Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума на основе интенсивности звука. Измерение в дискретных точках. Технический метод

1. 15. Показатели поля от F_{ до F — см. приложение А.

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

   1. Размер источника шума

Размер источника шума не ограничен. Размеры измерительной поверхности определяют, исходя из размеров источника.

Шум должен быть стационарным во времени (см. 3.13). В случае прерывистого шума приводят результаты измерения для каждого отдельного интервала времени, в течение которого сигнал можно считать стационарным. Необходимо принять меры по предотвращению измерений при нестацио­нарной работе внешних источников (см. таблицу Б.2 приложения Б).

Таблица 1 — Погрешности определения уровней звуковой мощности

Погрешность определяется методикой измерений, а ее максимально допустимое значение ограничивается значением показателя точности А=10 дБ (см. 3.12). Эта погрешность не учитывает допуски на номинальные характеристики средств измерения, влияние изменений в установке, креплении и условиях работы источника шума.

1. 2. Среднее квадратическое отклонение результата измерений в полосах частот вне указан­ного в таблице 1 частотного диапазона и для корректированного уровня звуковой мощности определяют экспериментально.

2. АКУСТИЧЕСКИЕ ВНЕШНИЕ УСЛОВИЯ

   1. Интенсивность звука посторонних источников

      1. Интенсивность звука посторонних источников должна быть сведена к минимуму (см. приложение Б и А.2.2 приложения А). Если испытуемый источник может быть выключен, то погрешность измерений, связанная с посторонними источниками, может быть определена по приложению Г.

      2. Значение показателя F_l (см. приложение А) не должно превышать 0,6 из-за влияния непостоянства интенсивности постороннего шума (см. таблицу Б.2).

   2. Влияние ветра, газового потока, вибрации и температуры

Не следует проводить измерения, когда воздушный поток вблизи акустического зонда не удовлетворяет требованиям, указанным изготовителем зонда? При отсутствии такой информации измерения не проводят, если средняя скорость воздуха вблизи акустического зонда превышает 2 м/с.

При измерении на открытом воздухе всегда следует применять ветрозащитный экран. Акусти­ческий зонд не должен подвергаться вибрации.

В результаты измерений следует внести поправки на давление и температуру, если это необходимо.

В течение времени проведения испытаний границы испытательного пространства и положения находящихся в нем предметов должны оставаться неизменными. Посторонние предметы, находя­щиеся вблизи источника, следует удалить.

6. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

   1. Общие положения

Прибор, применяемый для измерения интенсивности звука, должен иметь действующий документ о поверке или метрологической аттестации.

Для каждой полосы частот должно быть указано значение показателя давления — остаточной интенсивности звука.

Приборы для измерения интенсивности звука подлежат государственной поверке не реже одного раза в год. Протокол измерений при поверке должен соответствовать 10.3.

Калибровку измерителя интенсивности звука до и после измерений проводят согласно мето­дике, установленной изготовителем прибора, либо по методике 6.2.1 и 6.2.2.

Каждый микрофон в акустическом зонде калибруют по уровню звукового давления при помощи калибраторов класса 0 или 1.

Помещают акустический зонд на измерительную поверхность, его ось ориентируют по нормали к последней и выбирают точку с максимальным значением интенсивности звука. Измеритель интенсивности звука пригоден для измерений, если разность значений уровней интенсивности звука при установке акустического зонда в направлении на источник звука и в противоположном направлении не превышает 1,5 дБ и интенсивности 1_п имеют разные знаки.

7. УСТАНОВКА И РЕЖИМ РАБОТЫ ИСТОЧНИКА

Условия установки и режим работы источника должны соответствовать испытательному коду для данного источника. Если испытательный код отсутствует, то источник должен работать при максимальной нагрузке в неизменных условиях нормального применения, указанных в технической документации на изделие.

8. ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЕЙ НОРМАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ЗВУКА

   1. Время усреднения

Время усреднения для приборов, использующих фильтры, в случае белого шума с гауссовым распределением, обеспечивающее погрешность измерения не более 5 % при доверительной вероят­ности 95 %, определяют по формуле

ВТ >400,

где В — ширина полосы фильтра;

Т — время усреднения.

Для приборов, синтезирующих октавные или третьокгавные полосы частот на основе узкопо­лосного анализа, необходимо определить эквивалентное время усреднения.

Измерение нормальной составляющей интенсивности звука проводят на исходной измеритель­ной поверхности. Если эта поверхность оказывается непригодной, ее изменяют в соответствии с приложением Б. Измерительная поверхность должна охватывать испытуемый источник.

Примечание — Предпочтительно выбирать поверхности простых геометрических форм, представ­ленных на рисунке 1.

1 — параллелепипед; 2 — полусфера; 3 — цилиндр; 4 — полуцилиндр.

Рисунок 1 — Предпочтительные исходные измерительные поверхности

Среднее расстояние между измерительной поверхностью и поверхностью источника должно быть более 0,5 м, за исключением участков, которые излучают незначительную часть звуковой мощности, что доказывается испытанием. Выбранная поверхность может иметь непоглощающие участки (коэффициент поглощения в диффузном поле менее 0,06), такие, как бетонный пол или кирпичная стена. На этих участках не следует проводить измерения интенсивности звука, и нельзя включать такие участки в оценку звуковой мощности источника по формуле (6) (см. 3.6.2).

Для оценки стационарности звукового поля выбирают «типичную» точку измерения на исходной измерительной поверхности и вычисляют показатель F_x для всех полос частот согласно А.2.1 приложения А.

Если нестационарность звукового поля превышает значение, указанное в таблице Б.2 прило­жения Б, принимают соответствующие меры для ее уменьшения (см. таблицу Б.2).

Влияние постороннего шума следует считать незначительным, если уровни звука А, измерен­ные в пяти точках, распределенных равномерно по измерительной поверхности, уменьшатся по меньшей мере на 10 дБ при выключении испытуемого источника.

Примечание — Эго условие не следует применять, если испытуемый источник управляет источ­никами значительного постороннего шума, расположенными вне измерительной поверхности.

Проводят измерения уровней нормальной составляющей интенсивности звука и уровней звукового давления в полосах частот, в которых должны быть определены уровни звуковой мощности не менее чем в одной точке на 1 м² и не менее чем в 10 точках, по возможности равномерно распределенных на измерительной поверхности.

В случаях, когда шум посторонних источников значителен и может потребоваться более 50 точек измерения, допустимо уменьшить плотность точек до одной на 2 м² при условии, что общее число точек измерения не меньше 50. В случаях, когда посторонний шум незначителен и площадь измерительной поверхности более 50 м², распределяют 50 точек как можно более равномерно (соответственно площади сегментов) по измерительной поверхности.

Вычисляют показатели поля F₂, F₃ и F₄ для всех полос частот согласно приложению А и вводят их в формулы, приведенные в Б. 1.1 приложения Б.

Результат вычислений позволяет определить соответствие точности измерений техническому методу.

Если критерий 1 (Б.1.1) не удовлетворяется во всех полосах частот, то выполняют следующее: а) в отчете согласно 10.5 указывают, что погрешность определения уровня звуковой мощности в этих полосах частот превышает погрешность, установленную в таблице 1 для технического метода;

6. или принимают меры согласно таблице Б.2, чтобы увеличить (повысить) точность.

Если критерий 2 (Б.1.2) не удовлетворяется во всех полосах частот, принимают меры согласно 8.3.

Если проверка, приведенная в Б.1.2, показывает, что для какого-либо частотного диапазона критерий 2 не выполняется, то обеспечение гарантированной точности измерений может быть возможным за счет изменения положения точек измерения.

Указанная ниже методика позволяет уменьшить число измерений для оценки пригодности исходной измерительной поверхности.

Если критерий 1 (Б.1.1) удовлетворяется, а критерий 2 (Б.1.2) не удовлетворяется и если F₃— — F₂ < 1 дБ (в некоторых или во всех полосах частот), то возможно, что большая часть звуковой мощности источника в этих полосах проходит через измерительные сегменты, общая площадь которых меньше половины общей площади измерительной поверхности. В этом случае следует пользоваться методикой перераспределения точек измерения, приведенной в Б. 1.3. Если выполнение указанной процедуры не ведет к желаемому результату, следует принять меры согласно Б.2. Если и в этом случае установленные критерии не будут удовлетворены, регистрируют отрицательный результат испытания и указывают причины невозможности достижения требуемой точности.

9. РАСЧЕТ УРОВНЯ ЗВУКОВОЙ МОЩНОСТИ

   1. Расчет составляющей звуковой мощности для каждого сег­мента измерительной поверхности

Составляющую звуковой мощности в каждой полосе частот для каждого сегмента измеритель­ной поверхности рассчитывают по формуле

Л = (Н)

где Pj — составляющая звуковой мощности для сегмента і;

1_п— нормальная составляющая интенсивности звука на измерительной поверхности, с учетом знака, в точке /;

У, — площадь сегмента і.

Если измерено значение уровня нормальной составляющей интенсивности звука, то 1_п вычисляют по формуле

I_n= ±7_o-loV¹⁰, (12)

где /₀ - 10“¹² Вт/м²;

Lj — уровень нормальной составляющей интенсивности звука для сегмента і;

знак (+) или (—) соответствует знаку Lj

Уровень звуковой мощности источника шума в каждой полосе частот рассчитывают по формуле

^N (13)

A^ioig X р./р^

Г- 1

где Р₁— составляющая звуковой мощности через сегмент і, вычисленная по формуле (И);

Р_о= 10-¹² Вт;

N— общее число точек измерения (сегментов).

N

Если X Л имеет отрицательное значение, то метод, приведенный в настоящем стандарте, /= і

не может быть применен для данной полосы частот в данных условиях измерения, что следует отразить в отчете.

Т 1П1 VlA⁰'¹^)

l_wa= io ig ю ) >,
у=1

где L_w— уровень звуковой мощности ву-й полосе частот, дБ; вычисляется по формуле (11);

К_А — поправка, соответствующая частотной характеристике А шумомера, дБ; определя- ^} ется по ГОСТ 17187;

п — число учитываемых октавных или третьоктавных полос частот.

10. ИНФОРМАЦИЯ, ВКЛЮЧАЕМАЯ В ОТЧЕТ

В отчете должна содержаться следующая информация:

1. Описание испытуемого источника (включая его размеры и структуру поверхности).

2. Характер шума испытуемого источника (нестабильность, периодичность, тональность и т.д.). в) Режимы работы.

г) Условия работы.

1. Описание условий испытания, включая чертеж расположения источника, форму и положе­ние ближних объектов, характер опорной поверхности.

2. Описание характера шума от других источников, включая нестабильность, периодичность, тональность.

3. Температура воздуха и атмосферное давление.

4. Средняя скорость и направление ветра.

5. Описание приспособлений и методики сведения к минимуму постороннего шума.

6. Качественное описание газовых и воздушных потоков и их неустойчивости.