智能坐便器對人體電磁輻射的安全評估

葉益陽 陶嘉威 翁曉偉

（臺州市產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測研究院 臺州 318000）

引言

電磁輻射是能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象，是由變化的電場和變化的磁場相互作用而產(chǎn)生的一種能量流。電磁輻射在生活中是無處不在的，各種電子電氣產(chǎn)品給人類帶來了方便，也無時無刻不產(chǎn)生著電磁輻射。隨著電子技術(shù)的持續(xù)突破并應(yīng)用，也不斷拉高了許多頻段的電磁輻射暴露水平。越來越多的科學(xué)家通過深入研究發(fā)現(xiàn)，電磁輻射對于人類的身體健康有著深刻影響，身處輻射強度較大的環(huán)境或離輻射源太近，都會傷害到人體健康，電磁輻射已被聯(lián)合國人類環(huán)境大會列入必須控制的造成公害的主要污染物之一[1]。

智能坐便器區(qū)別于傳統(tǒng)的陶瓷潔具，將智能化技術(shù)運用到坐便器產(chǎn)品中，具備更加高效強大的功能。智能坐便器大幅度地提升了如廁的便捷性和舒適度，也有利于人體健康與社會環(huán)保，

是不可或缺的智能家居產(chǎn)品，并成為了未來坐便器行業(yè)的發(fā)展趨勢。由于智能坐便器是每人每天都會頻繁使用且親密接觸的智能化產(chǎn)品，關(guān)系到使用人員的身體健康，針對智能坐便器電磁輻射相關(guān)問題的研究，越來越得到廣泛的重視。開展有關(guān)智能坐便器電磁輻射安全評估的研究，可以進(jìn)一步明確智能坐便器使用人員的暴露影響，進(jìn)而為智能坐便器的電磁輻射安全防護(hù)提供參考依據(jù)，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 研究現(xiàn)狀

國際非電離輻射防護(hù)委員會（ICNIRP）的研究表明，兒童患白血病的概率會因電磁輻射而增加，人體的健康也因此受到深層次的影響，主要集中在視覺系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)的生長發(fā)育上。為了規(guī)范人體承受電磁輻射能力的上限，ICNIRP 公布了電磁輻射的暴露限值，即只要人體接觸的電磁輻射水平低于限值就不會損害自身的健康[2]。

為保護(hù)處于電磁輻射中的人體健康，將其對人體的傷害降到最低，國際電工委員會（IEC）針對各種電子電氣產(chǎn)品的電磁輻射影響，并基于ICNIRP 的指導(dǎo)原則和暴露限值，發(fā)布了一系列的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了人體電磁輻射的暴露限值和測量方法的實施指南。對于不同類別的電子電氣產(chǎn)品，對應(yīng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)會有所不同，現(xiàn)行的電磁輻射相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 現(xiàn)行的電磁輻射相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

表2 智能坐便器電磁輻射檢測結(jié)果

IEC 62233 規(guī)定了家用和類似器具周圍電場強度和磁感應(yīng)強度的評估方法，器具包括家用電器、電動工具和電動玩具。智能坐便器作為家用電器，很明顯屬于該標(biāo)準(zhǔn)界定的范疇。IEC 62233 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測量方法適用的范圍為10 Hz ～400 kHz，器具在頻率范圍400 kHz 以上和10 Hz 以下的頻段上無需測試即視為符合[3]。

2 測量方法

IEC 62233 的電磁輻射測試分為電場測試和磁場測試。如果器具內(nèi)部帶有電子電路或變壓器，并且工作電壓少于1 000 V，即可直接判定電場測試符合要求，智能坐便器也處于符合的行列，可以免于測試電場；至于磁場測試，其頻率范圍為10 Hz ～400 kHz，應(yīng)將每個測量頻率范圍的加權(quán)結(jié)果進(jìn)行疊加，從而判斷器具是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求[4]。

測量在環(huán)境溫度為（20±5）℃的條件下進(jìn)行，智能坐便器周圍的電磁輻射暴露值由磁感應(yīng)強度B 來度量，磁感應(yīng)強度的評估方法有簡化測試方法、線譜評估和時域評估，其中時域評估法是最普遍采用的。測量設(shè)備的噪聲值不應(yīng)超過限值的5 %，背景噪聲應(yīng)小于限值的5 %。

磁感應(yīng)強度是對100 cm2區(qū)域內(nèi)的每一個方向上進(jìn)行測量所取的平均值，測量設(shè)備采用磁場傳感器，磁場傳感器的外直徑在13 cm 以內(nèi)，由3 個互相垂直、測量面積為（100±5）cm2的同心線圈構(gòu)成，同心線圈用于實現(xiàn)各向同性的實時響應(yīng)。

磁場的分布直接影響了磁感應(yīng)強度的大小，具體來說，器具運行條件、測量距離、傳感器位置等都左右著最終的測試結(jié)果，這些因素在標(biāo)準(zhǔn)里針對不同器具都做了相關(guān)規(guī)定。對于智能坐便器來說，關(guān)于運行條件，標(biāo)準(zhǔn)要求器具應(yīng)在額定電壓、額定頻率以及正常使用條件下工作；關(guān)于測量距離，使用時與人體相關(guān)部位直接接觸的器具為0 cm；關(guān)于傳感器位置，標(biāo)準(zhǔn)要求直接接觸使用的器具，其接觸面要朝向使用者，并且作為固定式的大型器具，要在人體可觸及的各個表面進(jìn)行測量[5]。

3 測量實例

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，為測量智能坐便器工作時對人體電磁輻射的分布情況，磁場傳感器采用德國NARDA 公司的ELT-400 磁場暴露級別測試儀，ELT-400 用于精確測量磁感應(yīng)強度，測量范圍最高可達(dá)80 mT，測量頻率為1 Hz ～400 kHz，使用100 cm2各向同性探頭，三軸模擬信號輸出[6]。

從標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的測量距離來看，智能坐便器作為貼身使用的家電產(chǎn)品，一般是在用戶周圍使用，甚至直接和用戶接觸，實際測試時的采樣距離為0 cm。智能坐便器作為固定式器具，在前方的操作表面及人體可觸及的其他表面，以0 cm 的測量距離移動傳感器。

測量傳感器的位置模擬了用戶使用智能坐便器時，與智能坐便器各個表面的距離的普遍情況，采用圍繞器具進(jìn)行多點測量的方案，如圖1所示，分別為緊貼智能坐便器邊緣上面、前面、后面、左面、右面0 cm 距離的位置。

圖1 智能坐便器測量位置示意圖

圖2 為某品牌的智能坐便器依據(jù)IEC 62233 進(jìn)行電磁輻射測試的現(xiàn)場照片，該智能坐便器的額定電壓為220 V、電源頻率為50 Hz、額定功率為1 100 W。為保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，測試環(huán)境選用專用的電磁屏蔽室，智能坐便器的測量在連續(xù)運行的條件下進(jìn)行，器具按正常使用方式放置。

圖2 智能坐便器電磁輻射測試

智能坐便器的工作狀態(tài)主要包括臀部清洗狀態(tài)、婦洗狀態(tài)和暖風(fēng)干燥狀態(tài)，樣品的預(yù)運行時間不做規(guī)定，但是在測試之前，智能坐便器應(yīng)在臀部清洗狀態(tài)、婦洗狀態(tài)和暖風(fēng)干燥狀態(tài)下分別穩(wěn)定運行一個周期，以確保其處于正常使用的典型工作條件。

需要注意的是，智能坐便器的控制器需要調(diào)節(jié)到最大進(jìn)行測量。對于臀部清洗與婦洗狀態(tài)，在保持連續(xù)運行的同時，坐圈溫度設(shè)為最大檔，清洗力設(shè)為最大檔，清洗水溫設(shè)為最大檔，清洗流量設(shè)為最大檔；對于暖風(fēng)干燥狀態(tài)，在保持連續(xù)運行的同時，坐圈溫度設(shè)為最大檔，暖風(fēng)溫度設(shè)為最大檔。

按照選擇的測量位置，樣品分別在臀部清洗狀態(tài)、婦洗狀態(tài)和暖風(fēng)干燥狀態(tài)下依次測量，選取最大測量值與限值進(jìn)行比較，檢測數(shù)據(jù)如表2所示。

由表2 可知，該智能坐便器處于各種工作狀態(tài)下的所有測量位置，其電磁輻射暴露值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于頻率為50 Hz 下磁感應(yīng)強度參考值0.1 mT，完全符合IEC 62233標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，不會對使用者的身體健康造成傷害。

4 結(jié)語

人們對自身健康的關(guān)注度日益增強，智能坐便器作為大眾日常生活中廣泛接觸并規(guī)模化使用的家電產(chǎn)品，其對人體的電磁輻射問題也顯得異常突出。在智能坐便器投入市場之前，通過現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)測試方法進(jìn)行嚴(yán)格的測試，并依據(jù)測試結(jié)果實現(xiàn)科學(xué)的評估，同時針對產(chǎn)生的問題采取適當(dāng)措施，全面防范由智能坐便器的電磁輻射引起的風(fēng)險因子。