---

7.3.1 Прямой метод

При испытаниях прямым методом импульсный отклик может быть создан при помощи импульсного источника звука, например, пистолетного выстрела, взрыва баллона, искрового разряда или любого другого источника, который создает импульс с достаточно широкой частотной полосой и достаточной энергией, отвечающий требованиям, изложенным в 7.2.1.

Примечание - Для воспроизведения широкополосных импульсных сигналов с достаточной энергией рекомендуется использовать громкоговорители. В отдельных полосах частот могут создаваться узкополосные импульсы.

Допускается в отдельных случаях использовать в качестве импульсных сигналов третьоктавные полосы частот шума.

7.3.2 Косвенный метод

Сущность метода заключается в использовании звуковых сигналов, воспроизводящих импульсный отклик после специальной обработки сигнала (накопление звуковой энергии), поступающего к микрофону, для обеспечения высокого отношения полезного сигнала к шуму. Допускается использовать воющий тон или псевдослучайный шум (например, последовательный ряд импульсов максимальной длины), если выполняются требования к спектральным характеристикам источника звука. При увеличении отношения полезного сигнала к шуму динамические требования, предъявляемые к источнику звука, могут быть ниже указанных в 7.3.1. Если применяется синхронизированное усреднение времени (например, для того, чтобы увеличить отношение полезного сигнала к шуму), необходимо проверить, что импульсный отклик остается неизменным в течение всего процесса измерения. Сигналы могут создаваться устройствами, включающими в себя внешние программные средства, или устройствами, являющимися частью измерительного устройства.

Ширина полосы сигнала должна превышать одну треть октавы. Спектр сигнала должен быть достаточно плоским в пределах фактической третьоктавной полосы, в которой проводят измерения. Альтернативой широкополосному спектру шума может быть розовый спектр, охватывающий диапазон третьоктавных полос со среднегеометрическими частотами от 100 Гц до 5000 кГц, при этом время реверберации измеряют одновременно в различных третьоктавных полосах. Калибровочный сигнал должен быть таким, чтобы полученная кривая спада для соответствующей частотной полосы отвечала требованиям, предъявляемым к уровням звукового давления (см. 7.2.1).

7.3.3 Регистрирующая система

Регистрирующая система должна состоять из микрофонов и усилителей в соответствии с требованиями, изложенными в 7.1.2 и 7.2.3, а также иметь дополнительное устройство, которое может преобразовывать зарегистрированный сигнал в цифровую форму и выполнять обработку данных, включая интегрирование импульсного отклика и оценку кривой спада. В случае, приведенном в 7.3.2, регистрирующая система может также включать в себя необходимое аппаратное и программное обеспечение для обработки импульсного отклика на основе зарегистрированного сигнала, а также создавать калибровочный сигнал.

Импульсный отклик должен быть отфильтрован в третьоктавных полосах. Фильтрование можно проводить до или после преобразования импульсного отклика в цифровую форму, но в любом случае до интегрирования. Для фильтрования допускается использовать аналоговые или цифровые фильтры. Фильтры должны соответствовать ГОСТ 17168.

7.3.4 Интегрирование импульсного отклика

Импульсный отклик, прошедший через фильтр, должен быть интегрирован в обратном направлении. Основной является следующая процедура.

Для каждой частотной полосы создают кривую спада путем интегрирования в обратном направлении импульсного отклика, возведенного в квадрат. При отсутствии фонового шума интегрирование начинают с конца импульсного отклика (t → ∞), возведенного в квадрат, и продолжают до его начала. Спад звукового давления в зависимости от времени определяют по формуле

где

E(t) - импульсный отклик, возведенный в квадрат и интегрированный в обратном направлении;

р(τ) - звуковое давление импульсного отклика.

Для сведения к минимуму воздействие фонового шума на последнюю часть импульсного отклика применяют следующую процедуру.

Если уровень фонового шума известен, определяют начальную точку интегрирования t₁ как точку пересечения горизонтальной линии с фоновым шумом и линии наклона кривой спада с представительной частью кривой спада импульсного отклика, возведенного в квадрат. Интегрирование продолжают в обратном направлении до начала импульсного отклика и определяют кривую спада E(t) по формуле

где

t < t₁;

С - возможная поправка импульсного отклика, возведенного в квадрат и интегрированного от t₁ до бесконечности.

Результат определения кривой спада может быть более точным, если значение С вычисляют с допущением об экспоненциальном затухании энергии с той же скоростью, что и полученная с помощью импульсного отклика, возведенного в квадрат, в интервале времени между t₀ и t₁ где t₀ - время, соответствующее уровню звукового давления 10 дБ, превышающего уровень звукового давления в период времени t₁.

Если С принимают равным нулю, то конечная - начальная точки интегрирования создают систематическую погрешность измерения времени реверберации. При максимально допустимой погрешности измерения времени реверберации, равной 5 %, интегрирование импульсного отклика в обратном направлении должно начинаться от уровня не ниже 15 дБ от максимального сигнала с сохранением динамического диапазона импульсного отклика, необходимого для определения времени реверберации Т.

7.4 Оценка времени реверберации на основе кривых спада

7.4.1 Диапазон оценки

Оценку кривой спада для каждой частотной полосы, указанной в разделе 5, следует начинать на 5 дБ ниже начального уровня звукового давления. Диапазон оценки должен быть не менее 20 дБ. Нижняя часть диапазона оценки должна быть не менее чем на 10 дБ выше общего фонового шума, создаваемого измерительной системой.

7.4.2 Метод оценки

Оценка времени реверберации на основе кривых спада уровня звукового давления может быть проведена с использованием регистрирующей системы с управлением ЭВМ (является наиболее предпочтительной).

Кривую спада уровня звукового давления, полученную при помощи самописца (регистратора уровней), аппроксимируют прямой, вручную подгоняемой как можно ближе к кривой спада.

Для более точного определения кривой спада, по которой проводят расчет времени реверберации, используют процедуру усреднения результатов нескольких измерений при различных положениях микрофона или громкоговорителя в каждой третьоктавной полосе частот.

Допускается использовать другие алгоритмы, обеспечивающие аналогичные результаты.

8 Обработка результатов

8.1 Методика расчета

8.1.1 Расчет времени реверберации Т₁и Т₂

Время реверберации в камере для каждой частотной полосы определяют как среднеарифметическое значение всех результатов измерений времени реверберации, проведенных в данной частотной полосе.

Среднеарифметические значения времени реверберации для каждой частотной полосы в камере без образца и с образцом Т₁ и Т₂ соответственно вычисляют и округляют до второй значащей цифры.

8.1.2 РасчетA₁, A₂и A_T

8.1.2.1 Эквивалентную площадь звукопоглощения А₁, м², реверберационной камеры без образца определяют по формуле

где

V - объем реверберационной камеры, м³;

c₁ - скорость распространения звука в воздухе при температуре t₁ в камере без образца, м/с;

Т₁ - время реверберации в камере без образца, с;

m₁ - постоянная затухания звуковой энергии во время измерения в камере без образца, м^-1.

Значение m может быть вычислено, используя коэффициент затухания α, приведенный в ГОСТ 31295.1, по формуле

Примечание - Для диапазона температур от 15°С до 30°С значение с, м/с, вычисляют по формуле

где t - температура воздуха, °С.

8.1.2.2 Эквивалентную площадь звукопоглощения A₂, м², реверберационной камеры с образцом вычисляют по формуле

где

V - см. 8.1.2.1;

с₂ - скорость распространения звука в воздухе при температуре t₂ в камере с образцом, м/с;

Т₂ - время реверберации в реверберационной камере после установки образца, с;

m₂ - постоянная затухания звуковой энергии во время измерения в камере с образцом, м^-1.

Значение m может быть вычислено, используя коэффициент затухания α, приведенный в ГОСТ 31295.1, по формуле

8.1.2.3 Эквивалентную площадь звукопоглощения образца А_Т, м², вычисляют по формуле

где

c₁ - скорость распространения звука в воздухе при температуре t₁;

с₂ - скорость распространения звука в воздухе при температуре t₂;

А₁, V, T₁, c₁ и m₁ - см. 8.1.2.1;

А₂, Т₂, с₂ и m₂ - см. 8.1.2.2;

m₂ - m₁ - разность постоянных затухания звуковой энергии в камере с образцом и без образца.

8.1.3 Расчет значения α_s

Коэффициент звукопоглощения α_s плоского звукопоглотителя или ряда объектов вычисляют по формуле

где

А_Т - эквивалентная площадь звукопоглощения образца, м², вычисленная в соответствии с 8.1.2.3;

S - площадь камеры, закрываемая образцом, м² (см. 3.8).

8.1.4 Расчет эквивалентной площади звукопоглощения дискретных поглотителей

Результат вычисления эквивалентной площади звукопоглощения дискретных поглотителей выражают в виде эквивалентной площади звукопоглощения отдельного объекта, определяемой делением значения А_T на число испытуемых объектов.

Для ряда объектов результат определения коэффициента звукопоглощения выражают одним числом.

8.2 Точность измерений

8.2.1 Общие положения

Точность результатов измерения коэффициента звукопоглощения оценивают показателями повторяемости (см. 8.2.2) и воспроизводимости результатов измерений (см. 8.2.3).

Повторяемость - степень разброса результатов измерений, выполненных в одной и той же лаборатории, одним и тем же оператором, с использованием одного и того же испытательного оборудования.

Воспроизводимость - степень разброса результатов измерений, выполненных в разных лабораториях, разными операторами, с использованием разного испытательного оборудования (см. 8.2.3).

8.2.2 Повторяемость результатов измерения времени реверберации

Повторяемость результатов измерения времени реверберации оценивают по относительному среднеквадратическому отклонению времени реверберации T₂₀ в диапазоне спада звукового давления от 0 до минус 20 дБ, полученных в условиях повторяемости, и определяют по формуле

где

ε₂₀(Т) - среднеквадратическое отклонение времени реверберации T₂₀;

Т - измеренное время реверберации, с;

f - среднегеометрическая частота третьоктавной полосы;

N - число оцененных кривых спада.

Пример определения среднеквадратического отклонения результата измерения T₂₀ в 12 точках при регистрации спада в каждом положении не менее трех раз приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Пример определения среднеквадратического отклонения

8.2.3 Воспроизводимость

Данные о воспроизводимости результатов измерения коэффициента звукопоглощения в настоящий стандарт не включены.

8.3 Представление результатов испытаний

В отчете об испытаниях должны быть представлены следующие результаты измерений в виде таблиц и графиков для всех частот измерений:

a) коэффициент звукопоглощения α_s - для плоских поглотителей;

b) эквивалентная площадь звукопоглощения объекта A_obj - для одиночных объектов;

с) коэффициент звукопоглощения - α_s для ряда объектов.

Значение эквивалентной площади звукопоглощения образца округляют до 0,1 м², коэффициента звукопоглощения - 0,01.

Примечание - При округлении могут быть получены результаты меньшей точности.

При графическом представлении результатов измерений точки измерений соединяют прямыми линиями; по оси х откладывают частоту в логарифмическом масштабе, по оси у - эквивалентную площадь звукопоглощения или коэффициент звукопоглощения образца в линейном масштабе. Отношение отрезка по оси у от А_T = 0 до A_T = 10 м² или от α_s = 0 до α_s = 1 к отрезку по оси х, соответствующему пяти октавам, должно быть 2:3. Для результатов измерений при А_Т ≤ 3 м² можно выбрать отрезок по оси у от А_Т = 0 до А_Т = 5 м².

Допускается использовать оценку звукопоглощения одним числом, вычисленным в соответствии с ГОСТ Р 53377. В этом случае коэффициент звукопоглощения в октавной полосе вычисляют как среднеарифметическое значение трех коэффициентов звукопоглощения, определенных в каждой из третьоктавных полос, входящих в состав октавы.