en55011 2017检测

EN 55011:2017 工业、科学和医疗设备射频骚扰特性限值和测量方法

1. 检测项目：方法及原理

EN 55011:2017 规定了 ISM（工业、科学和医疗）设备电磁骚扰发射的测量方法、限值及判定准则。其核心检测项目基于骚扰的传输途径，分为传导发射和辐射发射两大类。

1.1 传导发射测量

• 测量对象：沿电源线或信号线传输的射频骚扰电压或电流。

• 测量频段：150 kHz 至 30 MHz。

• 主要方法：

  • 骚扰电压测量：使用线路阻抗稳定网络（LISN）或电压探头。LISN 在受测设备（EUT）电源端口与电网之间提供标准化的阻抗（50Ω/50μH），隔离电网干扰，并将EUT产生的骚扰电压耦合至测量接收机。这是最基准的传导发射测量方法。

  • 骚扰电流测量（电流探头法）：对于无法使用LISN的设备（如大电流设备或非接入公共电网的设备），或需评估信号线、控制线骚扰时，使用钳式电流探头测量线缆上的骚扰电流。探头将线缆中的骚扰电流转换成电压信号供接收机测量。

• 原理：所有方法的核心是获取EUT通过导线向外发射的、标准阻抗条件下的骚扰电平，并与标准规定的限值线进行比较。

1.2 辐射发射测量

• 测量对象：通过空间传播的电磁场骚扰。

• 测量频段：30 MHz 至 18 GHz（根据设备分组和分类，实际起始频率可能为30 MHz或150 MHz）。

• 主要方法：

  • 场地测量法（标准方法）：在符合要求的开阔试验场（OATS）或半电波暗室（SAC）中进行。使用已校准的测量天线，在规定的距离（如3米、10米或30米）上，通过旋转转台和调节天线高度（1至4米扫描），寻找EUT辐射骚扰的最大值。测量接收机在多个频点上进行准峰值和平均值检波测量。

  • 替代测试场地法：在满足场地衰减、场均匀性等验证要求的全电波暗室中进行测量。此方法主要用于高频段或对场地环境要求苛刻的情况。

• 原理：在受控的、可复现的电磁环境中，评估EUT作为潜在干扰源向空间辐射的电磁场强度。通过寻找最大值确保测量结果的严酷性。

1.3 特殊测量要求

• 工科医设备分类：标准将设备分为两组（Group 1：非 intentionally产生射频能量的设备；Group 2： intentionally产生并使用射频能量的设备）和两类（Class A：非家用及不直接接入住宅低压供电网的设备；Class B：家用及直接接入住宅低压供电网的设备），不同组合适用不同的限值。

• 磁感应电流的测量：适用于可能对植入式心脏起搏器等医疗设备产生干扰的工科医设备，在特定频段和距离下测量其感应电流。

2. 检测范围：应用领域与需求

EN 55011:2017 的适用范围广泛，涵盖所有为工业、科学、医疗、家用或类似目的而产生和/或使用射频能量的设备，但不包括电信领域设备。

• 医疗设备领域：包括但不限于磁共振成像（MRI）系统、高频手术设备（电刀）、医用激光设备、X射线发生器、理疗设备、监护仪等。检测需求在于确保其强烈的有意发射不会对其他敏感电子设备（尤其是生命支持设备）造成不可接受的干扰，并评估其无意发射水平。

• 工业设备领域：如工业加热设备（感应加热、介质加热）、工业激光设备、电弧焊机、塑料焊接机、超声波清洗机等。这些设备功率大、骚扰强，检测重点在于评估其对工业环境中的控制、通信系统及公共电网的干扰风险。

• 科学设备领域：包括实验室用分析仪器（如光谱仪）、科研用射频发生器、粒子加速器等。需求在于确保实验室复杂电磁环境下的设备共存性。

• 家用或类似用途的工科医设备：如微波炉、美容仪、小型焊接工具等。作为B类设备，其限值最为严格，以确保在住宅环境中不对广播、电视接收等造成干扰。

3. 检测标准与文献依据

EN 55011:2017 本身是一个协调标准，其技术内容直接对应于国际电工委员会发布的CISPR 11:2015版。标准文本中引用了大量基础性的测量方法标准，构成了完整的测试体系。

• 在测量方法学上，其主要参考CISPR 16系列标准。例如，CISPR 16-1详细规定了测量设备的规范（如接收机、天线、LISN的特性），CISPR 16-2详细说明了骚扰测量方法和程序，CISPR 16-4则涉及不确定度评定。这些文献共同为EN 55011的测试实施提供了精确的技术定义和操作步骤。

• 对于测试场地，CISPR 16-1-4给出了测试场地的验证方法（如场地衰减、场均匀性测试）。

• 在国内，对应的国家标准为GB 4824，其技术内容与EN 55011/CISPR 11保持高度一致，是中国市场准入（如强制性产品认证）的核心依据之一。

4. 检测仪器及其功能

执行EN 55011:2017检测需要一系列专用仪器构建完整的测试系统。

• 测量接收机/频谱分析仪：

  • 功能：核心测量仪器，用于精确测量骚扰信号的幅度。必须符合CISPR 16-1-1对脉冲响应、带宽、检波器（峰值、准峰值、平均值）等指标的严格要求。现代系统多采用具备预选和标准检波功能的EMI测试接收机或配合预选器使用的频谱分析仪。

• 线路阻抗稳定网络（LISN）：

  • 功能：为传导发射测量提供标准电源阻抗，隔离来自电网的背景噪声，并将EUT产生的骚扰电压安全地耦合至接收机。需满足标准规定的50Ω/50μH或50Ω/50Ω+5Ω阻抗特性。

• 电流探头：

  • 功能：在不破坏导线绝缘的情况下，测量导线中的骚扰电流。其转移阻抗需已知并稳定，用于将电流值转换为接收机可读的电压值。

• 测量天线：

  • 功能：将空间电磁场转换为接收机可测的电压信号。需覆盖全部相关频段，常见组合包括：双锥天线（30 MHz - 300 MHz）、对数周期天线（200 MHz - 1 GHz以上）、喇叭天线（1 GHz - 18 GHz）。所有天线必须具有已知且校准过的天线系数。

• 测试场地及相关设施：

  • 开阔试验场（OATS）：理想的标准测试场地，由远离电磁干扰源的椭圆形金属接地平板和可在其上自由移动的转台组成。

  • 半/全电波暗室（SAC/FAC）：内部敷设吸波材料以模拟自由空间条件的屏蔽室。SAC保留接地平板，用于30 MHz以上辐射发射测试；FAC六面均敷设吸波材料，主要用于高于1 GHz的测量或替代法测试。

  • 转台和天线塔：用于控制EUT旋转和天线高度升降，以搜寻最大辐射点。

• 辅助设备：

  • 功率吸收钳：在某些特殊情况下（如对某些Group 2设备），用于评估连接线辐射功率。

  • 阻抗稳定网络（用于非电源线）：用于电信端口的传导骚扰测量。

  • 校准源：用于系统验证，如脉冲限幅发生器、正弦波信号发生器等，确保整个测量链路的准确性。