听力计结构工作原理维护及校准.ppt

听力计结构、工作原理、维护及校准,听力计结构和技术,听力计是一种广泛应用于听力研究和耳病诊断的医用测量仪器。是国家列入强制检定目录的医用计量器具。使用听力计的单位很多，县级以上医院、卫生防疫部门和劳动保护部门都有听力计,一、概述,二、听力计的种类,听力计的种类很多，按其信号类型可分为：纯音听力计、语言测听设备（俗称语言听力计）、用于测听与神经耳科的短持续听觉测试信号（俗称诱发电位仪）、延伸高频测听的设备（俗称高频听力计）；按照工作方式可分为：手动听力计和自描听力计；按照用途可分为诊断听力计和筛选听力计；按照所选配的测听耳机可分为：气导听力计和骨导听力计；按照其功能和准确度分为：1型、2型、3型、4型听力计,表10-1不同型号的听力计的基本功能要求,三、与听力计及听力测定有关的主要名词术语,纯音听力计测量纯音听力，尤其是适用于测量听阈的仪器手动听力计信号的出现及结果的记录均为手动操作的听力计自动记录听力计信号的出现，听力级的改变、频率选择及改变以及受试者反映的记录均自动操作的听力计。如测试程序由计算机控制，则称为计算机控制听力计,语言听力计用语言测试材料作听力测定的仪器气导声音在空气中通过外耳与中耳到达内耳的传递过程骨导声音主要由颅骨的机械振动间接到达内耳的传递过程参考等效阈值声压级一般用RETSPL（referenceequivalentthresholdsoundpressurelevel）表示，俗称气导听力零级。它是在规定频率，足够数量的耳科正常的1830岁男女的等效阈值声压级的众值,参考等效阈值力级一般用RETFL（referenceequivalentthresholdforcelevel）表示，俗称骨导听力零级。它是在规定频率，足够数量的耳科正常的1830岁男女的等效阈值力级的平均值纯音听力级一般用HL（hearinglevelofpuretone）来表示。它是耳机在规定仿真耳、仿真乳突上产生的声压级或力值级与零级之差,峰-峰等效声压级一般用peSPL(peaktopeakequivalentsoundpressurelevel)表示。俗称峰值等效声压级。它是对瞬态声信号进行时间平均简短纯音一般用“brieftone”或“toneburst”表示，俗称猝发声。它是持续时间短于20ms的正弦信号喀呖声一般用“Click”表示。它是频谱复盖较宽的瞬时声信号,四、听力计的结构和工作原理,听力计一般由信号源、功率放大器、信号级控制器、气导耳机和骨导耳机等部分组成。其结构示意图见图10-1-1,听力计结构示意图,信号源,信号级控制器,功率放大器,耳机/音箱（电声换能器）,从图中我们可以看到，信号源部分主要是产生听力测定所需要的各种电信号，如不同频率的纯音，掩蔽噪声，对于语言听力计，信号源部分可能被外部语言信号所替代。信号级控制器部分有两部分功能，一是根据不同频率的听力零级要求，使特定频率下的信号级符合零级要求，二是可以根据测听需要，按照每档1dB或5dB的间隔来调节器听力计的听力级，以满足测量不同听力损失的需要,功率放大器主要是对信号源产生的信号进行功率放大，使其能驱动电声换能器（气导耳机、骨导耳机、扬声器箱等），将电信号转换成声信号或振动信号，加到人耳或乳突位置，以达到测听目的,五、听力计的主要技术要求,由于听力计的种类、用途不同，描述听力计的技术特性的指标也不尽相同，详见各仪器的使用说明书。下面以最常用的纯音听力计为例，结合国家计量检定规程的要求，对听力计的主要技术指标给予叙述,1频率和听力级范围（1）频率和最大听力级的最低要求纯音听力计的纯音频率和最大听力级的最低要求应符合表10-2的规定。（2）最小听力级对1型至4型纯音听力计，最小听力级为10dB或更低，5型任选,表10-1-2纯音听力计频率和最大听力级的最低要求,2频率准确度固定频率纯音听力计的频率允差如下：1型为1%，2型为2%，3型至5型为3%。扫描纯音听力计的频率允差为5%,3总谐波失真纯音听力计的总谐波失真应符合表10-1-3的要求,表10-1-3纯音听力计总谐波失真,4频率变化速率扫频纯音听力计的频率变化速率应为每分钟1倍频程，允差为20%。5频率调制当具有调制信号时，制造厂应给出调制信号的频率、波形、调制范围等参数值及其允差,6基准等效阈声压级和基准等效阈力级准确度纯音听力计在任何听力级档测量的气导听力零级（基准等效听阈声压级RETSPL）和骨导听力零级（基准等效阈力级RETFL）应满足表10-1-4，表10-1-5和表10-1-6的要求，其允差应如下：在125Hz4000Hz频率范围内为3dB；在6000Hz8000Hz频率范围内为5dB,7听力级控制器准确度听力级控制器步级应不大于5dB。两相邻听力级的示值的允差应不大于步级的3/10或1dB，取其较小者,表10-1-4DT48和TDH39耳机在IEC303耦合腔上的RETSPL（0.5dB近似取数）,表10-1-5贴耳式耳机在IEC318仿真耳上的RETSPL,表10-1-6乳突位置的基准等效阈力级(RETFL),8纯音开关（1）通断比纯音听力计应备有开启或关断测试纯音的纯音开关。当开关在“断”位置，听力级控制器在60dB或以下时，听力计的输出应至少低于听力零级10dB；在听力级高于60dB时，每增加10dB，输出增加应不超过10dB。（2）上升/下降时间纯音听力计的上升/下降时间应满足图10-1-2的要求,9掩蔽噪声级范围掩蔽噪声应能提供至少足以掩蔽250Hz，60dB；500Hz，75dB及1000Hz4000Hz，80dB的纯音。掩蔽声级应从0dB到上述听力级的范围内可调,10掩蔽声频谱（1）窄带掩蔽噪声的要求见表10-1-7（2）宽带掩蔽噪声在250Hz4000Hz频率范围内的声压谱级相对于1000Hz的不均匀度应在5dB以内,11掩蔽声级准确度掩蔽声级的允差为3dB+5dB12掩蔽声控制器准确度掩蔽声级控制器步级应不大于5dB。两相邻掩蔽声级示值允差应不大于步级的3/10或10dB，取其较小者,表10-1-7窄带掩蔽噪声基准级,13气导耳机纯音听力计必须使用符合相关标准要求的气导耳机及耳垫，当用规定的仿直播耳（或声耦合腔）进行校准时，零级应符合要求。头环力应为（4.50.5）N,14骨导耳机纯音听力计必须使用符合相关标准要求的骨导耳机，当用规定的仿真乳突进行校准时，其骨导听力零级应符合要求，头环力应为（5.40.5）N,听力计的校准,听力计的校准分为主观校准和客观校准。听力计校准的目的是保证仪器测量结果准确可靠。在GB/T16043-1996（eqvISO82531-1：1989）中，将听力计的校准分为三级。即A级常规检查和主观测试，B级定期客观检查，C级基本校准。现分别予以叙述,一、听力计的常规检查和主观测试,这是一种主观校准，主要是由听力计使用人员（或测听人员），每周都要进行的例行检查和主观测试，其目的是保证听力计工作正常，从而确保测听结果的可靠。这种主观校准，不需要专门的测量仪器设备，校准的主要内容是,（1）清洗和检验听力计及其所有的附件，如耳机垫、插头、电源线及导线，如发现损坏情况，应立即更新；（2）接通电源，预热5分钟后，对各装配的部件进行检查，如用电池供电，按规定办法检查电池工作是否正常，检查耳机（包括骨导耳机）的序号与仪器的序号是否相符,（3）通过10dB或15dB的听力级和刚好听到的纯音来检查听力计的输出是否正确。这一测试对所有频率和两只耳机（包括骨导耳机）都应进行。（4）在所有频率上，检查高听力声级（气导的60dB，骨导的40dB）的功能，测听其功能是否正常，有无失真，断续器是否有咔哒声等。耳机（包括掩蔽换能器）和骨导耳机不能有失真和间歇现象。插头和导线接触要良好，所有开关旋钮和指示灯工作正常,（5）受试者的信号系统工作的正常性（6）检查一下在低声级时的噪声或嗡声的信号，不需要的声音，纯音质量有无变化；衰减器是否在全量程内能够进行衰减；在仪器发送纯音时，衰减器工作应无电的和机械的噪声，断续器键也应无声响地工作，且在受试者的位置上应听不到仪器辐射的噪声,（7）检查一下受试者的通讯语言电路，如正常时，则应和纯音听力计功能检验程序一样（8）检查耳机和骨导耳机的头环张力，确保转动连接部分能自由回转而无松动现象，以及头环、转动连接部分是否有损坏或有金属疲劳现象（9）对自动记录听力计，检查记录笔，限制开关和频率开关的机械动作和功能是否正常，在受试者位置上是否可以听到额外仪器的噪声,二、听力计的客观检验,这种客观检验一般3个月进行一次，对应于我国的周期检定，一般由计量检定机构进行检验，检验的主要内容有：（1）测试信号的频率检验（2）耳机在耦合腔或仿真耳内产生的压级,（3）骨导耳机在机械耦合腔内的振动力级（4）掩蔽噪声的声级（5）衰减器各档，特别是60dB以下的量程（6）谐波失真,因为是客观检验，需要用到专用的测量仪器设备，检验的方法也必须按照国家的有关规定执行。国家计量检定规程JJG388给出了具体要求，下面予以详细介绍,三、听力计的基本校准,一般适用于仪器使用5年或进行大修后，校准项目包括本章第一节第五条给出的所有技术特性，这种校准也是一种客观校准，对应于我国计量部门实施的首次检定和型式批准,四、听力计周期检定（校准）项目和方法,听力计的周期检定（校准），是计量法的要求，也是执行GB/T14603-1996标准的需要。现根据国家计量检定规程（JJG388）的要求，对检定项目和方法分别给予介绍,1检定条件（1）检定环境条件纯音听力计的检定应在室温1530，相对湿度为30%90%，气压为86.0kPa106.0kPa的实验室中进行（2）计量标准器和主要配套设备仿真耳或声耦合腔，应满足GB/T7342或GB/T7614的要求。频率范围为125Hz8000Hz，声压级的不确定度为1.0dB(K=3)。仿真乳突，应满足GB/T15951的要求。频率范围至少为250Hz4000Hz力级的不确定度为1.5dB(K=3),测量放大器，在听力计工作频率范围内的频响不均匀度不超过0.2dB，表头指示误差不超过0.2dB。1/3倍频程滤波器，在标称中心频率范围100Hz20000Hz中，应满足GB/T32411级滤波器的要求。频率计数器，频率准确度优于0.1%。失真度测量仪，频率范围20Hz20000Hz，准确度优于10%。存储示波器，带宽20MHz。秒表，分辨率优于0.1秒。测力计，测量范围（010）N，准确度优于0.1N,2检定项目和检定方法（1）外观及标志被检纯音听力计应无机械损伤、听力级与频率旅旋钮标志不清，旋钮错位等不良现象。纯音听力计的标志应符合要求。（2）频率准确度如图10-2-1所示，将纯音听力计的气导耳机正向耦合于仿真耳，耳机垂直受力（4.50.5）N，气导耳机所发出的纯音经仿真耳人测量传志器接收后，通过前置放大器连接到测量放大器，再将测量放大器的输出与频率计数器相联,图10-2-1频率准确度检定装置示意图,纯音听力计,仿真耳或耦合腔,测量放大器,频率计数器,待被检纯音听力计按规定时间预热后，选择合适的听力级档（如50dB），依次从125Hz8000Hz，逐档改变纯音听力计的频率控制旋钮，在频率计数器上读出各标称频率的实际值，应满足要求对具有多个通道的纯音听力计应对其它通道按上述方法进行检定，仍应满足要求,（3）总谐波失真如图10-2-2所示，将纯音听力计的气导耳机正向耦合于仿真耳。耳机垂直受力4N5N，从失真度仪上分别读出左右气导耳机在各频率点的谐波失真值。然后将骨导耳机正向耦合于仿真度仪上读出骨导耳机在各频率点的谐波失真值。在进行谐波失真检定时，听力计的听力级旋钮应置于各频率点的额定最大值。对具有参考纯音的听力计，参考纯音的谐波失真也按上述方法进行检定,静态力4N5N耳机,纯音听力计,测量放大器,带通滤波器,失真度测量仪,静态力（5.40.5）N骨导耳机,纯音听力计,测量放大器,带通滤波器,失真度测量仪,谐波失真的检定，也可采用通过带通滤波器，在测量放大器上测出各次谐波电压值，用下式计算各频率的谐波失真D：V22+V32+V42D=100%V式中：V2、V3、V4分别是二次、三次、四次谐波电压值（mV）V是总信号（含基波）电压值（mV）检定结果应满足要求。,（4）基准等效听阈声压级和基准等效阈力级准确度基准等效听阈声压级RETSPL（气导听力零级）准确度检定装置示意图参照图10-3进行。将听力计的气导耳机正向耦合于仿真耳并垂直受力（4.50.5）N，仿真耳输出连接测量放大器和带通滤波器的频率，在测量放大器上读出声压级，计算各对应频率的基准等效听阈声压级RETSPL（气导听力零级）为：RETSPL=测量放大器声压级示值（dB）50（dB）,纯音听力计左右气导耳机的RETSPL均应符合要求。对于多通道纯音听力计，应按上述方法检定每个通道的RETSPL。当两上通道同时工作时，在测量放大器上测量各频率点比最大听力级低20dB以下的声压级，其值与单个通道工作时的声压级之差，在125Hz4000Hz不超过1dB，4000Hz以上不超过2dB,基准等效阈力级RETSPL（骨导听力零级）准确度检定装置示意图参照图10-3，将骨导耳机与仿真乳突正向耦合，并垂受力（4.50.5）N。仿真乳突接到测量放大器，置纯音听力计的骨导听力级于30dB。依次改变纯音听力计的频率和带通滤波器的中心频率，然后从测量放大器上读出仿真乳突的输出电压值（dB），根据仿真乳突的灵敏度和频响，用下式计算以1N为参考的骨导听力零级（基准等效听阈力级RETFL）实际值，其结果应符合要求,RETFL=测量放大器示值（dB）-TS-30（dB）式中：TS是仿真乳突在各频率点的灵敏度级。（例如若仿真乳突灵敏度为100mV/N时，则100mv/NTS=20Log=-20dB1000mv/NTS的值可以从仿真乳突检定证书的灵敏度和频响，通过计算得到,（5）听力级控制器确度检定装置示意图参照图10-3，听力计的频率档和带通滤波器的中心频率均置于1000Hz。听力计的听力级置于最大档，调节测量放大器的衰减档，使表头示值达到满刻度的2/3位置，逐次改变听力级，从测量放大器上读出实际衰减量。在听力级接近0dB时，可以在125Hz频率点测量或使用提升零级法。其结果应满足要求,(6)掩蔽声级准确度检定装置示意图参考图10-2，听力计的听力级置于70dB档，测量放大器的时间计权置于“慢”，频率计权置于“线性”。依次改变纯音听力计的频率档，测量各频率点掩蔽噪声级，结果应满足要求,（7）气导耳机头环力和骨导耳机头环力将两气导耳机水平间隔调整为145mm。头环高度调到两耳中心连线与头环中心（顶）之间的垂直距离为129mm时，用测力计测量头环力，其值应符合技术要求。将骨导耳机头环展宽大到145mm，头环高度调节到头环中心（顶）与骨导耳机和对侧支点间中心距离为129mm时，用测力计测量头环力，其值应符合技术要求,听力计的使用和维护,为保证听力计的性能稳定和测量结果准确可靠，除了坚持定期的校准外，对听力计进行正确的使用和维护也非常重要。下列有关使用和维护的要点供测听人员参考,1.仔细阅读仪器说明书，正确掌握各功能键的使用2.打开电源，预热10分钟以上，保证仪器性能稳定。关机或换档时，不要使听力级处于最大位置，以免过冲导致听力计损坏3.要正确掌握听力零级的概念和听力零级值的使用4.尽量排除噪声和振动的影响,5.耳机与人耳（或乳突）的耦合位置要好，位置要正确。头环力不能太大也不能太小，应与检定时的45N一致6.保证良好的温湿度条件，长期不用应定期通电保养，最好做到一周一次7.气导耳机和骨导耳机要轻拿轻放，不能受到大的振动和冲击8.要注意耳机的引线，尤其是骨导耳机的引线不能拆断，以免影响听力计的正常使用9.要定期进行主观校准，若听力级发生严重变化，要及时送计量部门进行客观校准,听力计标准简介,一、关于测听设备的标准,对于测听设备，国际电工委员会（IEC）第29技术委员会（TC29）“电声学”，对1979年颁布的听力计标准（IEC645）进行了全面的修订、补充和完善，在此基础上颂布了有关测听设备的系列标准。主要包括,IEC1027用于测量人耳声阻抗/导纳的仪器,全国电声学