壹、技術規範及試驗方法
一、適用範圍
供緊急廣播設備用揚聲器,其形狀、構造、材質及性能等技術規範及
試驗方法,除依各類場所消防安設備設置標準第 133 條第 3 款規
定採性能設計之緊急廣播設備揚聲器,需加測”十二、音響功率試驗
”及”十三、指向特性區分試驗”外,應符合本基準之規定。
二、用語定義
(一)揚聲器:指由增幅器以及操作之作動,發出必要音量播報警報音或
其他聲音之裝置。
(二)圓錐型揚聲器:外形為圓形、四方型、變形四方形或橢圓形等之揚
聲器。
(三)號角型揚聲器:外形為號角形之揚聲器。
(四)音壓位準(Sound pressure level, Lp):隨著音波存在所產生空
氣中之音壓量之大小表示,又稱聲壓位準,單位為分貝(dB),其
公式如下:
LP=20㏒ 10 (P/P0)
公式中 LP :音壓位準(單位 dB)
P:音壓之實效值(單位 Pa)
P0:基準音壓(=2× 10-5 Pa)
(五)音響功率位準(Sound power level ,Lw):每單位時間內音源所
產生之能量,相當於音源輸出之功率,又稱聲功率位準,單位為分
貝(dB),其公式如下:
Lw=10㏒ 10 (W/W0)
公式中 Lw :音響功率位準(單位 dB)
W:音源機械輸出聲功率(單位 W)
W0:基準音響功率(= 10 -12 W)。
(六)無響室(Anechoic room):表面可吸收主要量測頻率範圍內所有
入射之聲能,可在量測表面上保持自由聲場條件之測試空間。
(七)半無響室(Semi-anechoic room):有堅硬之反射地板,其餘表面
可吸收主要量測頻率範圍內所有入射之聲能,可在一反射平面上保
持自由聲場條件之測試空間。
(八)第二信號音:本測試音源訊號產生之警報測試聲需符合下列條件(
如附圖 1):
1.訊號之基本波形為相對一個週期內上升時間之比率小於 0.2 以
下之鋸齒波。
2.訊號頻寬為 300Hz~2000 Hz ±10 %,單向掃瞄之時間為 0.5
秒。
3.訊號圖形為矩形。
4.訊號樣式為附圖 1 之週期訊號重複 3 次。每次週期之訊號包
括訊號持續 0.5 秒、無訊號間斷 0.5 秒;有訊號持續 0.5
秒、無訊號間斷 0.5 秒;有訊號持續 0.5 秒、無訊號間斷 1
.5 秒。每次週期計 4 秒,重複 3 次,共計 12 秒。
(九)指向特性:揚聲器於正面軸上所測得之最高音壓位準,隨遠離正面
軸而逐漸衰減,其極座標圖示(Polar diagram)之音壓位準曲線
所顯示揚聲器之指向特徵。
(十)指向係數:為該點方向之音壓強度與全方向平均值之音壓強度比值
,公式如下:
Q=Id/Io
公式中 Q:揚聲器之指向係數。
Id:距離揚聲器 1m 處,該方向之直接音壓強度。
Io:距離揚聲器 1m 處,全方向之直接音壓強度之平均值。
三、形狀及構造
揚聲器之形狀及構造等應與所提供之設計圖面及尺寸公差等相符。
四、音壓位準試驗
(一)以額定功率之第二信號音為音源,揚聲器置於無響室內,以聲度表
距離揚聲器 1m 處,量測其最大音壓位準(附圖 2)。
(二)上述量測最大音壓值應在下表規定值以上。
┌────┬─────┬─────┬─────┐
│等級 │S 級 │M 級 │L 級 │
├────┼─────┼─────┼─────┤
│音壓位準│84dB~87dB│87dB~92dB│92dB 以上│
└────┴─────┴─────┴─────┘
五、頻率特性試驗
(一)揚聲器施加輸入電壓為輸入電力 1W 相當電壓,以額定電壓之正弦
波掃瞄訊號為音源,揚聲器置於無響室或半無響室內,麥克風距離
揚聲器 1m 處,量測其頻率特性(附圖 2)。
(二)圓錐型揚聲器之額定頻率範圍上限值需達 8 kHz 以上,為功能正
常。額定頻率範圍上限值之音壓位準不可低於特性感度音壓位準 2
0 dB 以上。以額定電壓之粉紅色訊號為音源,揚聲器放置於無響
室或半無響室內,以聲度表距離揚聲器 1m 處,量測其 1/3 倍頻
音壓位準,計算揚聲器額定頻寬範圍內之總音壓位準,此總音壓位
準即為特性感度音壓位準,計算公式如下:
n 0.1Li
Lt=10 log 10 Σ 10
i=1
公式中 Lt :特性感度音壓位準(dB)
Li :1/3 倍頻每一個音壓位準(dB)
n :指定頻率中 1/3 倍頻中心頻率
(三)號角型揚聲器頻率區域之最高頻率範圍上限值需達 4 kHz 以上,
為功能正常。判定額定頻率範圍上限值之音壓位準不可低於音壓位
準算術平均值 20 dB 以上。
1.直徑大於 200mm 以上之揚聲器,平均音壓位準為 500,1000,
1500,2000 Hz 之 4 點音壓位準算術平均值。
2.直徑未滿 200mm 之揚聲器,平均音壓位準為 1000 ,1500,20
00,3000 Hz 之 4 點音壓位準算術平均值。
4 0.1Li
Lr=10 log 10 (Σ 10)/4
i=1
公式中 Lr 為音壓位準算術平均值(dB)
Li 為 4 個頻率之音壓位準(dB)
六、阻抗特性試驗
藉由電阻置換法等方式,量測阻抗曲線後(附圖 3),決定其標稱阻
抗,與變壓器組合使用之揚聲器,應含變壓器一同測試。揚聲器之輸
入電壓為音圈之施加電壓達 1V 時,依變壓器之變化比算出一定之輸
入電壓,並符合下列要求:
(一)圓錐型揚聲器之標稱阻抗為音圈之阻抗之絕對值在最低共振頻率以
上之頻帶內之最低頻率時之阻抗值,其單位以(Ω)表示。其額定
頻率範圍之最低阻抗值需達標稱阻抗之 80 %以上。
(二)號角型揚聲器之標稱阻抗為頻率 1000Hz 時,輸入端子(附音圈及
匹配變電壓器指接有音圈之一次側)之電氣阻抗絕對值,其單位以
(Ω)表示。其單頻 1 kHz±15 %之阻抗持性需達標稱額定阻抗
特性之±15 %範圍內。
七、耐熱性試驗
(一)放置於 80 ℃之環境中 30 分鐘(附圖 4),於第 20 分鐘起,以
額定功率之第二信號音執行連續鳴動 10 分鐘。
(二)立即取出進行測試,以額定功率之第二信號音執行鳴動測試 1 分
鐘,音壓、音質等無異常音或雜音等情況,為功能正常。
八、環境溫度試驗
放置於-10 ℃及 40 ℃之環境中各 12 小時(附圖 5),再置於常溫
中,以額定功率之第二信號音執行鳴動測試 1 分鐘,音壓、音質等
無異常音或雜音等情況,為功能正常。
九、連續鳴動試驗
以額定電壓之第二信號音執行連續鳴動測試 8 小時(附圖 6),音
壓、音質等無異常音或雜音等情況,為功能正常。
十、絕緣阻抗試驗
下列之絕緣阻抗試驗,於直流 500V 之導通電路條件下(附圖 7),
以絕緣電阻計測定,絕緣電阻值需大於 10M Ω以上,為功能正常。
(一)內藏變壓器之揚聲器:測試揚聲器端子和附著於揚聲器金屬間或與
揚聲器框架間之絕緣電阻。
(二)與變壓器組合使用之揚聲器:測試其變壓器之一次端子和附著於揚
聲器金屬間或與揚聲器框架間之絕緣電阻。
(三)上述以外揚聲器:測試揚聲器端子和附著於揚聲器金屬間或與揚聲
器框架間之絕緣電阻。
十一、耐電壓試驗
下列之耐電壓試驗,於交流 500V 之導通電路條件下(附圖 8),
以接近 50Hz 或 60Hz 之正弦波實效電壓 500V 之交流電壓加於其
上,其耐電壓時間為 1 分鐘。
(一)內藏變壓器之揚聲器:測試揚聲器端子和附著於揚聲器金屬間或
與揚聲器框架間之絕緣電阻。
(二)與變壓器組合使用之揚聲器:測試其變壓器之一次端子和附著於
揚聲器金屬間或與揚聲器框架間之絕緣電阻。
(三)上述以外揚聲器:測試揚聲器端子和附著於揚聲器金屬間或與揚
聲器框架間之絕緣電阻。
十二、音響功率試驗
(一)以額定功率之第二信號音為音源,揚聲器置於無響室或半無響室
內,聲度表與揚聲器之量測距離依據國家標準(以下簡稱 CNS)
14657 (聲學–測定噪音源音響功率之精密級方法–用於無響室
和半無響室)之規定(附圖 9 及附圖 10),每點測試時間至
少為 30 秒。
(二)由於上述音響功率試驗之測定,係以第二信號音為音源,而該音
源為間歇音型態,故下列公式計算後需加 4dB 加以補正。
(三)若量測之額定功率非 1W ,則需將其量測功率換算為 1W 之功率
,方能宣告 1W 之音響功率。其換算公式如下,計算至小數點第
一位後四捨五入,取至整數。
L1=LW-10 log 10 P
公式中 L1 :換算後 1W 之音響功率(dB)。
LW :量測額定功率之音響功率(dB)。
P:揚聲器之額定輸入功率(與變壓器組合使用之揚聲器
,為該變壓器之額定輸入電壓)。
十三、指向特性區分試驗
(一)以額定功率之粉紅色噪音(Pink noise)為音源,揚聲器架設於
方向轉盤上並置於無響室或半無響室內,麥克風距離揚聲器一定
距離處,量測其 360 度方向之音壓位準(附圖 11) ,旋轉角
度至少每 5o 量測 1 點。
(二)指向特性區分,以下列方法換算指向係數 Q 後,將指向特性區
分 W, M, N 或 X 。水平及垂直方向,其指向係數 Q 相同之
揚聲器,僅測試水平方向之指向係數 Q 即可。
(三)根據上述音響功率試驗之測定法,求得正面軸上以 2k Hz 為中
心頻率之 1/3 倍頻之各角度之指向係數 Q。
0.1×DI
Q=10 公式中
DI:方向性指數(單位為 dB)。
Q :聲源之指向係數
1.無響室之計算公式:
-
DI=Lpi–Lp
公式中:
Lpi:距離聲源 r 處在特定之方向量測音壓位準(單位為
dB)。
-
Lp :在半徑 r 之測試球體上之表面音壓位準(單位為 dB
)。
2.半無響室之計算公式:
-
DI=Lpi–Lp +3
公式中:
Lpi:距離聲源 r 處在特定之方向量測音壓位準(單位為
dB)。
-
Lp :在半徑 r 之測試球體上之表面音壓位準(單位為 dB
)。
(四)依據揚聲器類別計算之指向係數 Q、下表內 Q 值為所規範角度
之最小值,選擇指向特性區分 W, M, N, X 。
┌────────┬──┬───────────────┐
│ │指向│區分角度之指向係數 Q 限值 │
│揚聲器種類 │特性├───┬───┬───┬───┤
│ │區分│0 °~│15°~│30°~│60°~│
│ │ │15° │30° │60° │90° │
├────────┼──┼───┼───┼───┼───┤
│圓錐型揚聲器 │W │5 │5 │3 │0.8 │
├────────┼──┼───┼───┼───┼───┤
│號角型圓錐揚聲器│M │10 │3 │1 │0.5 │
│、直徑 200 mm 以│ │ │ │ │ │
│下號角型揚聲器 │ │ │ │ │ │
├────────┼──┼───┼───┼───┼───┤
│直徑超過 200mm │N │20 │4 │0.5 │0.3 │
│號角型揚聲器 │ │ │ │ │ │
├────────┼──┼───┴───┴───┴───┤
│其他 │X │採用上述角度或是申請其他用途之│
│ │ │角度 │
└────────┴──┴───────────────┘
備考:1.開口非圓錐型之揚聲器,先換算成圓面積再區分設定。
2.表格內之數值為參考數值。
十四、標示
(一)於揚聲器上應以不易抹滅之方法標示下列項目:
1.廠牌或廠商名稱。
2.型式及型號。
3.製造編號(即序號 Series Number)
4.製造年份。
5.標稱阻抗(Ω)、額定輸出功率(W)、音壓位準等級。
6.接線方式。
7.依各類場所消防安設備設置標準第 133 條第 3 款規定採性
能設計之緊急廣播設備揚聲器,須加註下列兩項:
(1)音響功率位準 例如: p=95dB(1W)。
(2)指向特性區分(W.M.N.X)。
(二)檢附操作說明書並符合下列規定:
1.包裝揚聲器之容器應附有簡明清晰之揚聲器安裝及操作說明書,
並視需要提供圖解輔助說明。
2.說明書應包括產品安裝及操作之詳細指引及資料。
3.同一容器裝有數個同型揚聲器時,至少應有一份安裝及操作說明
書。
4.作為揚聲器檢查及測試之用者,得詳述其檢查及測試之程序及步
驟。
5.其他注意事項。