为医疗器械进行电磁兼容(EMC)设计和测试,需要一整套设备和工具。这些设备大致可以分为两类:1) 研发阶段用于预测试和调试的设备 和 2) 正式合规性测试所需的实验室设备。
大多数医疗器械公司会投资第一类设备用于内部研发和调试,而将第二类昂贵且专业的测试外包给拥有资质的第三方认证实验室。
以下是详细的设备清单:
一、研发与预测试设备(用于实验室自查和调试)
这套设备的目标是在设计阶段发现并解决大部分EMC问题,成本相对较低,是性价比最高的投资。
设备名称 | 主要用途 | 说明与建议 |
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频谱分析仪 (Spectrum Analyzer) | 辐射发射 (RE) 和传导发射 (CE) 的预测试。是EMC调试的核心眼睛。 | 用于测量噪声的频率和幅度。配合近场探头可以定位电路板和电缆上的辐射源。推荐带峰值保持(Peak Hold) 和跟踪发生器(Tracking Generator) 功能的型号。 |
近场探头套装 (Near-Field Probe Set) | 定位辐射源。 | 包含磁环探头(测磁场)和 monopole 探头(测电场)。用于精确找到PCB上、芯片引脚或电缆上的噪声热点。必购工具。 |
EMI 接收机 (EMI Receiver) | 更精确地进行发射预测试。 | 频谱仪的升级版,完全符合CISPR标准(如CISPR 16-1-1),具有标准规定的检波器(峰值、准峰值、平均值)。价格昂贵,许多公司用高性能频谱仪+软件替代。 |
ESD 模拟器 (ESD Gun) | 静电放电抗扰度预测试。 | 模拟人体放电模型(HBM)。用于测试设备对接触放电和空气放电的抵抗能力,验证机箱屏蔽、电路保护和软件恢复机制。 |
射频信号发生器 (RF Signal Generator) | 辐射抗扰度 (RS) 和传导抗扰度 (CS) 的预测试。 | 产生干扰信号,用于模拟环境中存在的射频干扰。需要与功率放大器和天线配合使用才能达到足够的场强。 |
功率放大器 (Power Amplifier) | 配合信号发生器,提供足够的干扰功率。 | 根据测试频段和所需功率(如10W, 100W)选择。 |
示波器 (Oscilloscope) | 诊断和调试。 | 用于观察噪声波形、信号完整性、地弹、电源纹波等。推荐高带宽(≥200MHz)和深存储的型号。 |
线路阻抗稳定网络 (LISN) | 传导发射 (CE) 预测试。 | 提供标准的电源阻抗,并隔离电网上的噪声,从而准确测量被测设备产生的传导噪声。至少需要两个(L+N)。 |
浪涌发生器 (Surge Generator) | 雷击浪涌抗扰度预测试。 | 模拟电网中的开关浪涌和雷电感应浪涌。价格非常昂贵,通常只在第三方实验室进行正式测试。 |
EFT/Burst 发生器 (EFT/Burst Generator) | 脉冲群抗扰度预测试。 | 模拟电网中感性负载开关时产生的快速瞬态脉冲群。价格昂贵,通常外包。 |
直流电源 (DC Power Supply) | 为被测设备供电。 | 清洁、稳定的直流电源,避免引入额外噪声。 |
二、正式合规性测试设备(通常在第三方实验室)
这些设备极其昂贵(总投资可达数百万至上千万人民币),需要建立在专业的电波暗室或屏蔽室中,并由经过培训的工程师操作,以保证测试的可重复性和准确性,满足认证机构的要求。
设备名称 | 主要测试项目 | 说明 |
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半电波暗室 (Semi-Anechoic Chamber) | 辐射发射 (RE)、辐射抗扰度 (RS) | 内部铺满吸波材料,提供洁净的电磁环境。是EMC实验室的核心资产,造价最高。 |
屏蔽室 (Shielded Room) | 传导发射 (CE)、传导抗扰度 (CS)、ESD等 | 提供全封闭的金属屏蔽环境,用于进行需要隔离外界干扰的测试。 |
全兼容EMI接收机 (Fully Compliant EMI Receiver) | RE, CE | 严格满足CISPR 16-1-1等所有标准要求的接收机,是出具正式报告的法定设备。 |
均匀域/校准场 setup | 辐射抗扰度 (RS) | 包括天线、功率放大器、场强探头和软件控制系统,用于在暗室中产生标准规定的均匀场强(如3V/m, 10V/m)。 |
各类抗扰度测试发生器 | ESD, EFT, Surge, Dips etc. | 全套标准化的抗扰度测试设备,用于进行所有必要的抗扰度测试项目。 |
测功机 (Dummy Load) | - | 模拟设备正常工作时的负载。 |
辅助天线、转台、监控系统等 | - | 完成自动化测试所需的辅助设备。 |
三、设备选择策略建议
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初创公司/中小型企业:
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核心投资: 频谱分析仪 + 近场探头套装 + ESD枪 + 高质量的示波器 + LISN。
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策略: 专注于前期设计和预测试,将90%的EMC问题解决在实验室阶段。然后将最终产品送到第三方实验室进行一次性通过性测试。
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中大型企业/高频次研发:
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在以上基础上,可以考虑投资 EMI接收机、射频信号源和功率放大器,搭建更完善的预测试实验室,甚至建立3m或更小的预合规暗室。
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这样可以更准确地预测测试结果,极大降低第三方测试失败的风险和费用。
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专业检测实验室/超大型企业:
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投资建设全标准的10m法半电波暗室和全套合规测试设备,用于进行自我认证或对外服务。
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总结: 您不需要购买所有EMC测试设备。明智的做法是根据公司的规模、产品研发频率和预算,合理配置内部的预测试和调试设备,并与一家信誉良好的第三方认证实验室建立长期合作关系,以完成最终的合规性测试和认证。
长沙容测电子股份有限公司致力于电磁兼容测试设备的研发以及电磁兼容测试技术的推广普及,全力为客户提供专业的EMC测试产品和解决方案。
我们的产品:
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