GB T 6882-1986 声学 噪声源声功率级的测定 消声室和半消声室精密法.pdf
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1、中华人民共和国国家标准声学噪声源声功率级的测定消声室和半消声室精密法发布实施国家标准局发布中华人民共和国国家标准声学噪声源声功率级的测定消声室和半消声室精密法国家标准局批准实施引言本标准规定了在消声室和半消声室的专用测试室中测定噪声源包括设备机器部件或零件声功率级的精密法在附录中规定了对测试室的要求和鉴定程序还给出了测试室的设计原则本标准规定的方法还可测得噪声源的指向特性本标准规定的方法得出的物理数据可用于下述目的根据声功率输出来评价设备制定噪声控制措施预计某个设备在给定的房间或环境中产生的声压级利用物理数据于这些特殊目的的技术不属于本标准范围内在完全自由场中或一反射平面上方的自由场中测定声源
2、辐射的声功率是基于下列前提声源产生的混响场可忽略不计总辐射功率可由在声源周围假设的球面或半球面上测得的时间空间平均的均方声压得出球或半球的半径应选择得使其表面位在声源的远辐射场中本标准是参照国际标准声学噪声源声功率级的测定消声室和半消声室的精密法编制的本标准中使用的声学名词术语量和单位的名称与符号等均遵照声学名词术语和声学的量和单位等的规定应用范围概述本标准规定的测量方法可用于各类设备的测试标准中噪声类型本标准适用于在测试频率范围内产生按频率均匀分布的声源且其辐射声功率级至少在内是相对稳定的声谱可包含有显著的离散频率分量或窄带噪声本标准规定的方法也可适用于非稳态噪声但不适用于猝发声声源尺寸本标
3、准主要适用于小型声源即待测试声源的体积最好小于测试室体积的此限制的目的是为了保证声源周围的假设球面或半球面处在声源的远辐射场中测试频率范围对一般情况测试频率取中心频率在之间的倍频带或中心频率在之间的倍频带声级比最高频带声压级低以上的任何频带都应除外对特殊情况测试频率范围可以向两端延伸此时测试环境和仪器准确度应满足在延伸频率范围上的使用要求对于辐射具有突出的高或低频率声音的声源为了能最佳使用测试设备和方法可以限制测试频率范围测量不确定度符合本标准方法测量结果的标准偏差等于或小于表和表给出的值表和表中的标准偏差反映了引起测量不确定度的各种因素的累积效应但不包括各次测试之间声源声功率的变化消声室测定
4、声功率级的不确定度的主要原因是由于声源指向性引起声场的空间不规则性在半消声室中空间不规则性可能由于实际声源与像声源的声场叠加而增加位于反射平面上的声源的指向性图案一般要比同一声源在自由场中的复杂得多而且近场延伸至较大的距离使测试半球面的半径通常要大于自由场中所需的测试球面的半径当在自由场中测量时测定声功率级的不确定度最小由于这个原因如果没有其他的限制实验室测量最好用自由场环境不过某些类型的设备要在真正的自由场条件下测量是很困难的有些声源太大不能安装在现成的消声室内有些太重无法悬挂在消声室的中心另外有些声源在正常情况下是用或接连坚硬反射面作支撑的由于这些原因反射面上方的自由场是一种实验室环境它对
5、测量很多不同类型的设备是很有用的表消声室内测定声源声功率级的不确定度倍频带中心频率倍频带中心频率平均值的标准偏差表半消声室内测定声源声功率级的不确定度倍频带中心频率倍频带中心频率平均值的标准偏差定义表面声压利用第章规定的平均方法既以平方平均为基础按时间平均又在测量表面上按空间平均得到的平均声压单位为帕表面声压级表面声压级是表面声压平方与基准声压平方之比值以为底的对数乘以所用的计权网络和频带宽度应指明例如声级倍频带声压级倍频带声压级等等单位为分贝基准值为测量表面测量表面是一假想表面它包围声源并在它上面布置测点本标准中用的测量表面通常是半径为的球面或半球面测试室的要求概述测试室应足够大并且应具有很
6、高的声吸收使在测试频率范围内所有频带和选定的测量表面有合适的自由声场消声室设计的原则可参见附录测试室性能的评价标准利用附录的方法就可鉴定测试室是否符合本标准的测量要求背景噪声的评价标准在测试频率范围内在传声器位置上背景噪声的声压级至少比被测声源的声压级低最好低测试室体积为了能在声源辐射的远场中作测量建议测试室的体积应至少大于被测声源体积的倍温度和湿度的评价标准测试室的空气吸收随温度和湿度而变频率在以上时更为明显因此在声压级测量过程中应该控制温度和相对湿度并尽可能使之保持恒定反射平面的评价标准放置声源的反射平面应至少延伸至测量表面反射面的吸声系数应不超过测试仪器测量仪器所用测量仪器应符合声级计的
7、电声性能及测试方法中型声级计的有关规定附录给出了合适的测量仪器系统的例子传声器及其连接电缆测量用的传声器应使用准确性稳定性良好及在厂家规定的入射角下在测试频率范围内具有平直的频率响应的电容传声器建议采用的测量传声器传声器及其连接电缆应适当选择使灵敏度不随测量过程中温度的变化而改变如要移动传声器应十分小心力求避免引起干扰测量的声噪声如风噪声或电噪声如由于齿轮柔性电缆或滑动接触等计权网络频率分析器应使用符合规定的计权网络和符合声和振动分析用的和倍频程滤波器规定的或倍频程滤波器组注如果除了计权外还使用其他的计权网络则这种网络的特性应予以说明校准每次测量以前应用准确度为的声级校准器在测试频率范围内一个
8、或几个频率上对整个测量系统进行校准校准器应每年作一次检查证明其输出不变此外在整个测试频率范围内应对仪器系统定期进行电校准至少年校准一次声源安装和运转概述在很多情况中声源辐射的声功率取决于它的支架或安装条件以及声源运转的状况本章将给出关于声源安装和运转的一般建议关于特殊类型声源例如旋转电机安装和运转的具体要求应参考特殊的测试标准声源的安装只要声源存在一种典型的安装条件就应尽实际可能使用或模拟这种条件如果声源正常条件是由坚硬表面支承的或连接着的则声源应安装在半消声室内反射平面上方的自由场安装方法很多小声源例如荧光灯的镇流器电钟等虽然它们本身并不辐射强的低频声但要是安装方法不当使振动能量传输到面积较
9、大的足以成为有效辐射器时就能显著增加低频声如有可能在待测设备和支承表面之间应插入弹性垫使传递到支承的振动及对声源的反作用均可降低但是如果待测设备在典型现场工作时不是弹性安装的则不应采用这种弹性垫在这种情况中设备的底座应有足够高的阻抗避免振动并由此辐射过大的声音方法的选择根据实际使用情况作如下的选择反射平面当声源靠近反射平面安装时声源辐射的功率与向自由空间辐射的功率明显不同如果这种安装是典型的现场安装则测试设备应安装在半消声室反射平面上方的自由场内坚硬的地板上以使它与典型现场安装类似此时反射平面应考虑为声源的一部分自由场环境如果测试声源通常不是安装在反射平面上或者没有典型条件则声源应放置在消声室
10、的中心附近注如果设备通常是在台子上或架子上工作的则测试时也应如此安装可用消声室也可用半消声室辅助设备应采取谨慎措施以保证任何电气管道线路或空气管线连到设备上时不向测试室辐射显著的声能量所有辅助设备应尽实际可能放置在测试室外面并应清除掉测试室内所有物体使不影响测量测试时声源的运转在声学测量的过程中声源应按规定的典型的正常使用方式运转可选用如下的运转条件在正常转速和正常载荷下运转在满载荷有别于下运转无载荷下空载运转在相当于辐射最大声音的条件下运转声源的声功率可在任何需要的一组运转条件下测定如温度湿度转速等等这些测试条件应预先选定并在测试过程中保持恒定声源应在达到稳定运转后才能作噪声测量声压级的测量
11、概述要测定声源的声功率首先要测得包围声源的假设球面或半球面测量表面上的表面声压级然后计算出声源辐射的声功率级测量表面测量球面的半径在消声室中测量时用来测定表面声压值的假想球面其中心最好位在声源声中心的位置上因为声中心的位置通常是未知的因此选定的声中心例如声源的几何中心应在测试报告中清楚说明测量球面的半径应等于或大于声源主要尺寸的两倍且不小于传声器位置不可位于按附录测试鉴定为合格的区域以外测量半球面的半径在半消声室中测量时假想半球的中心应与按选定的中心在地板上的投影相重合测试半球的半径等于或大于声源主要尺寸的两倍或声源离反射平面的平均距离的四倍这两者中取其尺寸较大者且不小于传声器位置不应位按附录
12、测试鉴定为合格的区域以外传声器位置概述为了获得测量球面或半球面上均方声压的平均值应使用下述三种方法之一采用固定传声器位置的阵列这些位置分布在测量球或半球的表面上注单个传声器在相邻位置上相继移动或者用几只固定传声器并相继采集它们的输出讯号传声器沿测量球面或半球面上有规则间隔分布的几个平行圆形路径移动单个传声器沿测试球或半球面上有规则间隔分布的几个子午圈上移动固定的传声器位置测试球面自由场测量应使用附录所示个传声器位置的阵列通常如果在任何测试频带中测得的最高和最低声压级之差在数值上小于测点数的一半则测点数是足够的如果采用附录的个测点的阵列不能满足这要求则可用对附录的原来阵列绕轴转动所确定的另点阵列
13、新阵列的轴顶上和底下的测点与原阵列顶上和底下测点重合这两阵列的个测点在附录的测量球面上占有相等的面积注如果用两阵列的点还不能满足有足够测点数的要求时则应详细研究球面局部区域的声压级可观察到这一区域由于声源的高度指向性形成的声束为了测定在测试频带内声压级的最高和最低值这种研究是需要的如果按照这个方法传声器位置通常就不必在测量球面上占有相等的面积并应作一些适当的修正见对基本上是无指向性的声源可使用较少的传声器位置例如或个而不致产生比表给出的较大的不确定度测试半球反射平面上方的自由场测量应使用附录中所示的个传声器位置的阵列通常如果在任何测试频带中最高和最低声压级的差值小于测点数的一半则测点的数是足够
14、的如果使用附录的点阵列不能满足这一要求则可用对附录原阵列绕轴转动所确定的另一组点阵列新阵列轴顶上测点与原阵列的顶上测点重合这两阵列的个测点在附录测量半球面上占有相等的面积注如果用两阵列的个测点还不能满足足够测点数的要求时则应详细研究半球上局部区域的声压级可观察到这一区域由于声源的高度指向性形成的声束为了测定在测试频带内声压级最高和最低的数值这种研究是需要的如果按这个方法传声器位置通常就不必在测量半球面上占有相等的面积并应作一些适当的修正见为了减小由平面反射引起干涉效应所造成的误差即使声源基本是无指向性的且有宽带特性也不应少于附录规定的个传声器位置平行平面内同轴的圆形路径对反射平面上方的自由场的
15、测量要作声压级的空间和时间平均以单个传声器要按在附录所示的五个圆形路径上连续移动每一圆形路径所涉及半球环形面积是相等的传声器利用转盘作恒速移动对完全自由场中的测量应使用另五个圆形路径这五个路径示于附录的镜像的一些位置上注为了避免由于平面反射造成干涉效应而引起的误差在反射平面上方的自由场中时即使声源基本是无指向性的且有宽带特性的也不得使用少于附录规定的五个路径测量条件概述测试环境会对测量传声器产生影响例如强电场或强磁场来自测试设备的空气放电风的冲击高温或低温等等必须适当选择和放置传声器以避免这些影响同时传声器应始终保持这样的取向即声波的入射角与传声器校准时相同用声级计测量如果用声级计的指示表头则
16、应使用慢档特性若用慢档表头特性时声级计指针的起伏小于则对本标准来说认为噪声是稳定的声级可取观测期间极大和极小声级的平均值如果观测期间表针起伏大于噪声就认为是非稳态的应该使用附录的方法用具有平均或积分系统的测量如果使用平均时间常数应足够长才能得出在观察过程中均方根声级的估值具有的精密度如果使用真实积分建议积分时间应等于观测时间对于随时间变化的噪声仔细规定观测时间是很重要的这通常将取决于测量的目的例如如果机器的噪声级有两种各不同的噪声级的特殊的工作方式则就需要对每一种方式选择一个观测时间要得到的观测数据声压级应该在声源典型工作的时间内观测在每个测量点用计权和测试频率范围内每一频带读取声压级相当于均
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