CNS 14658-2002 Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Survey method using an enveloping measurement surface over a reflecting plane.pdf

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1、1 聲學測定噪音源聲功率位準的評估級方法 使用在一反射平面上之包封量測表面 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS總號 類號 ICS 17.140.01 14658 C6419 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 91 年 7 月 1 日 年月日(共 32 頁) Acoustics-Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure -Survey method using an enveloping measurement surface ov

2、er a reflecting plane 0. 簡介 0.1 本標準是 CNS 14653聲學噪音源聲功率位準量測使用基本標準的指引系列之一，說明了測定機器、設備及其次組件的聲功率位準的不同方法。當選擇 CNS 14653 中的一種方法時，必須針對噪音測試的條件及目的來選擇最適合的方法。協助選擇的一般指導方針示於 CNS 14653。 CNS 14653 系列僅提供測試中機器或設備的操作和安裝條件的一般原則。在說明機器或設備的種類時，必須製作測試法規以為參考，若有可能，亦須說明安裝和操作條件。 0.2 本標準說明一種包覆聲源量測表面之聲壓位準的測試方法，並計算由聲源所產生之聲功率位準。包覆表

3、面方法可用在三種準確度等級的任何一種 (參照表0.1)，在本標準中所使用的是準確度等級 3。 使用本標準必須符合某些條件準則，如表 0.1 所述。若相關的特定條件準則不能符合，則亦建議參照在不同環境需求的其他基本標準 表 0.1;亦參照 CNS 14653 及 CNS 14660聲學 -利用聲強測定噪音源聲功率位準 。 在不牴觸 CNS 14653 系列或 CNS 14660 之一個或更多個需求下，應基於噪音測試法規 (noise test code)來說明機器或設備的族系。 若在聲源為正常安裝之典型的機器間進行量測，則在考慮背景噪音或不期望的反射時可能需要加以修正。 本標準所說明的方法允許測

4、定 A-加權值與頻帶之聲功率位準。 0.3 在本標準中，依聲壓位準量測所做之聲功率位準計算，是基於聲源輸出之聲功率正比於時間及空間平均的均方聲壓 (mean-square sound pressure)為前提。 2 CNS 14658, C 6419 表 0.1 使用於反射平面及不同等級準確度之包覆表面法，以測定噪音源聲功率位準之標準總覽 參數 CNS 14657 精密方法 等級 1 CNS 14656 工程方法 等級 2 CNS 14658 評估方法 等級 3 測試環境 半無響室 室內或室外 室內或室外 測試環境的適合度準則(1)K 20.5 dB K 22 dB K 27 dB 聲源的體積

5、 小於測試室容積的0.5%較佳 無限制 ; 只被有效的測試環境限制 無限制 ; 只被有效的測試環境限制 噪音特徵 不限 (寬頻帶、窄頻帶、不連續頻率、穩定、非穩定、脈衝 ) 背景噪音的限制 L 10 dB(若可能，超過 15 dB) K 10.4 dB L6 dB(若可能，超過 15 dB) K 11.3 dB L3 dB K 13 dB 量測點數目 10 9)2(4)2(儀器 : (1) 至少同等級 之聲度表 (2) 至少同等級之積分聲度表 (3) 至少同等級之頻帶濾波器 (1) 如 CNS 7129所規定 1型 (2) 如 CNS 13583 所規定1 型 (3) 如 CNS _(IEC2

6、25)所規定 1 型 (1) 如 CNS 7129所規定 1型 (2) 如 CNS 13583 所規定1 型 (3) 如 CNS_(IEC225) 所規定 1 型 (1) 如 CNS 7129所規定 2型 (2) 如 CNS 13583 所規定2 型 以再現性標準差表示測定LWA方法之精度 R 1dB R 1.5dB R 3dB(若K210dB，不須做修正，若AL 3dB，則依本標準（參照表 0.1）之量測是有效的。 若AL 在 3dB 和 10dB 之間，則依方程式（ 6）做修正。 若AL 3dB，則結果的準確性會降低。應用在這些量測的最大修正值是 3dB。然而結果可能被報告，並且對受測聲源

7、的聲功率位準之上限的測定可能是有用的。若報告此資料，當本標準的背景噪音無法符合時，必須在報告中的本文和結果的表中說明。 8.3 測試環境的修正值 環境修正 K2A是依附錄 1 所敘述的程序之一測定。 若 K2A 7dB，則依本標準的量測是有效的（參照表 0.1）。 8.4 A-加權表面聲壓位準的計算 利用下列方程式，使用修正背景噪音的值pAL 和反射音的修正值 K1A和 K2A，以計算 A-加權表面聲壓位準pfAL ： AApApfAKKLL21 = . （ 7） 8.5 A-加權聲功率位準的計算 A-加權聲功率位準 LWA為依下列方程式計算： dBSSLL0PfAWAlg10 += (8)

8、其中 pfAL 為依據方程式（ 7）所得的 A-加權表面聲壓位準： S 為量測表面的面積，單位 m2； S0 1m2。 8.6 選擇量的判定 特定種類聲源的噪音測試法規可能需要做下述之選擇量。 15 CNS 14658, C 6419 (1) 依據附錄 4 中的方法之一得到之脈衝噪音的資料；及 /或藉由聽力判定不連續聲音的存在。 (2) 在量測表面單一微音器位置或是整個量測表面上平均值的聲壓頻譜。 (3) 在定義的微音器位置，隨時間變化的 A-加權聲壓位準。 (4) 在量測表面上個別微音器位置之不同時間及 /或頻率加權的聲壓位準。 9. 要記錄的資料 依本標準第 9.1 節至第 9.6 節所列

9、的資料，當能應用時，必須遵從並記錄在所有量測中。 9.1 聲源 聲源的描述，包括其 型式 技術數據 尺寸 製造廠商 機器的序號 製造年份 9.2 測試條件 (1) 操作條件。 (2) 架設條件。 (3) 測試環境中聲源的位置。 (4) 若測試物體有多個噪音源，在量測期間操作中聲源的描述。 9.3 音響環境（ acoustic environment） (1)測試環境的描述： 若在室內，說明牆壁、天花板和地板的實際處理，繪圖顯示聲源位置和測試室內容； 若在室外，繪圖顯示聲源位置相對於周圍地形的位置，包括測試環境的實際描述 (2)依附錄 1 之測試環境的音響條件。 9.4 儀器 (1) 量測所使用

10、的設備，包括名稱、型式、序號和製造廠商。 (2) 檢察微音器和其他系統元件校正的方法；日期、地點和校正的結果必須說明。 (3) 風罩的特徵（若有）。 9.5 聲音數據（ acoustical data） (1) 加權聲功率位準。 備考 23. CNS_（ ISO 9296）規定電腦和商業設備的 A-加權聲功率位準 LWAd必須以貝爾（ Bels）表示， 1B 10dB (2) 量測表面的形狀、量測距離或半徑和微音器的位置。 (3) 量測表面的面積 S。 (4) A-加權表面聲壓位準的背景噪音修正值 K1A。 (5) 環境修正質 K2A和依附錄 1 測定程序之一的方法。 16 CNS 14658

11、, C 6419 (6) 在每個測量點 i 的 A-加權聲壓位準 LpAi（分別是 LpA,ls,i）。 (7) A-加權表面聲壓位準xpfAL,，其中 x 為量測距離 d 或量測半徑 r。 (8) 實施量測的地點、日期以及負責測試人員的姓名。 9.6 選擇的資料 (1) 在量測表面上指定之微音器位置的 A-加權聲壓位準值。 (2) 依附錄 4 方法之一的脈衝噪音資料，及 /或由聽力判斷不連續聲音的存在。 (3) 在一指定之微音器位置或整個量測表面上，隨時間變化的 A-加權聲壓位準。 (4) 風速和風向。 (5) 噪音測試法規規定的任何噪音資料。 (6) 在不可能應用更高準確度之方法的地方，頻

12、帶聲壓位準的資料可能也要量測。 10. 要報告的資料 只有為達量測目的參照 CNS_（ ISO 4871）所需的紀錄資料（參照第 9 節）必須報告。 報告中必須說明測得的聲功率位準是否與本標準完全一致。 受測聲源的 A-加權聲功率位準必須報告到最接近 0.5dB 的數值。 17 CNS 14658, C 6419 附錄 1 （規範） 音響環境的評定程序 1.1 概述 若符合本附錄所示的要求，一事外的測試區域或一普通的測試室可提供一適當的環境。 非反射平面之反射物體應儘可能從受測機器四周被移開。一測試地點應理想地提供一測量表面，其位於： (1) 在一不被來自於附近物體和測試室邊界之反射所干擾的聲

13、場內； (2) 在受測聲源之近聲場之外。 對評估方法的目的而言，若從受測聲源量測之距離等於或大於 0.15m，則量測表面被視為位於近聲場外。對室外量測而言，應符合附錄 1.2 所指定的條件。對室內側量測而言，應遵照附錄 1.3 之可選擇的評定程序之一。否則，此量測將不符合本標準之要求。 備考 24.或者，可依照 CNS 14656聲學測定噪音源聲功率位準的工程級方法用於一反射平面上的自由聲場條件之測試環境評定程序代替本附錄。 1.2 環境條件 1.2.1 反射平面之型式 可允許之室外反射平面之例子包括堅實地表、人造表面，例如混凝土或密封瀝青，而對室內量測而言，反射平面通常是地板。注意確保反射表

14、面不會因振動而發出可感覺到的聲音能量。 1.2.1.1 形狀和尺寸 反射表面應大於量測表面在其上之投影。 1.2.1.2 吸音係數（ sound absorption coefficient） 在量測的頻率範圍內，反射平面之吸音係數參照 CNS_（ ISO 354）最好小於 0.1。當在以混凝土、密封瀝青或岩石覆蓋之表面上做室外量測時，常符合此要求。對有較高吸音係數之反射平面而言，例如：青草或雪覆蓋之地面，其量測距離應不超過 1m。對室內量測而言，也允許木質或瓷磚地板。 1.2.2 反射物體 在量測表面內不應放置任何非屬受測聲源部分的反射物體。 1.2.3 室外量測之注意事項 避免量測期間不利

15、的氣象條件，例如：溫度梯度、風梯度、 降雨和高濕度。 在所有狀況下，參照儀器廠商的注意事項。 1.3 測試位置之評定程序和要求 1.3.1 使用基準聲源（ RSS）之測試程序 修正值 K2A可由計算反射平面上之自由聲場中已事先被校正過的基準聲源參照 CNS_（ ISO 6926）之聲功率位準來決定。 18 CNS 14658, C 6419 此情形中， K2A依下式計算 K2A=LWA LWar(1.1) 其中 LWA 為基準聲源之環境未修正之 A-加權聲功率位準，當 K2A使用 0時，根據第 7 節和 8 節決定。 LWar 為基準聲源校正之 A-加權聲功率位準基準值 1pW（10-12W）

16、 ，以 dB 表示。 備考 25. 在測試環境中基準聲源位置的指引列於 CNS 14656 附錄 1 中。 1.3.2 其他程序 第 8.4 節的方程式（ 7）中的環境修正值 K2A考慮來自於測試室邊界和 /或接近受測聲源之反射物體之非期望的聲音反射。此環境修正值 K2A之大小基本上與測試室之吸音面積 A 與量測表面的面積 S 之比率有關。其大小與聲源在測試室中的位置並不是很有關係。 在本標準中，環境修正值 K2A是由下式計算 dBAS KA）（ /41lg102= (1.2) 其中 A 為測試室在 1kHz 之等效吸音面積，單位 m2； S 為量測表面的面積，單位 m2。 圖 1.1 說明環

17、境修正值如方程式（ 1.2）為 A/S 之函數。 在附錄 1.3.2.1 節和 1.3.2.2 節中所示的選擇方法為判定測試室的等效吸音面積 A。 1.3.2.1 近似法（ approximate method） 利用表 1.1 估計測試室表面之平均吸音係數（ mean sound absorption coefficient）， A 之值以下列方程式計算，單位 m2A= Sv . (1.3) 19 CNS 14658, C 6419 其中 為平均吸音係數，在表 1.1 得 A-加權量； Sv 為測試測試室的邊界表面之總面積（牆、天花板和地板） ，單位m2。 表 1.1 平均吸音係數的近似值

18、平均吸音係數 測試室說明 0.05 以混凝土、磚、石膏或瓷磚構成之平滑硬牆，幾乎空的測試室。 0.1 部分空的測試室：具有平滑牆壁之測試室 0.15 有傢俱的測試室；矩形機房；矩形廠房 0.2 有傢俱之不規則形狀的測試室；不規則形狀的機房或廠房 0.25 具有裝飾傢俱之測試室；在天花板或牆壁上具有一少量之吸音材料的機房或廠房（例如：部分吸音之天花板） 0.35 天花板和牆上皆具有吸音材料之測試室 0.5 天花板和牆壁具有大量吸音材料之測試室 1.3.2.2 迴響法（ reverberation method） 若有需要，以量測由寬頻帶噪音或在接收系統 CNS_（ ISO 354）上具 A-加權

19、脈衝聲音激發之測試室迴響時間（ reverberation time），來測定吸音面積 A 之值。所示 A 的值，單位 m2，以下式表示 A 0.16（ V/T） .(1.4) 其中 V 為測試室之容積，單位 m2T 為測試室之迴響時間，單位 s。 備考 26. 為直接從 A-加權量測值直接測定 K2A之目的，使用一中心頻率為 1kHz 之頻帶量測迴響時間更為方便。 1.3.3 測試室之評定要求 對一測試室中的量測表面要符合根據本標準要求之量測，吸音面積 A 對量測表面面積 S 的比應等於或大於 1，即 A/S 1 (1.5) A/S 比越大越好。 若上述要求無法符合，應選擇一新的量測表面。新

20、的量測表面應具有一較小的總面積，但仍應在近聲場之外（參照附錄第 1.1 節）。或者， A/S 比可由插入追加的吸音材料至測試室中，然後在新條件下再測定 A/S 比之值。 任何在受測聲源近聲場外的量測表面，若本節中的要求無法符合，則此特殊環境無法使用於根據本標準的要求對受測聲源之量測。 對室外測試地點，環境修正值 K2A通常很小。 20 CNS 14658, C 6419 備考 27. 在一些特殊的室外情況中， K2A可能為負值，但就本標準的目的而言 K2A假設為 0。 21 CNS 14658, C 6419 附錄 2 （規範） 半球體量測表面上的微音器排列 2.1 主要微音器位置和增加的微音

21、器位置 四個具相等量測表面面積之主要微音器位置，在圖 2.1 和圖 2.2 中以 4、 5、 6、和 10 編號，而其依據定義於第 7.1 節的座標，列在表 2.1 中。四個增加的微音器位置在圖 2.2 中，編號為 14、 15、 16 和 20，而其座標亦列在表 2.1 中。 備考 28.微音器位置的編號與 CNS 14656 相同。 表 2.1 主要微音器位置 (4、 5、 6、 10)和增加的微音器位置 (14、 15、 16、 20)之座標 微音器位置 rxryrz4 5 6 10 14 15 16 20 -0.45 -0.45 0.89 0.00 0.45 0.45 -0.89 0.

22、00 0.77 -0.77 0.00 0.00 -0.77 0.77 0.00 0.00 0.45 0.45 0.45 1.00 0.45 0.45 0.45 1.00 備考：在待測物上方的位置 10 和 20 相同且若相關的噪音測試法規中有指示，則可省略。 2.2 發出不連續音調（ discrete tone）之聲源的微音器位置 聲源發出不連續音調，若幾個微音器位置被放置在反射平面上之相同高度，則會發生強烈的干擾效果。 在此情況下，建議使用表 2.2 中編號 4、 5、 6 和 10 之微音器排列。 表 2.2 發出不連續音調之聲源的微音器位置 (4、 5、 6、 10)的座標 微音器位置

23、rxryrz4 5 6 10 0.16 -0.83 -0.83 0.10 0.90 0.32 -0.40 -0.10 0.41 0.45 0.38 0.99 2.3 聲源鄰近二個反射平面的微音器位置 當聲源安裝於鄰近二反射平面時，應參照圖 2.3，以定義合適的量測表面和微音器位置。球體量測表面之半徑 r 至少 3m。 22 CNS 14658, C 6419 圖 2.1 半球體上微音器的排列 -主要微音器位置 量測表面 基準箱 主要微音器位置 23 CNS 14658, C 6419 圖 2.2 半球體上的微音器位置 主要微音器位置 增加的微音器位置 備考：主要微音器位置，編號 4、 5、 6

24、 和 10；增加的微音器位置，編號 14、 15、16 量測表面 量測表面 基準箱 基準箱 24 CNS 14658, C 6419 圖 2.3 球體量測表面與環繞一鄰接二反射平面之基準箱的微音器位置圖 主要微音器位置 增加的微音器位置 25 CNS 14658, C 6419 附錄 3 （規範） 平行六面體量測表面上的微音器排列 3.1 架於一反射平面上之聲源的微音器位置 每一量測平面應被視為在其本身之上，且細分成具一最大邊長等於 3d（參照圖3.1）之等尺寸長方形部分可能的最小數目，微音器的位置在每一部分面積的中心及部分面積的每一角落（包含進入反射面的角落），以此方式得到如圖 3.2至圖

25、3.6 之微音器位置。 備考 29. 在待測物上方的位置可以用量測表面的角落位置代替或若相關之噪音測試法規有指示，則可省略。 3.2 鄰近二或三個反射平面之聲源的微音器位置 安置於鄰近一個以上反射平面之聲源，為定義一適宜的量測表面參考圖 3.7 至3.8，微音器位置如圖 3.2 至 3.8 所示。 圖 3.1 安裝指定的微音器位置，其量測表面上之邊長超過 3d 之程序 26 CNS 14658, C 6419 圖 3.2 小型機器之量測表面與微音器位置之例 （ l1 d,l2 d,l3 2d,其中 d 為量測距離，通常為 lm） 圖 3.3 小基底面積之高型機器的量測表面與微音器位置之例 (l

26、1 d,l2 d,2d l3 5d) 反射平面 基準箱 反射平面基準箱 27 CNS 14658, C 6419 圖 3.4 長型機器之量測表面與微音器位置之例 （ 4dl1 7d,l2 d,l3 2d） 圖 3.5 中型尺寸機器之量測表面與微音器位置之例 (dl1 4d， dl2 4d， 2dl3 5d) 基準箱 反射平面 反射平面 基準箱 28 CNS 14658, C 6419 圖 3.6 大型機器之量測表面與微音器位置之例 （ 4dl1 7d,dl2 4d,2dl3 5d） 圖 3.7 適用貼靠於一面牆之落地型裝置，其具 4 個微音器位置的量測表面 (平行六面體 ) 基準 箱 反射平面

27、 量測表面基準箱 29 CNS 14658, C 6419 圖 3.8 適用貼靠於二面牆之落地型裝置，其具 3 個微音器位置的量測表面（平行六面體） 基準箱量測表面 30 CNS 14658, C 6419 附錄 4 （參考） 脈衝性噪音偵測之指引 在一些例子中，比較以時間特性 ”I”測定之時間平均 A-加權聲壓位準， LpAIeq，與相對應之相同操作循環（ operational cycle）的值， LpAeq，在決定噪音是否含有明顯的脈衝成分時可能是有用的。為此目的，此種比較是在一個或更多個微音器位置，且在每一位置至少觀察 5 個操作的情形下完成。此差值（ LpAIeq LpAeq）為脈衝噪音指數（ impulsive noise index） 脈衝性（ impulsiveness） 。 備考 30.若脈衝噪音指數的均值大於 3dB，則此噪音被視為脈衝的。 對一孤立的單一事件，或具一秒區間或更多個事件間之一連續事件， LpAI與 LpAS最大值間的差值可被用來當作單一事件的描述符號。差值（ LpAImax LpASmax）為單一事件脈衝噪音指數，其可用來描述一單一事件脈衝噪音。對連續的單一事件，個別事件最大 LpAI的算數平均與所有事件的最大值 LpAS會被使用到。