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护听器防护效果验证评估技术及其应用
摘要:本文介绍了护听器真实保护值研究资料及个人保护听力保护器有效性检验方法及3M E-A-RfitTM听力保护检验系统。该测试系统对噪声环境下不同类型的声音均具有很高的灵敏度,并能提供与主观评价相一致的测量结果。同时,还对影响测试性能的一些因素进行了探讨。研究显示听力保护器标称降噪值对实际保护值指示作用很差,还没有可靠方法对其进行使用。3M E-A-RfitTM听力保护验证系统采用F-MIRE(真实耳朵的现场麦克风)方法,快速、定量地确定特定用户在真实工作场所达到的听力保护产品的个人声学衰减(PAR),使安全管理人员对工人的真实保护水平有一个清晰的认识。
关键词:护听器 ;标称降噪值 ;验证评估
引言:为了保护工人在嘈杂的工作场所的听力,公司通常在嘈杂的工作场所为工人提供听力保护器。由于听力保护是工人听力健康的最后一道防线,听力保护器的保护能力非常重要。多年来,听力保护专家已经深入研究了用于评估听力保护器的声音衰减性能和实际保护值的实验室方法。他们想知道在理想的实验室条件下测量的标称值是否能很好地代表听力保护器的实际保护性能。用户和安全管理人员可以用什么方法来评估听力保护器的适用性和充分性,本文讨论了这些问题,并介绍了目前可用于测试听力保护器实际听力保护性能的方法,重点介绍了现场MIRE技术和3M E-A-RfitTM听力保护系统,用于快速测量个人佩戴情况和保护效果。
一、听力保护器的额定降噪值
标称降噪值(SNR)是听力保护器保护性能的通用参考值,目前在中国还没有测试,假设使用按照国际标准ISO 4869.2《声学-听力保护器-第2部分:使用听力保护器时有效声级A的预测》中的方法确定的标称值来估算听力保护器的实际保护值。在实验室条件下,在测试人员的指导下,由有经验的人佩戴样品达到 "正确 "的功率后,应将信噪比计算为数值,并对不同频率的助听器的降噪能力进行单独测试。这是国际标准中常用的评估助听器降噪值的方法,被称为REAT(真耳衰减阈值)法。受试者未佩戴助听器时的最低听阈水平(空耳听阈水平)与受试者佩戴助听器时的最低听阈水平(闭耳听阈水平)之间的差值,即听阈转移,以及助听器的衰减值。REAT方法是目前评估听力保护器声音衰减的最广泛使用和最准确的方法之一。
(一)听力保护器的标义和实际降噪值
20世纪70年代末,听力保护专家开始调查助听器佩戴者在工作场所得到的实际保护值一般被叫做实际降噪值(RWP)。到1992年,已有有20项研究对RWP进行了分析。这些研究涉及7个以上国家的80家公司,共计2600多人。
NRR是根据美国国家标准协会(ANSI)制定的标准来测试的。该标准还需要运用REAT方法对听力保护器的性能进行实验室评估。听力保护器主要分为两组,左边是耳塞和耳罩,右边是耳罩。每个数据带的最小样本量是大于30个受试者(来自每个研究)。对于某些类型的听力保护器,样本量非常大,例如对于E-A-R泡沫耳塞,代表了11项研究中575名受试者的数据。
由此可见,实验室数据和现场降噪值并不十分一致。作为实验室标称值的比例,耳塞的现场降噪值只介于在标称值的6%至52%之间(平均约25%),耳塞的降噪值在33%至74%之间(平均约60%)。不仅绝对值不一致,相对分类也不一致。各类型的听力保护器从左到右按标称值降序排列,但该领域的相对降噪值却没有按这个顺序排列。因此,我们不能简单地比较标称的降噪值来确定哪种听力保护器在现场表现良好。
二、使用标称降噪值来评估听力保护器的实际保护价值
研究表明,在实验室测量的名义降噪值在现实中几乎不可能在理想条件下实现。在许多国家和地区,有一些方法可以扣除听力保护器的额定降噪量。目前在中国,有两种方法来评估听力保护器在现场的实际保护性能。一种方法是基于卫生部1999年颁布的《工业企业职工听力保护工作规范》的指导,另一种方法是基于标准GB/T 23466-2009《听力保护器的选择》的建议。从的现场研究中发现,不同品牌和类型的听力保护器的实际保护值与名义降噪值不同。各个数值之间没有明确的比例关系,例如,一些评级较高的耳塞的有效保护值为个位数,而一些评级较低的听力保护器的有效保护值则相对较高。听力保护器的噪音衰减取决于听力保护器的设计(形状、材料等)和听力保护器的佩戴情况。在这一领域,主观因素如合身性、舒适性和佩戴的舒适性是影响实际保护值的最重要因素。
三、测试听力保护器的实际声音衰减值的验证方法
我们现在知道,听力保护器的标称噪声衰减值对其实际保护值的指示非常差,而且不能安全地使用它们。听力保护专家多年来一直致力于解决这个问题,包括改进实验室测试方法,开发和推广工具和培训材料,以激励工人正确使用听力保护,以及开发可在现场使用的个人声音衰减值测试方法,对听力保护使用者进行个人佩戴测试。可以看出,助听器在现场提供的保护是相对稳定的,最大的变化是在耳机类,因此,探索和推广测试助听器匹配度的方法非常重要。
目前,用于测试听力保护器适配性的方法分为主观、客观和非声学方法。非声学方法使用压力测量来确定耳塞在耳道中是否有声学密封。使用这种方法只能对一些耳罩的适用性或不足之处得出定性结论,而且密封性和保护值之间也没有相应的关联。此外,常用的泡沫垫并不能在耳道内形成一个完全密封的空腔,因为泡沫材料是多孔的,可以透气,所以这种方法并不适用。
最常用的主观方法是REAT法和体积平衡法。使用REAT调查实际保护值的好处是,获得的数据只受一个人为因素的影响,即生理性噪声的掩蔽效应,它将250Hz以下的听力保护高估了几个分贝。REAT方法在现场研究中的缺点是它的耗时性和由于受试者对听阈的估计而产生的固有误差,以及需要控制工作场所测试环境的背景噪声以避免掩蔽和干扰,这通常是困难和昂贵的。另一个主观的方法是体积平衡。由于所用信号的声压级通常比REAT高30-40分贝,这种方法的优点是比REAT方法受背景噪声的影响小。然而,与REAT一样,这种方法要求受试者根据自己的主观感受做出决定。
主观方法的一个替代方法是使用客观评估方法。客观方法不依靠人对声音的主观反应,而是用一种直接的仪器来测量助听器静音后进入耳道的声音量,即所谓的耳内麦克风法(MIRE)。所开发的基于MIRE的方法被称为F-MIRE方法。用F-MIRE法测试时,可将一个柔软、薄的探针式麦克风或微型耳麦小心地插入耳道。麦克风的放置对操作者的要求很高,既要不干扰听力保护器的位置,还应防止产生明显的泄漏,因为这类因素将对测试结果产生直接影响。另外,可能会发生共振和来自传声器探管或连接电缆的泄漏。另一个需要考虑的因素是,当专业操作人员进行这些操作时,由于紧张也许会明知故犯地尽量佩戴听力保护装置,导致无法收集到重要的数据。
四、结束语
听力保护器的实际声音衰减与实验室确认的等级差别很大。影响听力保护器实际保护性能的重要因素是佩戴的合适性、舒适性和便利性,佩戴者佩戴听力保护器的动机,以及佩戴技术。根据现场研究的现有数据,没有一个简单直接的方法可以用来扣除听力保护的面值,为市场上所有的产品和实际使用情况提供一个有效和可靠的估计。由于听力保护是工人听力健康的最后一道防线,因此,认识听力保护实际价值是听力保护计划很重要的组成部分。更多听力保护专家在研发,验证与普及个人听力保护测试技术是当前听力保护技术的发展趋势与新的研究方向。
参考文献
[1] 刘玉飞. 护听器声衰减值的三种测试方法[J]. 中国个体防护装备, 2012 年第 1 期.
[2] 刘玉飞. 让实验室测试值更贴近真实世界防护值 [J]. 中国个体防护装备, 2011 年第 2 期.
[3] Elliott Berger, 刘玉飞翻译. 听阈位移法测量护听器的降噪值[J]. 中国个体防护装备, 2010 年第 4 期.