GRAS 45CB를 활용한 청력 보호구의 삽입 손실 측정 및 평가 방법(Hearing Protectors, Insertion Loss, Active Noise Cancelling, Ear Simulator, ANSI S12.42)

 

목차

• 1. G.R.A.S. 45CB 음향 테스트 픽스처 개요
• 2. 테스트 픽스처의 구성 요소
• 3. 테스트 환경 설정 방법
• 4. 청력 보호구 및 헤드폰 테스트 결과

 

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1. G.R.A.S. 45CB 음향 테스트 픽스처 개요

G.R.A.S. 45CB 음향 테스트 픽스처는 청력 보호구(예: 귀마개, 헤드폰 등)의 음향 차단 성능을 정량적으로 평가하기 위해 설계된 장치이다. 이 장치는 ANSI S12.42 국제 표준을 따르며, 기존의 음향 테스트 장비(KEMAR 등)보다 높은 삽입 손실 성능(70dB 이상)을 제공한다. 따라서, 인간의 귀를 모사한 정밀한 조건 하에서 다양한 청력 보호 장비의 차음 효과를 측정하는 데 적합하다.

 

45CB

 

2. 테스트 픽스처의 구성 요소

G.R.A.S. 45CB는 세 가지 주요 하위 시스템으로 구성되어 있다. 첫 번째는 인간의 머리와 어깨 형태를 본뜬 외형으로, 실제 사람의 머리가 음장에 놓였을 때 발생하는 소리의 회절 효과를 재현한다. 두 번째는 귀 시뮬레이터로, 실제 인간 귀의 임피던스 특성과 유사하며, 외이도와 고막 위치의 마이크를 통해 소리의 전달을 정확히 측정할 수 있다. 세 번째는 피험자와 장치 간의 기계적 연결을 담당하며, 피부와 살의 특성을 재현하는 고무 재질(55 Shore AA 강도)과 귀 온도 유지를 위한 가열 기능이 포함되어 있어 실제 착용 상태와 유사한 조건을 제공한다.

Human ear & corresponding Ear Simulator, showing Ear Reference Point (ERP) and Drum Reference Point (DRP)

 

 

3. 테스트 환경 설정 방법

테스트는 주로 전대역 소음을 사용하여 확산 음장 내에서 수행된다. 이때 테스트는 잔향실에서 진행되며, 고출력 스피커 4대를 이용해 음장을 형성한다. 테스트 전, 참조 마이크를 사용해 기준 음압 수준을 측정하며, 이후 테스트 픽스처의 마이크를 통해 삽입 손실을 계산한다. 일반적인 설정에서는 약 60dB 범위의 삽입 손실을 측정할 수 있으며, 더 높은 범위를 측정하려면 민감도가 더 높은 마이크를 사용할 수 있다.

 

Self Noise (Noise Floor) and diffuse field SPL pf the setup example

 

 

Test Setup

 

 

4. 청력 보호구 및 헤드폰 테스트 결과

다양한 청력 보호 장비(패시브 인이어 귀마개 및 액티브 노이즈 캔슬링 헤드폰 등)를 테스트한 결과, 장착 상태에 따라 삽입 손실 결과가 크게 달라질 수 있음이 확인되었다. 특히, 인이어 타입은 착용 방식에 따라 저주파 및 고주파에서 모두 편차가 컸으며, 써컴어럴 타입의 경우 중간 주파수에서는 안정적인 결과를 보였지만 저주파에서는 밀착이 불충분할 경우 결과가 크게 달라졌다. 따라서 실험 정확도를 위해 헤드폰의 정확한 장착이 매우 중요하다.

 

 

G.R.A.S. 45CB 테스트 픽스처는 패시브 및 액티브 청력 보호 장비 모두에 대해 삽입 손실을 정밀하게 측정할 수 있는 신뢰성 높은 장비이다. 실험 결과는 장치의 정확성보다는 테스트 대상 장비의 장착 상태에 민감하며, 이는 실험의 반복성에 영향을 줄 수 있다. 이러한 자동화된 테스트 방식 외에도 REAT(실이측정법)과 같은 인체 실험 기반 방법도 있으며, 각 방식 간의 차이점은 관련 연구(E. Berger 등, 2014)를 통해 비교 분석될 수 있다.

 

 

 

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