---

C.3. Ограничения

Исследования показали, что поправки на концевое отражение становятся плохо прогнозируемыми по мере уменьшения диаметра воздуховода, частоты &звука& и размера отверстия диафрагмы. Значения концевой поправки, определенной по рисунку C.1, имеют приемлемую неопределенность, если испытания проводят при следующих ограничениях:

a) частота - не ниже октавной полосы 63 Гц;

b) диаметр воздуховода - не менее 0,3 м;

c) отношение площади воздуховода к площади отверстия диафрагмы (см. параметр на рисунке C.1) - не более 5.

Если эти ограничения не соблюдаются, то следует рассматривать возможность применения другого метода испытаний.

C.4. Пример определения поправки на концевое отражение

Имеется открытый (не диафрагмированный) круглый воздуховод на входе диаметром d = 1,016 м. Требуется определить поправку на концевое отражение для входа при неплоском окончании воздуховода в камере при температуре 20 °C.

Для первой октавной полосы значения параметров указаны в таблице C.1.

Таблица C.1

Поправка на концевое отражение для октавной полосы

┌──────────────────────────────────────┬─────────────────────────┐

│ Наименование параметра │ Значение │

├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────┤

│Скорость звука c (сухой воздух 20 °C),│ 343 │

│м/с │ │

├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────┤

│Среднегеометрическая частота f, Гц │ 63 │

├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────┤

│Длина звуковой волны лямбда = c/f, м │ 343/63 = 5,44 │

├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────┤

│ -1 │ │

│Волновое число k = 2пи/лямбда, м │ 2/5,44 = 1,15 │

├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────┤

│Значение параметра 0,5 kd │0,5 x 1,15 x 1,016 = 0,58│

│(см. рисунок C.1) │ │

├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────┤

│Поправка E (см. рисунок C.1), дБ │ 6,1 │

│ i │ │

└──────────────────────────────────────┴─────────────────────────┘

Значения для других октавных полос определяют аналогично. Результаты представлены в таблице C.2.

Таблица C.2

Поправки на концевое отражение

для октавных полос от 63 до 8000 Гц

┌───────────────────────┬────────────────────────────────────────┐

│Наименование параметра │ Среднегеометрическая частота октавной │

│ │ полосы, Гц │

│ ├────┬───┬────┬───┬─────┬─────┬─────┬────┤

│ │ 63 │125│250 │500│1000 │2000 │4000 │8000│

├───────────────────────┼────┼───┼────┼───┼─────┼─────┼─────┼────┤

│Параметр 0,5 kd │0,59│1,2│2,3 │4,7│ 9,3 │ 19 │ 37 │ 74 │

├───────────────────────┼────┼───┼────┼───┼─────┼─────┼─────┼────┤

│Поправка E , дБ │6,1 │2,5│0,77│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ i │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────────┴────┴───┴────┴───┴─────┴─────┴─────┴────┤

│ Примечание. Указанные значения действительны только для│

│данного примера. │

└────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Приложение D

(рекомендуемое)

КОНЦЕВОЕ ПОГЛОЩАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО УПРОЩЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ

Согласно 8.1 необходимо иметь концевое поглощающее устройство на каждом воздуховоде, даже на тех, где измерения шума не проводят. В таблице 4 установлены максимально допустимые значения коэффициента отражения звукового давления для концевых поглощающих устройств измерительного воздуховода и оконечного воздуховода.

Чтобы полностью соответствовать требованиям к максимально допустимому коэффициенту отражения звукового давления, окончание измерительного воздуховода должно иметь концевое поглощающее устройство. Руководство по проектированию таких устройств приведено в &ГОСТ 31352 (приложение E)&. Для оконечных воздуховодов требования менее жесткие. Испытания показывают, что следующие конфигурации окончаний воздуховодов в зависимости от их диаметра d могут полностью обеспечить соответствия требованиям к коэффициенту отражения звукового давления по таблице 4:

d >= 1600 мм - для воздуховода с открытым концом;

800 <= d < 1600 мм - для цилиндрического канального глушителя длиной 2d (см. рисунок D.1);

400 <= d < 800 мм - для двойного цилиндрического канального глушителя длиной 2d (см. рисунок D.2);

d < 400 мм - для концевого поглощающего устройства по &ГОСТ 31352 (приложение E)&.

Рисунок D.1. Канальный глушитель (разрез)

Рисунок D.2. Двойной канальный глушитель

Приложение E

(обязательное)

АНАЛИЗ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

E.1. Общие положения

Анализ неопределенности измерений методами настоящего стандарта позволяет определить влияние некоторых факторов на результаты измерений и приблизительно оценить их точность.

E.2. Определения

&Определения, относящиеся к неопределенности измерений, приведены в [5].&

Определяемое значение какой-либо величины W рассчитывают по формуле

,

где m - измеренное значение;

w - доверительный интервал при уровне доверия P, %.

E.3. Основные составляющие неопределенности

Неопределенность измерений уровней звуковой мощности в соответствии с настоящим стандартом обусловлена характеристиками испытательного помещения (см. E.4), точностью вывода вентилятора на рабочую точку его аэродинамической характеристики (см. E.5), инструментальной ошибкой (см. E.6) и образцовым источником шума (см. E.7). Неопределенность, связанная с поправками на концевое отражение, зависит от точности оценки потерь на дросселирующем устройстве (см. E.8), а также от вида частотного анализа: октавного или третьоктавного (см. E.9).

E.4. Характеристика испытательного помещения

Реверберационное испытательное помещение пригодно для определения звуковой мощности источника постоянного шума.

При работе источника шума в реверберационном помещении звуковые волны отражаются от стен и распространяются по всем направлениям. В помещении прямоугольной формы могут возникать собственные звуковые колебания в виде устойчивых волновых структур - нормальных мод. Чем больше число нормальных мод, тем лучше рассеяние звука в камере. В любой полосе измерений должно быть достаточно много мод, чтобы имелась возможность измерить среднее звуковое давление, перемещая микрофон по траектории. Число нормальных мод в пространстве заданной конфигурации возрастает с частотой. Следовательно, точность измерений достигается при измерениях на высоких частотах. Если число мод невелико, то измеряют шум во многих местах и усредняют результат. Два основных источника ошибок могут отрицательно повлиять на измерения в реверберационном помещении:

a) измерения в ограниченном числе точек звукового поля;

b) изменение звуковой мощности при изменении местоположения источника шума.

Многие источники излучают не сплошной широкополосный шум, но включают существенные дискретные составляющие, называемые обыкновенно чистыми тонами. Некоторые вентиляторы генерируют чистый тон на лопаточной частоте, а иногда на ее гармониках.

В реверберационном помещении чистые тоны способствуют возбуждению определенных мод, которые могут преобладать над остальными. Это может заметно увеличить неоднородность звукового поля из-за уменьшения рассеяния звука. Следовательно, точность результата снизится из-за снижения точности усреднения звукового давления.

E.4.1. Измерения широкополосного шума в реверберационном помещении

Широкополосный шум относительно равномерно распределен по частотам, и в нем отсутствуют заметные дискретные составляющие или узкополосный шум. Измерения широкополосного шума можно проводить в помещении (камере), проверенном по &ГОСТ 31353.2 (приложение A)&.

E.4.2. Измерение чистого тона в реверберационной камере

Если в спектре шума имеются чистые тоны, то пространственная вариация уровня звукового давления обычно проявляется в чередовании максимального и минимального значений в среднем по пространству приблизительно на расстоянии 0,5 , где - длина звуковой волны соответствующей частоты. Наличие существенных чистых тонов часто определяют на слух. Если тон прослушивается или обнаруживается узкополосным анализом, то рекомендуется применить проверку в соответствии с &ГОСТ 31353.2 (приложение B)&.

Если камера не проверена на пригодность измерений чистых тонов, то неопределенность измерений в полосах, содержащих лопаточные частоты и их гармоники, может быть более высокой, чем в признанной пригодной камере. Типичное значение неопределенности может быть +/- 8 дБ.

Чистые тоны могут существовать в спектре, но не прослушиваться. Заключение об их отсутствии может быть принято только после проведения испытаний по E.4.3.

E.4.3. Испытания для определения наличия чистых тонов

Можно провести следующее испытание для оценки (пространственного) стандартного отклонения уровней звукового давления вентилятора при испытаниях в реверберационной камере.

В фиксированных точках устанавливают шесть микрофонов (или один микрофон последовательно переносят в каждое из шести положений) на расстоянии по меньшей мере /2, где - длина звуковой волны среднегеометрической частоты низшей полосы частот, и обеспечивают соблюдение всех требований к положению микрофонов по &ГОСТ 31353.2 (приложение A)&. Источник шума располагают в одном положении в камере согласно &ГОСТ 31353.2 (приложение A)&.

Усредненный по времени уровень звукового давления в каждом положении микрофона определяют в соответствии с Приложением A.

Для каждой третьоктавной полосы стандартное отклонение s рассчитывают по формуле

,

где - уровень звукового давления, корректированный на фоновый шум в соответствии с &ГОСТ 31353.2 (подраздел 10.1)& для j-го положения микрофона, дБ;

- среднеарифметическое значение по всем микрофонам, дБ;

- число положений микрофона ( = 6).

Значение s зависит от свойств звукового поля в камере &(см. таблицу E.1)&. На эти свойства влияют как характеристики камеры, так и источника шума (т.е. направленность и спектр излучения). Теоретически, если стандартное отклонение равно 5,57 дБ, то это означает, что имеется чистый тон низкой частоты.

Таблица E.1

Критерии наличия чистых тонов

или узкополосного шума, основанные на величине

пространственной вариации звукового поля

E.5. Рабочая точка &на аэродинамической характеристике& вентилятора

При каждом определении уровня звуковой мощности измерения выполняют в одной и той же рабочей точке &на аэродинамической характеристике& вентилятора. Неточность вывода на рабочую точку определяющим образом влияет на неопределенность измерений. Чувствительность уровня шума к изменению рабочей точки зависит от &формы аэродинамической& характеристики, и это может диктовать необходимую точность определения рабочей точки. Вентиляторы с большим изменением уровня звуковой мощности при изменении расхода на заданной частоте вращения требуют большей точности выведения на рабочую точку, чем вентиляторы с малым изменением уровня звуковой мощности при том же изменении расхода.

E.6. Инструментальная ошибка

Частотная характеристика измерительной системы должна быть плоской в диапазоне частот измерений и должна иметь допуски, указанные в таблице E.2.

Таблица E.2

Допуски частотной характеристики измерительной системы

E.7. Образцовый источник шума

Уровень звуковой мощности образцового источника шума должен быть определен в октавных и третьоктавных полосах и иметь допуски, указанные в таблице E.3.

Таблица E.3

Калибровка образцового источника шума

E.8. Поправки на концевое отражение

Графики на рисунке C.1 получены на основе анализа результатов исследований [6]. Такие же исследования проведены по предельным размерам воздуховодов и диафрагмы.

В таблице E.4 указана неопределенность &определения& поправки на концевое отражение E для различных значений параметра 0,5 kd и . Эта таблица составлена по результатам экспериментальных исследований [6] и существующей теории. Полагают, что поправки на концевое отражение недостаточно изучены. Испытательная установка должна как можно точнее моделировать установленные компоновки вентилятора, чтобы уменьшить (если не исключить полностью) необходимость применения поправки на концевое отражение.