GB/T 19512—2004/ISO 11820: 1996
Acoustics—Measurements on silencers in situ
(ISO 11820:1996,IDT)
2004-05-13 發布
前言 I
引言 n
1范圍 1
1.1概述 1
1.3被測量 1
2規范性引用文件 1
3術語和定義 2
4背景噪聲的修正 5
4. 1傳遞聲壓級差 5
4.2插入聲壓級差 5
5安裝條件 5
6儀器 7
6.1聲學儀器 7
6.2流速、靜壓和溫度的測量設備 7
7測量對象和測量條件 7
8測量程序 7
8. 1概述 7
8.2聲學測量 1
8.3氣流、壓力和溫度的測量 9
9計算 10
9.1聲壓級測量計算 10
9.2氣流測量計算 12
10記錄內容 12
10.1被測消聲器 13
10.3測量方法 13
10.4聲學測量結果 13
10.5其他信息 13
11報告內容 14
附錄A (資料性附錄)聲場的修正 15
附錄B (資料性附錄)指向性傳聲器的校準和配備湍流防風罩傳聲器的校準 17
附錄C (資料性附錄)參考文獻 18
本標準等同采用ISO 11820:1996《聲學——消聲器現場測量》。
在標準編制中,按我國國家標準的要求,將引用文件和參考文獻中部分ISO標準替換為我國正在 實施的對應國家標準,一些名詞術語、格式和文字描述更符合我國的相關標準和慣例。在參考文獻中增 加了我國有關消聲器測量方法的國家標準。
本標準的附錄A、附錄B均為資料性附錄。
本標準由中國科學院提出。
本標準由全國聲學標準化技術委員會(CSBTS/TC 17)歸口。
本標準起草單位:北京市勞動保護科學研究所、中國科學院聲學研究所。
本標準主要起草人:任文堂、李孝寬、李孝平、周鑫、趙尊宇、戴根華。
本標準給出在現場條件下評價消聲器聲學性能的方法。所確定的衰減損失是指使用消聲器時,當 聲音通過管道、孔或開口的內部橫截面時聲功率級的減少程度(例如在圍蔽空間或建筑中)。除非側向 部件不是消聲器的一部分或者不與管壁相連,否則聲音通過側面元件的傳輸也屬于消聲器性能的范疇。 氣流噪聲和消聲器安裝前后運行條件的變化影響也包括在內。
在實驗室中關于管道消聲器的測量可以按照ISO 7235或GB 4760標準進行,插入損失、靜壓損失 和再生噪聲(氣流噪聲)在其嚴格規定的條件下測定。
在實際的應用中,聲場和氣流場很少是均勻分布的,這會導致不同的衰減和較大的壓力損失。此 外,聲壓級和氣流流量相關,因此,本標準中再生噪聲并不單獨測量,而是作為運行設備使用的消聲器的 一種特性看待,這就限制了消聲器在實際應用中的衰減程度。
聲學消聲器現場測量
1范圍
1.1概述
本標準規定了消聲器現場測量方法。適用于在實際應用中的消聲器測量,以進行聲學分析、驗收試 驗及評價。按照本標準所得的結果與按照ISO 7235或GB/T 4760對管道消聲器在實驗室中測量所得 的結果是不可比的,一部分原因是由于不同的測試條件(例如,聲場的分布、氣流、溫度和安裝條件等); 另一部分原因是由于不同的定義。
按測量方法,測量結果可分為:
插入損失Dis
或傳遞損失Ds
注:“S”代表現場、“1"代表插入、“t”代表傳遞。
測量方法取決于消聲器的種類和安裝條件(例如,對于排氣放空的消聲器必須用插入損失來測量)。 如使用人工聲源測量,消聲器輻射聲指向性等其他特征量測量也可以參考本標準進行。
1.2本標準的應用范圍
a) 從聲源(包括機器、設備、建筑物等,例如,燃氣渦輪發電機、洗滌裝置、冷卻塔、暖通空調裝置 (HVAC),排氣煙囪、進風管道、武器、內燃機、壓縮機等),在其聲音傳播路徑上以整體消聲器 或由多個單一消聲部件組合而成的消聲器(例如,管道的開口處);
b) 所有的無源消聲器(阻性的、抗性的、反射型的和排氣放空的消聲器);
c) 有源消聲器(包括功率放大器和揚聲器)。有源消聲器開啟和關閉的聲壓級差相當于無源消聲 器的插入損失;
d) 其他能夠使聲音在空氣或其他氣體中衰減的裝置(例如,安裝在管道中的元件、百葉窗、格柵 和導流罩等,
由于本標準不進行結構聲測量,因此不適用于密閉的高壓系統(例如,封閉管道中的消聲器)。
1.3被測量
測量至少應是中心頻率從63 Hz到4 kHz的倍頻帶聲壓級(如果可能和需要,也可以從31. 5 Hz 到8 kHz);或者是中心頻率從50 Hz到5 kHz的1/3倍頻帶聲壓級(如果可能和需要,也可以從25 Hz 到 10 kHz)。
測點為:在消聲器聲源端一點或幾個點; 在消聲器出口端一點或幾個點。
待測運行數據包括表征使用消聲器的機器或設備運行工況的流量、壓力和速度。
2規范性引用文件
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款,凡是注日期的引用文件,其隨后所有的 修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是 否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標準文。
GB/T 3767—1996聲學 聲壓法測定噪聲源聲功率級 反射面上方近似自由場的工程法(eqv
ISO 3744;1994)
GB/T 3785-1983聲級計的電、聲性能及測試方法
GB/T 17181—1997 積分平均聲級計(idt IEC 60804:1985)
ISO 5221 = 1984空氣分布與擴散一空氣處理管道中空氣流量測量方法導則
3術語和定義
本標準使用下列術語和定義。
3. 1
傳遞聲壓級羞(DtQ transmission sound pressure level difference
消聲器聲源端和出口端的平均聲壓級,差單位為分貝(dB)o
DtR = — ( 1 )
式中:
L7——消聲器出口端的平均聲壓級,單位為分貝(dB)(基準聲壓20 fiPa)o平均聲壓級是由管道 中或從孔、消聲器外表面輻射空氣聲的全部測點平均得到的(1/3倍頻帶或倍頻帶);
質——消聲器聲源端的平均聲壓級,單位為分貝(dB)(基準聲壓20 MPa)0平均聲壓級是由輻射 入消聲器的空氣聲的全部測點平均得到的(1/3倍頻帶或倍頻帶)。
注:以鈍只是用來確定傳遞損失的一個中間量。
平均聲壓級穌由式(2)確定:
穌=10也[§£10°叫] (2)
式中:
琮——每一個測點的聲壓級;
N——測點的數量。
插入聲壓級差(D她)insertion sound pressure level difference
安裝消聲器前后在同一點測得的聲壓級差或者是同一小塊面積平均得到的聲壓級差,單位為分貝 (dB)。
D誰=Lpu — Lpl ( 3 )
式中:
—安裝消聲器后,在一點測得的聲壓級或是一小塊面積測得的聲源的平均聲壓級(1/3倍頻 帶或倍頻帶),單位為分貝(dB)(基準聲壓20 ptPa);
Lpa——安裝消聲器前,在相同測點所測的平均聲壓級(1/3倍頻帶或倍頻帶),單位為分貝(dB) (基準聲壓20卩Pa)。
注:與以伽相反,D如限于一個點或一小塊面積上的聲壓級差,無論裝不裝消聲器,測量點處聲輻射的指向性都是有 效的,在以半波長為直徑的一小塊面積上而不是一點作測量,對避免直達聲波和反射聲波在某些點發生干涉而 給測量帶來嚴重影響也許是有用的.
傳遞損失(DQ transmission loss
入射聲功率級和通過消聲器傳遞的聲功率級之差,單位為分貝(dB)。
式中:
L”——聲音通過消聲器后傳遞到相連的管道、房間或是傳入自由空間的聲功率級(1/3倍頻帶或 倍頻帶),單位=dB(基準聲功率1 pW),由式(5)確定:
L>wi = Lg + 10 lg(Si /So) + Ki ( 5 )
式中:
S——消聲器出口端的與計算平均聲壓級瑟相對應的測量面面積。
或者在混響的接收室中,瓦為該室吸聲量A的四分之一。這時,可用賽賓公式:
Si = (6 lnlO)V/(cr:) ( 6 )
式中:
V 房間的體積;
C——聲音的傳播速度(對于空氣來說,室溫下c=340 m/s);
「 混響時間。
S0 = l ;
Kl——消聲器出口端聲場的修正值(參見附錄A),單位為分貝(dB)o
Lw2——聲音人射到消聲器的聲功率級(1/3倍頻帶或倍頻帶),單位為分貝(dB)(基準聲功率
1 pW),且和安裝條件有關(見5和9. 1),由式(7)確定:
Lwz = Lpz + 1。IgCS;/So) + Kg ( 7 )
式中:
ss——消聲器聲源端的與計算平均聲壓級以■相對應的測量面面積,
或者在混響的聲源室中,島為消聲器的總進口橫截面積的1/4。聲壓級L,2要在房間內距 離消聲器或其他聲源不能太近的不同的點測量;
SQ = 1 m2 i
K2——消聲器聲源端入射聲場分布和反射聲場分布的修正值(參見附錄A),單位:dB。
注:面積S和&的定義中包括基本的聲場修正,因此,修正值K和的值一般很小,在典型情況下絕對值小于
3 dB?
3.4
插入損失(DQ insertion loss
安裝消聲器前后輻射的聲功率級差,單位為分貝(dB) 0
Dm = Lwu —Lwi ( 8 )
式中:
Lwi——消聲器安裝后的1/3倍頻帶或倍頻帶聲功率級,單位為分貝(dB)(基準聲功率1 pW),由 式(9)確定:
L町=頃+10 lg(&/SQ + K, ( 9 )
式中:
以——安裝消聲器后,在管道或開口輻射空氣聲的全部測點上的平均聲壓級(1/3倍頻帶或倍頻 帶)和安裝條件有關(見5和9.1);
S——消聲器出口端的與平均聲壓級羣相對應的測量面面積;
或者在混響的接收室中,5表示該室吸聲量A的四分之一。這時,可用賽賓公式,見式 (10):
S] = (6 InlO) V/CcTJ ( 10 )
式中:
混響時間;
V和c——見3.3的定義。
So = 1 m2 ;
Ki——消聲器岀口端聲場分布的修正值(參見附錄A),單位為分貝(dB)。
Lwd——未安裝消聲器的1/3倍頻帶或倍頻帶聲功率級,單位為分貝(dB)(基準聲功率IpW), 由式(11)確定:
Lwn = LpH +10 lg(S||/So)4-Kn ( 11 )
式中:
E7——未安裝消聲器時,所有測點上的平均聲壓級倍頻帶或倍頻帶),取決于消聲器的安裝 條件;
Sn——與平均聲壓級商相對應的測量面面積,或者在混響的接收室中,Sn表示該室吸聲量A的 四分之一。這時,可用賽賓公式*
SD = (6 InlO) V/(cTa ) ( 12 )
式中:
T n 混響時間;
V和c見3.3的定義。
S0 = l m2 ;
K"——未安裝消聲器時,在管道中或孔前處聲場分布的修正值(參見附錄A),單位為分貝(dB)。 注:在大多數情況下,面積S[和Sn相等,修正值Ki和Ka相差不多,所以這些修正值在插入損失的計算中可以互 相抵消,對于特殊的情況可以參見附錄
消聲器的總壓損失(ApT) total pressure loss of silencer
消聲器上游的總壓平均值聲和下游的總壓平均值兩的差值。
^pT =—力 Td ( 13 )
a) 當消聲器管道的進口和出口面積相等,且溫度或空氣密度沿消聲器沒有顯著變化時,總壓損失 等于靜壓差;
b) 當消聲器被安裝在兩個房間之間或較大橫截面的管道中間,且氣流速度可以忽略時,其總壓 損失與相同安裝條件下靜壓差近似相等;
C)在消聲器的橫截面和與消聲器安裝所在的管道或孔的橫截面不相等的地方,過渡段作為消聲 器的一部分,壓力測量要在過渡段外進行。
靜壓差(4ps) static pressure difference
當消聲器的進口與出口面積不相等,且溫度變化不顯著時,靜壓差與總壓損失△力T的關系如下: 如=s-等[備-歯] < 14 >
式中:
p 氣體密度(kg/m3 );
qv~ 氣流流量(n?/s);
Su——消聲器上游橫截面積;
Sd——消聲器下游橫截面積
背景噪聲 background noise
不是由消聲器所在管道的聲源、管道或孔洞所產生的聲音。
4背景噪聲的修正 4.1傳遞聲壓級羞
傳遞聲壓級的背景噪聲修正要根據表1進行,如果測量值修正3dB仍不能滿足要求,那么瓦就不
能用本標準描述的方法來確定,這時測量結果只能說明:
表1背景噪聲的修正值 單位為分貝
啟動聲源后測得的聲壓級與 背景噪聲級的差值 |
<3 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
>10 |
修正值 |
測量無效 |
3 |
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
0. 5 |
0.5 |
0 |
h V Lpi — 3 dB
式中:
以——消聲器出口端測得的平均聲壓級(1/3倍頻帶或倍頻帶)。
4.2插入聲壓級差
插入聲壓級的背景噪聲修正要根據表1進行,如果測量值修正3 dB也不能滿足要求,那么就 不能用本標準描述的方法來確定,這時測量結果只能說明:
D車 > L'r — Pi
式中:
L'pl ——消聲器安裝后在背景噪聲影響下所測的聲壓級(1/3倍頻帶或倍頻帶);
L;d——消聲器安裝前在背景噪聲影響下所測的聲壓級(1/3倍頻帶或倍頻帶)。
注;TSO 72353991中3.12條的背景噪聲包括再生噪聲,本標準中的背景噪聲不包括再生噪聲。
5安裝條件
旨在確定傳遞損失或插入損失的可能安裝條件如圖I所示,傳遞損失的測量有16神情況、插入損 失的測量有4種情況。
聲源端可以是:
——管道;
——擴散聲場的房間;
-一非擴散聲場的房間;
——自由聲場的空間。
出口端可以是:
——管道;
——擴散聲場的房間;
——非擴散聲場的房間;
——自由聲場的空間。
當按本標準進行驗收試驗時,相關各方應對安裝條件、測點、聲場修正值的大小達成一致。
注:符合圖1中情況6所得到的結果可能與ISO 140-10所定義的不同;符合圖1中情況8所得到的結果也可能與 ISO 140-5所定義的不同,這些都取決于測量表面的選擇。
某些特殊的地方,當無法用實際聲源測量時,可用人工聲源代替。人工聲源的類型和安裝應詳細說 明。為了更好的和實際聲源頻譜相比較,測量應在1/3倍頻帶進行,并考慮不同的聲場分布、溫度、流速 的影響,其特定的修正值應該加以說明。
注:實際的修正項決定于具體情況,確定它們的值要求使用復雜的理論模型,這已超出本標準的范圍。
擴散聲場
的房間
非擴散聲 場的房間
自由聲場 的空間
任童管道、
房間或空
間
8
X
12
X
16
X
20
X
X
GB、T 19512I2004-SO 二 820-996
——聲源端測點;
x 單一測點。?
注:1?16為傳遞損失示意圖,17?20為插入損失示意圖,聲源在消聲卷左側,氣流方向是任意的。
圖1消聲器傳遞損失、插入損失測■示意圖
6儀器
6.1聲學儀器
測量儀器應符合GB/T 3767要求。使用GB/T 3785和GB/T17181規定的1型聲級計。如果除指向 性要求外,這些標準的其他所有要求都滿足的話,在特殊情況下可以使用指向性傳聲器(見8.2. 3)。
包括記錄儀在內的測量系統都應進行校準。
注1:當使用同一測量儀器測量聲源端和出口端的聲壓級差和使用已在實驗室條件下校準過的指向性傳聲器時 (見附錄B),不需要在現場對傳聲器進行校準,但最好使用校準器對測量系統性能進行檢査。
由經過傳聲器氣流產生的噪聲應以適當的裝置設備加以抑制。
注2:可以選用下列裝置之一:
—拖沫球防風罩;
—鼻錐(氣流方向控制在土 15°之內);
——或者使用GB/T 17697—1999中描述的Friedrich管或湍流罩。
6.2流速、靜壓和溫度的測■設備
如果可能,流速、靜壓和動壓的測量要按照ISO 5221中規定的要求進行。
畢托管、壓力計、壓力傳感器是測定壓差最通用的設備。
當壓差小于10 Pa左右或者畢托管的氣流入射角大于10°時,會產生較大的誤差。
當氣流中沒有較大起伏或旋轉分量時,可用葉片式風速儀來測量流速的分布。 精度在士 5P內的任何類型溫度計都可以使用。
7測量對象和測量條件
測量對象是已經安裝(或是打算安裝)在管道或機器(設備)的開口或在圍蔽空間的墻上的消聲器 時,對消聲器效果的測量可按下列兩種情況之一進行:
——能產生一定流量和聲級,就在其機器設備正常運行條件下;
——在設備不運行和不產生氣流時,應使用人工聲源(例如,揚聲器)。
優先考慮在機器設備正常運行條件下的測量方法。
不同的運行條件和人工激勵可以產生不同的聲學激勵,并可以得到不同的結果。影響因素包括聲 場的分布、再生噪聲、氣流梯度、溫度、湍流和側向傳聲。按照本標準測量的衰減損失僅有效于在測量時 的運行條件,這應予以說明和報告。
消聲器驗收試驗中,相關方應對測量是在設備額定條件下或者是在通常能夠反映運行中頻繁產生 典型聲音的運行條件下進行,達成一致協議。
如果設備還受到其他專項國家標準的限定,它的運行狀態應符合該標準。
8測■程序
在應用本標準中所描述的測量程序之前,相關各方應就測量條件達成一致。測量條件包括安裝消 聲器或將要安裝消聲器的設備的運行狀態、測點位置等。聲音除了經過消聲器開口輻射外,還可以從消 聲器外表面輻射,通過對測點的選擇,能夠將這兩部分噪聲考慮進去。為了清楚地描述測量結果,在參 考本標準的同時,還應充分考慮相關協議的細節。
8.2聲學測■
將傳聲器放置在距消聲器較近的位置,但距離最好不要小于1 m0為確保測量不受空氣流動的影 響,若可能的話,要避免傳聲器接近聲源、管道中彎曲處或者是有障礙物的地方。通常,將垂直于聲音傳播 方向或者平行于消聲器入口橫截面(見圖2a)的表面定義為測量表面。要用多個測點來確定平均聲壓級。
注:剽點的個數取決于管道的尺寸和測量條件(例如通道和溫度)。
測點應均勻分布在測量表面上或者靠近測量表面(要在測量的最低頻率波長的1/8以內),但是不 要都在測量表面的一個平面內;
更合理的方法是,將測點均勻分布在管道橫截面上的流速分布均勻位置,且要避免靠近管壁的邊界層。
裝消聲器前與裝消聲器后傳聲器都放在相同的位置。測點位置不須均勻分布在管道橫截面上。將 傳聲器在很小區域上沿著管道的橫向和縱向移動,以減少駐波的影響。
將帶有鼻錐或湍流防風罩的傳聲器在氣流方向上排列放置。
如在管道中岀現高流速(例如>30 m/s)和高聲壓級(例如>120 dB,基準聲壓20 yPa),允許將傳 聲器齊平安裝在管壁上。
注1;在管道系統的設計中,應考慮預留傳聲器的孔洞,注意密封孔洞,以避免由于氣流進出管道產生再生噪聲。
注2:用來支撐傳聲器的支架可能會產生再生噪聲。
應使每個測點的測量時間都相等并且足夠的長,以保證能夠確定能量等效的聲壓級,且其不確定度 不超過1 dB0
i'i: 1:在高溫和測量時間短的地方,適宜使用記錄傳聲器的信號的方法。
注2:對于起優信號,準確度會降低。
8. 2.2在房間或通風室內測■
對于傳遞損失和插入損失的測量,傳聲器位置的選擇取決于房間的尺寸和房間內聲音的吸收表面 和反射表面的分布。
當房間的長和高之比或寬和高之比小于3 : 1時,且很少的聲吸收均勻地分布在房間的表面時,要 在整個房間內平均分布測點,如果可能,至少取三個測點,測點的位置距離房間的聲源、墻壁和消聲器的 開口處都要大于0.5 m,最好能大于1 m。
否則,應將測點的位置選擇在可以部分包絡消聲器和消聲器開口的表面上。測點距離聲源、墻壁和 消聲器開口處要大于0.5 m,最好能不小于1 mo包絡面可以是長方體形狀的,或作為球或圓柱的一部 分(見圖2 b和
c消聲器前端的球形測量羨面
注:虛線表示測量表面。
插入聲壓級差的測量要在規定的位置進行(例如,操作人員的位置K
使用全指向的傳聲器。通常,推薦使用泡沫球防風罩來保護傳聲器不受氣體流動影響。不要使用 湍流防風罩或具有指向性的傳聲器。
8.2.3在開放空間的測量
有四種測量區域是可確定的:
當消聲器開口是其附近區域的主要聲源時,建議將測點的位置遠離消聲器。使用有指向性的傳聲 器可以減少其他聲源的影響。對于具有指向性的傳聲器的校準,參見附錄B。為了減少地面干擾的影 響,建議將傳聲器放置在距離地面至少4 m的位置。位置的選擇必須注意,使從建筑物或其他障礙物 反射的聲音的影響不大于1 dB°
照射點上其他聲源的影響不能被減少時,可以在從聲源到照射點的路徑上選擇代替測點。
通常,測量位置宜選擇在部分包圍消聲器開口的表面上。測量位置應距離消聲器開口處1 m左 右。封閉的表面可以是長方體、球或圓柱的一部分(見圖2 b和c),推薦使用泡沫球防風罩來保護傳聲 器不受氣流影響。使用鼻錐時,應將帶有鼻錐的傳聲器在氣流方向上排列。測量插入聲壓級差時,可以 使用湍流防風罩。
背景噪聲較大時,在消聲器開口平面直接測量較為有效。在這種情況下,測量表面即為消聲器的自 由橫截面Sfo因為傳聲器在空氣流動方向上的位置對聲壓級的測量影響較大,所以要在測量平面上精 確選擇測量的位置。
8.3氣流、壓力和溫度的測量
8. 3.1測■表面
定義兩個測量表面,一個在測試對象的上游、另一個在測試對象的下游,且垂直于主氣流方向。
如有可能,上游測量表面距離被測管道消聲器或,見式(15):
du = 1.5 ( 15 )
式中:
&——上游測量表面的橫截面積。
下游測量表面距離被測管道消聲器力,見式(16):
也=12 応一 10 g ( 16 )
式中:
Sd——下游測量表面的橫截面積;
Sf——消聲器自由橫截面的面積。
如果上述要求不能達到時,測量表面與消聲器進出口的距離要由相關方協商確定。
8.3.2壓差
記錄絕對壓力和大氣壓力P.之差,本標準不要求測量大氣壓力。
取上述兩個測量表面上的若干測點測量總壓力t和靜壓處。在使用畢托管時,其距離管壁的任何 一點的距離都要不小于15 mm。
注;為了詳細研究,如有可能應該沿一對相互垂直的軸線上進行總壓和靜壓的測量,如果是片式消聲器,應選擇沿 與消聲片平行的一對互相垂直的軸,進行總壓和靜壓的研究。
8.3.3流速
對于局部流速(例如,通風孔的流速)的測量,可以不對儀器進行校準。
注:測定流速的分布,可以在不同的測點進行(例如,在片式消聲器的進口和出口處)。在流速分布不均勻時,壓力 損失和氣流噪聲可能會有所增加。
8.3.4溫度
在消聲器上游測量表面一個測點測量空氣的溫度們要與氣流和聲音的測量同時進行。如果消聲 器下游溫度與上游溫度有很大差別或者與周圍溫度有很大差別時,對下游溫度也應進行測量。
9計算
9.1聲壓級測量計算
對于不同情況的測量見圖1所示。
9.1.1傳遞聲壓級差
a) 情況1?4:根據8. 2. 1所述,在消聲器聲源端測量表面附近的一些位置測量聲壓級L方,根據 公式(2)確定平均聲壓級攻。
b) 情況5?8:根據8.2.2所述,在消聲器聲源端混響室一些測點測量聲壓級根據公式(2) 確定平均聲壓級質。
c) 情況9?16:根據8.2.2和8. 2.3所述,在消聲器聲源端包絡面上的一些測點測量聲壓級 L肉.,根據公式(2)確定平均聲壓級孩。
d) 情況1?16:如可能,應單獨測量背景噪聲的影響,使用表1或式(17)對消聲器接出口 J個 測點的聲壓級進行適當地修正。
偵=10 lg[扌、(10。叫 ( 17 )
式中:
L “——背景噪聲的聲壓級,單位:dBo
如有可能,關閉聲源,忽略消聲器側向傳聲,把傳聲器放在相同的位置測量背景噪聲的聲壓級,最大 的修正值為3 dBo
9.1.2插入聲壓級差
a) 情況17:未安裝消聲器時在管道橫截面上的若干個測點上測量聲壓級L“,如果測點的距離比 較近,根據8. 2.1所述,確定一下平均聲壓級項。如果測點間距相等,根據公式(2)確定平均 聲壓級頑。
b) 情況18:根據8. 2.2所述,未安裝消聲器時在混響室內的若干個測點上測量聲壓級L,根據 公式(2)確定平均聲壓級商。
c) 情況19?20:根據8. 2.2和8. 2. 3所述,未安裝消聲器時在非擴散的房間或開放的空間中彼 此距離接近的一些測點上測量聲壓級Lpi,根據公式(2)確定平均聲壓級商。根據8. 2. 1所 述,未安裝消聲器時,包絡在開口的測量表面上間距相等的若干個測點上,測量聲壓級L?,根 據公式(2)確定平均聲壓級 商。
d) 情況17?20:如可能應分別測量背景噪聲的影響,使用表1或下面的公式對安裝消聲器時, 彼此靠近的N個測點的聲壓級進行適當地修正。
N
177= 101g為習(10。叫一10。叫)] (18 )
式中:
項——背景噪聲的聲壓級,單位;dB。
在混響的接收室或消聲器出口端的包絡面上,或管道橫截面上間距相等的測點,可以確定平均 聲壓級匸7=l,"
如有可能,關閉聲源并忽略消聲器側向傳聲,把傳聲器放在相同的位置測量背景噪聲的聲壓級,最 大的修正值為3 dBo
根據公式(3)計算插入聲壓級差Dips0
由消聲器傳遞聲壓級差玖隊、面積比島/Si和兩端聲場修正值差K2—K,,按下式進行傳遞損失D,a 的計算:
D” = + 10 lg(S2/Si) + — Ki ( 19 )
a) 情況1?4:S2是消聲器聲源端管道橫截面測量表面面積。
注:應注意區分消聲器的進口總橫截面與消聲器的自由橫截面S.
c) 情況9?16:S3是總的消聲器進氣橫截測量表面面積的二分之一。
d) 情況1,5,9,13:S是消聲器出口端管道橫截面測量表面的面積。
e) 情況2,6,10,14:$是接收室吸收量的四分之一(見3.3)。
f) 情況3,4,7,8,11,12,15,16:S是消聲器末端包絡面測量表面的面積。
除附錄A描述的特殊情況的規定外,聲場修正值K】和K2只考慮消聲器兩端顯著不同的溫度。
KlKl5 也(沼) (20)
式中: 缶——消聲器出口端的溫度(筆); 務——聲源端的溫度(°C)。
溫度不同聲速也不同,這將導致均方聲壓和聲功率轉換因子不同。
在安裝消聲器前后,由平均聲壓級差成一術、面積比Su/S]和聲場修正值差Ka -Ki,按下式 進行插入損失以‘的計算:
Dm = Lpu — LPi + 10 lg(Sn /Si ) + Ku — Kj ( 21 )
a) 情況17:Su是未安裝消聲器前,管道中測量橫截面面積;Si是安裝消聲器后,管道中測量橫截 面面積。如果可能,在插入消聲器前后選擇相同的橫截面。
b) 情況18$!,是未安裝消聲器前混響室中吸聲量的四分之一(見3.4);S[是安裝消聲器后混響 室中吸聲量的四分之一。如果可能,使混響室中的吸聲量在消聲器安裝前后保持不變。
c) 情況19?20:Sb是未安裝消聲器前,用來包絡墻壁的消聲器安裝口處的測量面面積;Si是安 裝消聲器后,用來包絡消聲器末端開口處的測量面面積。如果可能,選擇包絡面以使兩個面積 相等。
除附錄A描述的特殊情況的規定外,聲場修正值K】和Ks只考慮裝與不裝消聲器的溫度,溫度有 明顯不同時,按下式計算。
旳-旳=5也(|^) (22)
式中:
% ——安裝消聲器的溫度(C); 缶——未安裝消聲器的溫度(°C)。
說明見9.1.3
9.1.5 1/3倍頻帶和倍頻帶數據的轉換
1/3倍頻帶和倍頻帶數據的轉換只適用于測量的聲壓級,對于聲壓級差則不行。
9.2氣流測量計算
根據8.3.2所述,在消聲器上游的N個測點測量總壓力tuj和靜壓 g,按式(23)和(24)確定上游 總壓和靜壓的平均值減和&:
, N
=頁 Z 陣,, (23 )
力su = §、力su,j ( 24 )
根據8.3.2所述,在消聲器下游的N個點測量總壓力tm和靜壓力油按式(25)和(26)確定下游總 壓和靜壓的平均值》Td和刀Sd :
力Td =頁 gArd,, ( 25 )
] N
Psd =寧£心 (26 >
根據公式(13)確定管道消聲器(圖1中情況1)的總壓損失APv
根據動壓a計算上游或下游的流速。動壓P.定義見式(27);
K = X — Ps ( 27 )
根據式(28)計算上游流速
血=號 (28)
式中:
%——消聲器上游空氣密度。
氣體密度按下式計算:
M . P K
f 冒) "
式中:
I? = 8314. 4 N ? m/(kmol , K) 通用氣體常數;
M 摩爾質量(kg/kmol);
對于空氣而言R/M =287 N ? m/(kg ? K)
Pamb 大氣壓( = 100 kPa);
們——消聲器上游的溫度(笆)o
下游流速由相似的方法計算而得(在消聲器下游時,下標“u”用“d”來代替)。
從消聲器上游和下游的N個點測得流速3”計算平均流速赤和疝:
w =函、凹 (30 )
如果接近消聲器入口處的流速3訂與平均流速/偏差超過10%,或者根據8. 3.3測量的結果表明 流速分布不均勻,應記錄實際的流速分布。由于流速的分布不均勻,可能會增加壓力損失和再生噪聲, 消聲器內的平均流速可按下式計算:
― s 一
心=忒.叫 ( 31 )
式中:
So——消聲器上游管道測量橫截面面積.
10記錄內容
按本標準進行的所有測量應記錄下列內容:
10. 1被測消聲器
10.2運行條件
f) 由于氣流分布不均勻產生的偏差(以便幫助找到可能存在的再生聲源);
10.3測■方法
10.4點學測■結果
10. 4. 1如果在消聲器的兩端進行測量時
10.4. 2有和無被動型消聲器條件下的測■或有源消聲器開和關條件下的測量
10. 4. 3 使用人工聲源的情次
如果應用1/3倍頻帶和倍頻帶之間的數據轉換,要說明轉換的方法。
10.5其他倩息
除數據列表外,如果以圖表形式提供1/3倍頻帶或者倍頻帶的插入損失或傳遞損失的頻譜圖,在橫 坐標以15 mm表示一個倍頻帶,縱坐標以20 mm表示10 dB,或者以相同的比例在兩個坐標上表示。
11報吿內容
測試報告中包括記錄的所有的相關信息,和其他訶能影響測試結果的所有因素。應注明測試結果 是按本標準進行的,至少包括10.3 a)dO. 4和10.5 a)的信息。
附錄A
(資料性附錄)
聲場的修正
實際應用中,幾乎不可能確定聲場的修正值K,、K2、Ki、Ku的真值。本附錄給出了工程上的估計 法,準確度在±3 dB以內°在測量之前,各相關方應在修正值的K值上達成一致。
在消聲器聲源端影響聲場修正值K2的因素:
D垂直于消聲器入口橫截面的方向(例如,管道中在高次模式的截止頻率以下)
——矩形的管道中,兀=0.5 c/a
式中:
c——在工作溫度下的聲速;
a 矩形較長一邊的長度;
——圓形的管道中,兒=0.5 c/d
式中:
d——管道的直徑。
2) 斜入射消聲器入口的橫截面(例如,具有高次模式聲波管道中或者是靠近房間內一個聲 源)。
3) 局部空間無規入射(例如,在角落的管道入口、在邊緣的管道入口、在墻上的管道入口,或 者在混響室中遠離墻的管道入口)。
聲場的修正依賴于聲音的頻率,入口管道產生的共振也會導致大的修正值。但是,在大多數通常的 實際情況中,根據本標準的要求(圖1中所示的情況),修正值的絕對值被限定在3 dB左右。
a) 在管道中(情況1?4),在f<fc的低頻范圍,近似為平面波,對于高頻Kz接近一3 dB。
b) 在混響室中(情況5?8〉,假定在墻上的小孔有無規聲音入射。如果小孔離墻很遠,或者它的 直徑與聲波的波長相比不夠小,那么K2 = -3 dB。在混響室的邊緣或角落的小孔,在低頻時 的聲場修正值分別為3 dB和6 dBo
c) 在非擴散的房間(情況9-12)和開放的空間(情況13?16),假定聲波是斜入射的,這導致了聲 場修正值Kz取管道和混響室的中介值。
在消聲器岀口端聲場的修正值Ki考慮下列因素:
c) 墻和反射物與測量表面的接近程度(情況3,4,7,8,11,12 ,15和16);
除某個顯著的頻率產生作用的特殊的情況,在大多數情況下,根據本標準的要求,修正值的絕對值 被限定在3 dB。
a) 在管道中(情況1,5,9和13),在f<fe的低頻范圍,近個為平面波,對于高頻珀接近一3 dB。 如果在消聲器兩端的管道橫截面的尺寸接近的話,那么KlKi就會很小。
b) 在混響室中(情況2,6,10,14),聲吸收是接近的,但按Sabine公式計算并不精確。造成偏差因 子超過2是很少見的(相應的聲場的修正值=3 dB)o
c) 在大多數其他房間里(情況3,7,11,15)可能適當限定一個測量表面,使其包括來自附近表面
的主要反射并不包括混響場。
d)消聲器插入房間或者開放空間(情況3,4,7,8,11,12,15,16)的開口與測量表面相比并不小 時,由于聲音無規入射到測量表面,可能導致聲場的修正值K|達一3 dB°
原則上,聲場的修正值Ki和Ku應該相等,在插入損失的計算中彼此抵消。但也有例外,如下:
a) 消聲器作為模式濾波器,導致與其連接的管道聲場的修正值就要改變(情況17);
附錄B
(資料性附錄)
指向性傳聲器的校準和配備湍流防風罩傳聲器的校準
根據實踐中的經驗,推薦采用自由場比較方法用于指向性傳聲器在50 Hz?5 000 Hz的頻率范圍 內校準。具有已知自由場靈敏度的傳聲器和指向性的傳聲器應該放置在彼此接近(距離在on m左 右),并安裝在一個5 m高的三角架上。指向性傳聲器應該指向揚聲器的方向,揚聲器應放置在相同的 高度上,彼此距離約為5 mD揚聲器可以用全頻帶或1/3倍頻帶的噪聲發聲,這主要取決于背景噪聲° 傳聲器的信號應使用雙通道的1/3倍頻帶分析儀進行。指向性傳聲器和校準過的傳聲器信號之間在 1/3倍頻帶時的差值厶,使用下面的公式可以轉換成倍頻帶的差值4LV1,
AL” =-10 lg法
式中:
j——在倍頻帶中的每一個1/3倍頻帶。
這個修正值應加到采用該指向性傳聲器在自由場條件下測量的聲壓級中。
附錄C
(資料性附錄)
參考文獻
[1] ISO 140-5 : Acoustics—Measurement of sound insulation in buildings and of building elements—Part 5 : Field measurements of airborne sound insulation of facade elements and facades
[2] ISO 140-10:1991 Acoustics—Measurement of sound insulation in buildings and of building elements—Part 10: Laboratory measurement of airborne sound insulation of small building elements
[3] ISO 7235 : 1991 Acoustics—Measurement procedures for ducted silencers—Insertion loss flow noise and total pressure loss
[4] ISO 5221:1984 Air distribution and air diffusion—Rules to methods of measuring air flow rate in an air handling duct
聲學風機輻射入管道的聲功率測定管道法 聲學消聲器測量方法
倍頻帶和分數倍頻帶濾波器(eqv IEC 1260-1995)