医疗设备警报音测试
越来越多的家用，医疗和工业设备开始通过声音与用户交互 – 智能音箱，医用呼吸机，语音警报系统莫不如此。警报信号从最简单的“哔哔”声，警报器，到标准的音频或旋律，再到预先录制或合成的语音信号，可谓花样繁多。对于这类设备的制造商来说，怎样确保声音信号能可靠发出是个难题。
对于最普通的警报信号，测量一下声压级通常就足够了，而对于智能设备这种会“说话”的产品，就需要更复杂的测试系统上场了。
这次我们不谈智能设备，而是看看平时很容易被人忽视的警报信号或旋律。尤其是医疗设备的警报声，您或多或少在影视节目中听过：
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标准
但您或许没有意识到这样的提示音也是有标准量化而不是厂家随意发明的。比如有关呼吸机的标准 IEC 60601-1-8（医疗电气设备和医疗电气系统中警报系统的一般要求、试验和指南）就有相关内容。（国内适用 YY 0709-2009 医用电气设备 第1- 8 部分：安全通用要求 并列标准：通用要求，医用电气设备和医用电气系统中报警系统的测试和指南）
下表为您列出了一些警报音规范，它取决于病人的整体状况，综合了当前医疗状态或紧急程度。
| 场景 | 中优先级 | 高优先级 |
| 一般 | c c c | c c c – c c |
| 心脏 | c e g | c e g – g C |
| 人工灌注 | c f# c | c f# c – c f# |
| 呼吸量 | c a f | c a f – a f |
| 氧气 | C b a | C b a – g f |
| 体温/体能 | c d e | c d e – f g |
| 药物/液体输送 | C d g | C d g – C d |
| 设备或供电 | C c c | C c c – C c |
医疗设备警报信号
除此之外，这些声音序列的时间都是标准的，您可以从下图看出。
*警报时间定义
测试
因此，测试需要验证三个参数：
- 每段信号的频率；
- 信号声压级；
- 信号顺序，周期和间隔。
频率和声压
同时测量声压级和频率非常简单。测量还必须确定信号上升沿、下降沿和时长。测试最大的难点其实是如何触发仪器的测量，也就是识别信号起始点同时进行测量。
信号序列
信号的顺序是否正确也必须确认。所以测量仪器不仅仅要识别出信号还要验证它们的排序。
实践
所有这些都能通过可编程测量设备解决，并通过计算机或 PLC 控制。实践中我们有两种选择：
- 桌面级设备（FX100）
- 便携式设备（XL2）
A）实验室桌面级设备
像 FX100 这类实验室级别的设备基本没有测量瓶颈，它们测量功能非常丰富，频率、声压级和触发检测都应对自如。测量数据通过 USB 缆线和计算机通信，并计算最终结果。
下图是设备和附件的示意：
*FX100 + M2010 麦克风
有三种测量方法：
- 定时测量（如每 100 毫秒一次）；
- 在示波器模式下持续测量时域信号；
- 测量信号随时间变化的曲线。
所有三种方式都能做到将结果与标准比对，并给出结果。至于哪种方法最好，就取决于具体的应用或测试场景。相信测试系统提供商会给出合理的建议。
B）便携式声学分析仪
不像桌面级设备，大多便携设备没有那么多功能。不过，如 XL2 这样的少数仪器还是非常适合警报信号的测量。而且它们能将测量的信号录制下来，方便后期进一步分析处理。精度也比普通声级计要高得多。
范例
下图是一个疏散警报音的频率-时间曲线，它满足 DIN 33404 和 KTA 3901 标准，并通过 FX100 音频分析仪测量。
*疏散警报的频率-时间曲线
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测试时，只需将警报系统的功放输出端接到 FX100 输入端即可。测试使用专门的控制软件（如下图），并采用了持续测量模式。
*理想信号（绿色）和测量结果（红色）
测量结果清晰展现了频率随时间的变化，并将其和标准信号对比。
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译者：胥勇，刘苏栋
作者：Schmidle, Gregor; Schwizer, Philipp; Häns, Winfried
ISEAT 2015
