Страница 4: ДСТУ ISO 3744:2005. Акустика. Визначення рівнів звукової потужності джерел шуму за звуковим тиском. Технічний метод в істотно вільному звуковому полі над звуковідбивальною площиною (61104)

Рівень звукової потужності джерела шуму, створюваного машиною, можна визначити для будь-якого набору експлуатаційних режимів, тобто, за будь-якої навантаги, будь-якої швидкості, температури тощо. Ці умови вибирають до початку випробовувань і підтримують постійними про­тягом їх проведення.

Джерело шуму повинно перебувати у робочому режимі до початку вимірювань.

Якщо шумове випромінювання залежить від інших характеристик: виду оброблюваного мате­ріалу, типу застосовуваного інструменту, ці параметри вибирають так, щоб вони були типовими для звичайної експлуатації обладнання і, наскільки це можливо, вносили мінімальні відхили у резуль­тати вимірювань. Тип інструменту і вид матеріалу потрібно зазначити у методиках вимірювання шуму конкретного типу машин.

В окремих випадках необхідно визначити один або кілька експлуатаційних режимів так, щоб забезпечити значну відтворюваність значень звукового випромінювання машин одного типу і пе­ревірку в умовах всіх найтиповіших і характерних для цього типу машин режимів роботи. Усі ці режими потрібно зазначити в методиках вимірювання.

Якщо застосовують моделювальні режими, їх вибирають так, щоб рівні звукової потужності були такими самими, як і під час нормальної експлуатації.

Наскільки це можливо, треба усереднювати за значенням звукової енергії результати вимірю­вань, отримані за різних режимів роботи протягом визначеного часового відрізка. У результаті маємо отримати загальне середнє значення для повного циклу роботи машини.

У звіті про випробування необхідно повністю описати режими роботи джерела шуму під час проведення акустичних вимірювань.

4. ВИМІРЮВАННЯ РІВНІВ ЗВУКОВОГО ТИСКУ

   1. Вибір вимірювальної поверхні

Перед вибором точок установлення мікрофонів на вимірювальній поверхні спочатку визначають параметри уявного паралелепіпеда, що впритул обгинає джерело шуму. Під час визначання його роз­мірів елементи, що виступають над джерелом шуму, але не є випромінювачами значної звукової енергії, можна не враховувати. Ці елементи різних типів обладнання потрібно зазначити у методиках вимірю­вання. Мікрофони встановлюють у точках на уявній вимірювальній поверхні з площею S, яка обгинає джерело шуму і обвідний паралелепіпед і обмежена звуковідбивальною площиною (площинами).

Місце установлення джерела, яке випробовують, параметри вимірювальної поверхні і точки розміщення мікрофонів визначають у системі координат, у якій горизонтальні осі х і у розміщено на відбивальній поверхні і є паралельними відповідно довжині і ширині обвідного паралелепіпеда. Характеристичний розмір джерела шуму d_Q зазначено на рисунку 1.

Вимірювальна поверхня повинна мати форму відповідно до наведених нижче варіантів:

1. півсферична площина або її частина з радіусом г,

2. прямокутний паралелепіпед, сторони якого паралельні сторонам обвідного паралелепіпеда; у цьому, випадку вимірювальна відстань d — це відстань між вимірювальною поверхнею і сторо­нами обвідного паралелепіпеда.

Для випробовування джерел, які зазвичай експлуатують у приміщеннях чи у просторі з несприят­ливими акустичними властивостями (наприклад, там, де багато звуковідбивальних предметів або значний рівень фонового шуму), вимірювальну відстань d треба вибирати невеликою, у цьому разі вимірювальна поверхня має форму паралелепіпеда.

Для вимірювання рівня джерел шуму, які зазвичай експлуатують на великих відкритих май­данчиках за задовільних акустичних умов, переважно, вимірювальну відстань вибирають великою, а вимірювальну поверхню — півсферичної форми.

Під час вимірювання спрямованості звуку необхідно, щоб вимірювальна поверхня мала форму півсфери або її частини.

Під час вимірювання шуму партії однотипних джерел шуму (наприклад, однотипних чи одно­серійних машин) форма вимірювальної поверхні має бути незмінною.

Примітка 21. Додаткова інформація щодо випробовування конкретних джерел шуму можна отримати з методик вимірю­вання, спеціально розроблених для конкретних видів обладнання.

У звіті про випробування наводять опис обвідного паралелепіпеда, розміри і форму вимірю­вальної поверхні, вимірювальну відстань d або радіус півсфери г.

Центр вимірювальної півсфери повинен знаходитись посередині паралелепіпеда, складеного з обвідного паралелепіпеда і його проекції на суміжні звуковідбивальні площини (точка Q на ри­сунку 1). Радіус г півсферичної поверхні має дорівнювати або бути більшим за подвоєний харак­теристичний розмір джерела шуму d₀ і, в усякому разі, не менше ніж 1 м.

Примітка 22. Радіус вимірювальної поверхні в метрах треба вибирати з ряду значень: 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16. Деякі значення радіуса можуть бути настільки великими, що не відповідатимуть вимогам до середовища вимірювання, наведеним у додатку А. Такі значення радіуса використувати не можна.

Якщо звуковідбивальна площина тільки одна, мікрофон розміщюють у визначених точках на уявній півсферичній вимірювальній поверхні площею S = 2-п.!², що обгинає джерело шуму і обме­жена відбивальною площиною.

Якщо джерело шуму розміщують перед стінкою, S = 7ГГ², якщо в кутку — S = О.бттг². Основні точки розміщення мікрофона на півсферичній вимірювальній поверхні показано на рисунках В.1 і В.2. Основними є 10 точок розміщення мікрофона, кожній з яких відповідає однакова частина площі вимірювальної поверхні з радіусом г. Показане на рисунках В.1 та В.2 розміщення мікрофонів на півсферичній вимірювальній поверхні дає змогу мінімізувати похибки вимірювання, зумовлені інтерференцією звукової хвилі, що йде до мікрофона безпосередньо від джерела шуму, і хвилі, відбитої відбивальною площиною.

Якщо джерело встановлено біля більш, ніж однієї, відбивальної площини, для визначання форми вимірювальної поверхні і точок розміщення мікрофона треба використовувати рисунки В.З, а) і В.З, Ь).

В окремих випадках (наприклад, для будівельних чи землерийних машин, або іншого облад­нання, що пересувається під час роботи) вимірювання шуму проводять під час руху машин або їх перевезення. У цьому випадку кількість точок розміщення мікрофона і спосіб їх розміщення дово­диться змінювати. Це необхідно лише тоді, коли попередніми дослідженнями встановлено, що отримане в результаті значення рівня звукової потужності дорівнює значенню, отриманому під час використання передбаченої цим стандартом сітки точок розміщення мікрофона або перевищує його не більше ніж на 1 дБ.

Вимірювання рівня звукового тиску у додаткових точках розміщення мікрофона необхідно, якщо: а) числова величина амплітуд значень рівня звукового тиску, виміряних у основних точках (тобто, різниця в децибелах максимального і мінімального значень) перевищує кількість основних точок розміщення мікрофона або

2. джерело шуму випромінює звук значної спрямованості;

3. джерело має великі розміри, але шум випромінюють його невеликі елементи, наприклад, отвори у його оболонці.

У випадку а) необхідно збільшити кількість мікрофонів (або точок розміщення мікрофона). На вимірювальній поверхні визначають 10 додаткових точок розміщення мікрофона обертанням вихідної мікрофонної сітки, показаної на рисунку В.1, на 180° навколо осі z (див. таблицю В.1 та рисунок В.2). Верхня точка, розташована на осі z нової сітки мікрофонів, має збігтися з відпо

-

відною верхньою точкою вихідної сітки, у цьому разі загальна кількість точок розміщення мікрофона збільшується з 10 до 19.

У випадках Ь) і с) кількість точок розміщення мікрофона збільшують у місцях інтенсивного шу­мового випромінювання (див. 7.4.1).

а) Обвідний паралелепіпед у разі однієї звуковідбивальної площини Р₀=7(А^/2)²+(/₂/2)² + /^

Ь) Обвідний паралелепіпед у разі двох звуковідбивальних площин

^о = ^/2)²₊/₂²₊ /²

Рисунок 1 — Приклади, що ілюструють обвідний паралелепіпед і характеристичний розмір джерела шуму, d₀ з урахуванням їх положення в системі координат, Q

с) Обвідний паралелепіпед у разі трьох звуковідбивальних площин

=7^/1 ^+/2^+/3

У цьому випадку вимірювальна відстань d — це відстань по перпендикуляру між сторонами обвідного паралелепіпеда і вимірювальною поверхнею. Оптимальне значення d - 1 м, в усякому разі воно не повинно бути меншим за 0,25 м.

Примітка 23. Значення d вибирають з наведеного ряду чисел: 0,25; 0,5; 1; 2; 4 або 8 м. Для джерел шуму великого роз­міру значення d може перевищувати 1 м. Під час вибору значення d треба дотримуватися вимог додатка А щодо акустичного середовища.

Мікрофон розміщують на уявній вимірювальній поверхні площею S, яка обгинає джерело, сторони якої паралельні сторонам обвідного паралелепіпеда та віддалені від нього на вимірювальну відстань d.

На рисунках С.1—С.8 показано точки розміщення мікрофона на вимірювальній поверхні у формі паралелепіпеда. Площу цієї поверхні S згідно з рисунками С.2—С.6 визначають за фор­мулою:

S = 4 (ab + Ьс + са) (3)

де а = 0,5 І, + d

Ь = 0,5 /₂ + d

с = /₃+ d

/_1т12< Із — відповідно, довжина, ширина і висота обвідного паралелепіпеда.

Якщо джерело шуму встановлюють біля більш, ніж однієї відбивальної площини Ь, для вибору вимірювальної поверхні треба керуватись рисунками С.7 і С.8.

Розрахунок площі S вимірювальної поверхні для цих випадків наведено на відповідних рисунках.

Точки розміщення мікрофона повинні відповідати рисункам С.1—С.6.

Необхідність вимірювання рівня звукового тиску у додаткових точках на вимірювальній по­верхні виникає, якщо:

1. амплітуда значень рівня звукового тиску, виміряного в основних точках розміщення мікро­фона (тобто різниця в децибелах між максимальним і мінімальним рівнями звукового тиску) чи­сельно перевищує кількість точок, у яких проводилось вимірювання, або

2. джерело створює звук значної спрямованості, або

3. джерело шуму має великі розміри, але шум випромінюють лише його невеликі елементи, наприклад, отвори у оболонці.

У випадку а) виміряють звуковий тиск у додаткових точках. Кількість точок збільшують, як показано на рисунку С.1 збільшенням кількості окремих прямокутних ділянок однакового розміру.

У випадках Ь) або с) збільшують кількість точок вимірювання на вимірювальній поверхні у місцях інтенсивного шумового випромінювання (див. 7.4.1).

За необхідності визначання додаткових точок розміщення мікрофона відповідно до 7.2.2 або 7.3.2 треба провести детальне аналізування рівнів звукового тиску на вимірювальній поверхні з метою визначання максимального І мінімального значень рівня звукового тиску у частотному діа­пазоні, який нас цікавить. Додаткові точки розміщення мікрофона не обов’язково мають бути роз­ташовані на однаковій відстані одна від одної.

У цьому випадку величину L_w визначають за методикою стандарту ISO 3745, 8.1.2 (у разі не­рівних поверхонь).

Кількість точок розміщення мікрофона можна зменшити, якщо на підставі попередніх до­сліджень певної групи машин визначено, що зменшення кількості цих точок не призводить до відхилу значень рівня звукового тиску на вимірювальній поверхні більше ніж на 0,5 дБ від значень, отри­маних за повної кількості цих точок відповідно до 7.2 і 7.3. Така ситуація можлива, наприклад, у разі симетричного характеру випромінювання.

Примітка 24. Верхніми положеннями точок мікрофона з метою безпеки можна знехтувати, якщо це визначено у відповідній методиці вимірювань

.

Якщо джерело, що випробовують, створює постійний шум, рівень звукового тиску на вимірю­вальній поверхні можна вимірювати за допомогою мікрофона, який обертається навколо верти­кальної осі з постійною швидкістю. Замість точок вимірювання в цьому разі мають місце траєкторії вимірювання, показані в додатках В і С. У звіті про випробування наводять дані про ці траєкторії, зазначають максимальну швидкість переміщення мікрофона уздовж траєкторії і його орієнтацію.

Треба запобігати негативному впливу середовища вимірювання (наприклад, сильних елект­ричних і магнітних полів, вітру, коливань повітря, спричинених обладнанням, яке випробовують, високих або низьких температур) на мікрофони, які використовують під час вимірювання, правильно вибираючи точку розміщення мікрофона. Необхідно дотримуватись інструкції виробника вимірю­вальних приладів щодо запобігання негативному впливу умов середовища. Мікрофон має бути зорієн­тований так, щоб кут падіння звукової хвилі завжди дорівнював куту падіння звуку під час каліб­рування мікрофона.