ISO 10534-1-1996 Acoustics - Determination of sound absorption coefficient and impedance in impedance tubes - Part 1 Method using standing wave ratio《声学 阻抗管中吸声系.pdf

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1、NORME INTERNATIONALE ISO 10534-I Premire dition 1996-12-15 Acoustique - Dtermination du facteur dabsorption acoustique et de limpdance acoustique laide du tube dimpdance - Partie 1: Mthode du taux dondes stationnaires Acoustics - Determination of sound absorption coefficient and impedance in impedan

2、ce tubes - Part 7: Method using standing wave ratio Numro de rfrence ISO 10534-1:1996(F) IO 10534-1:1996(F) Sommaire 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 il Domaine dapplication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rfrences

3、 normatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dfinitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . Principe Principes fondamentaux Appareillage dessai . Essais et mesures prliminaires Montage de lprouvette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mthodes dessai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transforme du facteur de rflexion et de limpdance . Rapport dessai Annexes A Mesures prliminaires . B Contrle de lappareillage dessai C Terminaison par dcompression de lprouvette . . . . . . . . .

6、. . . . . . . . . . . . . . . D Dtermination du facteur dabsorption acoustique diffus a, des absorbants du type 4 raction locale) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Page 1 1 2 3 3 5 9 9 11 12 12 14 17 20 21 0 ISO 1996 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffre

7、nte, aucune partie de cette publi- cation ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun pro- cd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. Organisation internationale de normalisation Case postale 56 l CH-1 211 G

8、enve 20 l Suisse Imprim en Suisse II ISO ISO 10534=1:1996(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de

9、 IISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen- tales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LISO colla- bore troitement avec la Commission lectrotechn

10、ique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des co- mits membres vo

11、tants. La Norme internationale ISO 10534-I a t labore par le comit techni- que ISOnC 43, Acoustique, sous-comit SC 2, Acoustique des btiments. LISO 10534 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre g- nral Acoustique - Dtermination du facteur dabsorption acoustique et de limpdance acousti

12、que laide du tube dimpdance: - Partie 1: Mthode du taux dondes stationnaires - Partie 2: Mthode utilisant deux microphones Les annexes A, B et C font partie intgrante de la prsente partie de IISO 10534. Lannexe D est donne uniquement titre dinformation. . . . III Page blanche NORME INTERNATIONALE IS

13、O ISO 10534=1:1996(F) Acoustique - Dtermination du facteur dabsorption acoustique et de limpdance acoustique laide du tube dimpdance - Partie 1: Mthode du taux dondes stationnaires 1 Domaine dapplication 1.1 La prsente partie de NS0 10534 prescrit une mthode de dtermination du facteur dabsorption ac

14、oustique, du facteur de rflexion et de limpdance en surface ou de ladmittance en surface des mat- riaux et des objets. Les valeurs sont dtermines sous incidence acoustique normale par lvaluation du champ dondes stationnaires dune onde plane dans un tube, produite par la superposition dune onde plane

15、 sinusoldale incidente et de londe plane rflchie par lobjet en essai. La prsente mthode peut tre utilise pour la d- termination du facteur dabsorption acoustique des absorbants acoustiques sous incidence acoustique normale. Elle peut, de plus, tre utilise pour dtermi- ner limpdance acoustique en sur

16、face ou Iadmit- tance en surface des matriaux acoustiques absorbants. Elle convient parfaitement aux tudes des paramtres et la conception des absorbants acous- tiques puisquelle ne demande quune petite quantit dchantillons de matriau absorbant. 1.2 Compare la mthode de mesurage de Iab- sorption acou

17、stique en salle rverbrante (voir ISO 354), la prsente mthode montre quelques diff- rences caractristiques. La mthode du tube dimpdance peut tre utilise pour la dtermination du facteur de rflexion ainsi que de limpdance ou de ladmittance. Le bruit incident est normal la surface de lobjet. La mthode e

18、n salle rverbrante dterminera (dans des conditions ida- les) le facteur dabsorption acoustique sous incidence alatoire. La mthode du tube dimpdance est fonde sur lexistence dune onde acoustique incidente plane et donne des valeurs exactes dans ces conditions (les erreurs de mesure et de montage tant

19、 exclues). Lvaluation du facteur dabsorption acoustique en salle rverbrante est base sur un certain nombre de suppositions de simplification et dapproximation rela- tives au champ acoustique et la taille de labsorbant Ainsi, on obtient parfois des facteurs dabsorption acoustique excdant la valeur 1.

20、 La mthode du tube dimpdance ncessite des chantillons de lobjet en essai dune taille quivalente laire de la section droite du tube dimpdance. La mthode du tube dimpdance requiert des objets en essai relativement importants. Elle peut galement tre applique des objets dont les structures dans le sens

21、latral et/ou normal sont bien dfinies. La me- sure de tels objets dans le tube dimpdance doit tre interprte avec prcaution (voir 9.1). Pour toute application des calculs des rsultats des- sai obtenus par la mthode du tube dimpdance (sous incidence normale) au cas des incidences acoustiques en champ

22、diffuses, se reporter Ian- nexe D. 1.3 La prsente partie de IISO 10534 donne la pr- frence aux mthodes numriques dvaluation plutt quaux mthodes graphiques, car on peut supposer que les ordinateurs pouvant effectuer ces calculs exis- tent. Dans les formules, certaines grandeurs sont complexes. Les ar

23、guments des fonctions trigonom- triques sont exprims en radians. 2 Rfrences normatives Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la rfrence qui en est faite, consti- tuent des dispositions valables pour la prsente partie de IISO 10534. Au moment de la publication, les di- t

24、ions indiques taient en vigueur. Toute norme est sujette rvision et les parties prenantes des accords 1 ISO 10534=1:1996(F) ISO . 3.9 impdance caractristique, ZO: Impdance de champ (dans le sens de la propagation) dune onde plane unique: fonds sur la prsente partie de IISO 10534 sont invi- tes reche

25、rcher la possibilit dappliquer les ditions les plus rcentes des normes indiques ci-aprs. Les membres de la CEI et de IISO possdent le registre des Normes internationales en vigueur un moment donn. 20 = Poco o ISO 266:- 1 1, Acoustique - Frquences normales. PO est la masse volumique du milieu (air);

26、ISO 354:1985, Acoustique - Mesurage de Iabsorp- tion acous tique en salle rverbran te. cO est la vitesse du son dans ce milieu. 3.10 impdance normalise, Z: Rapport de Iimp- dance 2 limpdance caractristique Zo: 3 Dfinitions 2 = z/z, Pour les besoins de la prsente partie de IISO 10534, les dfinitions

27、suivantes sappliquent. 3.11 admittance normalise, g: Produit de Iadmit- tance G par limpdance caractristique Zo: 3.1 facteur dabsorption acoustique, a: Rapport de la puissance acoustique absorbe par la surface de lobjet en essai (sans retour) la puissance acoustique incidente, pour une onde plane in

28、cidente normale. g = ZoG 3.12 taux dondes stationnaires, S: Rapport du ni- veau de pression acoustique un maximum de pres- sion, Ipma)( I / celui relev au minimum de pression adjacent, Ipmin 1 ( si ncessaire, aprs correction, pour des valeurs variant aux minima en raison de Iattnua- tion acoustique

29、dans le tube dimpdance): 3.2 facteur de rflexion de pression acoustique sous incidence normale, r: Rapport complexe de lamplitude de la pression acoustique de londe rfl- chie celle de londe incidente dans le plan de rf- rence, pour une onde plane incidente normale. S= IPjJhminI 3.3 plan de rfrence:

30、Section droite du tube dim- pdance pour laquelle le facteur de rflexion r, Iimp- dance 2 ou ladmittance G sont dtermins et qui est normalement la surface des objets plats en essai. II est suppos tre x = 0. 3.13 taux dondes stationnaires avec attnuation, s,: Rapport du taux dondes stationnaires du ni

31、me maximum celui du nime minimum. 3.14 nombre donde de champ libre, ko: 3.4 impdance de champ, Z(X): Rapport de la pres- sion acoustique p(x) la vitesse des particules V(X) (dirige vers lintrieur de lobjet en essai) en un point x du champ acoustique. Nombre dfini par k. = dco = 27cyYco o 3.5 impdanc

32、e dans le plan de rfrence, Zr: Rap- port de la pression acoustique p la vitesse des parti- cules acoustiques v dans le plan de rfrence: 0 est la pulsation; f est la frquence; 2, = p/v cO est la vitesse du son. 3.6 impdance de surface, 2: Rapport complexe de la pression acoustique p(O) la composante

33、normale de la vitesse v(O) du son dans le plan de rfrence. En gnral le nombre donde est complexe, aussi k0 = k, - jk,“ o 3.7 admittance de surface, G: Rapport complexe de la composante normale de la vitesse v(0) du son la pression acoustiquep(0) dans le plan de rfrence. k, est la composante relle (k

34、o = h/ k,” est la composante imaginaire, qui est la constante daffaiblissement linique, en n- pers par mtre. 3.8 admittance de surface, G,: Composante ladmittance norm ale la surface de lobjet en essai. de 1) publier. (Rvision de NS0 266:1975) 2 ISO 3.15 phase du facteur de rflexion, : Rsultat de la

35、 reprsentation du facteur de rflexion complexe par son module et son angle de C r= rp + Jr” = lri - ej = Ir Irl = TT 0 = arctanc rf y = I I r COSCD ff r = r sin I I Gphasage: (Cos -b jsin ) 3.16 domaine utile en frquence, f: Intervalle dans lequel les mesures peuvent tre effectues selon une impdance

36、 de tube donne: Ji f f” ofi etf, infrieure sont, et su respectivem prieure. ent, les frquences limites 3.17 section dessai: Section du tube dimpdance qui ne comporte pas de modes suprieurs et dans laquelle les ondes stationnaires peuvent tre explo- res. 3.18 section dinstallation: Section du tube di

37、m- pdance dans laquelle lobjet en essai est install. 4 Principe Lobjet en essai est mont sur lune des extrmits dun tube dimpdance rectiligne, rigide, lisse et NOTE - Le premie tels quin diqu . ISO 10534-1:1996(F) tanche (voir figure 1). Londe acoustique sinusodale incidente pi est produite par un ha

38、ut-parleur plac lautre extrmit du tube. La superposition p = pi + pr de londe incidente pi et de londe rflchie par lobjet en essai, pr, produit un systme dondes stationnaires dans le tube. Lvaluation sappuie sur les grandeurs mesures (selon une chelle linaire ou logarithmique) des niveaux de pressio

39、n acoustique Ip(xmi”) 1 des minimums de pression (un ou plusieurs), et Ip(xm,) ( des maximums de pression. Ces donnes sont suf- fisantes pour dterminer le facteur dabsorption acoustique. En outre, la distance xmi” 1 du premier minimum de pression acoustique par rapport au plan de rfrence situ x = 0

40、(qui est gnralement le plan contenant la surface de lobjet en essai) et la lon- gueur donde ;lo doivent tre dtermines pour le fac- teur de rflexion r et limpdance 2 ou ladmittance G = IIZ. 5 Principes fondamentaux 5.1 Conditions gnrales La mthode de la prsente partie de IISO 10534 re- pose principal

41、ement sur le fait que seules existent les ondes incidentes et rflchies planes se propageant paralllement laxe du tube dans la section dessai de celui-ci (cest-dire la section dans laquelle le sys- tme dondes stationnaires est explor). La production des autres formes dondes (modes suprieurs) doit tre

42、 vite (voir annexe B). II est de plus suppos que les ondes acoustiques se propagent dans le tube sans attnuation. Des corrections peuvent tre appliques pour des attnuations rsiduelles causes par le frot- tement et les pertes thermiques sur les parois du tube. Des mthodes permettant de dterminer ces

43、corrections sont donnes en annexe A. r maximum de pression mesurer doit tre choisi normalement entre les deux premiers minimums Figure 1 - Systme dondes stationnaires dans le tube de mesure ISO 10534-1:1996(F) ISO o 1 . . . 1 indique le module dune grandeur complexe. 5.2 Formules Les quations (7) (9

44、) expriment les corrlations entre les grandeurs dtermines selon cette norme. Si le plan de rfrence concide avec la surface dun objet en essai plat, ces grandeurs sont, respectivement, limpdance en surface, le facteur de rflexion (sous incidence acoustique normale) et le facteur dabsorp- tion (sous i

45、ncidence acoustique normale) de lobjet en essai. Si le plan de rfrence est devant lobjet en es- sai (X 0), le facteur dabsorption demeure inchang. Le facteur de rflexion Y et limpdance Z deviennent des grandeurs portant la mention (transformes pour une distance de., cest-dire la distance entre le pl

46、an de rfrence et la surface de lobjet. Ce concept est souvent utilis pour des objets dessai structurs (voir 9.1 et article 10). NOTE 1 La constante de temps ejwt est omise dans les formules suivantes. Londe acoustique incidente pi est suppose plane, harmonique de frquence f et de pulsation o = 31 sa

47、ns attnuation (pour la correction relative Iatt- nuation, voir lannexe A) et se propageant le long de laxe du tube dimpdance (dans le sens des x nga- tifs): pi(X) = poejkox . . . (1) k0 0 %f =- =- . . . co co (2) o lamplitude p. est arbitraire. 5.4 Onde stationnaire Londe rflchie par lobjet en essai ayant un facteur de rflexion r scrit donc: Un maximum de pression dune onde stationnaire est situ en un point o pi et pr sont en phase, soit: P,(x) = r Po *e - jkox . . IPmaxI = IPol*(l+ Id) . . . (10) Les vitesses des particules des ondes (mesures po- sitivem