《注水式足部按摩器》標準解析

舒小紅

現代醫學認為，腳是人體的“第二心臟”，腳有無數的神經末稍與大腦緊密相連，與人體健康息息相關。中醫學對腳部的保健也非常重視。采用正確的足浴按摩方法會對人體健康有一定的輔助作用。目前，我國涉及足浴器產品的標準有2個：即GB 4706.1《家用和類似用途電器安全第1部分：通用要求》和GB 4706.10《家用和類似用途電器安全按摩器具的特殊要求》。這兩個標準均是產品的安全標準，屬家用和類似用途電器產品的通用標準。

2008年底以前，由于針對按摩器具產品性能的標準尚未制訂，各制造企業按照自己的方式自行設計生產，其產品不但達不到養生的效果，有的甚至適得其反。由全國家用電器標準化技術委員會組織，上海榮泰健身科技發展有限公司等按摩器具行業主要企業參與了《注水式足部按摩器》國家標準的制訂工作。標準制訂小組在對市場現有的該類產品和消費者使用情況調查的基礎上，對該產品的適用范圍、產品分類、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸、貯存以及標準制訂原則和說明事項等內容進行了分析和研究。目前，該標準已通過國家相關部門的審定。

為使各相關企業更有效地執行該標準，現對標準中制定的主要指標和方法進行淺析。

一、標準性能指標對質量控制的作用

1.注水式足部按摩器（簡稱：足浴器）的結構

足浴器產品集多種功能于一體，如有類似熱水器的加熱、洗腳以及按摩功能。故在設計開發、生產制造、銷售服務以及使用時與其他產品有如下區別：

①此類產品均采用強電；

②是由非專業人員對其進行注水；

③在使用過程中人體與其內部的水為直接接觸；

④使用人群廣泛，適合于各類人群（包括老人、小孩、智障人、殘疾人等），使用者的文化程度參差不齊；

⑤由于屬于開放式加熱方式，在加熱的同時也在散熱，此類產品在冬天使用較多，提高能效非常重要；

⑥使用環境比較惡劣，一般是在衛生間使用，防潮性能較與其他電器產品要求更高。

綜合上述結構和使用的特殊性，在確定產品性能指標時，考慮了安全、節能、噪聲、環保等方面因素，確定了相關性能指標。

2.注水式足部按摩器的性能指標

①安全要求

足浴器基本功能之一——電加熱是將電能通過加熱元器件轉換成熱能的過程。要想在較短時間內將電能轉換成熱能，只有采用強電來實現。故產品電氣部分設計著重于電器安全。

指標規定：“足浴器的電氣安全應符合GB 4706.1和GB 4706.10”要求。這是家用和類似電器安全要求的通用標準，是關系到人身安全和財產安全的大事，是必須遵守的指標。

②整機外觀

標準的整機外觀表面要求：“應光潔、平整、圓滑，無劃痕、刮傷、銳角、毛邊等；緊固件不松動，底座腳墊不應脫落；操作面板標貼圖形符號和字跡應準確、清晰，粘貼牢固，不起翹，粘貼位置端正。”

外觀質量會影響到使用者的情緒：銳角、毛邊可能會給使用者造成傷害；緊固件的松動，底座腳墊的脫落將會影響產品的正常使用；操作面板標貼圖形符號和字跡應準確、清晰，粘貼牢固，不起翹，粘貼位置端正是為了確保使用者對操作指示的辨識，從而正確和安全地使用產品。

③塑料件

塑料件是構成足浴器結構的主要零部件，它除了起著裝飾作用外，還起著支撐、聯接、固定、組合等作用。塑料件質量的好與差直接關系到產品的結構質量、機械強度、支撐剛性、結合面縫隙、噪聲和防水等性能。

④控制鍵

產品的使用和控制是依靠電源開關以及各功能控制鍵來實現的，電源開關和功能操作的控制鍵是產品使用時的重要功能鍵，控制鍵的質量關系到產品使用質量，因電源開關和按鍵接觸不良、短路以及串鍵，都會影響產品使用質量甚至無法使用。標準對“電源開關和各功能控制鍵應操作靈活，工作可靠，無卡阻、接觸不良等缺陷”作出了相應的質量要求，以確保使用功能正常運行。

⑤水溫控制誤差

足浴器的主要功能之一是熱水泡腳，水溫控制非常重要。

通過大量的試驗表明，當水溫低于人體溫度37℃時，血液循環與平常基本一樣，達不到足浴的效果，隨著水溫的升高，血液循環開始加速，腳皮細胞變得活躍，腳上的毛孔開始增大，腳上的污垢開始從皮膚脫落，溫度繼續升高，此效果越明顯。但溫度達到50℃后，人就有灼燙的感覺，當水溫超過57℃時，會灼傷皮膚，水溫高于60℃，則會燙傷皮膚。

由于大多數人的腳面皮膚比較薄，且長時間包裹，比較脆弱，再加上腳部的血管分布非常豐富，穴位較密集，對熱比較敏感，溫度到了55℃后，血液循環加速較快，人會感覺不適。為此，標準將其額定溫度規定在50℃，且誤差不超過2℃，即足浴器的最高溫度應不超過52℃。這樣既可以避免由于溫度控制器的誤差造成使用者的灼傷，又可讓使用者感到舒適。

⑥額定容量

足浴器的水容量的大小是否適合，對足浴的舒適度和安全起到至關重要的作用。人們購買和使用足浴器，身體和心理要求的就是舒適，如果沒有舒適度，就會失去足浴的意義，為此舒適度一直是人對產品感官的重要指標。

產品的水容量與水的溫升速度有直接的關系，水容量過大，溫升速度會慢且產品體積大；水容量過小，腳部的足浴部位受到限制，則影響足浴器的使用效果和舒適度。而且容量與產品的其他指標有著關聯，如：升溫速度、熱效率、噪聲等，與水的體積有著直接的關系。在進行產品設計研發時首先應規定其容量，只有容量確定下來后，才能對產品體積、加熱器規格、水泵規格等進行規定。

產品額定容量由制造商自行決定，并應在產品上和銘牌中清楚標注，以告知使用者的注水量。水具有導電性和流動性，在消費者使用過程中很容易不小心將水濺到足浴器外面，或足浴器中的水裝得過滿，通電工作時，由于氣泡功能、沖浪功能、按摩輪的旋轉等會使水翻動溢出，容易造成電氣損壞、短路、甚至觸電的人身傷害事故。考慮到足浴器的型腔比較復雜，額定容量的誤差定的太小，刻度線的準確性很難保證，為此將其偏差定為不超過額定容量的±10%。

⑦升溫速度

使用時，使用者不希望等待時間過長而影響心情，同時，升溫速度也是體現能效的重要特征之一，故設計產品時，加熱器的功率與容量應是成正比的，但也不應大功率小容量而增加能耗。通過大量的試驗和數據分析，將足浴器的加熱速度規定為應不小于1.3℃/min比較合理。

⑧熱效率

在加強環境保護、節能降耗、合理利用資源、避免浪費的今天，轉換效率指標在很多產品中已經給予了規定。

加熱是足浴器最基本的功能之一，使用者希望用較少的電能就可以得到滿意的使用效果，提高轉換效率，減少電能轉換成熱能過程的損耗，是節能的重要指標。但足浴器是比較特殊的開放型加熱器具，它在加熱過程中，同時也在散熱，特別是冬天，人們最需要熱水足浴的時候，由于環境溫度較低，散熱速度加快，將其熱效率定的高是不現實的，但規定得過低，不符合制訂標準的精神。

通過大量的試驗，并結合國內加熱器制造業的水平情況，標準將足浴器的熱效率定為大于60%，既能體現國內制造水平，也能遏制部分質量水平低下的產品流入市場。

⑨計時器

計時器有兩個功能，一是控制按摩器具的額定工作時間，二是可供使用者自己設定器具工作時間。在人們足浴時，對時間的長短誤差要求并不嚴格，雖然計時器的準確度不會影響器具的使用，但對于一個裝有計時器的按摩器具來講，所配置零部件的質量均能體現按摩器具的品質，既然配置有計時器，就應該對其精度給予要求。按照通常的計時器產品標準的規定，確定了計時器的偏差不超過±1%。

⑩堵塞保護

在使用足浴器時，通常是人腳上的老化皮屑會在按摩揉搓的過程中脫落，不少人會在足浴時采用中藥泡腳，還有些人喜歡在足浴時放入其他的添加物品，如：玫瑰花瓣、香草等等。由于上述原因，會產生腳部老化皮、中藥渣、添加物品的殘渣，而這些殘渣物隨著水循環帶入水泵、水管、水閥門，從而造成水通道的堵塞，影響足浴器的正常使用。嚴重時水不再循環，加熱器只對留在加熱器內部少量水進行加熱，而足浴器容器內的水溫度不再上升，使溫度傳感器難以檢測，致使加熱器和其他器具燒壞。

目前可采用的堵塞保護措施主要有在加熱器附近增加溫度傳感器、水回流口處增加過濾網、采用2個以上出水口等措施。本標準從安全可靠方面，要求注水口堵塞時，當加熱元器件達到溫度設定值時，應自動斷開電源，確保人身安全和產品本身的安全。

足浴器的加熱器在斷水情況下，溫度會急劇上升，這不但會燒壞電氣，還會因溫度增高使塑料制品軟化變形影響正常工作，嚴重的還會造成人身傷害和財產損失，為此，防止產品在無水的情況下通電是很重要的。

特別是現在使用足浴器的人以年長者為居多，在使用足浴器并排放水后，有時會忘記關掉電源，或者是只放入少量水就開啟電源，還有是小孩或智障者玩耍開啟電源情況，都會燒壞產品電氣，嚴重的會有人身安全隱患。

為了避免上述情況發生，確保人身和產品安全，標準規定在足浴器無水或水容量小于額定容量的10%時，器具應設計不能啟動工作的措施。

多年來噪聲一直是世界各國非常重視的一個問題，噪聲會污染環境，影響人體健康，作為一種嚴重的公害已日益引起人們的關注，目前世界各國已紛紛制定出控制噪聲的標準。特別是現在環境保護越來越重視的情況下，降低各類噪聲已經成為各行業研究的課題之一。

噪聲是發音體不規則的振動發出的聲音（區別于音樂），是一類引起人情緒煩躁、或由于音量過強、頻率過高、驟升驟降等而危害人體健康的聲音，噪音污染也是環境污染的一種，應盡力避免。但任何工作的器具都會不可避免地發出噪聲，為此本標準要求將設備的噪聲降至人們可接受的范圍。

對足浴器噪聲的衡量，應選擇其在最嚴酷工作狀態下所發出的綜合聲音。由于足浴器在使用過程中，有來自產品機械傳動、水流撞擊、振動按摩等聲音。同時，因其是開放型使用的產品，這些聲音無法隔離、吸聲、消聲，只有通過材料的選擇、設計技巧和提高產品的制造精度等手段降低。

通過市場調研和人們對聲音的接受度，以及大量的試驗、研究和分析，將足浴器的噪聲規定為：足浴器在裝入額定容量的水，開啟所有功能到穩定狀態建立，其聲功率級噪聲值應不大于68dB(A)，且無明顯異音。

a.足浴器的進出水管應具有足夠的強度。足浴器的部分功能是通過水泵工作帶動水循環來實現的。在水循環的過程中，足浴器的進出水管會受到一定的壓力，如果水管沒有足夠的強度，就可能會產生裂紋、破裂等情況，從而造成滲水和漏水，足浴器采用的是強電，漏水是非常嚴重的質量事故，很可能威脅使用者的生命安全，對水管提出強度要求是非常必要的。

b.連接的水管應具有耐高溫性能以免在使用中損壞。足浴器最基本的功能就是熱水泡腳，在足浴器的工作中，水是在不斷進行加熱，所有的水管以及聯結部件長時間處于高溫條件下工作，沒有足夠的耐高溫性能，可能產生裂紋和破裂，從而造成漏水，將會給使用者帶來生命安全的危險，對水管提出耐高溫性能要求是非常必要的。

c.水管連接應符合國家有關水管接頭標準的要求。足浴器的水循環和加熱原理與電熱水器相似，在水循環系統中，不允許有滲水和漏水的現象發生，否則會損壞電氣甚至威脅到人身安全。足浴器屬于GB 4706.10中提及的“帶有液體容器的器具”，為了保障安全，避免因漏水而產生的傷害和損失，要求水管的連接應符合國家有關水管接頭標準的要求。

二、試驗方法

指標的規定為產品質量的穩定提供了保障。但是怎樣才能讓產品滿足指標規定的要求？這是設計者和制造商關注的，也是最難控制的。為了能滿足標準，產品的各項指標必須達到規定的要求，這需要從制定產品的設計方案開始，直到產品的產出每個環節的控制、試驗、分析和改進。

1.試驗條件

由于足浴器屬于比較特殊的敞開式器具，在加熱的同時也在散熱，為了使試驗數據更接近準確，將試驗的環境溫度規定為23℃±2℃，其他條件無特殊要求。

2.試驗用儀器、儀表和設備的精確度要求（見表1）

表1 儀器、儀表和設備的精確度

除有儀器的實測數據與標準值對照以外，其余根據檢驗人員目視或者根據足浴器的運行狀況判定。

3.電氣安全試驗

足浴器是機電一體化產品，內部安裝有許多帶電部件，在使用、維護和保養過程中，為了避免觸接帶電部件或因絕緣失效、瞬間電流過大發熱過高、變壓器短路、溢水和潮濕漏電等等而致傷、致死事故的發生，電氣安全試驗的具體要求按照GB 4706.1和GB 4706.10標準要求的方法試驗。

4.水溫控制誤差試驗

對于其誤差的試驗，將采用以下方法進行：

①為了節省時間，可在足浴器容器內注入35℃～40℃的熱水；

②接通電源，讓足浴器正常工作，將控制面板上的溫度控制鍵調節到最大額定值TR；

③開啟加熱功能鍵，當溫度控制顯示已達到額定值后；

④將溫度數據采集器（見圖1）按照如下方法進行放置并測量（見圖2）：

圖1 溫度數據采集器

圖2 放置示意圖

俯視器具，以足浴器容器額定容量上表面有效面積的中心位置為圓心，距離圓心90mm～100mm處近似均勻的分布放置5個點，且該5個點應在距離水面25mm～40mm之間的水中，對分布5個點的溫度測量3次；

⑤根據公式（1）計算每次測量的溫度平均值Tn；

⑥按照本條款第④項的方法測量3次，根據公式（2）計算實際測量的溫度平均值T；

⑦根據公式（3）計算得出水溫控制誤差ΔT；按下列公式計算水溫控制誤差：

式中：ΔT——溫度誤差，%

T——實際測量的溫度平均值，℃

Tn——每次測量的溫度平均值，℃

TR——額定溫度值，℃

i—— 測量點數

n—— 測量次數

5.額定容量偏差試驗

對于足浴器額定容量要求的試驗，這里介紹最簡單的、最容易操作的試驗方法：

①查出產品銘牌（或說明書）上標注的額定容量；

②用量杯將額定容量的水注入足浴器容器內，用VR表示；

③觀測水是否已到（或超過）額定容量水位線；

④如不到水位線，用量杯繼續將水注入直至水位線；如超過水位線，用量杯將水取出直至水位線；

⑤根據公式 （4）計算得出額定容量偏差ΔV；另一種方法是記錄額外注入或取出的水量就是額定容量偏差ΔV。

按下列公式計算容量偏差：

式中：

ΔV——容量偏差，%

V——實際容量，L

VR——額定容量，L

6.升溫速度試驗

足浴器是比較特殊的敞開式器具，在加熱的同時也在散熱，為了檢測的準確性，將溫度測試點定在注水口部位。這里介紹的是切實可行的、比較合理的試驗方法：

①我國地方廣闊，南方北方溫度相差太大，現統一給出了初始注入水的溫度15℃±1℃；

②將15℃±1℃水注入到足浴器容器內，直至額定容量水位線；

③接通電源，開啟加熱功能；

④按照第4條“水溫控制誤差試驗“中的第④項的方法進行布點和測量；

⑤由于足浴器產品本身的特殊性，屬于開放式的加熱器具，在加熱的同時也在不斷的散熱，當水溫較低時，散熱更快，考慮到加熱速度指標測量的合理性，將測量條件定在當水溫達到35℃～40℃后，才用熱電偶（或溫度測量儀）測量注水口的水溫，記錄此時的水溫TC；

⑥每隔1min測試一次注水口的水溫，用TA表示，根據公式（5）計算得出每次測量的升溫速度Ki；

⑦連續測量并記錄5次，根據公式（6）計算得出實際測量的升溫速度平均值Kn。

注：往足浴器容器中注水并能實現沖浪功能的入口。

按下列公式計算升溫速度：

式中：

Ki——每次測量的升溫速度，℃/min

Kn——實際測量的升溫速度平均值，℃/min

TC——試驗初始溫度，℃

TA——試驗結束溫度，℃

t——測量時間，min

n——測量次數

7.熱效率試驗

將試驗的環境溫度設定為23℃±2℃的原因在第1條“試驗條件”中已做了解釋，對試驗的初始水溫規定為15℃±1℃在第6條“升溫速度試驗”第（1）項中也已做了說明。

足浴器的加熱設置有許多檔，為了能真實、準確的反映熱效率，在試驗時應迅速將加熱功能鍵調節到最大額定功率檔。

足浴器是比較特殊的敞開式器具，在加熱的同時也在散熱，經過大量的試驗、數據采集和數據分析，足浴器的水溫在35℃左右時散熱最慢，溫升在（35±1）K范圍內測量和計算熱效率比較合理。

為了檢測的準確性，將溫度測試點定在注水口部位。熱效率是衡量足浴器性能很重要的一個指標，對其將采用以下方法進行試驗：

①將試驗的環境溫度控制為23℃±2℃；

②將15℃±1℃額定容量VR的水注入到足浴器容器內；

③測量并記錄試驗初始水溫TC；

④接通電源啟動足浴器加熱功能鍵并迅速調節到最大額定功率檔；

⑤當溫升接近35K時，關閉器具，同時記錄消耗電能量E（消耗電能量可采用交流電參數測量儀和計時器共同測量，并通過公式計算獲得E=功率×溫升接近35K時所消耗的時間,單位為kWh）；

⑥讀取1min內（由于器具的水溫散熱很快，為此，要求讀取溫度的時間不要超過1min）的最高溫度TA；

⑦按下列公式計算熱效率：

由于水的比熱容 C=4.2{kJ/（kg·℃）}≈1/860 kWh/（kg·℃）

從上得知水的比熱容是常數，為了在應用和計算時更簡化，將熱效率公式轉化為標準中的公式（8）：

式中：

η——熱效率%；

VR——額定容量，L

TC——試驗初始溫度，℃

TA——試驗結束溫度，℃

E——加熱耗電量kWh

ρ——密度，kg/L（水的密度為1 kg/L）

8.計時器誤差試驗

一般足浴器的最長設定時間為60min，為了檢測的準確性，將測試時間節點定在15min、20min、30min、60min多個檔位，在試驗過程中，試驗員也可根據實際情況選更多的檔位進行試驗，按照以下方法進行：

①接通足浴器電源；

② 將足浴器上的計時器設定在15min，用tR1表示所設定時間值；

③在啟動足浴器的同時，按下試驗設備計時器（圖3）或秒表按鈕，此時，足浴器的計時器和試驗設備同時工作；

圖3 計時器

④當足浴器計時器在設定的時間完成時，記錄試驗設備數據；

⑤根據公式（9）計算得出計時器精度誤差Δt1；

⑥按照第③項分別將足浴器上的計時器設定在20min、30min、60min檔，用tR2、tR3、tR4表示所設定時間值，再按照④⑤⑥項方法進行測量和計算，可分別得出計時器在時間節點上精度誤差Δt2、Δt3、Δt4；

按下列公式計算計時器精度誤差：

式中：

Δt——計時器精度誤差，%

t——實測時間值，min

tR——設定時間值，min

⑦按下列公式計算計時器精度誤差平均值：

式中：

Δtn——計時器精度誤差平均值%

n——測量次數

9.堵塞保護試驗

標準要求堵塞一旦發生，無論溫度控制器設定在任何值，只要足浴器溫度達到該設定值時就應該斷電。

在試驗過程中，比較容易操作的堵塞部位是注水口，為此選定該部位進行堵塞。

堵塞保護是衡量足浴器性能很重要的一個指標，對其將采用以下方法進行試驗：

①接通足浴器電源；

②將足浴器溫度設定在任意值，然后將注水口給堵塞不讓水流出；

③啟動足浴器加熱，當溫度達到所設定值時，器具應該斷電，用目視方法檢查試驗結果。

10.防干燒試驗

在無水時或水少于額定容量的10%時，足浴器不能夠被啟動。

防干燒是衡量足浴器性能很重要的一個指標，是為防止干燒所采取的保護措施，對其將采用以下方法進行試驗：

①在足浴器無水的情況下，接通電源，開啟動按鈕應不響應，即足浴器不能夠啟動；

②然后，用量杯將少于10%額定容量的水注入器具，接通電源開啟器具，此時器具也不應該啟動；

③繼續加水，當注水量大于額定容量的10%后，開啟足浴器，此時器具應該啟動工作。

11.噪聲試驗

為了噪聲檢測的準確性，要求測試環境噪聲應低于聲壓級38dB（A）；同時最能反映足浴器工作狀態的是裝有額度容量的水并開啟所有功能；足浴器工作5min～10min后趨于穩定狀態建立，這樣的檢測數據準確，能真實反映足浴器的性能。

測試方法按照現有的GB/T 4214.1國家標準實施，噪聲值是衡量足浴器性能很重要的一個指標，對其將采用以下方法進行試驗：

①將器具放置于環境噪聲低于聲壓級38dB（A）的靜音室內，如圖4所示；

圖4 按摩器具在實驗室的測量方法

②按照GB/T 4214.1《聲學家用電器及類似用途器具噪聲測試方法第1部分：通用要求》中第7章7.1.4規定的聲壓級測量的放置方法，傳聲器位置共10個點，如圖5所示；

③裝入額定容量的水，接通電源并開啟所有功能；

④ 器具工作5min～10min后，按照GB/T 4214.1《聲學家用電器及類似用途器具噪聲測試方法第1部分：通用要求》中第7章7.1.4規定的聲壓級的測量方法進行試驗，并記錄所測試的數據；

⑤按照GB/T 4214.1標準中第8章規定的聲壓級和聲功率級的方法計算，對所測試的數據進行計算；

圖5 手持式、臺式和落地式器具的半球面測量表面上的測點位置

⑥計算結果其聲功率級噪聲值應不大于68dB(A)，且無明顯異音。

按照GB/T 4214.1-2000《聲學家用電器及類似用途器具噪聲測試方法 第1部分：通用要求》國家標準規定的要求，對按摩器具在實驗室的噪聲進行測試，方法如圖5所示。

三、后語

標準不僅對產品的加工工藝、檢驗方法和手段做出了一系列的規定，而且對產品的原材料、性能、包裝運輸和售后服務做出了明確的規定，標準是質量工作的唯一依據，離開標準，質量工作將成為“無源之水，無本之木”。《注水式足部按摩器》標準的制定為各相關企業、消費者及相監管部門使用、提高質量及監管提供更有效的支持。

[1]中國家用電器研究院等.GB 4706.1-2005家用和類似用途電器安全第1部分：通用要求[S].北京：中國標準出版社，2005.

[2]中國家用電器研究院.GB 4706.10-2008家用和類似用途電器安全按摩器具的特殊要求[S].北京：中國標準出版社，2008.

[3]中國家用電器研究所.GB/T 4214.1-2000聲學家用電器及類似用途器具噪聲測試方法第1部分：通用要求[S].北京：中國標準出版社，2000.