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GB/T 39640-2020

基本信息

标准号: GB/T 39640-2020

中文名称:家用电器及类似器具电磁场相对于人体曝露的测量方法

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 家用电器 器具 电磁场 相对 人体 曝露 测量方法

标准分类号

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出版信息

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标准简介

GB/T 39640-2020.Measurement methods for electromagnetic fields of household appliances and similar apparatus with regard to human exposure.
1范围
GB/T 39640规定了家用和类似用途器具周围电场强度和磁感应强度的评估方法,包括运行条件以及测量距离与位置,涉及的电磁场不超过300GHz。
器具里可装有电动机、电热元件或二者兼有,可包含电气或电子线路。它可以由市电、电池或其他电源供电。
器具包括家用电器、电动工具和电动玩具。
不打算在一般家庭使用但仍可由公众接触或可由非专业人员使用的器具属于本标准的范围。
GB/T 39640不适用于:
专门设计用 于重工业的器具;
打算固定安装在建筑物上的电气装置部件(例如保险丝、断路器电缆和开关);
广播和电视接收机.音视颊设备及电子乐器;
医疗电气装置;
个人计算机和类似设备;
无线电 发射机;
设计专用于车辆的器具。
对于同时涉及本标准不同条款和/或其他标准的多功能设备,应按每个条款/标准的规定运行相关功能进行考核。
不考虑器具的非正常工作。
本标准包括下列评估人体曝露的具体要素:
传感器的规定;
测量方法的规定;
受试设备运行模式的规定;
测量距离和位置的规定。
具体的测量方法适用的频率范围为10Hz~400kHz。除非GB 4706(所有部分)另有规定,本标准范围内的器具在频率范围400kHz以上和10Hz以下的频段上无需测试即视为符合。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件.其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 4343.1家用电器 .电动工具和类似器具的电磁兼容要求第 1部分:发射(GB 4343.1-2018,CISPR 14-1 :2011,IDT)
GB 4706(所有部分)家用 和类似用途电器的安全

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标准内容

ICS97.030
中华人民共和国国家标准
GB/T39640—2020
家用电器及类似器具电磁场
相对于人体曝露的测量方法
Measurement methods for electromagnetic fields of householdappliances and similar apparatus with regard to human exposure2020-12-14发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-07-01实施
1范围
规范性引用文件
术语和定义、符号
测量方法和限值集的选择
测量方法
测量结果评估
附录A(规范性附录)
附录B(规范性附录)
附录C(资料性附录)
附录D(资料性附录)
参考文献
测量磁感应强度的运行条件
耦合因子的确定
曝露限值
使用附录C限值的实例
图1开始于参考值评估的测试方法选择建议的流程图图2参考值与频率之间相关性的平滑曲线示例图3
与图2参考值对应的转移函数A的示例参考方法的示意图
测量位置:上方/前方
测量位置:周围
电磁灶台和电磁灶头的测量距离高场强区
磁感应强度的梯度和积分G
等效线圈位置
磁感应强度的梯度和线圈
当人体全身电导率c=0.1S/m,Age重新调整)
磁通量测量
在切向距离r。上的归一化场分布图D.3
均匀人体的数值模型
头部和肩膀的结构细节
磁场源Q相对模型K的位置
GB/T39640—2020
100cm时的耦合因子ac(r)(用ICNIRP限值23
GB/T39640—2020bzxZ.net
测量距离、传感器位置和运行条件不同线圈G的值
表B.2对于人体全身,系数k在50Hz上的值·表c.1
对于一般公众曝露于频率不超过10GHz的时变电场和磁场的基本限制对于一般公众曝露于时变电场和磁场的参考值(不受干扰的有效值)..
对于一般公众曝露于频率不超过3kHz的电磁场,适用于人体各种部位的基本限制……25表C.4
对于一般公众曝露的磁场限值:头部和躯干的曝露表D.1
ICNIRP公众曝露的转移函数·
IEEE公众曝露的转移函数·
耦合因子a。(r)
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草本标准由全国无线电干扰标准化技术委员会(SAC/TC79)提出并归口。GB/T39640—2020
本标准起草单位:威凯检测技术有限公司、广东美的生活电器制造有限公司、合肥华凌股份有限公司、飞利浦(中国)投资有限公司、珠海格力电器股份有限公司、松下家电研究开发(杭州)有限公司、海信(广东)空调有限公司、深圳安吉尔饮水产业集团有限公司、中国电器科学研究院股份有限公司、九阳股份有限公司、浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司、广东新宝电器股份有限公司、杭州老板电器股份有限公司、浙江月立电器有限公司、小来通讯技术有限公司、安利(中国)日用品有限公司、广东华能达电器有限公司、上海松下微波炉有限公司、云来互联科技(广东)有限公司、中国家用电器研究院、中认尚动(上海)检测技术有限公司、广东永衡良品科技有限公司、厦门弗兰家电科技有限公司。本标准主要起草人:刘国荣、曾博、卢伟杰、季涛、陈子良、肖彪、贾春耕、鹿红伟、罗滨文、周纪军、孟城城、安雪、杨彬、周海昕、赖明宇、钟惠霞、陈滢欢、马灯亮、郑晓航、钱伟杰、黄华群、刘蒙、陈小平、李滟、还雅萍、卢军营、彭仕畅、赖金泉。m
GB/T39640—2020
本标准制定了一种合适的评估方法,用于确定范围内提到的设备周围的空间中的电磁场,并定义标准的运行条件和测量距离。
本标准旨在通过参考曝露标准,测量和评估电磁(EM)场及其对人体的潜在影响。现有的曝露标准,如ICNIRP\98171>、IEEEC95.1:1999[5]和IEEEC95.6:2002[,提出了人类曝露于电磁场的规则。应符合的最简单和更实际的水平限值是在没有人曝露于这些场的情况下所测量的电场(E)和磁场(B)上的限值(在某些情况下适当地平均),这些限值称为基于IEEE的水平或参考值(ICNIRP,国际非电离辐射防护委员会)的最大充许曝露水平。合适的定义和规定的测量技术适用于任何曝露符合性测量或评估。符合最大允许曝露量或参考值足以满足适当曝露标准中规定的满足这些水平的正面评估,本标准涉及额外的测量和计算技术,这些技术充许在一组特定情况下确定合规性,而不涉及曝露时间或实际曝露条件。本标准并不是要取代曝露标准中规定的定义和程序,而是旨在曝露标准的规定下补充程序。
1)中括号中的数字与参考文献对应。IV
1范围
家用电器及类似器具电磁场
相对于人体曝露的测量方法
GB/T39640—2020
本标准规定了家用和类似用途器具周围电场强度和磁感应强度的评估方法,包括运行条件以及测量距离与位置,涉及的电磁场不超过300GHz器具单可装有电动机、电热元件或二者兼有,可包含电气或电子线路。它可以由市电、电池或其他电源供电。
器具包括家用电器、电动工具和电动玩具不打算在一般家庭使用但仍可由公众接触或可由非专业人员使用的器具属于本标准的范围。本标准不适用于:
专门设计用于重工业的器具;
打算固定安装在建筑物上的电气装置部件(例如保险丝、断路器、电缆和开关);一广播和电视接收机、音视频设备及电子乐器;一医疗电气装置;
一个人计算机和类似设备;
——无线电发射机:
一设计专用于车辆的器具
对于同时涉及本标准不同条款和/或其他标准的多功能设备,应按每个条款/标准的规定运行相关功能进行考核。
不考虑器具的非正常工作
本标准包括下列评估人体曝露的具体要素:传感器的规定;
测量方法的规定;
受试设备运行模式的规定;
测量距离和位置的规定。
具体的测量方法适用的频率范围为10Hz~400kHz。除非GB4706(所有部分)另有规定,本标准范围内的器具在频率范围400kHz以上和10Hz以下的频段上无需测试即视为符合。规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB4343.1家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求第1部分:发射(GB4343.1一2018,CISPR14-1:2011.IDT)
GB4706(所有部分)家用和类似用途电器的安全GB4706.2一2007家用和类似用途电器的安全第2部分:电熨斗的特殊要求[IEC60335-2-3:2005(Ed5.1).IDT
GB4706.7一2014家用和类似用途电器的安全真空吸尘器和吸水式清洁器具的特殊要求1
GB/T39640—2020
(IEC60335-2-2:2009.IDT)
GB4706.192008家用和类似用途电器的安全液体加热器的特殊要求(IEC60335-2-15:2005.IDT)
GB4706.21家用和类似用途电器的安全微波炉,包括组合型微波炉的特殊要求(GB4706.21-2008.IEC60335-2-25:2006,IDT)GB4706.22一2008家用和类似用途电器的安全驻立式电灶、灶台、烤箱及类似用途器具的特殊要求[IEC60335-2-6:2005(Ed5.1,IDTGB4706.302008
GB4706.56—2008
家用和类似用途电器的安全厨房机械的特殊要求(IEC60335-2-14:2006,家用和类似用途电器的安全深油炸锅、油煎锅及类似器具的特殊要求(IEC60335-2-13:2004.IDT)
GB4706.59—2008家用和类似用途电器的安全口腔卫生器具的特殊要求[IEC60335-2-52:2002(Ed3.0),IDT
IEC61786考虑人体曝露的低频电场和磁场的测量测量指南和指导的特殊要求(Measurementof low-frequency magnetic and electric fields with regard to exposure of human beingsSpecial requirements forinstrumentsandguidanceformeasurements)IEC62311电子和电气设备相关的电磁场人体曝露限制评估(0Hz~300GHz)[Assessmentofelectronic and electrical equipment related to human exposure restrictions for electromagnetic fields(0 Hzto 300 GHz)
3术语和定义、符号
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
basic restriction
基本限制
基本限值basiclimitations
基于已确认生物影响,并包含一个安全因子得出的对曝露于时变电场、磁场和电磁场的限制。注:电流密度的基本限制用J像表示,内部电场强度的基本限制用E限表示。3.1.2
couplingfactor
耦合因子
考虑了器具周围磁场的无规律性,并考虑了传感器的测量面积和在测量距离,处的使用者的躯干或头部尺寸的因子。
傅里叶变换Fouriertransformation从时域函数导出频域函数的数学过程。3.1.4
高场强区
hotspot
场强由于场分布非均勾性而达到最大的局部区域,3.1.5
测量距离
measuring distance
器具表面和传感器表面最近点之间的最短距离(见附录A)。3.1.6
测量位置
around
GB/T39640—2020
在人所处的预期位置,传感器在器具周围以距其表面恒定的距离移动所形成的位置。注:见图A.2。
传感器沿着器具上方以距其上表面恒定的距离移动所形成的位置。注:见图A.1。
传感器沿着器具前方以距其前表面恒定的距离移动所形成的位置。注:见图A.1。
referencelevel
参考值
最大允许曝露值
maximumpermissibleexposurelevelBRI
由最不利假设情况下(例如曝露于均勾场)的基本限制推导的场强水平。注:满足基本限制的情况下可超出参考值。3.1.8
response time
响应时间
将场强测量仪放入待测区域中,其达到最终测量值的规定百分比所需时间。3.1.9
加权结果
weightedresult
考虑到与频率有关的参考值而得到的最终测量结果。3.2符号
下列符号适用于本文件。
B:磁感应强度,单位为特斯拉(T)或韦伯每平方米(Wb/m)或伏特秒每平方米(V·s/m)E:电场强度,单位为伏特每米(V/m)。f:频率,单位为赫兹(Hz)。
H:磁场强度,单位为安培每米(A/m)。J:电流密度,单位为安培每平方米(A/m2)。o:电导率,单位为西门子每米(S/m)。测量方法和限值集的选择
应选择适当的限值集。
对于所有器具,与其所产生的电磁场频段无关,5.5.2中的程序适用。这是在有争议的情况下应使用的参考方法。
GB/T39640—2020
在测试场、人体位置或测量配置的任何特定情况下,如果测量值超出最大允许曝露水平或参考值,应考虑确定是否符合基本限制。5.5.3中的程序可适用于产生仅由一条基线及其谐波线而组成的线谱的器具。对于仅在电源频率及其谐波上显著地产生场的设备(如果有的话),可以使用5.5.4中一种替代测试方法。
完整工作周期小于1s的器具按照IEC62311测量脉冲场;但是,应使用本标准给出的运行条件、测量距离和耦合因子。
适用步骤可以从最简单的方式到更复杂的方式逐步进行,流程图见图1。5测量方法
5.1电场
测量方法正在考虑中。
如果器具带有内部变压器或电子电路,且工作电压低于1000V,则无需测试即认为符合要求5.2
频率范围
频率范围为10Hz~400kHz
如果在一次测量中不能覆盖所有频率,则应将每个测量频率范围的加权结果进行叠加。3测量距离、位置和运行模式
测量距离、传感器位置和运行条件由附录A规定。测量期间的配置和运行模式应在测试报告中注明5.4磁场传感器
磁感应强度的测量值是在每一个方向上对100cm区域内测量的平均值。参考传感器包含3个互相垂直、测量面积为(100士5)cm2的同心线圈,它们用来提供各向同性的敏感度。参考传感器的外直径不应超过13cm。为了按照附录B中的规定确定耦合因子,应使用测量面积为(3土0.3)cm的各向同性传感器注1:可以使用单向传感器(非各向同性)和适当的求和方法。注2:磁感应强度的最终值为每个方向上测量值的矢量叠加。这确保了测量值与磁场失量的方向无关。5.5磁场的测量程序
5.5.1总则
测量信号应根据频率评估。考虑到独立的场源,应采用最大测量值持续时间小于200ms(例如,在各类切换过程)的瞬时磁场应忽略如果在测量期间发生开关动作,则应重新测量。测量设备的噪声值不应超过限值的5%。在最天噪声等级以下任何的测量值将被忽略背景噪声小于限值的5%。
测量设备达到终值90%的响应时间不应超过1S。用1s的平均时间确定磁感应强度。对于10Hz~400kHz的信号,如果磁场源在大于1S的时间段内显示是恒定发射的,则可以使用更短的采样时间。
在最终测量过程中传感器应保持静止。5.5.2时域评估
GB/T39640—2020
与信号的类型无关,可以在时域上测量磁感应强度值。对于具有多个频率分量的磁场,通过实现转移函数A来考虑与参考值对应频率的相关性,该转移函数A表示为频率的函数,是参考值的倒数。图2为与参考值对应频率的相关性的示例。转移函数A是参考值Bl的倒数,并在B。上归一化。归一化应在频率fco下完成。注1:宜使用电源频率进行归一化(例如feo-50Hz或60Hz)。使用一阶滤波器建立转移函数A。图3为转移函数特性示例转移函数的一般公式,见公式(1):A(f)-
式中:
BrL(fe)
BRL(f)
转移函数;
fco处磁感应强度的参考值;
BRL(fco)
BRL(f)
频率于的磁感应强度的参考值
转移函数的起点应为于1=10Hz。转移函数的终点应为f.=400kHz。注2:转移函数数值的例子见表D.1和D.2。测量步骤如下:
对每个线圈信号进行单独测量;a
使用转移函数对每个信号应用加权;对这些加权信号进行平方;
叠加这些平方信号;
对总和进行平均;
f)对平均值开方,获得平方根。测量结果是磁感应强度的加权有效值。测试流程示意图见图4。
...(1)
注3:转移函数A(图4中的虚线)包含具有差分特性的线圈和带有“滞后-超前元件”的低通滤波器,以提供必要的积分运算。测量结果是一个与B(t)成正比的信号,并通过图3所示的转移函数A进行评定。“滞后-超前元件”的转角频率与图3中的转移函数相同注4:时域信号可以用不同的方式应用转移函数·包括:电子电路中的模拟滤波器、预编程DSP芯片、信号分析仪或使用电子表格包/自定义编写程序进行计算的数字计算机注5:对于许多谐波和限值集具有与在考核范围内的频率无关的场强限值且工频范围为50/60Hz的电器,此方法可以在没有转移函数的情况下适用。比如.IEEEC95.6:2002安全标准在20Hz~759Hz的频率范围内具有恒定的最大允许曝露(MPE)的磁感应强度。在这种情况下,可以在考核的频率范围内执行纯RMS测量·并且直接将测量结果与限值(例如MPE)进行比较。实际测量值应直接与50Hz时磁感应强度的参考值BRL进行比较。对于具有高度局部化电磁场的器具,应在考虑附录B中给出的耦合因子α。(r)之后进行上述比较。应使用fc对应的Brl。最终加权结果W可以推导如公式(2):
式中:
单次测量的加权结果;
磁感应强度的有效值;
....(2)
GB/T39640—2020
fca处磁感应强度的参考值。
或应用耦合因子a。(r),见公式(3):W.=a.(r).W
式中:
考虑非均匀场的耦合,通过应用α。(r)后得出的单次测量的加权结果;根据附录B或表D.3得出的耦合因子:—单次测量的加权结果。
确定的加权结果值W不应超过1。5.5.3线谱评估
当只有线谱时使用该方法,例如对于具有50Hz基频和一些谐波的磁场,见第4章。(3)
在每个相关频率下测量磁感应强度。这可以通过记录磁感应强度的时间信号并使用傅里叶变换来评估频谱分量来实现。
测量步骤如下:
对每个线圈信号(工,y,之)进行单独测量。a)
对信号进行积分,得到一个与B(t)成正比的值。b)
对每个线图进行离散傅里叶变换,以获得表示离散频率f(i)=i/T。处的有效值的估计离散c
幅度频谱B(i)。(T。=观察时间)。通过在离散频谱B(i)上插值,以频率f(j)找到B(j)的局部最大值。d)
对每个离散谱线B(j)对所有三个方向的矢量进行求和,见公式(4):BG)=/BG)+B,G)+BG)
式中:
测量频谱上第,个频率线上的磁感应强度;方向上第,个频率的磁感应强度;y方向上第i个频率的磁感应强度;方向上第;个频率的磁感应强度。注1:使用B(i)代入公式(4)中的B()可以替代上述算法的最后两步操作测量结果是每个检测到的频率的磁感应强度值.(4)
要将测量值与限值进行比较,应使用参考值B(i)。对于具有高度局部化电磁场的器具,可以考虑附录B中给出的耦合因子aα(ri)。对于具有多个频率点分量的电磁场,需要计算频率加权总和。加权结果由公式(5)得出:
式中:
单次测量的加权结果;
测量频谱上第;个频率的磁感应强度;第个频率的磁感应强度的参考值。或者应用耦合因子a。(r1),见公式(6):W=a.(ri).W.
式中:
考虑非均匀场的耦合,通过应用α。(ri)后得出的单次测量的加权结果;根据附录B或表D.3的耦合因子:单次测量的加权结果。
·(5)
·(6)
注2:耦合因子可以与频率无关,详情见附录B。确定的加权结果值W不应超过1。由于仅与1进行比较,可以不用进行开根运算。GB/T39640—2020
注3:纯叠加总是导致在电磁环境中的曝露程度被高估。并且对于由较高频率谐波分量或噪声组成的宽带场,基于求和公式的限值非常保守,因为其幅度不在同一相位。对于大多数测量设备,不测量相对相位(例如,如果使用频谱分析仪),但可以进行频率分量的均方根求和。这通常会给出较完全忽略相位更真实的测量结果5.5.4替代的测试方法
5.5.4.1通则
只能在电源频率及其谐波下产生磁场的器具只需要在小于2kHz的频率范围内测试对于这些器具,根据所选的参考值集,可以使用简化的测试程序,注1:所有这些方法都是保守的,并且不给出测量值,只有一个“是/否的判据。未通过这些程序并不意味若不符合本标准的要求。在这种情况下,可以使用5.5.2或5.5.3中更准确的方法。注2:谐波电流可根据GB17625.1进行测量。在很多情况下·这些值是已知的。5.5.4.2参考值以有限梯度减小
5.5.4.2.1通则
如果考察频率范围内的参考值以不大于1/f的梯度下降,则可以应用以下两种方法之一。注:比如对于附录C给出的ICNIRP导则中关于公众环境曝露于时变电场和时变磁场的参考值,这是正确的。使用附录C限值的实例见附录D。5.5.4.2.2有限梯度,第一程序
当满足以下两个条件时,器具符合本标准的要求:—一未加权宽带测量期间的磁感应强度(不施加转移函数)小于电源频率上参考值的30%;一所有幅度都大于电源频率幅度10%的谐波电流在考察的频率范围内持续减小。如果未满足第一个条件(B<参考值的30%),则可以检查是否符合5.5.4.2.3的程序。5.5.4.2.3有限梯度,第二程序
当以下3个条件全部满足时,器具符合本标准的要求:电源频率上的磁感应强度小于电源频率上参考值的50%;一当电源频率上的输入被抑制时(有源陷波滤波器),在考察的频率范围内,在未加权宽带测量(不施加转移函数)时测量的磁感应强度小于电源频率上参考值的15%;一所有幅度都大于电源频率幅度10%的谐波电流在考察的频率范围内持续减小。5.5.4.3恒定参考电平
5.5.4.3.1通则
如果参考值是恒定的,至少到电源频率的10次谐波,且在考察的频率范围内的更高频率仍保持恒定或以不超过1/于的梯度减小,则可以应用5.5.4.2给出的方法且不需要额外测量谐波电流。注:比如附录C给出的IEEE标准安全水平中关于人体曝露于电场和磁场时频率范围为0kHz~3kHz的参考值,这是正确的。
在这种情况下,简化的测试方法应如下所示。7
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