INSTYTUT KONSTRUKCJI MASZYN ABORATORIUM POMIAR MOCY AKUSTYCZNEJ Measurment of soun ower 9 8 ;7 ;6 ;5 4 h l c l Zakres ćwiczenia. Zaoznanie się z normami otyczącymi omiaru mocy akustycznej.. Zaoznanie się z aaraturą omiarową i metoyką omiarów.. Przerowazenie omiarów zgonie z zaleceniami normowymi. 4. Oracowanie wyników omiarów. Do wykonania rzez stuentów. Wykonać omiary oziomu ciśnienia akustycznego emitowanego rzez urzązanie.. Wykonać omiary oziomu tła akustycznego.. Obliczyć orawki korygujące. 4. Obliczyć oziom mocy akustycznej. 5. Narysować wykres oziomu mocy akustycznej baanego urzązenia funkcji. 6. Poać wnioski z rzerowazonych omiarów. 7. Zaliczyć ćwiczenie.
. MOC AKUSTYCZNA Moc akustyczna jest ostawową wielkością fizyczną określającą ane urzązenie o wzglęem akustycznym. Definiowana jest jako ilość energii jaką wysyła źróło w jenostce czasu. N Z a f F [W ] a = () gzie: a ciśnienie akustyczne, Z f oorność falowa ośroka, F- ole owierzchni rzekroju rzez który rzeływa energia akustyczna. Ze wzglęu na uŝą rozętość wartości sotykanych mocy akustycznych wygone jest osługiwanie się oziomem mocy akustycznej: N 0 log N a o [ B ] W = () gzie N o = 0 - [W] - moc akustyczna oniesienia. Rys.. Zakresy sotykanych mocy akustycznych Poanie wartości oziomu mocy akustycznej maszyn i urzązeń jest barzo często wymagane rzesami rawa (n. maszyny buowane, agregaty rąotwórcze, sręŝarki, kosiarki, it). Parametr mocy akustycznej źróła hałasu jest konieczny w rzyaku stosowania obliczeniowych meto rognozowania roagacji hałasu.. WARUNKI BADAŃ.. Miejsce baań Pomiary rzerowaza się w miejscu eksloatacji urzązenia w omieszczeniu lub w rzestrzeni otwartej na owierzchnią obijającą źwięk. Baane źróło owinno być ołoŝone w ostatecznej oległości o kaŝej obijającej ściany, sufitu, lub obijającego obiektu. W celu uwzglęnienia właściwości akustycznych śroowiska baawczego naleŝy rzyjąć orawkę śroowiskową K.
.. Aaratura omiarowa Do omiarów stosuje się mierniki oziomu źwięku klasy okłaności. Mierniki oziomu źwięku rze rzerowazeniem omiarów owinny być cechowane rzy uŝyciu kalibratora -źróła wzorcowego sygnału akustycznego, wytwarzającego ciśnienie akustyczne o stałym oziomie. JeŜeli omiary są wykonywane w rzestrzeni otwartej, zaleca się stosowanie osłony rzeciwwietrznej... Przebieg baania Cechowanie aaratury omiarowej - rze rozoczęciem omiarów miernik wraz z mikrofonem cechuje się a o ich zakończeniu srawza się cechowanie. Wyniki omiarów uznaje się za rawiłowe, jeŝeli róŝnica wartości sygnału cechującego oczytywanych rze rozoczęciem omiarów i o ich zakończeniu nie rzekracza B. Srawzenie tła akustycznego - oziom źwięku tła akustycznego t olega srawzeniu rze rzystąeniem o omiarów oraz o ich zakończeniu. Srawzenie to obejmuje omiary oziomu źwięku A we wszystkich unktach omiarowych. Pomiar oziomu ciśnienia akustycznego w oszczególnych unktach omiarowych. ZASADA POMIARU MOCY AKUSTYCZNEJ Pomiar oziomu mocy akustycznej metoą techniczną na łaszczyzną obijającą źwięk wykonuje się w nastęujących etaach: Wykonanie omiarów oziomu ciśnienia akustycznego w asmach oktawowych oraz oziomu źwięku A w ęciu unktach omiarowych usytuowanych wokół źróła źwięku jak na rys.. 5 "wiok z góry" 4 a c baane urzązenie l l h b l Rys.. RozłoŜenie unktów omiarowych wokół baanego urzązenia. Obliczenie ola owierzchni omiarowej. Wymiary charakterystyczne naleŝy obliczać ze wzorów: a =,5l +, b = 0,5l +, c = l +, h = 0,5( b + c ), () 0 gzie l, l są wymiarami ostawy rostoałościanu ograniczającego baane urzązenie (l >=l ), l jest wysokością rostoałościanu Pole owierzchni omiarowej oblicza się ze wzoru: a + b + c F = 4( ab + ac + bc ) [ m ] (4) a + b + c +
Obliczenie śrenich wartości oziomów ciśnienia akustycznego zmierzonych w asmach oktawowych i śreniej wartości oziomu źwięku A z zaleŝności: 5 = 0 log 0 5 i= 0 (5) gzie: oowienio oziom ciśnienia akustycznego w określonym aśmie oktawowym lub oziom źwięku A, w i -tym unkcie omiarowym, [B] Obliczenie orawki uwzglęniającej hałas tła. Porawkę naleŝy określić z zaleŝności: w którym gzie K = 0log = 5 = 0 log 0 5 i= 0. ( 0 ) [ B ] 0 [ B ] to oziom ciśnienia akustycznego hałasu tła w asmach oktawowych lub oziom źwięku A hałasu tła zmierzony w i-tej ozycji mikrofonu [B]. JeŜeli > 5B, nie wrowaza się Ŝanej orawki, a jeŝeli wartość < 6B omiar nie sełnia wymagań normy PN-EN ISO 744. Obliczenie orawki uwzglęniającej śroowisko baawcze. W celu uwzglęnienia wływu źwięków obitych w rzestrzeni omiarowej na wartość zmierzonego oziomu ciśnienia akustycznego oblicza się orawkę K zgonie z zaleŝnością: F A K 0log + 4 A F v = (6) [ B ] F ole owierzchni omiarowej [m ], F v ole owierzchni ograniczających omieszczenie łącznie z ołogą [m ], A chłonność akustyczna omieszczenia określona na ostawie czasu ogłosu T: 0,6 V A = [ m ] (7) T V objętość baanego omieszczenia [m ], T czas ogłosu [s]. Śroowisko omiarowe sełnia wymagania normy PN-EN ISO 744 jeŝeli wartość oorawki K jest mniejsza niŝ B. Obliczenie owierzchniowego oziomu ciśnienia akustycznego. O wartość śreniego oziomu ciśnienia akustycznego oejmuje się wartość orawek K oraz K : = K K [ B ] (8) f 4
Obliczenie oziomu mocy akustyczne z zaleŝności: gzie F = f 0log [ B ] (9) F w + 0 f - oziom źwięku A lub oziom ciśnienia akustycznego w asmach, F ole owierzchni omiarowej [m ] F 0 =m. 4. ZAUTOMATYZOWANY SYSTEM DO POMIARU MOCY AKUSTYCZNEJ PoniewaŜ określenie mocy akustycznej wiąŝe się z koniecznością wykonania wielu omiarów w co najmniej kilku unktach omiarowych, omocne są tutaj zautomatyzowane systemy omiarowe. Jenym z takich ukłaów jest rzestawiony oniŝej system firmy Sonoan. Rys.. System o omiaru mocy akustycznej firmy Sonoan APMS-9 W skła systemu wchozą mikrofony omiarowe z rzewzmacniaczami, multilekser MP-9, analizator źwięku DSA-50, komuter z orogramowaniem. Wyznaczanie mocy akustycznej jest wykonywane na ostawie omiaru ciśnienia akustycznego w maksymalnie 0 unktach omiarowych. Mikrofony omiarowe są rozmieszczone na statywach na owierzchni ółkuli lub rostoałościanu otaczającego baany obiekt. Sygnały z mikrofonów orzez multilekser oawane są o cyfrowego analizatora źwięku. Analizator oraz multilekser sterowane są rzez komuter (z eykowanym orogramowaniem), ozwalając na zautomatyzowanie omiarów, obliczenie mocy akustycznej baanego obiektu i wygenerowanie raortu. Rys.4. Wiok okna rogramu sterującego systemem. 5
System Sonoan APMS-9 umoŝliwia omiar mocy akustycznej maszyn i urzązeń zgonie z normą PN-EN 744. Za omocą systemu moŝna równieŝ określić charakterystykę kierunkowości baanego źróła hałasu. System określa automatycznie orawność kwalifikacji śroowiska baawczego, ocenia sełnienie kryteriów określonych w normie (n. wływ tła akustycznego), umoŝliwia równieŝ automatyczne rzerowazenie kalibracji torów omiarowych a takŝe wizualizuje i archiwizuje ane omiarowe. 5. WYKONANIE ĆWICZENIA Pomiar oziomu tła akustycznego.. 4 5 Punkt omiarowy Poziom hałasu tła [B] 6
Obliczenie śrenich oziomów hałasu tła akustycznego Obliczenie ola owierzchni omiarowej: l =...m, l =...m, l =...m, F =...m, Pomiar oziomu ciśnienia akustycznego.. 4 5 Punkt omiarowy Poziom ciśnienia akustycznego [B] Poziom ciśnienia akustycznego [B] Poziom ciśnienia akustycznego [B] Obliczenie orawki uwzglęniającej hałas tła K 7
= K = K = K Obliczenie orawki uwzglęniającej śroowisko baawcze K Czas ogłosu T Chłonność akustyczna A K F v =...m, V=...m Obliczenie owierzchniowego oziomu ciśnienia akustycznego. f f f Obliczenie oziomu mocy akustycznej. w w w Wykres oziomu mocy akustycznej w funkcji. 8
w [B] 0 5 0 05 00 95 90 85 80 75 70 65 60 A f Wnioski.... 6. ITERATURA [] Engel Z., Ochrona śroowiska rze rganiami i hałasem, PWN, Warszawa 00 r. [] Saowski J., Akustyka architektoniczna, PWN Warszawa 976. [] PN-EN ISO 744 Wyznaczanie oziomów mocy akustycznej źróeł hałasu na ostawie omiarów ciśnienia akustycznego 9