Örebro universitet Örebro University
Institutionen för teknik Department of Technology
701 82 Örebro SE-701 82 Örebro, Sweden
Examensarbete 15 poäng C-nivå
En undersökning av
Elektromagnetiska störningar på
hörselmätningsutrustning
Manne Friman och Victor Wetterblad manne.frimanh061@student.oru.se victor.wetterbladv061@student.oru.se Ljudingenjörsprogrammet 180 hp
Örebro vårterminen 2009
Examinator: Dag Stranneby Handledare: Thorbjörn Andersson
Förord
Vi vill tacka följande Dag Stranneby, ÖU
Stig Hallgren, Medicin Teknik, Örebro universitetssjukhus Claes Möller, Audiologiskt Forskningscentrum
Vi vill även tacka våra handledare Thorbjörn Andersson, Örebro universitet
Hasan Hadzic, Audiologiska Kliniken, Örebro universitetssjukhus
Örebro den 3/6 - 2009
____________________ ______________________
Sammanfattning
Denna rapport handlar om att fastställa om hur elektromagnetism påverkar
hörselmätningsutrustning på Audiologiska kliniken på Örebro universitetssjukhus. Med speciell inriktning på hörselmätningsapparaterna Auditory Brainstem Response (Auditiv hjärnstamsrespons, förkortas ABR) system EP15 och EP25.
Audionomerna, läkarna och sjuksköterskorna har upptäckt att de får olika mätvärden från apparaten än vad de borde få vid mätningar och sjukhusets tekniker tror att det är elektromagnetiska störningar.
För att lösa problemet har de försökt att flytta in apparaten i andra hörselmätningsrum än vad de brukar stå i. Det har visat sig ge resultat, och mätningarna blir säkrare vilket gör att teknikerna på sjukhuset tror starkare på att det är elektromagnetiska störningar. Genom att göra elektromagnetiska mätningar i rummen har vi en misstanke om var källan från störningen är och hur ABR-system EP15/EP25 tar upp den här störningen. Vi har beslutat att inte göra några ändringar på kliniken för att förminska störningen, vi har istället skrivit en lista med rekommendationer om vad som skulle hjälpa.
Abstract
This undergraduate examination paper intends to establish how electromagnetism can cause disturbance to auditory measuring equipment. The auditory measuring
equipment is located at the Audio logical clinic at Örebro University Hospital. The examination paper especially focuses on the auditory measuring instruments Auditory Brainstem Response (ABR) system EP15 and EP25.
Audionomes, doctors and nurses have discovered that they get different readings from the device than they should during the measurements.
The technicians at the hospital believe it is due to electromagnetic interference. To solve this problem they have tried to move the instrument to another room inside the auditory measuring cabinets.
It has shown results, and the measurement becomes more reliable. Which indicates and consolidates the suspicion from the technicians that there is electromagnetic interference occurring.
By performing electromagnetic measurements we have been able to locate a possible source of the interference and how ABR-system EP15/EP25 is receiving the
disturbance.
We have decided not to perform any changes on the clinic to reduce the interference. Instead, we have written a list of recommendations on how to reduce it.
4
Innehållsförteckning
1 INLEDNING 6 1.1 Bakgrund 6 1.2 Syfte 7 1.3 Avgränsningar 7 1.4 Precisering av frågeställningen 7 1.5 Källkritik 7 2 TEORETISK REFERENSRAM 8 2.1 Teori om elektromagnetism 82.2 Hur uppstår elektromagnetism? 8
2.3 Vad är en störsignal? 8
2.4 Elektromagnetiska vågors beståndsdelar 9
2.5 ABR-system EP15/EP25 9
2.6 Tidigare arbeten inom området 9
2.7 Standarder 10
2.8 Definitioner 11
3 METOD 11
3.1 Premisser inför mätningar 11
3.2 Mätningar 11
3.2.1 Mätningsmetod med instrumenten 12
3.3 Mätinstrument 13
3.4 Mätningar av eluttag med PowerVisa 440D 14
3.5 Alternativa metoder och kritiska synpunkter på val av metod 14
4 RESULTAT 15
4.1 Mitt i rummet 15
4.1 Rum 1 16
4.2 Rum 2 17
5
4.4 Rum 4 19
4.5 Jämförelse av mätningar med BMM5 20
4.6 Referensmätningar 20
4.6.1 Specifika mätresultat av referensmätningen 21
4.7 Mätningar med elnätanalysator 21
5 DISKUSSION 22
5.1 Diskussion av resultat för Rum 1 22
5.2 Diskussion av resultat för Rum 2 22
5.3 Diskussion av resultat för Rum 3 22
5.4 Diskussion av resultat för Rum 4 22
5.5 Diskussion av jämförelse med referensmätningar 22
5.6 Diskussion av Elnätanalysator 22
6 SLUTSATSER 23
7 REKOMMENDATIONER 25
7.1 Allmänna tips: 25
7.2 Ändringar av inställningar i ABR-system EP15/EP25: 26
REFERENSER 27 Internetlänkar 27 Litteratur 27 Bilder 27 Övrigt 27 BILAGA 1 I BILAGA 2 II BILAGA 3 III
6
1 Inledning
1.1 Bakgrund
Debatten om hur elektromagnetisk strålning påverkar människor tog fart 1979, när man på universitetet i Colorado drog slutsatsen att om man utsattes för elektromagnetisk strålning från en närliggande elledning i barnålder så ledde det till leukemi [1]. Detta påvisades som felaktig av många andra studier i efterhand.
Långt senare kom en varning att mobiltelefoner skulle kunna störa den medicintekniska utrustningen på sjukhus, speciellt om man ringde inne på ett sjukhusområde på grund av de elektromagnetiska störningarna. Detta visade sig vara endast en liten faktor av den störning sjukhus drabbas av. De tar nu bort sina mobilförbud ett efter ett och sätter istället upp en varning om att man inte bör använda telefoner inom ett visst avstånd från den
medicintekniska utrustningen.
De båda ovanstående fallen forskas det fortfarande om, och de har blivit mycket
uppmärksammade. Detta har lett till att intresset för elektromagnetiska störningar ökat och all uppmärksamhet har förmodligen ökat de bidrag som har givits till forskning inom området. Visst kan elektromagnetisk strålning påverka, tänk bara på hur din dator eller radio kan börja låta när mobiltelefonmasten tar kontakt med din mobiltelefon.
Till exempel i Tyskland så fick en speciell bilmodell motorstopp på Autobahn på grund av att en högeffektsändare för media låg i närheten av vägen.
De blev tvungna att sätta upp en sköld av metalledningar för att skydda de bilarna från strålningen. [2]
I Falklandskriget blev skeppet HMS Sheffield träffat av en missil av typen Exocet som sänkte skeppet. Den hade kunnat bli upptäckt och stoppad om det inte var för att varningsradarn var avstängd för att den inte skulle störa satellitkommunikationsystemet som var känsligt för elektromagnetiska störningar. [2]
I dagens läge så finns det många krav på elektrisk utrustning t ex inom EU använder vi CE-märkning. För att en apparat ska få märkas så måste den följa specifika direktiv och standarder. Det är inte så att alla apparater uppfyller alla dessa direktiv även om de har en CE-märkning, men på medicinteknisk utrustning så är det något högre krav.
Hörselmätningsutrustningen i fråga, ABR-system EP15 och EP25, följer de standarder som krävs av medicinteknisk utrustning gällande elektromagnetisk strålning.
Men även om apparaten i sig är immun mot strålning så är inte vi människor det, vilket leder till problemet i vår undersökning.
När patienten som undersöks påverkas av elektromagnetism så kommer inte sensorn till apparaten kunna urskilja detta, störningen kommer att skickas genom människan som om denna vore en antenn och störa signalen till mätningsutrustningen.
Därför blev vår uppgift att mäta elektromagnetisk strålning i de olika hörselmätningsrummen, avgöra vilket rum som är lämpligast och resonera om hur människor fungerar som antenn.
7
1.2 Syfte
Detta examensarbete undersöker hur starka de elektromagnetiska fälten är i några utvalda hörselmätningsrum på Örebro universitetssjukhus. Det är personalen där som har upptäckt störningarna i dessa samt i rum där det förekommer något mindre störningar och hur detta påverkar hörselmätningsapparaten ABR-system EP15 och EP25.
Målet med arbetet är att avgöra om läkarnas och teknikernas misstanke stämmer när de tror att det är elektromagnetisk störning som är anledningen till varför mätapparaten i fråga får störningar i sina mätningar.
Målet är att ge råd om hur man bör göra för att elektromagnetisk strålning inte ska påverkar mätningarna.
Arbetet är en grundläggande studie om hur elektromagnetism kan störa medicinteknisk utrustning och är beroende av de resultat som uppnås av mätningarna. Fokus kan således ändras beroende på resultat.
Nyckelord: elektromagnetism, EMC, EMI, ABR-system EP15/EP25
1.3 Avgränsningar
Vi har inga större ekonomiska medel att tillgå, vilket krävs om man vill hyra mätutrustning en längre tid. Vi har därför bestämt oss för att använda den mätutrustning som finns på sjukhuset. Detta har begränsat oss till vad man kan mäta.
Endast mätningar på Audiologiska klinken har gjorts, så andra avdelningar i sjukhuset som kan tänkas skapa elektromagnetisk strålning och påverka de rummen vi mäter i kommer bli betraktade som ”bakgrundsbrus”.
I och med att instrumentens förmåga är relativt begränsad så kan studien beskrivas som en rumsmätning och jämförelse mellan mätrum. Då störningar från andra avdelningar i sjukhuset och störningar kommande utifrån inte kan separeras med precision. De instrumenten som har använts mäter inte högre frekvens än 400 kHz.
Detta ”bakgrundsbrus” skiljer sig självklart från plats till plats och att göra samma mätning på ett annat sjukhus kan därför ge helt annorlunda resultat.
Men genom att mäta i olika rum och t ex på kvällen då det är lite aktivitet kan man få en referens som man då kan jämföra med.
1.4 Precisering av frågeställningen
I mätningarna används instrument som mäter magnetiska och elektriska fält för att fastställa hur mycket elektromagnetisk strålning som finns i rummet.
Fokus ligger på störningar vid 50 Hz och dess harmoniska deltoner för att elnätet använder sig av den frekvensen och störningar kan förväntas komma därifrån.
•Vad gör rummen till bra/dåliga mätningsrum utifrån elektromagnetiska störningar?
•Vilka sorts elektromagnetiska mätinstrument passar sig bäst för att mäta i jämförelse på hur en människa agerar som antenn?
1.5 Källkritik
Mycket av informationen har vi fått ur produktspecifikationen av företaget som bygger ABR-system EP15/EP25. Deras analys av apparaten som visar på att den är immun mot
elektromagnetisk strålning kanske inte är objektiv. Vi har bedömt den analytiskt och anser ändå att den är tillförlitlig.
8
2 Teoretisk referensram
2.1 Teori om elektromagnetism
Magnetism är ett väldigt spännande område som när de flesta hör det tänker på en magnet. Men det är så mycket mer än så, nämligen all materia är beroende av magnetismens lagar. Det var för ca 80 år sen när apparattätheten började öka och elektromagnetisk känslig utrustning såsom radiomottagare togs i bruk som problem i form av elektromagnetiska störningar började uppstå. Innan dess så var apparattätheten relativt låg så att några sådana problem ej uppstått.
Människans nervsystem kommunicerar mellan hjärna och kropp med hjälp av strömmar. Detta är relevant för hur människans nervsystem påverkas av elektromagnetisk strålning. Både elektriska och magnetiska fält ger upphov till strömmar i kroppen. Dessa strömmar kan påverka de små spänningarna som ABR systemets elektrod tar upp.
2.2 Hur uppstår elektromagnetism?
Elektromagnetism förenar elektriska och magnetiska krafter till en sammanhängande teori. Elektromagnetismens fundamentala kraft är baserad på fotoner och påverkar alla laddade partiklar. [17]
Elektriska fält har sitt ursprung från skillnad i spänning, desto högre spänning desto starkare fält. Magnetiska fält har sitt ursprung från ström, desto högre ström desto starkare magnetiskt fält. [14](s.17)
2.3 Vad är en störsignal?
Det finns många olika sorters störsignaler men i detta fall är det fyra viktiga som vi ska titta lite närmare på. • Ledningsbundna störningar • Magnetiska fält • Elektriska fält • Elektromagnetisk strålning [14](s.199) Ledningsbundna störningar i form av övertoner uppstår ibland när en elektrisk maskin skickar ut högfrekventa signaler på elnätet. Den vanligaste orsaken i hem och kontorsmiljö är datorer, lysrörsarmatur och lågenergilampor. I industrin kommer de största störningarna från
ljusbågbrytare, motorstyrningar och utrustning för avbrottsfri kraft.
Övertoner är heltalsmultiplar av 50 Hz i det svenska nätet och uppkommer av olinjära belastningar när förhållandet mellan ström och spänning inte är konstant under en period. De högre övertonerna har oftast en amplitud som är försumbar och därmed dominerar de lägre övertonerna upp till 10:e övertonen.
Övertoner från eluttag kan ha den effekt att närliggande apparater ej fungerar som de ska. [3](s.16-17)
9
2.4 Elektromagnetiska vågors beståndsdelar
Elektromagnetisk strålning finns i många olika utföranden.
Alla med nästan samma egenskaper, det enda som skiljer dem åt är frekvensen och därmed våglängden. I detta arbete så fokuserar vi på närfält och vi mäter endast E- och H-fält var för sig och jämför rummen med dessa värden.
En elektromagnetisk våg, en kombination av E och H fält som uppkommer i fjärrfält och fri rymd har två fält och tre vektorer. Vektorerna består av en elektrisk (E-fält) och en magnetisk (H-fält) och riktningen C som dessa rör sig i fas mot i en transversell våg.
(Sambandet visas i figur 1 nedan.)
Magnetiska fälts flödestäthet även kallat B mäts i tesla (T=Wb/m²). Magnetisk fältstyrka även kallat H mäts i ampere per meter (A/m). Elektrisk fältstyrka även kallat E mäts i V/m. [4]
Figur 1
2.5 ABR-system EP15/EP25
På sjukhus idag utförs hjärnaudiometriska mätningar, dessa kallas för ABR (Auditory brainstem response), och utförs framförallt på personer som inte kan genomgå en vanlig hörselmätning t ex barn. EP15/25 är ett mätinstrument som används vid dessa typer av mätningar, och fungerar på så sätt att elektroder sätts fast på olika ställen på patientens huvud och hörlurar sätts in i öronen. I dessa hörlurar spelas ett klickljud i olika frekvenser.
Elektroderna känner av impulserna från hörselnerven och hjärnstammen. Signalvågorna har en väldigt liten amplitud som max är någon tiondels µV. Detta gör att vågorna lätt kan förvanskas istörningsrika miljöer. Signalerna från elektroderna förstärks ca 100 000 gånger i EP15/25 för att man ska få en läsbar graf. Skillnaden mellan EP15 och EP25 är att EP25 har mer avancerad programvara och kan därför utföra flera olika sorters mätningar än vad EP15 har möjlighet till. [5]
2.6 Tidigare arbeten inom området
Företaget Interacoustics har gjort en analys om hur pass immun ABR-system EP15/EP25 är mot elektromagnetisk strålning. Den heter ”Electrical noise interference – how it looks and what to do” [5](Rubrik 7.3 eller sida 7.9–7.12)
Där beskriver de test som visar att när man mäter på en docka så blir det ingen störning men när de byter ut dockan mot en riktig patient så uppstår störningar.
Analysen visar att inte bara apparaten är immun mot störningar, utan att kablaget och
elektroderna också är immuna. Men också att människan faktiskt fungerar som en antenn och det enda man kan göra för att bli av med störningarna är att isolera rummet patienten befinner sig i.
10
2.7 Standarder
För att mätningarna ska utföras enligt rätta direktiv har vi fått kopior på standarderna IEC 60601-1-2 och EN 60601-1-2/A1 från Cenelec även kallade
Medical electrical equipment part 1-2: General requirements for safety – Collateral standard: Electromagnetic compatibility – Requirements and tests.
Dessa innehåller referensvärden på vad som är tillåtet för att en apparat ska kunna CE-märkas, i denna rapport har man fokuserat på rumsmätningar så rekommenderade värden i dessa standarder har inte varit särskilt relevanta. ABR-system EP15/EP25 är CE-märkta och uppfyller kraven i dessa enligt [5] (Rubrik 7.3 eller sida 7.9–7.12)
I en artikel från Strålsäkerhetsinstitutet [6] visar man en liknande bild som figur 2. Ursprungsidén av bilden kommer från SS-EN 50 357, Bestämning av exponering för
elektromagnetiska fält från utrustning för artikelövervakning (EAS), identifiering (RFID) och liknande [7] Den handlar alltså om larmbågar och inte medicinteknisk utrustning. Denna procedur används först och främst när man mäter nära en produkt för att se att den uppfyller CE-märkningens krav. Det räcker att ett steg uppfylls för att kraven ska tillgodoses. Om den enkla mätningen överskrider referensvärdet får man gå vidare och göra mätning och analys vilket betyder att man
t ex gör fler mätningar med flera mätningspunkter i varje mätning, och använder sig av en absorberande form som patientsubstitut.
Om man ändå överskrider referensvärdet bör man genomföra numeriska beräkningar med hjälp av datorer och en docka istället för patient. Man gör detta för att simulera situationen och undersöka hur mycket strömmar som går igenom hjärnan och hur mycket den
elektromagnetiska strålningen påverkar.
I denna rapport har det räckt med enkla mätningar.
1. Enkel mätning
Överskrids referensvärdet?
2. Mätning och analys
Överskrids referensvärdet? 3. Numerisk beräkningar Överskrids referensvärdet? Uppfyller ej kraven Uppfyller kraven Uppfyller kraven Uppfyller kraven JA JA JA NEJ NEJ NEJ Figur 2
11
2.8 Definitioner
Förkortningar: EM - Electromagnetic
EMC – Electromagnetic Compatibility, är den forskningsgren inom elektronik som handlar
om hur två eller fler apparater ska kunna fungera utan att bli störda av varandra genom elektromagnetisk strålning.
EMI – Electromagnetic Interference, när två eller fler apparater stör varandra så att deras
funktion inte genomförs genom att elektromagnetiska vågor adderar eller överlagrar varandra.
EMF – Electromagnetic field, ett elektromagnetiskt fält är ett fysiskt fält skapat av elektriska
laddningar.
RF – Radiofrekvenser, frekvenser mellan 3 Hz och 300 GHz som är till för att producera och
detektera radiovågor. [8]
THD – Total harmonisk distorsion. Summan av alla övertonerna relativt grundton. [3]
(s.10-11)
3 Metod
För att få större förståelse för ämnet elektromagnetisk strålning utfördes en litteraturstudie under 4 veckors tid. Ett viktigt moment för att förstå hur EM-vågor uppkommer, rör sig och stör andra elektriska apparater.
3.1 Premisser inför mätningar
För att de elektromagnetiska mätningarna skulle utföras som om det pågick en hörselmätning i rummet skulle detta uppfyllas:
• Mätningar ska se på samma sätt i samtliga rum.
• Man bör se till att utförandet av mätningarna sker under samma förhållanden som ABR-systemet används dvs. tid på dygnet och samma apparater igång.
• Ha en referensmätning som man kan jämföra den elektriska och magnetiska aktiviteten med. En dagsmätning och en kvällsmätning.
3.2 Mätningar
Utförande av mätningarna:
• De elektromagnetiska mätningarna utfördes under dagen vid tidpunkter som hörselmätningar vanligen utförs.
• I Rum 1 och 2 gjordes även mätningar kvällstid som referens till tidigare mätningar. • De som utför mätningen hade positionerat sig i mätningsrummen såsom patient och audionom/sjuksköterska brukar vara positionerade.
• Den elektroniska utrustning som brukar vara på under hörselmätningar var också på under våra elektromagnetiska mätningar t ex var monitorer, lampor, ABR-systemet samt annan hörselmätningsutrustning som brukar vara på standby igång.
Vi utförde också mätningar utan närliggande utrustning igång för att få referensvärden i mätrum 4.
12 Elektromagnetisk strålning är väldigt beroende på hur mycket elektrisk aktivitet som pågår i närliggande område. De mätningar som utförts i denna rapport har genomförts mellan kl. 10.00–16.00 dagtid och 16.45–19.00 kvällstid.
Den elektriska aktiviteten skiljer sig dag för dag och kan bero på hur många aktiva läkare som finns på våningen, utifall det är lunch m.m. Faktorerna är många, i denna rapport har man gjort EM-mätningar framförallt vid de tidpunkter då man vanligtvis gör hörselmätningar på sjukhuset.
3.2.1 Mätningsmetod med instrumenten
Mätningarna av elektriska och magnetiska fält utfördes med instrument från Radians Innova BMM3, BMM5 och EMM4.
För att lättare kunna jämföra rummen så användes tre olika mätningsmetoder i varje rum. I mitten av rummen, i hörnen och specifika punkter för att leta störningskällor längs med väggarna och nära vissa apparater med samtliga instrument. Mätningar gjordes i fyra rum. Rum 2 är det rummet som de har upptäckt mest störningar i och behövt flytta mätningen till rum 3 för att få bra mätning.
Under mätning användes ett stativ för att få så säker mätning som möjligt ur mekanisk synpunkt. Stativet blev uppställt så att mätinstrumentet var i höjd med en sittande patients huvud (Se bild 1).
BMM3 och BMM5 är känsliga för att rörelse under mätning (en skakig hand räckte för att ändra mätvärdet).
EMM4 är beroende på hur man riktar instrumentet, så under mätning riktades instrumentet åt sex olika riktningar. Tre mätningar skulle räckt för att efterlikna mätningarna från
BMM3/BMM5 som mäter tredimensionellt. Valet av sex riktningar var för att lokalisera störningskällor t ex lamporna i taket. Mätningsriktningar för EMM4 bestod av: Framåt (Mot dörrens vägg som referens), Bakåt, Höger, Vänster, Uppåt (mot taket) och Neråt (Mot golvet). I bild 2 ses EMM4 när den mäter Framåt (Mot dörren).
Bild 1. Bild 2.
Bilden visar BMM3 med probe Bilden visar EMM4 under mätning
3.3 Mätinstrument
Nedan visas teknisk specifikation på de tre mätinstrumenten som använts elektriska och magnetiska fält:
Radians Innova BMM3: Radians Innova BMM5: Radians Innova EMM4:
• Mäter magnetiska fält
• Mäter på fasta frekvenser: • Mäter bredbandsmätning: • Mäter bredbandsmätning: 16.7 , 50, 60 eller 400 Hz 2 kHz
• Eller bredbandsmätning: • Mätningsskalor: • Mätningsskalor: 5 - 2000 Hz 200 nT eller 2000 nT 5 4 poler vid 5 Hz 2 poler vid 2 kHz • Mätningsskalor: 200 nT, 2 µT, 20 µT, 200 µT eller 2 mT Bild 3.[b1]
Bilderna ovan är tagna ifrån
Mätinstrument BMM3 och EMM4
Dock så har ingen grundligare referensmätning av instrumenten genomförts t ex jämförelse vid annat sjukhus. Endast några testmätningar i en av universitetets laborationssalar men de var inte jämförbara.
Efter en del mätningar kunde man anta ungefär vad mätvärdet skulle gå upp i beroende på var man gjorde mätningen.
Enligt företaget Helmut Singer Elektronik som är försäljare av de mätinstrumenten som använts i denna rapport, så är instrumenten gjorda för rumsmätningar och mätningar av bildskärmar. [9]
Nedan visas teknisk specifikation på de tre mätinstrumenten som använts för att mäta
Radians Innova BMM3: Radians Innova BMM5: Radians Innova EMM4:
• Mäter magnetiska fält • Mäter elektriska fält • Mäter på fasta frekvenser: • Mäter bredbandsmätning: • Mäter bredbandsmätning:
16.7 , 50, 60 eller 400 Hz 2 kHz - 400 kHz 5-2000 Hz eller 2 • Eller bredbandsmätning: • Mätningsskalor: • Mätningsskalor:
2000 Hz 200 nT eller 2000 nT 5-2000 Hz : 0 2-400 kHz : 0
Bild 4.[b2] Bild 5. Bilderna ovan är tagna ifrån företaget Helmut-Singers hemsida.
BMM3 och EMM4 var tillförlitliga och gav rimliga mätvärden. Dock så har ingen grundligare referensmätning av instrumenten genomförts t ex jämförelse vid annat sjukhus. Endast några testmätningar i en av universitetets laborationssalar men de var inte jämförbara.
Efter en del mätningar kunde man anta ungefär vad mätvärdet skulle gå upp i beroende på var aget Helmut Singer Elektronik som är försäljare av de mätinstrumenten som använts i denna rapport, så är instrumenten gjorda för rumsmätningar och mätningar av
13 för att mäta
Radians Innova BMM3: Radians Innova BMM5: Radians Innova EMM4:
• Mäter elektriska fält • Mäter på fasta frekvenser: • Mäter bredbandsmätning: • Mäter bredbandsmätning:
000 Hz eller 2–400 kHz • Eller bredbandsmätning: • Mätningsskalor: • Mätningsskalor:
2000 Hz : 0 - 2000 V/m 400 kHz : 0 - 200 V/m
Bild 5.[b3]
en
Efter en del mätningar kunde man anta ungefär vad mätvärdet skulle gå upp i beroende på var aget Helmut Singer Elektronik som är försäljare av de mätinstrumenten som använts i denna rapport, så är instrumenten gjorda för rumsmätningar och mätningar av
14
3.4 Mätningar av eluttag med PowerVisa 440D
För att säkerhetsställa att inga störningar kom direkt från eluttaget in i ABR-systemet så utfördes en analys av eluttagen för rum 1 och rum 2 med instrumentet PowerVisa 440D (se bild 6). Med PowerVisa 440D kan man mäta effekt, ström, spänning och övertoner på elnätet för att se om det är ledningsbundna störningar eller ej. Mätningarna utfördes i 1,5 min.
Bild 6. Bild 7. [b4] Bild 7 kommer ifrån manualen till PowerVisa [10].
Kopplingsschemat i bild 7 på ovanstående sida är den som har använts vid inkoppling av kontaktdon för mätningar av 1-fas vägguttag. Kontaktdonet var en vanlig väggkontakt kopplat till tre sladdar (Fas, Nolla och skyddsjord) som var kompatibla med PowerVisa. Nolla kopplades samman med skyddsjord enlig kopplingsschemat.
3.5 Alternativa metoder och kritiska synpunkter på val av metod
En alternativ metod hade varit att inte ha människor i mätningsrummen och att läsa värdena utifrån ett annat rum. I och med att människor agerar som antenner för elektromagnetisk strålning vilket beror på hur människans kropp är formad och placerad så kommer en felkälla in där.
Under våra mätningar har vi varit placerade som patient och audionom är placerade under hörselmätningar när vi kunnat för att undvika den felkällan.
Vi hade planerat att göra en mätning för att se hur stor just denna felkälla var. Vi hade tyvärr så pass begränsad tid i mätningsrummen att vi fick prioritera bort den mätningen.
Man skulle kunna använt sig utav en docka speciellt byggd för att mäta hur elektriska strömmar går igenom kroppen och se hur störningar påverkar på det viset.
Nätanalyserna bör ha utförts under längre perioder t ex en dag och en natt för att få säkrare värden.
15 8 2 3 2 1 3 3 5 8 4 4 2 ,2 1 5 4 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Rum 1 Rum 2 Rum 3 Rum 4
nT
Mätningar Mitt i rummet
Magnetiskt fält
50Hz 5Hz-2kHz4 Resultat
4.1 Mitt i rummetTabell 1 visar en jämförelse mellan den magnetiska fältstyrkan i rummen. Rum 1 är det rummet som de gör flest mätningar i.
Intressant nog också det rummet med genomgående starkast magnetisk fältstyrka. Rum 2 är ett vanligt rum (inte en mätbox) som de utför mätningar i.
De har varit tvungna att flytta mätinstrument och patient ifrån rummet för att apparaten har fått störningar.
Rum 3 är ett litet hörselmätningsrum som de flyttar in utrustning till från rum 2. Rum 4 är ett hörselmätningsrum på våning 2.
Figur 3
I figur 3 visas hur rum 1, 2 och 3 är belägna på våning 6. Rum 4 ligger på våning 2 avskilt från andra mätningsrum och kan ses i figur 7 nedan
Tabell 1 Figur 7, kan även ses på sida 17
16
4.1 Rum 1
Tabell 2 visar en jämförelse mellan hörnen av den magnetiska fältstyrkan i rum 1. På andra sidan väggen vid hörn 1 finns ett stort elcentralskåp för våningen. Mätning i korridoren vid dörren till elcentralen gav:
213 nT vid 50 Hz och 290 nT vid 5 Hz-2 kHz
Mätning vid väggen som var mellan elcentralskåpet och manöverrummet mellan
mätningsbox 1 och 2 gav: 300-1000 nT vid 50 Hz. Mätvärdet pendlade mellan 300-1000 nT. Tabell 3 visar mätningar av elektrisk fältstyrka i olika riktningar.
Mätningarna mot dörren och vänster är de riktningarna som är närmast riktningen till Hörn 1. De visar högre värden än de andra hållen förutom uppåt som beror på lampor i taket.
I rum 1 är lamporna släckta under mätning med ABR-system för att patienten ska kunna slappna av. Under våra mätningar hade vi lamporna på för att kunna läsa av mätresultat. Detta kan betraktas som en felkälla eftersom när de gör hörselmätningarna är rummet släckt. Dock så är lamporna påslagna under mätningar i de andra rummen så utifrån ett perspektiv för rumsmätningar så var det rätt. Figur 4 visar planlösning för mätningsrum 1. Hörnen som beskrivs i tabell 2 är markerade i figuren. Elcentralen som nämns tidigare syns nere åt vänster i figuren och har beteckningen 02.7150 ELC
Tabell 2 Figur 4 Tabell 3 9 4 ,5 8 5 ,0 8 2 ,5 7 8 ,0 9 6 ,0 8 7 ,0 8 3 ,0 8 0 ,4 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Hörn 1 Hörn 2 Hörn 3 Hörn 4 nT
Rum 1 Hörnmätningar
Magnetiskt fält
50 Hz 5 Hz-2 kHz 8 ,5 0 7 ,0 0 5 ,9 0 7,9 0 1 4 ,0 0 4 ,2 0 0 ,1 4 0 ,1 5 0 ,1 2 0 ,1 9 0 ,2 1 0 ,1 1 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Mot dörrenHöger Bakåt vänster Uppåt Nedåt
V/m
Rum 1 mätningar av
Elektriskt fält
5Hz-2kHz 2-400kHz
17
4.2 Rum 2
Tabell 4 visar en jämförelse mellan hörnen av den magnetiska fältstyrkan i rum 2. På andra sidan väggen vid hörn 4 finns ett stort telecentralskåp för våningen därför blir värden uppmäta så pass höga.
I hörn 2 står ett mätinstrument GSI-33. Mätinstrumentet i fråga är jämfört med de andra instrumenten rätt så gammalt. Den ger av sig väldigt kraftiga magnetiska och elektriska fält vilket också bidrar till varför rum 2 inte lämpar sig som mätningsrum.
Tabell 5 visar mätningar av elektriskt fältstyrka.
I mitten av rummet var det inte så höga värden. Högsta värdet (höger) är när man riktar mätinstrumentet mot ABR-systemet som står nära mitten
Figur 5 visar mätningsrum 2. Hörnen som beskrivs i tabell 4 är markerade i figuren. Telecentralen som nämns tidigare har beteckningen: 2.7151 ELE och syns nere åt höger.
Tabell 4 Tabell 5 3 2 1 3 2 2 9 1 4 0 5 0 1 3 3 4 0 1 7 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Hörn 1 Hörn 2 Hörn 3 Hörn 4 nT
Rum 2 Hörnmätningar
Magnetiskt fält
50 Hz 5 Hz-2 kHz 8 ,9 10 ,4 5 ,9 4 ,7 4 ,3 5,4 0 ,3 2 0 ,4 8 0 ,8 0 ,6 6 1 ,5 0 ,4 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Mot dörrenHöger Bakåt vänster Uppåt Nedåt
V/m
Rum 2 mätningar av
Elektriskt fält
5Hz-2kHz 2-400kHz
18
4.3 Rum 3
Tabell 6 visar en jämförelse mellan hörnen av den magnetiska fältstyrkan i rum 3.
Dessa värden är låga genom hela rummet, den skillnad som kan synas i Hörn 1 beror på att ABR-systemet står i det hörnet.
Tabell 7 visar mätningar för elektrisk fältstyrka med relativt höga värden.
Dels pga att det är ett litet rum med 2 människor som fungerar som antenner och ett ABR-system som står nära mitten av rummet.
Mätningen mot höger är mot ABR-systemet vilket ger det höga värdet.
Mätningen bakåt är i riktning mot en av människorna vilket ger ett högt värde.
Mätningen nedåt beror på ABR-systemet. Med tanke på de låga magnetiska fälten så är de kraftiga elektriska fälten extra intressanta. Sambandet diskuteras mera senare i kapitel 6. Figur 6 visar mätningsrum 3. Hörnen som beskrivs i tabell 6 är markerade i figuren.
Tabell 6 Tabell 7 2 1 ,5 1 9 ,0 1 2 ,1 1 4 ,4 2 7 ,0 2 2 ,0 1 4 ,7 1 7 ,0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Hörn 1 Hörn 2 Hörn 3 Hörn 4 nT
Rum 3 Hörnmätningar
Magnetiskt fält
50 Hz 5 Hz-2 kHz 1 5 ,7 1 9 ,1 2 1 ,7 1 6 ,2 17 ,8 2 6 ,7 0 ,1 8 0 ,2 3 0 ,1 1 0 ,1 0,14 0 ,1 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Mot dörrenHöger Bakåt vänster Uppåt Nedåt
V/m
Rum 3 mätningar av
Elektriskt fält
5Hz-2kHz2-400kHz
19 Tabell 9
4.4 Rum 4
Tabell 8 visar en jämförelse mellan hörnen av den magnetiska fältstyrkan i rum 4. Rum 4 är beläget på våning 2 och kan bäst beskrivas som ett bankvalv.
I manöverrummet finns mycket elektronisk utrustning.
Tabell 9 visar mätningar för elektrisk fältstyrka med relativt höga värden.
I rum 4 utfördes etappmätningar där närliggande utrustning startades en efter en för att se hur de påverkade mätningarna. När man inte hade någon utrustning på mer än ABR-systemet som var i kontrollrummet bredvid, BMM3 i mätrummet och lamporna i taket, så uppmättes i mitten av rummet: 16,7 nT vid 50 Hz och 20 nT vid 5 Hz - 2 kHz
När man startade närliggande utrustning steg värdena kontinuerligt tills all utrustning var igång som brukar vara igång under hörselmätning. Då uppmättes i mitten av rummet: 35 nT vid 50 Hz och 40 nT vid 5 Hz - 2 kHz
Skillnaden i hörnen under mätningsetapperna steg liknande men var marginella. Figur 7 visar mätningsrum 2. Hörnen som beskrivs i tabell 8 är markerade i figuren. Planlösningen för detta rum är ritat av författarna. De andra rummen är från planlösning av sjukhuset. Figur 7 Tabell 8 9 ,7 10 ,4 12 ,4 1 1 2 4 1 0 0 ,3 1 0 ,4 6 0 ,6 2 0 ,4 3 2 0 ,2 5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Mot dörren
Höger Bakåt vänster Uppåt Nedåt
V/m
Rum 4 mätningar av
Elektriskt fält
5Hz-2kHz 2-400kHz 1 5 ,5 1 6 ,7 1 4 ,0 1 4 ,8 1 9 ,6 2 0 ,0 1 6 ,3 2 1 ,5 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Hörn 1 Hörn 2 Hörn 3 Hörn 4 nTRum 4 Hörnmätningar
Magnetiskt fält
50 Hz 5 Hz-2 kHz Tabell 920 Tabell 11
Tabell 10
4.5 Jämförelse av mätningar med BMM5
Tabell 10 visar magnetisk fältstyrka vid 2 kHz-400 kHz.
Notera att vid rum 2 så följer värdena de uppmäta värdena för 5 Hz-2 kHz vid hörnen. Överlag så varierade inte värdena ofta från 0,4-0,6 nT, vilket är väldigt låga värden.
Med tanke på att mätningsinstrumentet har ett internt brus kan man anta att värden på 0,4-0,6 handlar mest om ett internt brus. Det enda befintliga magnetfältet mellan 2 kHz-400 kHz som vi uppmätt med det här instrumentet ligger i hörn 3 och 4 i rum 2 och Mitten i rummet och hörn 1 i rum 4. Tabellen nedan kan vara svår att tolka i svartvitt men ordningen för staplarna är mitt i rummet, hörn 1, hörn 2, hörn 3 och hörn 4.
4.6 Referensmätningar
För att få värden att jämföra med så utfördes också mätningar på kvällstid när personal hade gått hem. Detta gjordes för att se skillnaden i fältstyrka beroende på hur mycket personal och apparatur i omgivningen påverkar. Premisserna uppsatta i metoden följs fortfarande för mätningarna så alla apparater som brukar vara på under hörselmätningar är på.
Även nätanalysatorn PowerVisa 440D är på i rum 2 under mätningen. Rum 1 lunch mättes kl. 13.05.
Rum 1 kväll mättes kl. 16:40 Rum 2 lunch mättes kl. 13.30 Rum 2 kväll mättes kl. 17.15 Tabellen visar att värdena går ner med ca: 20 nT från när kliniken är aktiv mitt på dagen jämfört med när det är tomt på kvällen.
0 ,5 0 ,8 0 ,5 2 ,3 0 ,5 0,6 0,6 2 ,9 0 ,5 0 ,5 0,6 0 ,7 0 ,5 1 ,8 0 ,4 0,5 0 ,5 3 0 ,6 1 ,2 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
Rum 1 Rum 2 Rum 3 Rum 4
nT
BMM5 (2 kHz-400 kHz)
Mitt i rummet Hörn 1 Hörn 2 Hörn 3 Hörn 4 8 2 6 1 3 2 ,2 1 1 ,5 8 4 6 4 4 2 ,2 1 3 ,8 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180Rum 1 lunch Rum 1 kväll Rum 2 lunch Rum 2 kväll
nT
Mätningar Mitt i rummet
Magnetiskt fält
50Hz 5Hz-2kHz
21 4.6.1 Specifika mätresultat av referensmätningen
I bilaga 1 ses specifikt mätresultat av referensmätningarna i rum 1.
Tabellerna i bilagan visar att värdena går ner med ca 30 nT enligt mätningar med BMM3 och ca 4-6 V/m enligt mätningarna med EMM4 från när kliniken är aktiv mitt på dagen jämfört med när det är tomt på kvällen i rum 1.
I bilaga 2 ses specifikt mätresultat av referensmätningarna i rum 2.
Tabellen i bilagan visar att värdena går ner med ca: 30 nT i hörn 1 enligt mätningarna med BMM3, jämfört med mätningen under dagtid i tabell 4.
Hörn 2 har sänkts med ca 90 nT (Observera att det är hörnet vid telecentralen). Värdena i hörn 3 och 4 har knappt ändrats, de påverkas av instrumentet GSI-33.
I mätningarna med EMM4 så har värdena för elektrisk fältstyrka ökat i rum 2 på kvällen.
4.7 Mätningar med elnätanalysator
För att kontrollera elnätets karakteristik har nätanalysatorn PowerVisa 440D använts. Instrumentet var inkopplat i det uttag som ABR-systemet brukar vara inkopplat i. Resultatet ses i bilaga 3 för att:
• Mätningarna visade att eluttagen inte skiljde sig mycket från de normala värdena. • Mätningarna utfördes under för kort tid.
Dessutom visas bara resultatet av mätningarna gjorda i rum 2, samtliga mätningar i rum 1, 2 och 3 blev väldigt lika.
Notera i figur 9 att de jämna deltonerna H2, H4, H6 osv. inte har någon betydlig amplitud. Det beror på att övertoner av jämna ordningstal uppkommer endast om spänningens positiva och negativa halvperioder deformeras olika.
Den totala harmoniska distorsionen (THD) som är den första stapeln, är summan av de harmoniska deltonerna relativt till grundtonerna. Den är 5,04 V vilket betyder att eluttaget har ca 2 % THD. [3] (s.10-11)
22
5 Diskussion
5.1 Diskussion av resultat för Rum 1
Rum 1 som är klinkens ordinarie mätningsrum har genomgående kraftiga magnetiska fält, mycket kraftigare än i de andra hörselmätningsrummen. Det beror mest på att hörn 1 i rummet ligger vägg i vägg med elcentralen för våningen.
5.2 Diskussion av resultat för Rum 2
Rum 2 har kraftigast magnetiskt fält på vissa mätpunkter av alla rum där mätningar har utförts. Det beror mest på att hörn 4 i rummet ligger vägg i vägg med telecentralen för våningen och att ett gammalt mätinstrument (GSI-33) som ger ifrån sig mycket starka elektriska och magnetiska fält står i hörn 2. Med tanke på att rum 2 har två stycken starka störningskällor så nära patienten när man gör mätningar så är det inte lämpligt som undersökningsrum.
5.3 Diskussion av resultat för Rum 3
Rum 3 är ett hörselmätningsrum som inte används så ofta, det är ytterst litet och de flyttar bara in ABR-systemet när de får störningar på mätningarna i rum 2.
Det är väldigt svaga magnetiska fält i rum 3 men rummet har de högsta värdena på elektrisk fältstyrka. Rummet är långt ifrån el- och tele-centralen vilket syns tydligt på tabellen för magnetiska fält. Dock så måste man ha ABR-systemet inne i rummet när man gör mätningarna och det är så pass litet att det elektriska fältet blir kraftigt i hela rummet på grund av ABR-systemet. En bättre lösning hade varit att installera ABR-systemet i kontrollrummet till rum 3 som i de andra hörselmätningsrummen.
5.4 Diskussion av resultat för Rum 4
Rum 4 är ett avskilt hörselmätningsrum som ligger på våning 2.
Rummet har också mätinstrumentet GSI-33 placerat inuti mätningsrummet och den avger även här en stor del störningar. Rum 4 har som rum 3 svaga magnetiska fält men starka elektriska fält. I detta fall så står inte ABR-systemet i rummet men istället så är
störningskällan GSI 33. Vi gjorde även mätningar i etapper där vi startade apparater en efter en vilket nämnts tidigare och som tydligt visade att GSI-33 var störningskällan i detta rum.
5.5 Diskussion av jämförelse med referensmätningar
Referensmätningar visar tydligt hur omgivningen påverkar mätningarna. Även fast
premisserna var desamma förutom tiden för mätningarna så ser man en stor skillnad mellan mätningarna. I mätningarna av elektriska fält i rum 2 visas högre värden på kvällen än runt lunch. Detta kan bero på att vi under mätningarna på kvällen även använde oss av
instrumentet PowerVisa 440D i rum 2.
5.6 Diskussion av Elnätanalysator
Mätningarna utfördes i rum 1, 2 och 3 med omgivande apparatur på och sedan avstängd. Resultatet av mätningarna i de olika rummen skilde sig inte mycket i förhållande till varandra. I resultatet visas grafer där man ser att spänningen håller en nivå på 226V vilket inte leder till några speciella störningar. I den andra grafen syns övertoner mellan 50-750 Hz som inte bör leda till störningar. Enligt mätningarna i denna rapport ligger THD på 2 %. Enligt standarden SS-EN 50 160 så störs inte apparatur om inte THD är över 8 %. Dessa mätresultat är inte helt tillförlitliga då de utfördes under en kort tid på kvällen.
23
6 Slutsatser
Vårt syfte var att genomföra en undersökning av elektromagnetiska störningar i
hörselmätningsrummen i USÖ:s audiologiska klinik och se hur det påverkar ABR-system EP15/EP25. Genomförandet av mätningar har utförts enligt metod och efter samma premisser i alla rum och är därför hållbara för jämförelse.
De slutsatser som dragits utifrån mätningarna är baserade på vår litteraturstudie och är en tolkning av oss. De källor vi har för teori anser vi vara tillförlitliga.
Av mätningarna som redovisats i föregående kapitel kan man dra slutsatsen att större delen av störningarna på ABR-system EP15/EP25 har sitt ursprung från telecentralen, elcentralen och utrustningen GSI 33. De avger så pass kraftiga fält att patienten agerar som en antenn och tar upp strålningen som sedan går in i ABR-system EP15/EP25 som en störning på signalen. Störningarna är, med hänvisning av mätningarna gjorda med BMM3, att 50 Hz är den primära störningskällan.
Skillnaden mellan mätningarna av 50 Hz och 5-2kHz är aldrig särskilt stora vilket styrker föregående, för att 50 Hz bidrar till största del mätresultaten i bredbandsmätningarna av 5-2kHz.
I mätningarna med EMM4 så är det i frekvensbandet 5 Hz-2 kHz som vi kunnat se relativt höga värden.
Även där så är 50 Hz och dess deltoner den primära störningskällan.
I ABR-mätningarna kan störningarna märkas vid deltoner från 50 Hz, oftast vid 450-550 Hz. Mätningar av eluttaget visar på att störningar antagligen inte beror på ledningsbundna övertoner från 50 Hz. I och med att ABR-systemet är CE-märkt och THD var väl under rekommenderat gränsvärde.
Dock så har Interacoustics skrivit två stycken dokument om hur man bör lösa just
ledningsbundna problem. Ett dokument ([12] s.3) handlar om hur en inte helt perfekt jord kan resultera i störningar på ABR-mätningen. Det andra ([18]) handlar om hur huvudmatningens jord kan vara brusig. För att en kondensator är kopplad till jord för att elektriskt brus mellan ABR-systemet och jord ska ledas bort. Med en brusig jordkontakt så leder kondensatorn en passage i motsatt riktning, som leder till förförstärkaren och sedan syns på mätningen. Dessa två dokument tyder på att det faktiskt finns ett problem med ledningsbundna störningar. Så fortsatta studier om ledningsbundna störningar rekommenderas. Vi gjorde mätningar en gång med den utrustning på som brukar vara på under hörselmätningar och testade endast att ha all utrustning avstängd och sedan sätta på
utrustningen en efter en i rum 4. En bättre metod hade varit att ha allt avstängt i varje rum och sedan sätta på närliggande utrustning i olika etapper i dessa rum. Även genomföra mätningar i varje rum vid flera olika tillfällen på dagen för att bättre kunna jämföra resultaten. Tyvärr har vi inte haft mycket tillgång till mätningsrummen, de har ett väldigt hektiskt schema på mätningar och vi har fått tillgång i mån av tid.
Instrumenten har också haft en del begränsningar, det hade varit bra att ha en
spektrumanalysator och undersökt 0 Hz – 20 kHz. För att se störningar direkt på signalen in i ABR-systemet och räkna på var deltoner från höga frekvenser kommer ifrån, och vad deras källa är.
Med tanke på att rum 1 och 2 har kraftiga magnetiska fält och rum 3 och 4 har kraftiga elektriska fält så bör man välja metod för lösning utifrån detta.
24 Elektriska fält reduceras genom att isolera med elektriskt ledande material. Faradays bur är en solid bur av ledande metall där hålen måste vara mindre än våglängden hos det elektriska fältet. Om man har ett tjockt lager metall och hålen är signifikant mindre än den
elektromagnetiska signalens våglängd så kan man reducera elektromagnetiska störningar betydligt. Dock inte lågfrekventa eller statiska magnetiska fält. Materialet till buren väljs specifikt utifrån strålningens frekvens och karakteristik. [11]
Statiska och lågfrekventa magnetiska fält reduceras genom att använda material med hög permeabilitet (magnetisk genomtränglighet) t ex metallegeringar som Permalloy
(nickel/järnlegering) och Mu-metall (nickel/järn men även med koppar och molybden) dessa legeringar drar till sig det magnetiska fältet.[16] En kombination av dessa skulle kunna vara tänkbart för elcentralen och telecentralen.
Vårt förslag på primär lösning vore att under ABR-mätningar alltid ha GSI-33 avstängd och att använda sig av programvarans filter och störningsreducerande metoder som beskrivs i nästa kapitel.
Att isolera elcentralen och telecentralen bättre, helst med en Faradays bur som beskrivs ovan. Om man inte har en störningskälla i rummet kan man sätta upp en tapet med metalltrådar i, alternativt genomskinlig folie vilket skulle vara en billigare, men dock mycket mindre effektiv metod för att reducera strålningen från närliggande källor.
Om inget av dessa är att föredra så skulle vi tipsa om att permanent flytta mätningar till de rummen längst ifrån störande källor som telecentralen och elcentralen t ex Rum 3 eller 4. En faktor som väger in är att mätningsrum 1 är bäst beläget gällande avstånd, det är nära ingången till klinken och väntrum. Man har alltid prioriterat att göra mätningarna där. Men om man inte gör några ändringar i rum 1 och 2 anser vi att det är en viktig åtgärd att installera instrument permanent i manöverrummet till rum 3 för bästa möjliga mätningar. Vi skulle rekommendera fortsatta studier i området för att se var deltonerna har sina källor ifrån mer än 50 Hz. Vi tipsar om att undersöka höga frekvenser och störningar från t ex mobiler med spektrumanalysator för att se exakt vilka frekvenser som stör och för att få mer insikt i problemet. Vi föreslår även att genomföra rekommendationerna i nästa kapitel och se utifall problemet kvarstår.
I följande kapitel ger vi rekommendationer som kan få bort störningen, vi har valt att avstå från att genomföra några ändringar på sjukhuset och lämnar det upp till teknikerna på sjukhuset.
25
7 Rekommendationer
De flesta av dessa lösningar kommer från företaget Interacoustics, de konstruerar ABR-system EP15/EP25 och har gjort flera tester på apparaten för att reducera störning. Dessa lösningar är säkra och referens till lösningarna är:
http://www.interacoustics.com/_downloads/Hints_to_improve_ABR_recording.pdf http://www.interacoustics-us.com/_downloads/OM_Eclipse_80701274.pdf
(Rubrik 7.3 eller sida 7.9-7.12)
De lösningar som kommer från annan källa markeras Annan källa.
De andra källorna består av mätningar vi utfört och information från böcker som finns i referenslistan. För att bli av med de elektromagnetiska störningarna rekommenderar vi att:
7.1 Allmänna tips:
• Annan källa: Isolera elcentralen och telecentralen med en Faradays bur som är specifikt byggd med material för just de störningar som centralerna skapar.
• Annan källa: Installera det nya mätningsinstrumentet i rum 3 (L7445) för att undvika störningar från elcentralen och telecentralen.
• Se till att vägguttaget har bra jord, detta mäts med ett instrument speciellt för att testa jord. ABR-systemet är kopplat till skyddsjord genom en intern kondensator. Om jordkontakten inte är kopplad rätt till sjukhusets riktiga jord (om resistiv- eller potential- skillnad finns i
kontaktuttaget) kommer ABR-systemet att plocka upp störningar. [12] (s.3)
1. Skillnaden Volt/impedans mellan vägguttagets jord och riktig jord (i källan 3 jordspett i triangel) bör vara högst 8 Ohm och 0.5 V avvikelse jämfört med riktig jord [12] (s.3) 2. Mätning mellan fas och nolla i kontaktuttaget bör vara 230 V stabilt.
Bör inte skilja mer än 5 V jämfört med mätningen i steg 1. [12] (s.3) 3. Mätning mellan nolla och jord bör ge 0 V [12] (s.3)
Om någon av ovanstående inte stämmer är inte kontaktuttaget rätt kopplat till riktig jord. • Se till att sängen som patienten ligger i och vagnen som ABR-systemet i rum 2
(Expeditionen som rummet kallas på sjukhuset) står på är jordade för att undvika
potentialskillnad. Skillnaden i sig gör att man vid kontakt fungerar som en antenn och ger ifrån sig strålning. Detta visades tydligt vid mätningar. [12]
• Se till att ABR-systemet har en egen väggkontakt, det kan uppkomma störningar från andra sladdar när man kopplar den till en förlängningssladd . [12]
• Testa om det blir någon skillnad om ni gör kontakt mellan sängens metalldelar och jordskruven på baksidan av ABR-system EP15/EP25. [12]
• Testa och göra flera mätningar vid en annan tid på dygnet för att se om störningen kommer från andra instrument som används i närheten under dagen.]
• Annan källa: Testa sätta in sängen i mätningsrum 2 istället för mätningsrum 1 och ha sängen längst ifrån korridoren där. Det kommer mer störning från elcentralen än telecentralen så att flytta patienten längre från elcentralen bör hjälpa.
• Annan källa: Avskärma störningar i rum 2 (Expeditionen) genom att tapetsera hörnet som är vägg i vägg med telecentralen med speciell metalltrådstapet eller genomskinlig folie
26
7.2 Ändringar av inställningar i ABR-system EP15/EP25:
OBS innan ni gör ändringar av inställningar i programmet bör tidigare inställningar dokumenteras.
• Testa att ändra stimulationsgraden (Stimulation rate) från 21.1 till 21.2 detta kan göra
betydande skillnad.
Störningen kommer tillbaka cykliskt, bara störningar som avpassar cykelns tidsförlopp med stimulationsgraden kommer tas upp, så att ändra denna kan få bort betydlig del av störningen. [12]
• Input gain bör vara 40 µV för att göra så känslig mätning som möjligt, på detta sätt syns det tydligare ifall man har fått bort störningarna. [12]
• Ändra filter för att skärma av elektromagnetisk störning genom att gå in i: ABR module: File> System setup>General setup tab
För 15 ms test (ABR-15) ändra högpassfiltret för ABR-15 till 100 Hz 12/Octave Testa också att ändra stimulation rate i Auto test lab till 11.1 stim/sec.
I Auto test lab finns också en ruta som heter Minimize Interference som bör testas. [12] Det digitala filter som finns i systemet bör användas och experimenteras med för att så bra som möjligt kunna filtrera bort störningen som är specifik just för hörselmätningsrummen i USÖ.
• Det finns en intern störning, en elektrisk konstprodukt skapad från Trigger-Out funktionen i ABR-systemet. Den visar sig som en spik vid 1 ms och ser likadan ut vid alla mätningsnivåer. För att bli av med denna: Stäng av Trigger-out funktionen i General Setup genom att dra reglaget för External (Ext) Trigger Output till 0.0 ms. [12]
27
Referenser
Internetlänkar
[1] http://www.dartmouth.edu/~chance/course/Syllabi/96Dartmouth/emf.html(den 09-06-29) [2]Emc for Product Design skriven 2001, av Tim Williams (den 09-06-29)
http://books.google.se/books?id=33MtwH1N0ikC&dq=EMC+for+product+designers&print
sec=frontcover&source=bn&hl=sv&ei=Ibr-Sbv9Fou__QbNpf27BA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4#PPA11,M1 (den 09-06-29)
[3]http://www.elforsk.se/rapporter (Rapportnummer 04:40) (den 09-06-29) [4]http://www.mmi-instrument.se/infoelmag.html (den 09-06-29)
[5]http://www.interacoustics-us.com/_downloads/OM_Eclipse_80701274.pdf (den 09-06-29) [6]http://www.stralsakerhetsmyndigheten.se/Global/Publikationer/Rapport/Stralskydd/2006/s si-rapp-2006-03.pdf (den 09-06-29)
[7]SS-EN 50 357, Bestämning av exponering för elektromagnetiska fält från utrustning för artikelövervakning (EAS), identifiering (RFID) och liknande (den 09-06-29)
[8] http://en.wikipedia.org/wiki/Radio_frequency (den 09-06-29)
[9]http://www.helmut-singer.de/fix/she.html (sök på bmm3, bmm5 eller emm4) (den 09-06-29) [10] http://www.trinergi.se/static/dranetz-bmi/PowerVisa-Manual-Rev-A.pdf (den 09-06-29) [11] http://en.wikipedia.org/wiki/Faraday_cage (den 09-06-29) [12] http://www.interacoustics.com/_downloads/Hints_to_improve_ABR_recording.pdf (den 09-06-29) [16 ]http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_shielding (den 09-06-29) [17] http://sv.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetism (den 09-07-03) Litteratur
[13]Störningsfri elektronik 1996, av Sten Benda ISBN:9144288123
[14]EMC handboken 2004, av Lars-Olof Bodström ISBN:9144034016
[15]Telekommunikation Informationsöverföring & Överföringssystem 2004 , av Christer Frank ISBN:9144042868 Bilder [b1]http://www.helmut-singer.de/img/radiansbmm3.jpg [b2]http://www.helmut-singer.de/img/radiansbmm5.jpg [b3]http://www.helmut-singer.de/img/radiansemm4.jpg [b4] http://www.trinergi.se/static/dranetz-bmi/PowerVisa-Manual-Rev-A.pdf Övrigt
[18] Interacoustics Technical Note 0305: Noise Interference – How to remedy Subject: Modification which may reduce interference
(OBS Denna källa har sänts via mail från företaget CA-Tegnér. Vi har inte kunnat hitta källan på internet men den bör finnas på www.interacoustics.com)
i 3 ,4 4,1 3 ,1 2 ,3 3 2 0 ,2 4 0 ,2 5 0 ,1 7 0 ,1 5 0 ,2 4 0 ,0 8 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Mot dörren
Höger Bakåt vänster Uppåt Nedåt
V/m
Rum 1 mätningar av
Elektriskt fält
5Hz-2kHz 2-400kHzBilaga 1
Tabell 12Tabell 12 är en mätning gjord kl. 16:40 för att jämföra mätvärdena med de i tabell 2 som genomfördes kl. 13.05.
Tabell 13
Tabell 13 visar värden på elektriskt fält för att jämföras med tabell 3. Mätningen är gjord vid kvällstid kl 16.40 i mätningsrum 1.
Se figur 4 sida 12 för planlösning
6 2 ,3 68,4 5 7 ,6 5 0 ,4 6 3 71 ,2 5 8 ,2 5 2 ,3 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Hörn 1 Hörn 2 Hörn 3 Hörn 4 nT
Rum 1 Hörnmätningar
Magnetiskt fält
50 Hz 5 Hz-2 kHzii
Bilaga 2
Tabell 14
Tabell 14 är en mätning gjord kl. 17:15 för att jämföra mätvärdena med de i tabell 4 som genomfördes kl. 13.30.
Tabell 15
Tabell 15 visar värden på elektriskt fält för att jämföras med tabell 5. Mätningen är gjord vid kvällstid kl 17.15 i mätningsrum 2.
Se figur 5 sida 13 för planlösning.
1 1 ,7 4 7 ,9 2 7 1 4 4 1 3 4 8 ,1 4 0 1 7 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Hörn 1 Hörn 2 Hörn 3 Hörn 4 nT
Rum 2 Hörnmätningar
Magnetiskt fält
50 Hz 5 Hz-2 kHz 1 7 ,6 1 8 ,2 1 6 ,5 1 5 ,1 9 ,5 1 6 ,5 0 ,1 6 0 ,3 2 0 ,1 4 0 ,1 0 ,1 4 0 ,0 9 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Mot dörrenHöger Bakåt vänster Uppåt Nedåt
V/m
Rum2 mätningar av
Elektriskt fält
5Hz-2kHziii
Bilaga 3
Figur 8
I den övre kurvan i figur 8 ser vi en stabil sinusvåg på växelspänningen.
I den nedre kurvan kan man se att spänningen ligger på en konstant nivå på 226V.
Figur 9
I figur 9 ses övertonerna i rum 2. Det man kan se är att det är de lägre övertonerna 1-10 som dominerar. Detta har vi tagit upp i kapitel 2.3.1
Händelse #1 vid 2009-05-25 19:03:29,799 Loggning Händelsedetaljer/kurvformer 19:03:29,80 2009-05-25 Måndag 19:03:29,85 19:03:29,90 19:03:29,95 19:03:30,00 -300 -200 -100 0 100 200 300 V o lt A V D V 0 50 100 150 200 250 V o lt A Vrms (värde) D Vrms (värde)
Created with DranView 6.8.0
Total RMS: 226.99 V
DC-nivå: 0.01 V
Grundtons-RMS(H1): 226.93 V
Total Harmonisk Distortion THD: 5.04 V (Jämn: 0.11 V, Udda: 5.04 V)
THD H10 H20 H30 H40 H50 0 1 2 3 4 5 Volt A VHarm
