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智能手表輻射值測(cè)試
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對(duì)應(yīng)法規(guī)：GB8702-2014
CNAS認(rèn)可項(xiàng)目：是 - 德普華檢測(cè)可以幫助你們測(cè)試兒童手表的輻射值，讓顧客消除兒童手表輻射大的顧慮 近日，某電視臺(tái)播出了一個(gè)科技調(diào)查節(jié)目，結(jié)論是兒童定位手表的輻射超過(guò)手機(jī)千倍，該節(jié)目引發(fā)了公眾的熱議，很多父母都被嚇到了，表示再不敢給孩子戴了。但事實(shí)果真如此嗎？經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，該節(jié)目對(duì)手表的測(cè)試過(guò)程中所選擇的標(biāo)準(zhǔn)、讀取的數(shù)據(jù)、所做的分析都存在著嚴(yán)重問(wèn)題，其結(jié)論并不成立。 電磁波輻射屬于專業(yè)性很強(qiáng)的技術(shù)領(lǐng)域，要想把“兒童定位手表的輻射是否安全”這個(gè)問(wèn)題給公眾剖析清楚并不容易，這得從電磁波輻射的安全標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)起。從對(duì)人體健康潛在影響的角度來(lái)看，國(guó)際上對(duì)電磁輻射的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)有兩種，分別是功率密度標(biāo)準(zhǔn)和比吸收率標(biāo)準(zhǔn)。 1、功率密度標(biāo)準(zhǔn) 功率密度指的是單位面積所接收到的輻射功率，通常用等效平面波功率密度來(lái)表示，單位是W/m^2，我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是《GB8702-2014電磁環(huán)境控制限值》。 根據(jù)此國(guó)標(biāo)，手機(jī)和兒童定位手表頻段的限值是0.4W/m^2，也可表示為40uW/cm^2。 您肯定知道功率的單位是W,但為什么限值標(biāo)準(zhǔn)要取值單位面積呢？手機(jī)輻射的功率是一定的，距離越遠(yuǎn)則能量散布的空間就越大，可以設(shè)想一個(gè)輻射功率所穿透的球面，距離越遠(yuǎn)球面積就越大，單位面積上的功率就分?jǐn)偟迷叫?。例如您?cè)臉的面積是S，緊貼著手機(jī)或隔開(kāi)一段距離，所受到的輻射量非常不同，所以不能直接拿設(shè)備的輻射功率來(lái)說(shuō)事，而應(yīng)以單位面積的功率來(lái)衡量。 2、比吸收率標(biāo)準(zhǔn)（SAR） 比吸收率（SAR）的定義是：給定密度的體積微元內(nèi)質(zhì)量微元所吸收的能量微元對(duì)時(shí)間的微分值，單位是W/kg。這段術(shù)語(yǔ)很晦澀，其實(shí)意思很簡(jiǎn)單，它說(shuō)的就是單位時(shí)間和單位生物體質(zhì)量所吸收的電磁能量。 美國(guó)輻射保護(hù)與測(cè)量委員會(huì)（NCRP）和美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）所制定的美標(biāo)為SAR≤1.6W/kg，國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)（ICNIRP）制定的歐標(biāo)為SAR≤2.0W/kg，其中歐標(biāo)是世界衛(wèi)生組織（WHO）推薦的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是《GB21288-2007移動(dòng)電話電磁輻射局部曝露限值》，主要內(nèi)容只有一頁(yè)紙，其實(shí)就說(shuō)了一句話：我國(guó)遵從世界衛(wèi)生組織推薦的歐標(biāo)2.0W/kg標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)有了，但該如何測(cè)試呢？現(xiàn)行的是中國(guó)人民共和國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：YD/T1644-2007 手持和身體佩戴使用的無(wú)線通信設(shè)備對(duì)人體的電磁照射----人體模型、儀器和規(guī)程，該標(biāo)準(zhǔn)的第1部分：靠近耳邊使用的手持式無(wú)線通信設(shè)備的SAR評(píng)估規(guī)程（頻率范圍300MHz~3GHz），第2部分：手持和身體配戴設(shè)備在人體頭部和身體內(nèi)的SAR評(píng)估規(guī)程（頻率范圍300MHz~6GHz）。 相對(duì)于前面介紹的功率密度標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)比吸收率標(biāo)準(zhǔn)更多地考慮了人體情況，應(yīng)該是更值得參考的標(biāo)準(zhǔn)，但它卻很難操作。功率密度標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)很簡(jiǎn)單，拿個(gè)場(chǎng)強(qiáng)儀或頻譜分析儀就可以測(cè)量，但比吸收率標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)卻需要人體模型來(lái)配合，而且后續(xù)的數(shù)據(jù)算法也非常復(fù)雜。 如何測(cè)試頭顱內(nèi)部所吸收的電磁能量呢？當(dāng)然不能把活人開(kāi)瓢，只能制作一個(gè)跟頭顱形狀、密度、介電常數(shù)、電導(dǎo)率相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)人頭模型，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)模型進(jìn)行規(guī)范化，以保證測(cè)量結(jié)果的一致性和可比性。標(biāo)準(zhǔn)中要求用糖鹽為主的懸浮液來(lái)模擬頭部的組織液，對(duì)信號(hào)頻率和功率、探頭規(guī)格、測(cè)試程序等也都有著一整套的規(guī)范。 上圖是工信部電信研究院認(rèn)定的幾種SAR值測(cè)量設(shè)備，左面兩個(gè)的假頭顱位于臺(tái)面下，右側(cè)的假頭顱位于臺(tái)面上，這只是外觀的不同，測(cè)試過(guò)程都是一樣的。首先在假頭顱里填充與人體實(shí)際的介電常數(shù)和電導(dǎo)率相當(dāng)?shù)慕M織液，然后用懸臂把電磁探針插入到相應(yīng)的部位，把手機(jī)等被測(cè)設(shè)備固定在特定位置進(jìn)行輻射，探針將采集到的電磁波信號(hào)送到計(jì)算機(jī)中處理，并最終計(jì)算出SAR值。 3、兒童定位手表該用哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)？ 對(duì)于兒童定位手表的輻射測(cè)量該使用哪條標(biāo)準(zhǔn)呢？電視節(jié)目中使用的便攜式場(chǎng)強(qiáng)儀及使用的W/m^2單位，無(wú)可辯駁地說(shuō)明測(cè)試者使用了“功率密度標(biāo)準(zhǔn)”，而這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是不適用于兒童定位手表這種無(wú)線通信終端的測(cè)試的！ GB8702-2014標(biāo)準(zhǔn)常用于可影響公共電磁環(huán)境的廣播電視塔和手機(jī)基站等，卻不用于手機(jī)和兒童定位手表這類終端的測(cè)量，這一點(diǎn)很容易被忽視，我本人在研究該問(wèn)題的初期也犯了這個(gè)錯(cuò)誤。為什么不能使用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)呢？這涉及到了遠(yuǎn)近場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)和輻射增益等專業(yè)問(wèn)題，不便在這里展開(kāi)分析，只請(qǐng)大家記住結(jié)論：這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)兒童定位手表并不適用。 在輻射方面兒童定位手表的性質(zhì)就等同于手機(jī)，應(yīng)使用比吸收率標(biāo)準(zhǔn)（SAR）。YD/T1644.1-2007標(biāo)準(zhǔn)的名稱就是《手持和身體佩戴使用的無(wú)線通信設(shè)備對(duì)人體的電磁照射…》，兒童定位手表應(yīng)屬于身體佩戴使用的無(wú)線通信設(shè)備，但標(biāo)準(zhǔn)制定的時(shí)間比兒童定位手表早，所以沒(méi)有特別指明兒童定位手表。標(biāo)準(zhǔn)總是滯后于新產(chǎn)品的，兒童定位手表作為新生事物，現(xiàn)在可參照這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。有的兒童定位手表大廠遵循了更加嚴(yán)格的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，如1999/519/EC;EN 50566:2013;EN62209-2:2010等。 4、應(yīng)讀取峰值還是均值？ 雖然選擇錯(cuò)了標(biāo)準(zhǔn)，但節(jié)目中對(duì)功率密度的測(cè)試還是有參考價(jià)值的，因?yàn)樵赟AR測(cè)試設(shè)備和環(huán)境條件固定的情況下，功率密度值與SAR值大體成正比關(guān)系。但節(jié)目測(cè)試中總是拿峰值來(lái)進(jìn)行分析，這是一個(gè)嚴(yán)重的錯(cuò)誤。 請(qǐng)注意上圖注2的內(nèi)容，場(chǎng)強(qiáng)參數(shù)是任意連續(xù)6分鐘的方均根值，而不是峰值。 為什么要讀取均值而不是峰值？這與設(shè)備的發(fā)射特點(diǎn)與輻射的熱效應(yīng)積累有關(guān)。兒童定位手表其實(shí)就是個(gè)GSM手機(jī)，在發(fā)射時(shí)只有約1/8的時(shí)間有信號(hào)，而且還有大段的空閑時(shí)間。 電磁輻射的熱效應(yīng)是積累的，應(yīng)考察一段時(shí)間的平均功率，而不是某個(gè)瞬時(shí)功率。這個(gè)道理很簡(jiǎn)單，光著腳從燒紅的炭火上快速跑過(guò)去可能沒(méi)事，被窩里的熱寶卻可能搞出低溫燙傷，加溫當(dāng)然要考慮時(shí)間因素。 節(jié)目中最令人震驚的就是下面這張圖了，2900uW/cm^2實(shí)在是太嚇人了，是1號(hào)手機(jī)的1000倍，是國(guó)標(biāo)限值40 uW/cm^2的72.5倍，你還有何話可說(shuō)？ 我還真有話說(shuō)，請(qǐng)您往回看GB8702-2014的表1截圖，最下面紅框中有一段話【對(duì)于脈沖電磁波，除滿足上述要求外，其功率密度的瞬時(shí)峰值不得超過(guò)表1中所列限值的1000倍】 制定國(guó)標(biāo)的專家們已經(jīng)考慮到了瞬時(shí)功率極高的情況，例如功率極高作用時(shí)間極短的脈沖，被6分鐘的時(shí)間一攤平，其均值可能很低，但瞬時(shí)這一下子的威力可是不得了，微波武器就是這個(gè)路子。 為了防止這種極端情況，國(guó)標(biāo)做出了瞬時(shí)峰值不得超限1000倍的規(guī)定，國(guó)標(biāo)限值是40 uW/cm^2，其1000倍就是40000uW/cm^2，2900uW/cm^2距離超標(biāo)還差著八丈遠(yuǎn)呢！ 節(jié)目中選擇了錯(cuò)誤的功率密度標(biāo)準(zhǔn)，退一步講，即使采用功率密度標(biāo)準(zhǔn)來(lái)測(cè)試，那也應(yīng)該讀取均值而不是峰值。節(jié)目視頻截圖顯示峰值1.747 uW/cm^2，均值是上方右側(cè)的0.062 uW/cm^2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于GB8702-2014的限值40uW/cm^2。即使誤用了標(biāo)準(zhǔn)又讀錯(cuò)了數(shù)，其峰值1.747 uW/cm^2也是達(dá)標(biāo)的。 5、輻射比手機(jī)高1000倍？ 節(jié)目稱兒童定位手表的輻射強(qiáng)度比手機(jī)高1000倍，這在專業(yè)人士看來(lái)是匪夷所思的。在與基站的通信過(guò)程中，兒童定位手表其實(shí)就是一部GSM手機(jī)，基站不知道接入的是手機(jī)還是手表，采用的是一致的通信協(xié)議，對(duì)手機(jī)或手表這些移動(dòng)終端的功率控制也是一致的。 通過(guò)對(duì)移動(dòng)終端的功率控制，使得終端到達(dá)基站的信號(hào)功率強(qiáng)度處于同一級(jí)別，以便于后續(xù)統(tǒng)一的信號(hào)處理。如果像節(jié)目所說(shuō)的那樣，基站接收到的手表信號(hào)是手機(jī)的1000倍，其射頻前端的設(shè)計(jì)是無(wú)法想象的。 上述的專業(yè)分析您可能不懂，但通過(guò)常識(shí)就可以判斷，如果手表的輻射功率真的是手機(jī)的1000倍，那得需要多大的電池??？小小的手表怎么可能裝得下？孩子上街得背個(gè)電瓶。 6、小天才電話手表輻射強(qiáng)度的再測(cè)試 小天才電話手表在市場(chǎng)上的占有率很高，不幸在那個(gè)節(jié)目中出鏡了，輻射超標(biāo)的說(shuō)法令其倍受打擊，但其輻射強(qiáng)度的真相是什么？ 9月16日下午，我指導(dǎo)該公司員工進(jìn)行了對(duì)比性測(cè)試。 正規(guī)的測(cè)量應(yīng)該測(cè)SAR值，但SAR設(shè)備非常專業(yè)和昂貴，只在幾家政府認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室里才有，我們測(cè)量的是功率密度，這只具有參考意義，由于與電視節(jié)目中的測(cè)試方法一樣，所以對(duì)比效果還是很明顯的。 分別測(cè)量手機(jī)和小天才電話手表的最大峰值，具體表現(xiàn)如下： 數(shù)值都是200uW/cm^2多，超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的40uW/cm^2，但是請(qǐng)注意，這是峰值而不是均值。那均值是多少呢？手機(jī)和小天才電話手表的表現(xiàn)如下： 小天才電話手表的讀數(shù)是0.055uW/cm^2，而那個(gè)節(jié)目中的均值是0.062uW/cm^2，兩者非常一致。儀器不會(huì)說(shuō)謊，節(jié)目中的測(cè)量數(shù)據(jù)也是真實(shí)可信的，問(wèn)題出在專家錯(cuò)把峰值拿來(lái)說(shuō)事了。 我逐秒定格研究視頻中的測(cè)試畫(huà)面，發(fā)現(xiàn)儀器沒(méi)問(wèn)題，測(cè)試數(shù)據(jù)也是真實(shí)可信的，包括前面說(shuō)到的那個(gè)嚇人的2100uW/cm^2也是真實(shí)的，只是專家分析得一塌糊涂。 從本次的手機(jī)與手表的對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以看出，兩者的表現(xiàn)是很一致的，這非常好理解，因?yàn)樵谂c基站通信的過(guò)程中，兒童定位手表其實(shí)就是一部GSM手機(jī)，表現(xiàn)當(dāng)然會(huì)一致，相差千倍才叫見(jiàn)鬼。 當(dāng)小天才的員工給我一張張地出示GSM終端名義的證書(shū)時(shí)，我感到他委屈得快哭了，“老師，這明明就是GSM模塊啊，咋功率就能比其它GSM模塊高千倍呢？”這個(gè)問(wèn)題我也無(wú)法回答。 7、小天才電話手表輻射強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試 所有的手持和佩戴的移動(dòng)通信終端上市前都必須經(jīng)過(guò)SAR檢驗(yàn)，選擇政府指定的任一家實(shí)驗(yàn)室測(cè)試就可以，小天才電話手表分別在摩爾實(shí)驗(yàn)室和泰爾實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了多次測(cè)試。 下面是摩爾實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試情況： 請(qǐng)注意手表沒(méi)有貼近假頭顱，這是距離15mm的測(cè)試，結(jié)論是0.279W/Kg，遠(yuǎn)低于2W/Kg的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 SAR值一般都是取緊貼情況下的最大一次讀數(shù)，其結(jié)論是嚴(yán)苛保守的，那為什么要“拉距”測(cè)試呢？這是因?yàn)槭直碓趯?shí)際使用過(guò)程中是不緊貼頭部的，15mm是正常使用距離的一種情況，加做拉距測(cè)試是為了對(duì)實(shí)際使用情況的輻射量有一個(gè)評(píng)估。 在泰爾實(shí)驗(yàn)室做的是緊貼實(shí)驗(yàn)，SAR值是1.15 W/Kg，可見(jiàn)距離因素的影響非常大，而這種緊貼的極限情況下的指標(biāo)仍低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 有的網(wǎng)友可能注意到了，計(jì)算機(jī)的讀數(shù)中有1g和10g兩種，我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)指定的是10g標(biāo)準(zhǔn)，特此說(shuō)明。 上面這個(gè)1.15 W/Kg是剛剛在泰爾實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的，是為了請(qǐng)媒體記者和用戶代表來(lái)親眼見(jiàn)證而安排的，請(qǐng)國(guó)家認(rèn)證的測(cè)試計(jì)量機(jī)構(gòu)搞個(gè)專業(yè)測(cè)試并出具報(bào)告是很昂貴的，其實(shí)這次測(cè)試并沒(méi)有必要，因?yàn)?月份就已經(jīng)在泰爾實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)過(guò)了。 話說(shuō)企業(yè)也真不容易，不實(shí)流言傳播很快，除了砸錢再搞檢驗(yàn)以自證清白外，也沒(méi)有什么更好的辦法。6月份的測(cè)試結(jié)果是1.14 W/Kg，兩次測(cè)試的數(shù)值基本相同，說(shuō)明測(cè)試的一致性很好。 8、糖貓超能兒童手表 那個(gè)電視節(jié)目可謂一石激起千層浪，國(guó)內(nèi)所有的兒童定位手表廠家都受到了影響。我以前就跟糖貓超級(jí)兒童手表的某個(gè)經(jīng)理認(rèn)識(shí)，打電話咨詢情況，他表示很冤枉，本來(lái)是嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，結(jié)果也被牽連了。 他介紹說(shuō)糖貓也找了泰爾實(shí)驗(yàn)室做SAR的檢測(cè)，您可以會(huì)問(wèn)：為什么兒童定位手表廠家都愿意找這家呢？ 看到工信部電信研究院這塊牌子您就知道了，這是工信部下屬機(jī)構(gòu)成立的一家政府指定的認(rèn)證授權(quán)中心，太有權(quán)威性了。 泰爾實(shí)驗(yàn)室對(duì)糖貓超能兒童手表的各種距離分別進(jìn)行了測(cè)試，并出具了輻射指標(biāo)合格的檢驗(yàn)報(bào)告。 這位經(jīng)理還要給我看其它的檢驗(yàn)證書(shū)和報(bào)告，我說(shuō)不必了。這里插播一個(gè)感慨，國(guó)內(nèi)一款電子產(chǎn)品要能上市，需要包括材質(zhì)、功能、性能等很多方面的檢驗(yàn)證書(shū)，國(guó)標(biāo)行標(biāo)有著一大堆，繁瑣且嚴(yán)格，以前我點(diǎn)評(píng)手機(jī)時(shí)就多次說(shuō)過(guò)，符合國(guó)標(biāo)行標(biāo)的就是合格產(chǎn)品，甭聽(tīng)某些測(cè)評(píng)者的忽悠，他們憑的就是一張嘴，哪里有國(guó)家認(rèn)證的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)專業(yè)和嚴(yán)謹(jǐn)。 我稱七七八八的合格證書(shū)和報(bào)告就不看了，風(fēng)波焦點(diǎn)是輻射量過(guò)大，我就看國(guó)家認(rèn)證機(jī)構(gòu)的SAR值檢測(cè)報(bào)告，這個(gè)報(bào)告我看到了，這就已經(jīng)證明了糖貓超能兒童手表在輻射方面是安全的。 糖貓智能兒童手表的天線還很有特點(diǎn)，叫做LDS雕刻天線，是使用激光直接成型技術(shù)雕刻在表盤(pán)外面，這能保證手表向內(nèi)輻射更小，信號(hào)接收更強(qiáng)，這種設(shè)計(jì)很合理，應(yīng)該算是一個(gè)亮點(diǎn)。 9、其它兒童定位手表安全嗎？ 我這次測(cè)試研究只涉及到了小天才和糖貓兩款，網(wǎng)友一定會(huì)問(wèn)：其它品牌的兒童定位手表的輻射安全嗎？ 我是這樣理解的，兒童定位手表普遍采用的是GSM通信技術(shù)，功率處于同一量級(jí)，應(yīng)該不會(huì)有太出格的功率。但是，具體到某一款，特別是小廠山寨貨，那可就真不一定了，畢竟把功率做高比做好功率控制更容易也更省錢。 購(gòu)買兒童定位手表，除了應(yīng)選擇正規(guī)廠家之外，還必須要核實(shí)是否具有權(quán)威機(jī)構(gòu)的SAR值檢驗(yàn)報(bào)告，有達(dá)標(biāo)報(bào)告的就是安全的，沒(méi)有達(dá)標(biāo)報(bào)告的就絕對(duì)不能買。 如果電視節(jié)目揭露的是輻射超標(biāo)的山寨貨，那就是凈化兒童定位手表市場(chǎng)保障孩子安全的大好事，但這個(gè)節(jié)目使用了不規(guī)范的測(cè)試方法得出了不正確的結(jié)論，一桿子掀翻了一船人，把遵循嚴(yán)格規(guī)范并通過(guò)國(guó)家認(rèn)證檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的合格產(chǎn)品也給打擊了，這非常不好，而且這對(duì)給孩子買了手表的家長(zhǎng)也是場(chǎng)心理折磨?？蓱z的老百姓又不懂這個(gè)專業(yè)，那該信誰(shuí)呢？這是個(gè)很尷尬的問(wèn)題。 我以前常說(shuō)“遇到專業(yè)問(wèn)題聽(tīng)專家的”，但這句話現(xiàn)在越來(lái)越說(shuō)不出口了，甭聽(tīng)什么專家的，包括對(duì)我也不能盲信。我覺(jué)得老百姓還得相信政府認(rèn)定的專業(yè)鑒定機(jī)構(gòu)，畢竟他們有國(guó)家信譽(yù)做背書(shū)，比電視節(jié)目可靠得多。
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