智能坐便器对人体电磁辐射的安全评估

叶益阳 陶嘉威 翁晓伟

（台州市产品质量安全检测研究院 台州 318000）

引言

电磁辐射是能量以电磁波形式由源发射到空间的现象，是由变化的电场和变化的磁场相互作用而产生的一种能量流。电磁辐射在生活中是无处不在的，各种电子电气产品给人类带来了方便，也无时无刻不产生着电磁辐射。随着电子技术的持续突破并应用，也不断拉高了许多频段的电磁辐射暴露水平。越来越多的科学家通过深入研究发现，电磁辐射对于人类的身体健康有着深刻影响，身处辐射强度较大的环境或离辐射源太近，都会伤害到人体健康，电磁辐射已被联合国人类环境大会列入必须控制的造成公害的主要污染物之一[1]。

智能坐便器区别于传统的陶瓷洁具，将智能化技术运用到坐便器产品中，具备更加高效强大的功能。智能坐便器大幅度地提升了如厕的便捷性和舒适度，也有利于人体健康与社会环保，

是不可或缺的智能家居产品，并成为了未来坐便器行业的发展趋势。由于智能坐便器是每人每天都会频繁使用且亲密接触的智能化产品，关系到使用人员的身体健康，针对智能坐便器电磁辐射相关问题的研究，越来越得到广泛的重视。开展有关智能坐便器电磁辐射安全评估的研究，可以进一步明确智能坐便器使用人员的暴露影响，进而为智能坐便器的电磁辐射安全防护提供参考依据，具有十分重要的现实意义。

1 研究现状

国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）的研究表明，儿童患白血病的概率会因电磁辐射而增加，人体的健康也因此受到深层次的影响，主要集中在视觉系统、神经系统和生殖系统的生长发育上。为了规范人体承受电磁辐射能力的上限，ICNIRP 公布了电磁辐射的暴露限值，即只要人体接触的电磁辐射水平低于限值就不会损害自身的健康[2]。

为保护处于电磁辐射中的人体健康，将其对人体的伤害降到最低，国际电工委员会（IEC）针对各种电子电气产品的电磁辐射影响，并基于ICNIRP 的指导原则和暴露限值，发布了一系列的相关标准，规定了人体电磁辐射的暴露限值和测量方法的实施指南。对于不同类别的电子电气产品，对应的相关标准会有所不同，现行的电磁辐射相关标准如表1所示。

表1 现行的电磁辐射相关标准

表2 智能坐便器电磁辐射检测结果

IEC 62233 规定了家用和类似器具周围电场强度和磁感应强度的评估方法，器具包括家用电器、电动工具和电动玩具。智能坐便器作为家用电器，很明显属于该标准界定的范畴。IEC 62233 标准规定的测量方法适用的范围为10 Hz ～400 kHz，器具在频率范围400 kHz 以上和10 Hz 以下的频段上无需测试即视为符合[3]。

2 测量方法

IEC 62233 的电磁辐射测试分为电场测试和磁场测试。如果器具内部带有电子电路或变压器，并且工作电压少于1 000 V，即可直接判定电场测试符合要求，智能坐便器也处于符合的行列，可以免于测试电场；至于磁场测试，其频率范围为10 Hz ～400 kHz，应将每个测量频率范围的加权结果进行叠加，从而判断器具是否符合标准要求[4]。

测量在环境温度为（20±5）℃的条件下进行，智能坐便器周围的电磁辐射暴露值由磁感应强度B 来度量，磁感应强度的评估方法有简化测试方法、线谱评估和时域评估，其中时域评估法是最普遍采用的。测量设备的噪声值不应超过限值的5 %，背景噪声应小于限值的5 %。

磁感应强度是对100 cm2区域内的每一个方向上进行测量所取的平均值，测量设备采用磁场传感器，磁场传感器的外直径在13 cm 以内，由3 个互相垂直、测量面积为（100±5）cm2的同心线圈构成，同心线圈用于实现各向同性的实时响应。

磁场的分布直接影响了磁感应强度的大小，具体来说，器具运行条件、测量距离、传感器位置等都左右着最终的测试结果，这些因素在标准里针对不同器具都做了相关规定。对于智能坐便器来说，关于运行条件，标准要求器具应在额定电压、额定频率以及正常使用条件下工作；关于测量距离，使用时与人体相关部位直接接触的器具为0 cm；关于传感器位置，标准要求直接接触使用的器具，其接触面要朝向使用者，并且作为固定式的大型器具，要在人体可触及的各个表面进行测量[5]。

3 测量实例

依据标准要求，为测量智能坐便器工作时对人体电磁辐射的分布情况，磁场传感器采用德国NARDA 公司的ELT-400 磁场暴露级别测试仪，ELT-400 用于精确测量磁感应强度，测量范围最高可达80 mT，测量频率为1 Hz ～400 kHz，使用100 cm2各向同性探头，三轴模拟信号输出[6]。

从标准所规定的测量距离来看，智能坐便器作为贴身使用的家电产品，一般是在用户周围使用，甚至直接和用户接触，实际测试时的采样距离为0 cm。智能坐便器作为固定式器具，在前方的操作表面及人体可触及的其他表面，以0 cm 的测量距离移动传感器。

测量传感器的位置模拟了用户使用智能坐便器时，与智能坐便器各个表面的距离的普遍情况，采用围绕器具进行多点测量的方案，如图1所示，分别为紧贴智能坐便器边缘上面、前面、后面、左面、右面0 cm 距离的位置。

图1 智能坐便器测量位置示意图

图2 为某品牌的智能坐便器依据IEC 62233 进行电磁辐射测试的现场照片，该智能坐便器的额定电压为220 V、电源频率为50 Hz、额定功率为1 100 W。为保证结果的准确性，测试环境选用专用的电磁屏蔽室，智能坐便器的测量在连续运行的条件下进行，器具按正常使用方式放置。

图2 智能坐便器电磁辐射测试

智能坐便器的工作状态主要包括臀部清洗状态、妇洗状态和暖风干燥状态，样品的预运行时间不做规定，但是在测试之前，智能坐便器应在臀部清洗状态、妇洗状态和暖风干燥状态下分别稳定运行一个周期，以确保其处于正常使用的典型工作条件。

需要注意的是，智能坐便器的控制器需要调节到最大进行测量。对于臀部清洗与妇洗状态，在保持连续运行的同时，坐圈温度设为最大档，清洗力设为最大档，清洗水温设为最大档，清洗流量设为最大档；对于暖风干燥状态，在保持连续运行的同时，坐圈温度设为最大档，暖风温度设为最大档。

按照选择的测量位置，样品分别在臀部清洗状态、妇洗状态和暖风干燥状态下依次测量，选取最大测量值与限值进行比较，检测数据如表2所示。

由表2 可知，该智能坐便器处于各种工作状态下的所有测量位置，其电磁辐射暴露值均远远小于频率为50 Hz 下磁感应强度参考值0.1 mT，完全符合IEC 62233标准的规定，不会对使用者的身体健康造成伤害。

4 结语

人们对自身健康的关注度日益增强，智能坐便器作为大众日常生活中广泛接触并规模化使用的家电产品，其对人体的电磁辐射问题也显得异常突出。在智能坐便器投入市场之前，通过现行的标准测试方法进行严格的测试，并依据测试结果实现科学的评估，同时针对产生的问题采取适当措施，全面防范由智能坐便器的电磁辐射引起的风险因子。