根據(jù)YY9706.102—2021《醫(yī)用電氣設(shè)備第1-2部分：基本安全和基本性能的通用要求并列標(biāo)準(zhǔn)：電磁兼容要求和試驗(yàn)》的要求，醫(yī)用電氣設(shè)備需要進(jìn)行電磁兼容性測試。但部分受試設(shè)備由于尺寸太大不便于搬運(yùn)，又或者是需要在現(xiàn)場安裝調(diào)試后才能運(yùn)行，不能在試驗(yàn)場地進(jìn)行測量，需要在現(xiàn)場進(jìn)行電磁兼容性測試。鑒于此，本文對醫(yī)用電氣設(shè)備需要在現(xiàn)場進(jìn)行電磁兼容性測試的情況，給出了發(fā)射測試部分的說明及要求，從電磁兼容性檢驗(yàn)中傳導(dǎo)發(fā)射/端子騷擾電壓測試、輻射發(fā)射/電磁輻射騷擾測試、諧波失真及電壓波動和閃爍共四個發(fā)射類測試項(xiàng)目分別進(jìn)行敘述，以期與相關(guān)從業(yè)人員進(jìn)行交流和探討。1

傳導(dǎo)發(fā)射/端子騷擾電壓測試為量化醫(yī)用電氣設(shè)備沿供電線向外傳導(dǎo)的電磁騷擾大小而進(jìn)行該項(xiàng)目測試。按標(biāo)準(zhǔn)GB4824—2019《工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療設(shè)備射頻騷擾特性限值和測量方法》中條款6.4.1的規(guī)定“在現(xiàn)場測量的條件下，不要求傳導(dǎo)騷擾的評估”，標(biāo)準(zhǔn)中未給出不進(jìn)行評估的原因，造成執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)的工作者出現(xiàn)測試和不進(jìn)行測試兩種做法。本文遵循現(xiàn)場測試不應(yīng)進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)射/端子騷擾電壓測試的結(jié)論，結(jié)合實(shí)際電路模型，從規(guī)范測量的角度闡述原因。GB4824—2019中條款7.3.2.2指出，“工科醫(yī)設(shè)備交流電源端口傳導(dǎo)發(fā)射測試中應(yīng)用到的人工電源網(wǎng)絡(luò)為V型AMN（V-AMN）”。同時，標(biāo)準(zhǔn)GB/T6113.102—2018《無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備和測量方法規(guī)范第1-2部分：無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備傳導(dǎo)騷擾測量的耦合裝置》的術(shù)語和定義中3.1.6規(guī)定，“V-AMN用于測量非對稱電壓”。對照兩份標(biāo)準(zhǔn)后可知，對于工科醫(yī)設(shè)備交流電源端口的傳導(dǎo)發(fā)射測試項(xiàng)目，要測試的目標(biāo)是非對稱電壓。已知GB/T6113.102—2018的術(shù)語和定義中3.1.3～3.1.5給出了不對稱電壓（共模電壓）、對稱電壓（差模電壓）和非對稱電壓（各電源端子對地電壓矢量的幅值）的定義及計(jì)算公式。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，Va表示其中一個電源端子與地之間的電壓矢量，Vb表示另一個電源端子與地之間的電壓矢量，結(jié)合測試目標(biāo)得到實(shí)際測試是在量化Va和Vb。使用變量Vcm表示共模電壓、Vdm表示差模電壓，可得公式Vcm=（Va+Vb）/2和Vdm=Va-Vb。利用公式可將非對稱電壓表示為Va=Vcm+Vdm/2和Vb=Vcm-Vdm/2。通過這里的數(shù)學(xué)模型進(jìn)一步得出結(jié)論，標(biāo)準(zhǔn)要求測試的非對稱電壓Va和Vb實(shí)際上包含共模電壓和差模電壓兩部分。對應(yīng)到共模電壓和差模電壓實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生的騷擾過程，繪制圖1和圖2；并結(jié)合實(shí)際測量過程，需將V-AMN放置在圖中電源所畫位置處，通過圖例做進(jìn)一步分析。首先，在通常情況下，現(xiàn)場測量的過程中無法為V-AMN提供一個良好的參考地。通過圖1和圖2可知，此時差模電壓和共模電壓均不是準(zhǔn)確值，故測得的非對稱電壓不準(zhǔn)確。其次，若通過采用符合標(biāo)準(zhǔn)要求的金屬接地板為V-AMN提供一個良好的參考地，但無法為受試設(shè)備（以下簡稱EUT）提供同樣的金屬接地板或參考地時（通常進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)的EUT均屬于大型設(shè)備、不可/不便于移動或永久安裝的設(shè)備，所以無法在其下面鋪設(shè)金屬接地板），通過圖2可知，V-AMN與EUT的參考地存在電壓差，即無法統(tǒng)一參考地零點(diǎn)位點(diǎn)，此時共模電壓不是準(zhǔn)確值，故測得的非對稱電壓不準(zhǔn)確。最后，即使實(shí)現(xiàn)了為整個EUT和V-AMN提供統(tǒng)一的金屬接地板，由于現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜程度，無法保證接地金屬板的平整以及接地阻抗的均勻性，會導(dǎo)致實(shí)際參考地并不一致。通過圖2可知，此時共模電壓不是準(zhǔn)確值，故測得的非對稱電壓不準(zhǔn)確。綜上所述，現(xiàn)場測試中若進(jìn)行本項(xiàng)目測試，所測得的不對稱電壓會隨著測試場所地面的不平整程度變化而變化。現(xiàn)場場地內(nèi)無法提供統(tǒng)一的參考地而不能得到準(zhǔn)確的非對稱電壓，故現(xiàn)場測試中不要求傳導(dǎo)發(fā)射的評估，不需要進(jìn)行本項(xiàng)目的測試。值得注意的是，若現(xiàn)場測試中不進(jìn)行本項(xiàng)目測試，實(shí)際上的EUT沿線纜傳導(dǎo)的低頻段電磁騷擾并未得到量化及限值控制。這也為未來提供了研究方向，可以考慮使用替代量值來取締目前的非對稱電壓的測量，只要替代量值能夠反映電磁騷擾大小，應(yīng)該是一種可行的方案。2、輻射發(fā)射/電磁輻射騷擾測試GB4824—2019中條款6.1規(guī)定，“A類設(shè)備可由制造商提出在試驗(yàn)場地或現(xiàn)場測量；B類設(shè)備應(yīng)在試驗(yàn)場地進(jìn)行測量”，即只有制造商規(guī)定EUT為A類的時候才允許在現(xiàn)場進(jìn)行測試。同時，GB4824—2019中條款6.4.2給出的2組A類設(shè)備的限值表格的數(shù)據(jù)是固定限值，且測量距離與轄區(qū)的周界相關(guān)，故不對2組A類產(chǎn)品展開電磁輻射騷擾測試。本文中默認(rèn)EUT為1組A類產(chǎn)品，下面從限值、布置、測試要求和運(yùn)行模式四個方面分析現(xiàn)場測試中的電磁輻射騷擾。2.1

關(guān)于限值根據(jù)GB4824—2019中條款6.4的描述，標(biāo)準(zhǔn)將測試距離定為30m及以上，從業(yè)者應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。然而實(shí)際測試中發(fā)現(xiàn)，若將測試距離規(guī)定為30m及以上時會存在兩個問題：一是以目前國內(nèi)大多數(shù)城區(qū)內(nèi)的建筑密度而言，30m之內(nèi)一般存在非預(yù)期的障礙物，在這個距離下進(jìn)行測量，幾乎不可能測得EUT的發(fā)射值；二是城區(qū)內(nèi)的電磁環(huán)境復(fù)雜，這個距離下測得的值一般為各類背景噪聲?？紤]到上述實(shí)際情況，可將測試距離修訂為一般性的3m或10m（測試距離不得小于3m），再根據(jù)此距離換算對應(yīng)限值。此外須知，現(xiàn)場測試中1組A類設(shè)備的電磁輻射騷擾的測量要包含磁場分量的測量，這有別于1組A類設(shè)備的試驗(yàn)場地電磁輻射騷擾的測量（只需要進(jìn)行電場分量的測量）。以下分別對兩種分量給出對應(yīng)的限值。磁場分量：引用GB4824—2019表16中給出的30m及以上測試距離下的限值要求，將測試距離修訂為3m或10m，因此需要將限值要求做規(guī)定距離歸一化處理，但不能使用“-20dB/十倍距離”的因子直接對原限值進(jìn)行疊加，因?yàn)槟壳暗木嚯x要求小于30m。關(guān)于本部分的限值要求，參照參考文獻(xiàn)[5]執(zhí)行（僅限磁場分量限值）。電場分量：根據(jù)GB/T6113.203—2020《無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備和測量方法規(guī)范第2-3部分：無線電騷擾和抗擾度測量方法輻射騷擾測量》條款7.7.3.2中要求，如果不能在標(biāo)準(zhǔn)距離下測量場強(qiáng)，可以通過下式進(jìn)行場強(qiáng)轉(zhuǎn)換：式中：Estd為標(biāo)準(zhǔn)距離上的場強(qiáng)；Emeas為測量距離處的場強(qiáng)；dmeas為測量距離；dstd為標(biāo)準(zhǔn)測量距離；n取決于測量距離dmeas，若30m≤dmeas，n=1，若10m≤dmeas＜30m，n=0.8，若3m≤dmeas＜10m，n=0.6。由上可知，測試距離為3m時，n取值0.6；測試距離為10m時，n取值0.8，得出推薦距離下的電場分量限值要求如表1所示。值得注意的是，GB/Z6113.205—2013《無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備和測量方法規(guī)范第2-5部分：大型設(shè)備騷擾發(fā)射現(xiàn)場測量》條款6.1中規(guī)定，“若EUT安裝高度較高（例如高樓的頂部），則測試距離計(jì)算公式根據(jù)一般性經(jīng)驗(yàn)判斷，大型醫(yī)用電氣設(shè)備或系統(tǒng)一般可以與天線處于同一水平面進(jìn)行測量”，故本文不針對測試距離的特殊情況處理展開討論。2.2

關(guān)于布置由于標(biāo)準(zhǔn)要求現(xiàn)場測試時天線的高度不變，故當(dāng)EUT的高度超過一定范圍時，測試電場分量使用的對數(shù)周期天線在垂直極化方向上存在天線主瓣波束無法覆蓋整個EUT的情況[8]。如圖3所示，d是測試距離、θ是天線主瓣寬度，垂直極化方向測量時波束覆蓋高度H＝2dtan（θ/2），故建議根據(jù)計(jì)算的覆蓋高度調(diào)整天線仰角φ（不應(yīng)超過70°），實(shí)現(xiàn)整個EUT的覆蓋，以獲得最大讀數(shù)。同時注意，天線與接收機(jī)的線纜應(yīng)放置在測試環(huán)境外，測量天線與附件任意金屬物體的距離大于2m。2.3

關(guān)于測試要求按上述描述位置放置好天線，并連接接收機(jī)。首先斷開EUT電源，使用峰值檢波器對EUT周圍環(huán)境進(jìn)行測量，盡量保證環(huán)境噪聲至少低于測量限值6dB。若在某一特征頻率及其多個倍頻上出現(xiàn)單脈沖，通?？烧业綄?yīng)產(chǎn)生該騷擾的電氣單元。測量前應(yīng)關(guān)閉對應(yīng)的電氣單元，以保證環(huán)境噪聲滿足上述要求。當(dāng)環(huán)境噪聲依舊存在超過限值的背景噪聲頻段/點(diǎn)時，需記錄在報(bào)告中。只要在正式測量時得到的值不再使得此頻段的環(huán)境噪聲再升高3dB即可。2.4

關(guān)于運(yùn)行模式EUT的運(yùn)行模式由制造商關(guān)于預(yù)期產(chǎn)生最大發(fā)射電平的典型應(yīng)用來確定。如果EUT已經(jīng)規(guī)定了額定運(yùn)行時間，那么其運(yùn)行時間按規(guī)定執(zhí)行，否則EUT在測試過程中應(yīng)保持持續(xù)運(yùn)行。EUT具有多運(yùn)行模式或功能時，每一種運(yùn)行模式或功能均應(yīng)進(jìn)行測試，且在該模式下的發(fā)射值應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求；若設(shè)備的多種功能可同時運(yùn)行，則發(fā)射測量時應(yīng)同時運(yùn)行這些功能。3、諧波失真及電壓波動和閃爍上文提到默認(rèn)本文討論的EUT按GB4824—2019分類為A類。GB4824—2019條款5.2中定義A類設(shè)備為“非居住環(huán)境和不直接連接到住宅低壓供電網(wǎng)設(shè)施中使用的設(shè)備”。對于醫(yī)用電氣設(shè)備而言，諧波失真及電壓波動和閃爍這兩項(xiàng)測試的目的為“公共電網(wǎng)的保護(hù)”，不在A類設(shè)備定義范圍內(nèi)，故現(xiàn)場測試中此兩項(xiàng)測試不適用。4、結(jié)束語綜上所述，醫(yī)用電氣設(shè)備的電磁兼容性現(xiàn)場發(fā)射測試是一個復(fù)雜而細(xì)致的過