第一节 助听器测试装置
一、常用测试耦合腔和堵耳模拟器等装置
(一)IEC 126 2cc耦合腔
测试助听器电声学特性,需要一个标准耦合腔来接收助听器受话器的声压。耦合腔应有一定的形状与体积,并使用非磁性的坚硬材料。国际电工委员会于1961年确定IEC 126 2cc耦合腔为国际标准耦合器。如图4-2所示,2cc耦合腔的基础类型可分为HA-1和HA-2。HA-1耦合腔多数是与ITC、CIC、ITE等耳内式助听器相连,或者与有耳模的助听器相连,这些助听器的出声孔直接进入耳道;HA-2耦合器主要是与盒式、耳背式助听器相连。也有些2cc耦合器只有一种耦合腔,它通过不同的适配器来实现与各种助听器的连接。
图4-2 2cc耦合腔
耦合腔一端(或通过适配器,如图4-3所示)与助听器相连,耦合腔另一端与测试箱麦克风相连。选用2 cc这个容积是因为它能更好地模拟成人佩戴有耳模的助听器时的耳道容积情况。但是,用该耦合腔模拟人耳佩戴助听器时的声学效果不能完全模拟真实佩戴效果,因此测量结果与实际存在区别。实际使用时频响曲线较平坦且输出声压级较测量值大,因为它比实际耳道容积要大,同时未能很好地体现高频在耳道内的衰减。
图4-3 BTE测试中2 cc耦合腔与适配器的连接
虽然存在这些不足,但是由于测量结果便于重复及标准化,至今仍得到广泛的应用。关于助听器生产、检验的参数测试标准IEC 60118—7:2005及ANSI S3.22—2003都指定助听器在2cc耦合腔中检测。
图4-4中左侧为与助听器连接的适配器,中间为2 cc耦合腔,右侧为测试麦克风。
图4-4 2cc耦合腔及其连接器件
(二)IEC 711标准堵耳模拟器
鉴于2cc耦合腔的不足,1981年国际电工委员会(IEC)推出了新标准,即IEC 711。IEC 711堵耳模拟器的内部构造如图4-5所示。IEC 711针对助听器通过耳塞(耳模)耦合到正常成年人耳的声学特性,模拟了频率范围在0.1~10kHz之间的鼓膜上的声压,然而没有对耳塞(耳模)与人耳外耳道间的声漏做出有效的模拟。因此,在堵耳模拟器上测得的助听器性能与真耳之间仍有一定的偏离,尤其是在低频区域,测量值较实际值高。IEC 60118—0:2005指定助听器在耳模拟器中测试,同时它也允许用2 cc耦合器来替代。
图4-5 IEC 711堵耳模拟器
某大功率耳背式助听器电声参数如表4-1所示,从表中能看出,使用IEC 60118—0标准所要求的耳模拟器相比IEC 60118—7标准要求的2 cc耦合腔测试结果,无论助听器的输出还是增益都普遍偏高。这些参数的具体含义及测试方法将在本章第三节详细说明。
表4-1 某大功率耳背式助听器电声参数
(三)IEC 959标准助听器声场测量用模拟人头与躯干
由于上述耦合腔均未考虑助听器在使用时人体对声波产生的绕射、散射等干扰,1975年美国楼氏(Knowles)与伯克哈德(Burkhard)提出一个人体模拟装置,习惯叫KEMAR(声学研究用楼氏电子学公司人体模型的缩写)。该人体声学模型包括头部和躯干,每一侧耳中有一个耳模拟器,如图4-6所示。
图4-6 人体声学模型及其测试
它的优点在于:①能作为尺寸始终不变的固定受试者;②能保持同一方法反复放置;③能不受疲劳时间的限制;④堵塞的耳道与敞开的耳道的所有声压均能在鼓膜上测量;⑤采用统计平均尺寸的模特,并能更换不同耳翼结构,以研究外耳尺寸的影响。
使用KEMAR测量助听器时必须在隔声室内进行,其测量结果与真人佩戴时的测量结果较为接近。
二、助听器与耦合腔、助听器测试设备之间的连接
1.耳内式助听器。出声孔插入HA-1耦合腔内,用橡皮泥固定与密封(图4-7A)。
图4-7 不同类型助听器与测试设备的连接
2.盒式助听器。受话器直接扣入HA-2耦合腔内(图4-7B)。
3.耳背式助听器。耳钩插入导声管中,导声管另一头连接耳背机的适配器,适配器与HA-2耦合腔连接(图4-7C)。