GB T 16404.2-1999 声学 声强法测定噪声源的声功率级 第2部分;扫描测量.pdf

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1、GB!T 16404.2-1999 前言本标准等效采用国际标准IS()9614-2:1996.它由下面三部分组成g第l部分g离散点上的测量s第2部分B扫描测量s第3部分z扫描测最的精密方法。附录A、B为标准的附录，附录C、D、E和F为提示性的，仅供参考.245 GB/T 16404.2-1999 寻l圭主I=t 一个声源辐射的声功率值，等于包围声源的任意表面上声强矢量与对应的面元矢量之标量积在整个面上的积分。目前有关噪声源声功率级测定的国家标准，如GB/T3767、GB/T3768、GB/T6881、GB/T 6882等，都是以声压级为测量的基本量。任意一点的声强级与声压级之间的关系取决于声源

2、特性、测量环境特性以及测量点相对于声源的布置。因此上述国家标准在制定测量方法时，必须规定声源特性、测试环境特性以死使用的限制条件，以期保证声功率级测定满足规定的不确定度。然而上述国家标准规定的方法有时并不适用。例如ga)如果要求高精度的测量，则需要昂贵的特殊设施(如混响室、消声室、半消声室).而大型设备往往无法在这样的设施内安装和运行。b)可能存在噪声很高的非测定声源。本标准的目的就是要规定一种在指定的不确定度范围内，不需上述国家标准那么多限制条件的声源声功率级的测定方法。本标准方法主要用于现场的声功率级测定。实际上它是环境的函数。因此在某些情况下，会与其他条件测得的同一声源的声功率级有差别。

3、建议使用本标准的测试人员应受适当的培训并掌握一定的经验。本标准是对GB/T16404和GB/T3767、GB/T3768、GB/T6881、GB/T6882标准的补充。它与GB/T 3767、GB/T3768、GB/T6881、GB/T6882标准的不同之处如下sa)测量的基本量是声强，同时需要测量声压。b)用本标准规定的方法测定的声功率级的不确定度，是根据标准规定的辅助试验及对应的计算结果来分级的。c)由于目前符合IEC1043标准的声强测量设备的限制.1/3倍频程的测量频率范围被限制为50 Hz到6.3kHz。有限频带的A计权值是由各倍频带或1/3倍频带值来确定而不是通过A计权的直接测量得

4、到。声强矢量与对应的面元矢量之标量积在包围声源的整个面上的积分，给出的是此测量面内所有声源直接辐射到空气中的声功率之和，它不包含测量面之外声源的辐射声。事实上，只要被测声源和测量面外部的其他声源在时间上是稳态的，这一点是成立的.当测量面外部存在其他声源时，面内具有吸声特性的任何系统都会吸收入射到它上面的部分能量。测量面内被吸收的总声功率呈现负值，因而会带来声功率测定的误差，因此，为了使此类误差最小，必须移去测量面内的任何与声源无关的吸声材料。本方法是用一个声强探头沿一条或一条以上的规定路线连续移动对垂直于测量面的声强场进行采样为基础的回采样误差是测量面上法向声强分量的空间变化的函数，它取决于声

5、源的指向性、选取的采样画、探头扫描的方式和速度以及测量面外部声源的远近.在一个测点上，声强法向分量的测量准确度与局部声压级和局部法向声强级之间差值密切相关。当一个测点的声强矢量与测量面法向方向的夹角接近90。时，差值会变得很大，换句话说，局部的声压级主要来自测量面外部的声源，而几乎与被测声源的纯声能流元关，就像一个罩子内的混响场一样，或者由于近场和/或驻波的存在，声场会是强抗性的。通过部分测量面进入测量面内的外部声能流星然原则上会被通过剩余测量面流出的声能流抵消，但仍会对声功率测量准确度带来不利影响，这种情况主要是由于靠近测量面存在一个很强的外部声源而引起的。2.6 中华人民共和国国家标准声学

6、声强法测定噪声源的声功率级第2部分:扫描测量GB/T 16404. 2-1999 eqv ISO 9614-2: 1996 1 范回Acoustics-Determination of sound power levels 。fnoise sources using sound intensity一Part 2: Measurement by scanning 1. 1 本标准规定了一种与测量面垂直的声强分量的测量方法，测量面应包围被测噪声源。把测量面分为若干相邻的面元，垂直于测量面的声强之丽积分是用声强探头在每个面元上沿复盖面元到一定程度的一条连续路径扫描来近似。测量仪器测量的是每次扫描期间

7、的平均法向声强分量和均方声压。扫描可用手动或机械系统来操作。有限频段的计权声功率级由测得的倍频带或1/3倍频带值来计算。本方法能够用于具有确定的固定测量商之任何声源.在此测量面上，如3.13中所定义的，被测声源以及其他明显的外部声源产生的噪声在时间上应是稳态的，测量面根据声源的尺寸与形状来选取。本方法能够用于现场或特殊目的的测试环境。本标准规定了判断准确度等级的辅助方法，它被列在附录B中.假如按这种方法得到的结果其准确度不满足本标准的要求，则应当按照指定的方式对测试过程进行修改。本标准不适用于被测声功率为负值的任何频带。1. 2 本标准能够用于处在如下任何环境中的声源E即环境随时间的变化不会导

8、致声强测蠢的准确度降低到不可接受的程度，或者声强测量探头不会遇到速度高到难以接受或不稳定的气流(见5.2.2.5.3和5.4)。对测试条件十分恶劣，以致无法满足本标准要求的情况，如外部噪声级可能超过测量仪器的动态性能或者在测试期间变化过大时，本标准不适用。注1:在这种情况下其他方法，例如GB/T16539规定的用表面摄动级来测定声功率级的方法可能更适用.2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文.本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性.GB/T 14573.1-14573.4-1993 声学确定和检验

9、机器设备规定的噪声辐射值的统计学方法(eqv lSO 7574-1-7574-4:1985) GB/T 15173-1994 声校准器(eqvIEC 1014: 1989) ISO 12001: 1996 声学一机械设备发射的噪声一起草和表述一个噪声测试规范的法则IEC 1043: 1993 电声学一声强测量仪器一使用声压传声器对测量国1 FPl . ( B1 ) 假如被选的测量面不满足判据1.则应根据表团和图B1来采取措施。257 GB/T 16404. 2 -1999 B1.2 负局部声功率的限制对工程级测定，应对测量条件的适用性作如下的检验:判据2注4，对简易级测定.此判据可选可不选.B

10、1.3 局部声功率重复性的检查判据3式中由表2给出。B2 提高测量准确度应采取的措施F +/_ ,; 3 dB .( B2 ) ILw (1) - Lw (2) I 主运. ( B3 ) 表Bl规定了所选的测量面和/或西元阵列不合要求的情况下，应当采取的措施。表Bl提高测量准确度应采取的措施判据措施编码见图B1)措施FPlLd a 将测量面至声源的平均距离减半，但不能小于100mm，和将扫描钱密l度加倩.和或b用屏障将外郁的强噪声源与测量面隔开.F+1_3dB 或f在远离被测声源的测试空间加吸声材料.减小混响声场的不利影响FnLd a 将测量面至声源的平均距离减半，但不能小于100mm.和将扫

11、描线密l和度加倍.F +1- :S; 3 dB 或f在远离被测声源的测试空间加吸声材料，减小混响声扬的不利影响|Lwt(l)Lw, (Z)|,c 找出声场矗件瞬时变化的原因并加以控制，如果办不到，贝ud 将同一面元上的扫描线密度加倩|LR(1)Lw, (2)i,e 将测量面至声源的平均距离加倍，并保持相同的扫描线密度和F+1_1 dB 258 哥费1|是吾定且韧始回量面和国段测量面上L，和L1摊的回量计算指示值Fp和F+/2级最后结果GB/T 16404. 2 -1999 是否是否是是哥图Bl获得预想准确度等级的方法框图附录C(提示的附录)气流对声强测量的影响下一步测量措施a瞄bJlli;f措

12、施a威f措施a或b措施c或a措施e在测量期间，声强探头有时处于气流中，例如有风的户外条件，或者靠近冷却风扇产生的气流.原则上，用p-p探头进行声强测量的理论基础在稳态流存在的条件下是不成立的.但是除了是高抗性的声场，当马赫数MO.05肘，误差可以忽略，更严重的误差看来是由非稳态的稍流引起的.当气流碰在镣头上时，会有端流存在，它同样可以由探头本身的存在而产生，揣流固有的流体动量起伏与压力起伏相关，它们是非声学量，通常与声场的声压起伏不相关.然而它能被处于流中的任何压力敏感的换能帮记录下来，并且最终测得的信号不可能把它们与声压区别开来.捕流以一个接近平均流时间平均)的速度流动，并且含有涡旋(相关的

13、运动区域)，它的尺度一般比典型的音频波长小得多。#鲁流中的空间压力梯度可能大大超过声波中的压力梯度，因此，对应的质点速度可能大大地超过典型声场中的质点速度，结果会产生很强的伪声强信号。风罩的功能是把气流从压力传感器附近移开，由于精流对流速度低，因此作用于风罩外表面的滞流259 GB/T 16404.2-1999 压力和速度不能有效地传播到压力换能器所在的风罩中心区域，然而声波的衰减却很小，这就是用凤罩达到分开的原理。必须认识到这种分开的效果有一个极限。非常强的端流起伏不能被完全排除，并且低频大尺度的揣流比高频小尺度的漏流的衰减要小很多.因为凤和风扇产生的漏流的频谱往往随频率迅速下降，因此看来对

14、声强测量影响最大的是低频(典型的是小子200Hz)。漏流的尺度与频率主要取决于产生过程的特性，因此现场进行声强测量时不可能对遇到的每个非稳态流做出具体的规定.因为精流压力起伏的均方根值随平均流速的平方增加，因此平均流速要加上一个适度的限制。作为一般的指南，应当注意到，低频端100Hz)的1/1倍频带或1/3倍频带声强级和/或质点速度级仍然很高或甚至呈上升的趋势是一个危险的征候，除非有证据表明声压也同样如此和被测声源能够主观判断在低频的辐射很强。声强值受到漏流伪声强影响的另一种定性的表示是声和质点速度级非常不稳定。传声糟间的相干性不一定能够很好指示漏流的影响，因为在典型的传声器间隔距离上，低频、

15、大尺度的精流压力起伏高度相关.漏流影响的一个主要不利影响是降低声信号测量时有用的动态范围，尤其是使用自动换挡的仪嚣时.附录D提示的附录测量面内声吸收的影响如果声源显示有明显的声吸收(例如隔热材料和/或吸声器).以及如果FPl大于3dB.那么应当检查被吸收的声功率对总声功率的影响。如果关掉被测声源，这点是可以做到的.因此，如果剩下的外部噪声不变，那么被吸收的声功率W，尚可以用本标准给出的方法，直接由被测声源关掉时其包围面上的声强测量来确定，同时根据公式(13)来确定Lw.由如果关掉被测声源时外部噪声不能保持，那么被吸收的声功率能够靠-个适当的人工外部噪声源来租略地估计，此人工声源在测量面上产生类

16、似于原来的外部声源的商级.如果式(01)的条件被满足，则吸收影响可以忽略不计gLw一Lw.由;，K . . ( Dl ) 式中，Lw一一声源运转时的总声功率级根据公式(13)J，Lw.归一一声源关掉时被吸收的声功率级根据公式(13)J, K一一由表1给定.如吸收影响不能忽略时，应当采取措施去降低外部声强级或把测量商屏蔽起来同外部噪声源隔开。附亵E(提示的附录)测量面和扫描方法用声强测量技术测定声功率的基本原理是去测量完全包围被测声源的测量面上的法向声强分量.用这种技术得到的结果，其主要不确定度与仪器和信号分析误差相关，同时也与不理想的扫描采样过程有关。本附录介绍进行现场采样过程的准则.用下面的

17、准则和本标准规定的扫描参量，可以便不确定度最小，并且可以达到表2规定的准确度等级.定义的测量面应当容易扫描，它的形状应当使外部声强和声源近场的影响最小。如图E1所示，对单一弯曲的测量面，如围绕圆柱管道的测量菌，应当平行于管道轴移动探头进行扫捕。应保持直线扫描，并且在扫描路程的每个直线段，探头的指向应保持不变。任何时候均应尽可能不用弯曲的扫描线路，因为在这种情况下，探头的指向在扫描期间不得不连续地变化.260 GB/T 16404.2-1999 按照7.2规定的限制，来选择适合于声源几何形状及其环境的测量丽、面元和扫描方式。对于一个与声源形状完全相符的测量面(面上所有的点距源表面距离完全一样).

18、可用平的面元来近似，如图E1所示。A r-,. , iLJJ 图E1典型的平商段测量图定义每个面元时应考虑到能够既容易义方便地按恒定的速度和均匀的线密度进行扫描，同时还应保持探头的轴始终与测量商元垂直.在扫描线端转弯时会因速度变慢或停顿使边缘的声强加权过多，从而产生商平均的误差，因此每次扫描都应当努力保持在整个扫描路程上扫描速度恒定不变。如果处理糯积分时间是按分立步骤事先设置的，则每次都应当努力使完成任意一个面元上的扫描与积分停止之间的时间间隔最小。同样应当注意扫描时遵守被选的扫描路线，保持扫描速度与线密度的均匀性，以及探头轴的指向，忽略其中任一项，都会给测量的准确度带来不利的影响。附亵F (

19、提示的附录)参考文赋IJ GB/T 3767-1996 声学声压法测定噪声源声功率级反射面上方近似自由场的工程法2J GB/T 3768-1996 声学声压法测定噪声源声功率级反射面上方采用包络测量表面的简易法3J 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4J GB/T 14367一1993声学噪声源声功率级的测定使用基础标准与制定噪声测试规范的准则5J GB/T 16404.1一1996声学声强法测定噪声源的声功率级第1部分2离散点上的测量6J GB/T 16538-1996 声学声压法测定噪声源声功率级使用标准声源的简易法7J GB/T 16539一19

20、96声学振速法测定噪声源声功率级用于封闭机器的测量8J ISO 3741: 1988 Acoustics-Determination of sound power levels of noise sources-Precision methods for broad-band SQurces in reverberation rooms 9J ISO 3742: 1988 10J ISO 3743-2:1994 I1J ISO 5725-1:1994 Acoustics-Determination of sound power levels of noise sources-Precision

21、 methocls for discrete-frequency and narrow-band sources in reverberation rooms Acoustics-Detemination of sound power levels of noise SQurces using sound pressure-Engineering methocls for small , movable SQurces in reverberant fields-Part 2 : Methods for special reverberation test rooms Accuracy (trueness ancl precision) of measurement methocls ancl results-Part 1 : General principles and definitions 261