Для вимірювання рівня шуму джерел, які, здебільшого, розміщують у відкритому просторі за задовільних акустичних умов і шум яких вимірюють також у відкритому просторі, доцільно вибирати велику вимірювальну відстань і вимірювальну поверхню у формі півсфери.
У разі проведення вимірювань для групи однотипних джерел шуму (наприклад, машин одного типу чи однієї серії) вимірювальна поверхня повинна бути постійної форми.
Примітка 20. Докладнішу інформацію можна знайти у відповідних методиках вимірювання шуму джерел конкретного типу.
У звіті про випробування наводять опис обвідного паралелепіпеда, розміри і форму вимірювальної поверхні, вимірювальну відстань d або радіус півсфери г.
Півсферична вимірювальна поверхня
Центром півсфери має бути точка, розміщена посередині прямокутника, що є проекцією обвідного паралелепіпеда на відбивальну площину; на рисунку 1 це точка Q. Радіус г півсферичної вимірювальної поверхні повинен дорівнювати або бути більшим за 2d0 джерела і в будь-якому разі не бути меншим за 1 м.
Радіус півсфери в метрах має дорівнювати одному з наступних значень: 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 або 16. Якщо у окремих випадках значення радіуса може бути настільки великим, що не відповідатиме вимогам додатка А до середовища вимірювання, такими великими значеннями радіуса користуватись не можна.
' 7.2.1 Площа півсферичної вимірювальної поверхні і точки розміщення мікрофона на ній
Якщо звуковідбивальна площина одна, точки розміщення мікрофона розташовують на уявній півсферичній поверхні з площею S = 2ТТГ2, що обгинає джерело і обмежена звуковідбивальною площиною.
Якщо випробовувальне джерело установлюють біля стіни, S = яг2; якщо воно стоїть у кутку, S = О.блг2.
На рисунках В.1 і В.2 показано точки розміщення мікрофона на півсферичній поверхні. На рисунку В.1 показано чотири позиції мікрофона, яким відповідають однакові за площею частини поверхні півсфери з радіусом г.
Якщо джерело шуму розміщують біля більш ніж однієї звуковідбивальної площини, для визначання відповідної вимірювальної поверхні і точок розміщення мікрофона треба користуватися рисунком додатка В.
У окремих випадках, наприклад, під час випробовування будівельного обладнання чи інших машин, створюваний ними шум треба вимірювати одночасно з їх переміщуванням, кількість точок розміщення мікрофонів і їх взаємне розташування можуть бути змінені. Однак, це доцільно лише
тоді, коли за результатами попередніх досліджень установлено, що рівень звукової потужності дорівнює або принаймні на 1 дБ перевищує значення, отримане під час вимірювання із сіткою мікрофонів, передбаченою цим стандартом.
а) Обвідний паралелепіпед у разі наявності однієї звуковідбивальної площини
^О = 7(/1/2)2+(/2/2)2+/23
b) Обвідний паралелепіпед у разі наявності двох звуковідбивальних площин
</0 - /2) + /22 + /з
с) Обвідний паралелепіпед у разі наявності трьох звуковідбивальних площин
d0 =V/2+ /2 + /3
Рисунок 1 — Приклади, що ілюструють обвідний паралелепіпед і характеристичний розмір джерела шуму, d0 з урахуванням їх положення в системі координат Q
7.2.2 Додаткові точки розміщення мікрофонів на півсферичній вимірювальній поверхні
Потреба в додаткових точках розміщення мікрофонів на півсферичній вимірювальній поверхні виникає, якщо:
числове значення в децибелах амплітуди значень рівня звукового тиску, тобто різниця в децибелах між максимальним і мінімальним значеннями, визначеними у передбачуваних точках розміщення мікрофонів, удвічі перевищує кількість цих точок, або
джерело створює шум значної спрямованості; або
шум випромінює тільки невелика частина великогабаритного джерела (наприклад, отвори в оболонці машини).
Для отримання додаткової сітки мікрофонів чотириточкову мікрофонну сітку, показану на рисунку В.1, умовно обертають навколо осі z на 180° (див. таблицю В.1 і рисунок В.2). Необхідно, щоб верхня точка нової сітки на осі z збігалася з верхньою точкою вихідної сітки. У цьому разі кількість точок розміщення мікрофона збільшиться з 4 до 7.
У випадках Ь) і с) необхідно провести додаткові вимірювання у точках вимірювальної поверхні, розташованих зі сторони інтенсивного шумового випромінення (див. 7.4.1).
Вимірювальна поверхня у формі паралелепіпеда
Вимірювальна відстань d — це відстань за перпендикуляром між площинами обвідного паралелепіпеда і вимірювальної поверхні. Бажано, щоб значення d становило 1 м, мінімальне її значення — 0,15 м.
Значення d вибирають з ряду наведених значень в метрах: 0,15; 0,25; 0,5; 1; 2; 4 або 8. Вимірювальну відстань більше ніж 1 м вибирають для великогабаритних джерел. Для вибраної величини d треба дотримуватись умов середовища вимірювання, наведених у додатку А.
Площа вимірювальної поверхні і точки розміщення мікрофона на ній
Точки розміщення мікрофона розташовують на уявній поверхні площею S, що обгинає джерело, сторони якої паралельні сторонам обвідного паралелепіпеда і віддалені від нього на вимірювальну відстань d. На рисунках С.1 і С.8 показано точки розміщення мікрофонів на вимірювальній поверхні у формі паралелепіпеда. Площу цієї поверхні згідно з рисунками С.2—С.6 розраховують за формулою:
S = 4 (ab + Ьс + са), (3)
де а = 0,5 її + d;
b = 0,5 /2 + d;
с = /3+ d;
А, 4 і /з— довжина, ширина і висота обвідного паралелепіпеда, відповідно.
Якщо кількість відбивальних площин більше однієї, для визначання вимірювальної поверхні треба користуватись рисунками С.7 і С.8.
Формули для розраховування площі S вимірювальної поверхні у цьому випадку наведено на відповідних рисунках. Мікрофони треба розміщувати відповідно до рисунків С.1—С.8.
Додаткові точки розміщення мікрофона на вимірювальній поверхні у формі паралелепіпеда
Вимірювання рівня звукового тиску необхідно проводити в додаткових точках розміщення мікрофона у тих випадках, коли:
числове значення в децибелах амплітуди значень рівня звукового тиску, тобто різниця в децибелах між максимальним і мінімальним значеннями, виміряними в основних точках розміщення мікрофона, вдвічі перевищує кількість цих точок, або
джерело створює шум значної спрямованості, або
шум випромінює невелика частина великогабаритного джерела шуму, наприклад, отвори у його оболонці.
Кількість точок розміщення мікрофона на вимірювальній поверхні збільшують, як показано на рисунку С.1, збільшенням кількості прямокутних ділянок однакового розміру, що відповідають точкам розміщення мікрофонів.
За умов Ь) і с) додаткові точки розміщення мікрофона розташовують в місцях інтенсивного випромінення шуму.
Додаткові способи визначання точок розміщення мікрофона
Додаткові точки розміщення мікрофона на вимірювальній поверхні
Якщо відповідно до 7.2.2 або 7.3.2 необхідні додаткові точки розміщення мікрофона, треба провести докладне аналізування рівнів звукового тиску на вимірювальній поверхні для визначання максимального і мінімального значень рівня звукового тиску у діапазоні частот, який нас цікавить. Додаткові точки розміщення мікрофона необов’язково мають бути розташовані на вимірювальній поверхні на однаковій відстані одна від одної. У цьому випадку для визначання рівня звукової потужності Lw треба користуватись методикою розраховування, наведеною в ISO 3745, 8.1.2 (для площ різного розміру).
Зменшення кількості точок розміщення мікрофона
Якщо попередні дослідження групи однотипних машин показали, що виміряний рівень звукового тиску за зменшеної кількості точок розміщення мікрофона відрізняється не більше ніж на 1 дБ від значень, отриманих за повного комплекту цих точок, їх кількість може бути скорочено (див. 7.2 і 7.3). Така ситуація можлива, наприклад, у разі симетричного характеру випромінювання.
Примітка 21. Кількість верхніх точок розміщення мікрофона можна скоротити з міркувань безпеки, якщо це зумовлено відповідною методикою випробовування.
Вимірювання
Умови середовища вимірювання
На роботу мікрофона можуть негативно впливати умови середовища вимірювання, а саме: сильні магнітні і електричні поля, вітер, поштовхи, зумовлені, наприклад, випусканням повітря з обладнання, що його випробовують, високі або низькі температури тощо. Уникнути зазначеного негативного впливу середовища вимірювання можна шляхом належного вибору мікрофона і його положення. Необхідно дотримуватись рекомендацій виробника вимірювальних приладів щодо негативного впливу навколишнього середовища.
Вимірювальні прилади
Крім вимог, викладених у розділі 5, необхідно дотримуватись вимог, наведених нижче.
Мікрофон потрібно зорієнтувати так, щоб кут падіння звукової хвилі дорівнював куту падіння під час калібрування мікрофона.
Усереднений за часом рівень звукового тиску (див. 3.2.1) вимірюють інтегрувальним шумоміром, що відповідає вимогам ІЕС 60804. Якщо коливання рівня звукового тиску, виміряні за характеристики зважування за часом с, не перевищують ± 1дБ, можна користуватись шумоміром, який відповідає вимогам ІЕС 60651.
В останньому випадку усереднений за часом рівень звукового тиску можна виразити як середньоарифметичне значення максимального і мінімального рівнів, отриманих під час вимірювання.
Методика
Вимірюють A-зважений рівень звукового тиску протягом типової тривалості роботи джерела шуму у всіх точках розміщення мікрофона.
Визначають:
A-зважені рівні звукового тиску £.рА протягом періоду роботи джерела, що його випробовують;
A-зважені рівні звукового тиску і.’рА фонових шумів.
Тривалість вимірювання має бути не менше ніж ЗО с, якщо у методиці вимірювання шуму для цього виду обладнання не передбачено інше.
Для вимірювання окремого разового значення рівня звуку визначають миттєвий рівень звукового тиску одиничного звуку tp.ic (див. 3.2.2).
Якщо шум змінюється за часом, потрібно визначити необхідну тривалість вимірювання, яка, переважно, залежить від мети вимірювання. Якщо машина за різних режимів роботи створює шуми з різним рівнем звукового тиску, треба належним чином вибрати тривалість вимірювання для кожного режиму роботи і відобразити це у звіті про випробування.
РОЗРАХОВУВАННЯ А-ЗВАЖЕНОГО РІВНЯ ЗВУКОВОГО ТИСКУ НА ВИМІРЮВАЛЬНІЙ ПОВЕРХНІ І А-ЗВАЖЕНОГО РІВНЯ ЗВУКОВОЇ ПОТУЖНОСТІ
Розраховування усередненого A-зваженого рівня звукового тиску на вимірювальній поверхні
Розраховування усереднених A-зважених рівнів звукового тиску на вимірювальній поверхні ЕрА за виміряними значеннями A-зважених рівнів звукового тиску Lpfid та усереднених А-зважених рівнів фонових шумів Е"А за виміряними значеннями A-зважених рівнів фонового шуму СрАІ виконують за такими формулами:
^А=ЮІд -£юои- , дБ, (4)
V'/ /=1 7
( 1 N ■■ А
^А-ЮІд -£Ю0^ , дБ, (5)
/=1 7
де ГрА — усереднений для всієї вимірювальної поверхні A-зважений рівень звукового тиску під час роботи джерела шуму, дБ;
£"А — усереднений для всієї вимірювальної поверхні A-зважений рівень звукового тиску фонового шуму, дБ;
LpA, — A-зважений рівень звукового тиску, виміряний у /-тій точці розміщення мікрофона, дБ;
ї-рА/ — A-зважений рівень звукового тиску фонового шуму, виміряний у /-тій точці розміщення мікрофона, дБ;
N — кількість точок розміщення мікрофона.
Примітка 22. Методика усереднювання, покладена в основу формул (4) і (5), передбачає рівномірне розташовання точок розміщення мікрофона на вимірювальній поверхні.
Поправка на фоновий шум
Розраховування поправки на фоновий шум /С1А виконують за A-зваженими значеннями за такою формулою:
K1A=-1Olg(l-1(To'1ALA), дБ, (6)
де Д/-А — ^-рА~ LpA.
Якщо Д/-А> 10 дБ, результати вимірювання за методикою цього стандарту коригування не потребують.
Якщо Д/-А> 3 дБ, вимірювання відповідає вимогам цього стандарту (див. таблицю 0.1).
Якщо величина Ы_А знаходиться в межах від 3 дБ до 10 дБ, необхідно ввести поправку, визначену за формулою (6).
Якщо ДІ.А< 3 дБ, точність результатів вимірювання буде знижена. Максимальне значення поправки до таких результатів становить 3 дБ. Проте результат вимірювання можна відобразити у звіті про випробування і стати в нагоді під час визначання верхнього граничного значення рівня звукової потужності джерела шуму. Якщо такі дані наводять у звіті, у його тексті, таблицях і на графіках, треба зазначити, що вимоги цього стандарту до рівня фонових шумів не виконано.
Поправка на середовище вимірювання
Поправку К2А визначають за однією з методик, викладених у додатку А.