.3条中描述 的参考传感器得到的结果两者进行比较。,2019/6/2,EMF,52,耦合系数的计算,步骤4：耦合系数的计算 -耦合系数aC(r)通过以下公式计算： 其中： BBL 表示频率f时的参考值 JBR 表示在相同频率时的基本限值 -参考值和基本限值之间的关系在表C.3中给出,2019/6/2,EMF,53,耦合系数的计算-不同频率时参考值和基本限值之间的关系(表C3),-如果50Hz作为评估的依据，比如按照时域评估或线谱评估，则耦 合系数aC(r)可以采用以下公式计算：,2019/6/2,EMF,54,耦合系数图形分析,1.耦合系数可以通过下图来确定，此方法是假设等效线圈半径 rcoil 是10mm时（最严厉的条件）而提供一种耦合系数的近似 值。 2.注意：此方法已经用于表A.1中耦合系数的确定。,注：距离r=r1+lcoil,在这里r1是指表A.1中规定的测定距离， 单位mm。,2019/6/2,EMF,55,结束语,谢谢观看,