应根据附录H的规定记录相关信息,记录表中带*的为应记录的信息。
附录A
(规范性附录)
倍频程和1/3倍频程混响室鉴定
A.1 概述
本附录给出了测试间的倍频程和1/3倍频程的宽频鉴定程序。
A.2 仪器设备
鉴定用仪器仪表及传声器移动路径应与实际使用时相同。仪器仪表应符合4.1~4.4的规定。传声器移动路径应符合5.5的规定。本附录中给出的鉴定程序要求使用符合4.5的标准声源。
A.3 试验方法
在测试间内对倍频程声压级或1/3倍频程声压级应至少作8个或更多的混响场测量,每一个测试都用标准声源在室内不同的位置在下列条件下进行:
A.3.1 在地面上应确定每个标准声源的位置,且离墙距离不应小于1m,离开任何传声器的距离不应小于dmin允许的值(见图4)。任何两个声源之间的距离应大于1m。在测试间内中心线300mm以内为无声区。标准声源的位置一般大约在被评价声源的邻近位置。
A.3.2 根据第8章的程序,利用上述每个位置处的标准声源来决定平均声压级。
A.3.3 在一个声源实际测试过程中,传声器移动、声音扩散、检测仪表和观察时间应一致。
A.4 计算程序
对于测试间的每个频率段应标定,因此标准偏差S可按式(A.1)计算:
式中:
S——标准偏差值,单位为dB;
(Lpq)j——j处的所有传声器声压级的平均值,单位为dB;
——所有声源位置的算术平均值,单位为dB;
ns——标准声源测点数量(至少8点)。
A.5 鉴定方法
对于每个频率段,如果计算标准偏差未超过表A.1中的限值,则测试间适合宽带声音的测试。
表A.1 最大允许标准偏差
附录B
(规范性附录)
纯频/窄带混响室鉴定
B.1 概述
本附录包括纯频测试间的鉴定程序。参考资料是GB/T 6881.1。合格试验仅适用于中心频率在100Hz到2500Hz范围的1/3倍频程,如表B.1所示。鉴定包括中心频率在100Hz以下频段,对中心频率高于2500Hz的1/3倍频程,测试间不需要作鉴定。鉴定试验适合测试间内的特定位置。基于这些鉴定的噪声测试应给出由本鉴定程序鉴定试验鉴定的1/3倍频程的中心频率。
表B.1 测量含有显著离散频率成分的噪声源声功率级的混响室鉴定的测试频率
B.2 仪器设备
第4章中给出的仪器仪表可用下列仪器仪表代替:
a)符合GB/T 3241中规定的1/3倍频程分析仪。
b)声源包括:
----扬声器:一只或更多,每个在鉴定频率范围内具有充分频率响应。
——频率发生器,可调和满足表B.1给出的频率误差。方便起见,推荐采用数字频率合成器。
----在整个频率范围内,频率计数器测量精度为±0.05。
----在所有测试频率点,通过扬声器的电压值为±0.05%伏特计。
B.3 试验程序
鉴定试验包含两个阶段,第一是关于扬声器的临近声场特性,第二是关于测试间。在两个阶段中,所做的测试都是针对1/3倍频程的每个离散频率。在两个鉴定测试阶段,所使用的设备应相同。
B.3.1 扬声器测试
把扬声器放在半消声室的地板上。传声器放在扬声器面前距离10mm~20mm处,扬声器的输入电压应足够高,以免受背景噪声的干扰,但其应在不产生畸变的范围内。然后测试1/3倍频程的离散频率的声压级。只有相邻频率的声压级的差异不超过1dB的扬声器是适用的,这个测试决定了扬声器临近声场特性,且给出了其标定的声压级。
B.3.2 测试间的测试
把扬声器放置在待测设备的位置上,对于1/3倍频程离散频率,测试空间或时间平均声压级Lp。扬声器输入电压应与B.3.1扬声器测试时所用的相同。
B.4 计算
对按B.3.2获得的测试间内声压级进行修正,方法是把测试间内声压级按每一频率减去B.3.1获得的扬声器声压级,就能消除扬声器特性的影响。然后计算出室内声压级的算术平均值,并计算出经修正的室内声压级和平均声压级之差的标准偏差:
式中:
S——标准偏差值,单位为dB;
(Lps)k——修正过的室内声压级Lps,单位为dB;
——修正过的室内声压级的算术平均值,单位为dB;
n——1/3倍频程测量的数量。
B.5 鉴定
如果计算得到的标准偏差值S不超过表B.2中给出的极限,则在给出的1/3倍频程对纯频测试的鉴定是合格的。如果1/3倍频程不合格,应该调整传声器位置,测试位置或测试间的吸声环境。
表B.2 最大允许标准偏差 dB
附录C
(规范性附录)
误差分析
C.1 概述
误差分析提供了用以鉴定测试精密度的方法,以了解测试结果的可信度。而且,它还用实际数值对测量不确定度做了精确描述。
C.2 定义
准确度是读数偏离平均值的误差,其具有随机性。
系统误差是永远存在的。未确定的系统误差具有随机性。
测量不确定度是对测量结果有效性的可疑程度或不肯定程度。测量不确定性由测量精密度和系统误差组成,测量精密度可以通过统计方法处理。
结果数值通过测试数值和误差计算出:
LW=m±w…………………………………………(C.1)
式中:
LW——被试风机总声功率级,单位为dB;
m——测量数值;
w——不确定度(可信度为P时的数值);
P——%(可信度)。
C.3 房间响应误差
混响室特别适合于像风机这样具有稳定声源的声功率的测量。然而,室内应具有足够的扩散以便产生混响场。
当一个声源在混响室内工作时,声波通过墙壁形成反射,形成驻波(例如:在两个互相平行的墙壁间的反射),每一个驻波就是房间的一个简正方式,简正方式的频率称为简正频率。简正方式数量越多,室内声音的扩散性越好。
有两个重要的误差将影响混响室内的测试:
a)在极限点所测试的声场产生的误差;
b)声源位置的变化。
当声源辐射的功率含有明显地离散频率成分,即纯频(某些风机叶片产生纯频,有些产生和声)时,在混响室内,声场未充分扩散,导致声场有明显的不均匀,平均声压的不确定性加大,测试结果的精确度将下降。
C.3.1 混响室内宽带测量
宽带声具有相对稳定的频率分布,无明显的离散频率或窄带成分。宽带声的测试可以依照附录A中推荐的方法进行。
C.3.2 混响室内纯频测量
当声源中存在着离散频率成分时,声压级的空间变化通常表示为最大分量与空间平均最小分量的乘积,近似为0.8λ。λ为所关心的离散频率的波长。通过简单的耳的测试就可鉴别声源所产生噪声中明显的离散成分。如果这种成分在听觉范围或通过窄带分析可以测试的话,就可以采用附录B中推荐的鉴定方法。
如果混响室未通过纯频测试鉴定,那么在该混响室内所进行的测试的误差高于鉴定过的混响室。误差有时高达±8dB。
在测试范围内是否存在离散频率,可以通过C.3.3中的方法来判别。
C.3.3 离散频率测试
可以使用下列程序估计被测风机声压级测量的标准偏差。
选择六个固定的传声器(或一个传声器,在六个不同的位置点),其空间间隔至少为λ/2,λ是所测最低段中心频率的波长。附录A中给出了传声器的位置要求。声源的位置应符合附录A中的规定。
根据附录A中的技术要求,测出每个位置的时间平均声压级。
对于所测频率范围内的每个1/3倍频程而言,标准偏差S的计算如下:
式中:
S——标准偏差值,单位为dB;
Lpcj——根据6.2.1经过背景噪声修正过的声压级,单位为dB;
——(Lpc)j的算术平均值即所有位置传声器的平均值,单位为dB;
nm——传声器位置数量,等于6。
S的数值取决于混响室内声场的特性和噪声源特性的影响。表C.1是基于声场空间变化的离散频率或窄带成分的特性,理论上零带宽波谱的标准偏差为5.57dB。
表C.1 基于声场空间变化的离散频率或窄带成分的特性
C.4 风机工况点
对应风机的每个工况点,均需测量其声功率级。这些点的鉴定误差影响到最终结果误差。声压级是随着工况点的变化而变化。因此,应按GB/T 1236的要求确定工况点和进行测试。
C.5 仪表误差
仪器仪表系统的频率响应在整个所测频率范围上,在表C.2给出的误差范围内,应平缓。
表C.2 仪器仪表系统误差
C.6 标准声源精度
在表C.3规定的误差范围内,应采用倍频程和1/3倍频程来决定标准声源发出的声功率。
表C.3 标准声源声功率的标定精度
(www.daowen.com)
C.7 功率测量估计标准偏差
根据本标准测出的声功率级标准偏差值小于等于表C.4中给出的值。除了管道末端反射修正和试验产品在未鉴定的测试间内进行的纯频试验情况外,表C.4中给出的标准偏差值考虑了从C.3到C.6测量误差的所有情况。
表C.4 声功率级估计偏差
C.8 管道末端修正
附录E中的图E.1所描绘的曲线是谱度大学所做的研究结果,它表明了管道末端的损失。该曲线给出了管道尺寸的限制和孔尺寸的限制。表C.5给出末端反射修正E的误差变量0.5kD和r的具体数值(D——管道直径;r——管道面积与开孔面积之比)。
表C.5 末端反射修正值E的误差
C.9 倍频程和1/3倍频程
根据本标准,可以进行倍频程和1/3倍频程频率分析。纯频混响室的鉴定仅仅影响1/3倍频程;倍频程分析对声谱的波型上提供的信息有限,不能提供声谱中存在的纯频的信息;风机产生的纯频值与化倍频程测量值会有1dB~2dB的差异。
对于特定的试验管路条件,本标准使用了末端反射修正系数,它与频率有关。因为这种关系,利用倍频程分析替代1/3倍频程可能带来高达±2dB的误差。表C.6、表C.7给出一个示例。
示例条件如下:
——风机出口管道直径为508mm;
——无孔板;
——小流量。
在估计倍频程的两种方法之间有着明显的差异。这种差异与下列情况有关:
——1/3倍频程的声谱形状;
——末部反射扩散曲线的斜率,在该点可以估计反射修正系数。
利用倍频程分析所产生的误差可能会高估或低估实际数值;因此,推荐采用1/3倍频程分析。见图C.1。
图C.1 1/3倍频程叠加效应
如果进行倍频程分析,可以采用调整风机转速,使得在任何倍频程上的1/3倍频程,旋转噪声频率下降。见表C.6、表C.7。
表C.6 倍频程分析
表C.7 1/3倍频程分析
C.10 63Hz频段精度
在低频时,声源的声功率输出取决于它在测试间中的位置。在这些频率上,因为室内墙壁的反射,激起的反射波很少。声源的反射声压与声源所产生的声压场有关。它影响声源声功率的测试结果。上述情况仅适合于63Hz频段。
这个频段的测量应写明。然而,所测量的数值有±6dB或更大的误差。
附录D
(规范性附录)
标准声源标定替代程序
D.1 概述
标准声源标定应符合GB/T 4129要求。需在一个半消声室内进行。该半消声室经过所需频率范围的测量标定,否则测试间应进行必要的标定,但对于本标准表1给出的倍频程的测量不需标定,可以采用本附录所述的其他基于声强度测量基础上的程序(按照GB/T 16404.2)。
D.2 设备与装置
设备和装置应按GB/T 4129要求的标准声源标定程序进行标定。除非在半消声风室内125Hz频段(100Hz1/3倍频程)以下不需要标定。声强度测量设备应按GB/T 16404.2的要求进行。
附加的标准声源声功率级的标定,可以通过声源的声级与其他已经按D.1~D.5程序标定过的标准声源的比较进行。这种传递式的标定程序应符合GB/T 6881.1的要求。
D.3 鉴定
GB/T 4129标准声源标定程序应在50Hz~10000Hz(1/3倍频程)和63Hz~8000Hz(倍频程)频率范围内进行。如果所有的标定符合GB/T 4129的要求(除非试验装置鉴定的频带在1/3倍频程100Hz以下),可以使用以下的替代标定程序。如果标定不完全符合GB/T 4129的要求,标定替代程序将不予认可。
D.4 程序
GB/T 4129要求在最低的1/3倍频程中使用(9个1/3倍频程),用声强度级的测量替代声功率级的测量。对于所有的测量,应该测量向外辐射的声强度。根据这些测量的数据所确定的声功率级应该与那些通过相应的声压级所确定的声功率级进行比较。如果在所有频段上,所确定的声功率级不大于表D.1中的误差的话,标定的标准声源声功率级按D.5规定的进行记录。可以根据强度测量直接检索,无需计算。
表D.1 声功率级差的误差
D.5 标准声源声功率级
对于100Hz~10000Hz的1/3倍频程和125Hz~8000Hz的倍频程标准声源的声功率级和定向指数应按GB/T 4129程序确定。对于50Hz~80Hz的1/3倍频程和63Hz的倍频程所记录的标准声源声功率级应该根据声强测量所确定的数值,定向指数无需确定。标定报告应该标明声强测量所确定的级别和是否完全符合本附录。
附录E
(规范性附录)
管道末端修正
E.1 概述
试验风管末端的环境可能会阻止声能通过试验风管末端传到试验室内。因此,在室内测量的声功率可能小于在管道中的实际声功率。为了更真实地对风机噪声进行评价,应对在试验室内所测量的风机噪声加以修正。
E.2 孔板末端反射
如果管道末端完全被反射板封闭,在该板处被阻碍的所有声能将被反射进管道上。如果孔板就是这块板,那么一些阻碍的声能将穿过这个开口,且在试验室内可以被测出。所传递的声能的量取决于孔板的尺寸和阻碍声的波长。通常,声频越高和孔板越大,声音通过孔板的传递越易。然而,即使是100%的孔板即管道末端完全开放时,在低频时仍会出现一些反射,这是因为在管道内和管道外有着不同的声学环境。图E.1给出随着孔板尺寸的变化,倍频程中心频率、管道直径和管道终端类型(平镶或敞开)时的修正系数。
随着频率和孔板尺寸而变化的反射,孔板的力学性能将影响到其自身的反射特性。薄的、轻的、易弯曲的板所能阻挠的声音将小于厚的、重的和刚性好的板。图E.1是针对厚的、重的和刚性好的板。本标准推荐的孔板为厚度不小于10mm的钢板,且与管道的连接非常紧固(采用8个螺栓连接)。对于直径超过1000mm的大型管道,应该使用更厚的板、加强筋,或同时使用。
E.3 进口管道末端修正的实例
名称数值
进口管道直径 1016mm
孔板直径 457mm
声速 343m/s
计算实例:
根据图E.1
对于表2中63Hz中心频段,根据3.12:
根据图E.1,当r=5,0.5kD=0.59时,Ei=7.0。
其中 r——管道面积与开孔面积之比;
Ei——管道末端反射修正值。
对于8个倍频程而言,E的数值列表于E.1中。
表E.1 修正值Ei的实例
图E.1 末端反射修正值E
E.4 限制
管道和孔尺寸的精确限制目前还不能给出。研究表明,当频率,管道直径和孔板的开孔面积减少时,将很难预测。
图E.1提供了在下述试验条件下,末端修正的数值:
——试验频率在63Hz倍频程以外;
——试验管径大于300mm;
——r的值大于5。
在这些限制内的试验将给出符合表C.5所描述的结果。如果试验在上述限制之外进行,应考虑采用
其他试验方法。
E.5 r=1时,末端反射修正曲线公式当选择图E.1中的曲线时,利用下面公式,可以近似地计算r=1的末端修正曲线:当管道终端为自由空间时,
当管道终端为混响室墙壁时,
式中:
f——频率,单位为Hz;
c——空气中的声速,单位为m/s;
D——圆形管的直径或矩形管的等效直径,即,其中A为面积。
附录F
(规范性附录)
滤波加权测量
在某些噪声测量情况下,低频高振幅噪声的存在可能降低在所测频率范围内的分析器的有效动态范围(本标准45Hz~11.2kHz)。而在大部分的动态测量范围利用分析器可以解决问题,有时有必要进行其他处理。
用声级计或频谱仪可以得到声压级读数,为了改善动态范围和测量质量,应使用精细加权功能。在45Hz~11.2kHz频率范围内,滤波加权响应小于3dB。对于所有测量(如背景噪声、标准声源和风机噪声),加权滤波应相同。滤波加权数值应计入声压级测量频谱中,以维持标定状态。
附录G
(规范性附录)
带风管的风机总噪声测试
如果打算用本标准确定的声功率级来反映在一个已知风机工况点下所产生的噪声,试验管道的长度应该与GB/T 1236要求的长度一致。并确认在接近规定的频率(也就是叶片通过频率)时,不存在管道共振。
风机进口和出口的声功率级是不相等的,管路末端的影响也不一样。下列公式是基于风机进口与出口声功率级相等的假定给出的。
这个试验程序和上述计算基于下列条件:
a)直接测定混响室内风机的平均噪声,传声器位于对总的平均声压级敏感的位置。
b)通过管道壁传递的损失应足够的大,以减少附加的声压级。
c)在风机、支撑件或驱动装置上无共振存在,或驱动装置无明显的纯频噪声在所测量的声压级上叠加。
d)上述公式中的常数3是基于风机进口和出口的声功率贡献为相等的假设下的数值。
图G.1 带风管的风机总噪声测试
附录H
(资料性附录)
噪声测量记录
噪声测量记录表
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