Sztuczna głowa i tors

Testy audio stały się istotną częścią rozwoju wielu produktów codziennego użytku, takich jak samochody, komputery, aparaty słuchowe, telefony komórkowe itp. Mają na celu ulepszenie podstawowych funkcji produktu lub optymalizację ich działania.

Manekin KEMAR został zaprojektowany w 1972 roku we współpracy z branżą audiologiczną aby wspierać procesy badania i rozwoju aparatów słuchowych i do tej pory jest standardem w audiologii: spełnia międzynarodowe standardy określone przez ISO, IEC oraz ANSI. Rozwój manekinów na przestrzeni lat spowodował, że KEMAR znalazł zastosowanie w wielu innych dziedzinach takich jak telekomunikacja, testy ochronników słuchu, motoryzacja. Zachowano jednak podstawowe cechy manekinu: rozmiar, właściwości akustyczne i kompatybilność ze starszymi wersjami. Pełna historia rozwoju: http://kemar.us/.

Sztuczna głowa KEMAR to znormalizowany symulator odzwierciedlający statystyczną ludzką głowę. Producent manekina, firma GRAS opracowała szereg akcesoriów i specjalnych wersji KEMAR – projektując typowe konfiguracje testowe przeznaczone do konkretnego typu badań. Manekin KEMAR jest uznanym w branży standardem do badań antropomorficznych in-situ w następujących dziedzinach: telekomunikacja, ochrona słuchu, redukcja hałasu, rejestracja i ocena jakości dźwięku.

Konstrukcja

Antropometryczna głowa wraz z torsem

KEMAR wyposażony w sztuczną małżowinę uszną, przedłużenie kanału słuchowego i symulator uszu zgodny z normą IEC 60318-4 ściśle naśladuje właściwości akustyczne ludzkiego ucha. Główna różnica między manekinem KEMAR a standardowymi symulatorami głowy i tułowia (HATS) polega na tym, iż konstrukcja KEMAR oparta jest na badaniach statystycznych i odzwierciedla przeciętne ludzkie ciało, w tym zarysowane rysy twarzy. Budowa ta zapewnia dyfrakcję akustyczną podobną do tej, która występuje wokół głowy i tułowia człowieka, zarówno w dalekim jak i bliskim polu akustycznym. Manekin KEMAR, dzięki swojemu antropomorficznemu kształtowi jest bardziej realistyczny niż jakikolwiek inny manekin. KEMAR to jedyny manekin ze zmiennym stosunkiem ucha do ramienia, symulującym wartości mediany zarówno dla mężczyzn, jak i kobiet.

Symulator ust

Wbudowany symulator ust  tworzy pole dźwiękowe wokół głowy człowieka z bliska i dalekiego pola. Zgodny jest z normą ITU-T Rec. Str.58. W punkcie odniesienia ust (MRP) – 25 mm od płaszczyzny wargi – symulator ust może generować sygnał z zakresie częstotliwości od 100 Hz do 10 kHz z poziomem minimum 100 dB re. 20 μPa. Wzmacniacz wewnętrzny zapewnia wzmocnienie 10 dB. Jeśli jest wyłączony, jest pomijany.

Symulator ucha

Zgodny z normą IEC 60318-4 (711) standardowy symulator ucha ma impedancję wejściową bardzo podobną do impedancji ucha ludzkiego. Dostępne są dwie podstawowe wersje dostarczane z tabelą kalibracji:

• Symulator ucha RA0045 z ciśnieniowym mikrofonem pomiarowym 40AG ½” zewnętrznie polaryzowanym, 7-pinowym złączem LEMO, wymagający napięcia polaryzacyjnego 200 V.
• Symulator ucha RA0045-S1 z ciśnieniowym mikrofonem pomiarowym 40AO ½” wstępnie polaryzowanym, złączem BNC, wymagający zasilania ICP.

Niskoszumowy system z symulatorem ucha 43BB oparty jest na symulatorze IEC 60318-4 (711), jednak posiada specjalny wbudowany mikrofon 40AH, który posiada obniżony poziom szumów własnych (poniżej 10,5 dBA) w celu zapewnienia szerszego zakresu dynamicznego.  Dzięki temu możliwy jest pomiar poziomu dźwięku poniżej lub w pobliżu progu słyszalności. Dla porównania, standardowy symulator ucha RA0045 posiada szumy własne na poziomie 24,2 dB(A).

• System do symulacji ucha 43BB z symulatorem ucha, niskoszumowym system mikrofonowym 40HT (z mikrofonem niskoszumowym 40AH i przedwzmacniaczem 26HG) i jednokanałowym modułem zasilającym 12HF. 

Standardowy symulator uszu IEC 60318-4 posiada rezonans własny dla 13,5 kHz, co utrudnia pomiary powyżej 8-10 kHz. Z tego powodu opracowano dwie wersje zgodne z normą IEC 60318-4 z tłumieniem rezonansów. Symulator w wersji wysokoczęstotliwościowej, zgodny z normą IEC 60318-4 posiada rozszerzony zakres częstotliwości użytecznej do 20 kHz. Wysokoczęstotliwościowy symulator ucha występuje w dwóch wersjach:

• Wysokoczęstotliwościowy symulator ucha RA0401 wyposażony w zewnętrznie polaryzowany mikrofon ciśnieniowy 40AG ½” z zewnętrzną polaryzacją, z 7-pinowym złączem LEMO, wymagający tradycyjnego napięcia polaryzacyjnego 200 V. 
• Wysokoczęstotliwościowy symulator ucha RA0402 wyposażony w zewnętrznie polaryzowany mikrofon ciśnieniowy 40AO ½” ze wstępną polaryzacją, ze złączem BNC, wymagający zasilania ICP.

Symulator w wersji ultra-wysokoczęstotliwościowej, zgodny z normą IEC 60318-4 posiada rozszerzony zakres częstotliwości użytecznej aż do 50 kHz. Symulator ultra-wysokoczęstotliwościowy występuje w dwóch wersjach:

• Ultra-wysokoczęstotliwościowy symulator ucha RA0403 z mikrofonem ciśnieniowym 40BP 1/4”, zewnętrznie polaryzowanym oraz 7-pinowym złączem LEMO, wymaga tradycyjnego napięcia polaryzacyjnego 200 V.
• Ultra-wysokoczęstotliwościowy symulator ucha RA0404 z mikrofonem ciśnieniowym 40BD 1/4”, wstępnie polaryzowanym oraz złączem BNC, wymaga zasilania ICP.

Sztuczna małżowina uszna

• Standardowe małżowiny uszne

Dla manekina KEMAR dostępnych jest dwanaście (sześć par) różnych rodzajów znormalizowanych małżowin usznych. Występują w dwóch rozmiarach (standardowy i mały), dwóch rodzajach twardości: normalny lub miękki (normalny: 55 Shore OO (IEC 60959) i miękki: 35 Shore OO) oraz w wersji VA ze stożkowym przewodem słuchowym (55 Shore OO lub 35 Shore OO). Zostały zaprojektowane tak, aby można je było łatwo dopasować w zagłębieniach usznych po bokach głowy KEMAR.

• Małżowiny antropometryczne

Oprócz ustandaryzowanych małżowin, dostępne są również małżowiny antropometryczne. Posiadają anatomiczny kształt małżowiny  i przewodu słuchowego z prawidłowym odwzorowaniem twardości, w tym z odpowiednio miękkim płatkiem ucha zapewniając doskonałe uszczelnienie i wysoką dokładność podczas umiejscawiania słuchawek nausznych i dousznych jak i lepsze odgięcie małżowiny podczas testów słuchawek nausznych i wokółusznych. Twardość małżowiny wynosi 35 Shore OO.

Przeczytaj więcej o małżowinie antropometrycznej tutaj: https://www.grasacoustics.com/products/product/729-KB5000.html

Możliwości konfiguracyjne manekina KEMAR:

• Model ma dwie główne wersje: 45BB-X wersja bez symulatora ust i 45BC-X wersja z wbudowanym symulatorem ust.
• Wszystkie fabrycznie skonfigurowane KEMAR są dostępne zarówno w wersji LEMO (X= 1, 3, 5, 7) jak i ICP (X = 2, 4, 6, 8).
• Ponadto, dostępne są manekiny KEMAR w wersji nieskonfigurowanej (model 45BB i 45CC). Są one przeznaczone dla użytkowników, którzy posiadają wcześniejszy model KEMARA (45BA lub 45BM) i chcą wykorzystać z nich elementy konfiguracyjne lub akcesoria aby zainstalować je w wyższym modelu. Modele starsze i nowsze są w pełni kompatybilne.
• Opcjonalne akcesoria i części pozwalają na łatwą zmianę konfiguracji KEMARA.