страница - 63
расстояния до объекта испытаний. При этом звуковые давления всех громкоговорителей складываются:
/>Г=/>1 + />2+"•+/>,!•
Для воспроизведения свободного и диффузного полей шума в лабораторных условиях необходимо создание специальных камер. Камеры, позволяющие воспроизвести свободное поле, называют камерами бегущей волны, или безэховыми, а камеры, позволяющие воспроизвести диффузное поле, - реверберацион-ными, или камерами отраженных волн.
Испытательная камера бегущей звуковой волны представляет собой трубу (акустический волновод) с жесткими стенками прямоугольного или круглого сечения, обеспечивающую распространение плоской бегущей волны.
Для исключения отражения звуковых волн в торце трубы устанавливают звукопоглощающие клинья, обеспечивающие максимальное поглощение звуковой энергии в области частот от 60 Гц и выше за счет плавного увеличения акустического сопротивления. Клинья изготавливаются из волокнисто-пористых материалов, помещаемых в специальные чехлы. При этом рекомендуется следующее соотношение высоты, ширины и толщины: 1 : 0,4 : 0,13.
Реверберационные камеры характеризуются образованием в них сложного колебательного движения воздуха.
Главным является получение в камере диффузного поля, средняя плотность энергии звуковых колебаний которого была бы одинаковой по всему объему камеры.
Для повышения равномерности звукового поля в камере в форме параллелепипеда рекомендуется брать следующие соотношения линейных размеров высоты, ширины и длины:
2 : 3 : 5 или lx = 1; ly = }[2 lx; lz = 4 lx.
Все внутренние поверхности камер полируют и красят. Для повышения диффузно-сти поля за счет изменения времени реверберации применяют звукопоглощающие или рассеивающие конструкции. В качестве звукопоглощающих используют деревянные щиты, площадь которых может быть определена по формуле
У = одб1-£-,
а /
где V - объем помещения; а - ревербераци-
онный коэффициент поглощения; Т - время реверберации.
Время реверберации камеры Т должно быть по возможности велико (Т> 1,5 с). Наиболее целесообразным расстоянием между
источником шума и изделием является
2Fi/3/3
Хорошие результаты дает размещение источника вблизи одного из углов камеры, а испытуемого изделия на расстоянии ,«X / 4
от всех стен.
Кроме рассмотренных принципов конструкций камер возможно создание камеры с воспроизведением звукового давления в "ближнем" поле с использованием так называемых "поверхностей излучения". В этом случае в качестве источника акустического шума могут использоваться громкоговорители, располагаемые в шахматном порядке на потолке и на стенах камеры. Места, свободные от громкоговорителей, заполняются звукопоглощающим материалом. Испытуемое изделие располагается в центре камеры.
Площадь "поверхности излучения" можно условно считать равной поверхности "эквивалентной" полусферы с радиусом
r=JS/2%,
где S - площадь поверхности излучения.
При размещении источников излучения на "поверхности излучения" должны соблюдаться следующие условия. Отсчетное расстояние d и расстояние между источниками излучения h выбирают в зависимости от размеров испытуемых изделий /. При максимальном размере изделия / 0,25 м d = 1; 3; 10 м, а при /< 0,25 м 4/£</£1 м.
При высоте испытуемого изделия Н или при расположении его в пределах указанной высоты расстояние между источниками излучения h выбирают равным /7/4, но не менее 0,25 м.
Средства измерений акустического шума.
Источниками сигналов измерительной информации о значениях параметров акустических шумов являются* измерительные микрофоны, напряжения с выходов которых через предусилители подводятся к средствам измерения и анализа.
Измерительные микрофоны представляют собой электроакустические преобразователи, преобразующие в широком динамическом и частотном диапазонах акустические колебания в электрические.
Классуфикацня измерительных микрофонов может проводиться по следующим признакам.
1.По физическому принципу - электрические (конденсаторные, электретные и пьезоэлектрические) и электромагнитные (электродинамические).
2.По принципу преобразования энергии акустических колебаний в электрические -
активные, требующие дополнительной энергии от постороннего источника (конденсаторные), и пассивные (пьезоэлектрические, электретные и электродинамические).
3. По направленности - ненаправленные, двусторонне направленные (восьмерочные), односторонне направленные и остронаправленные.
Основными параметрами измерительных микрофонов являются следующие.
1.Чувствительность (В/Па, мВ/Па) -отношение напряжения холостого хода на выходе микрофона к звуковому давлению, действующему на микрофон. Различают два основных вида чувствительности: номинальную чувствительность по напряжению (отношение напряжения на номинальной нагрузке к звуковому давлению), чувствительность по звуковому давлению в свободном поле (отношение напряжения на номинальном сопротивлении к звуковому давлению в точке свободного поля до помещения в нее микрофона).
2.Номинальный диапазон частот оценивается диапазоном частот, в котором определяются параметры микрофона.
3.Неравномерность частотной характеристики чувствительности оценивается отношением максимальной чувствительности к минимальной в номинальном диапазоне частот микрофона. Она не должна превышать ± 3 дБ.
4.Динамический диапазон микрофона оценивается диапазоном звуковых давлений, воспринимаемых микрофоном, нижний предел которого ограничен уровнем собственных шумов микрофона, а верхний предел определяется максимально допустимыми нелинейными искажениями.
5.Характеристика направленности оценивается зависимостью чувствительности микрофона на частоте / или в полосе частот со средней частотой /о в свободном поле от угла
между рабочей осью микрофона и направлением на источник звука.
Чем меньше размеры микрофона, тем шире его частотный диапазон и тем меньше влияние направленности. Однако при этом снижается чувствительность.
Для записи сигнала шума в целях его дальнейшего анализа целесообразно использовать магнитофоны. При записи акустического шума на магнитную ленту необходимо осуществить ее калибровку с помощью эталонного сигнала, создаваемого пистонфоном или микрофонным акустическим калибратором. Пистонфон является малогабаритным батарейным источником звука, предназначенным для акустической калибровки аппаратуры.
Недостатком пистонфона является ограниченный уровень звукового давления
(~ 124 дБ) практически на одной частоте (250 или 320 Гц).
В связи с этим находит применение микрофонный калибратор высокого давления, дающий возможность проведения абсолютной поверки и поверки методом сравнения микрофонов при давлениях до 180 дБ в области частот до 1 кГц.
Частотный анализ шума может осуществляться двумя способами:
-последовательным, когда выходные сигналы анализирующих фильтров передаются по одному каналу в среднеквадратичный выпрямитель и индикаторное устройство;
-параллельным, когда выходной сигнал одновременно подводится к ряду фильтров и с их выходов поступает к соответствующему индикаторному устройству.
При последовательном способе требуется некоторое время для анализа, и, следовательно, лишь сравнительно медленные изменения частотного спектра во времени могут быть обнаружены. При параллельном способе можно "мгновенно" воспроизводить полный частотный спектр шума и обнаруживать очень быстрые изменения спектра во времени.
Для измерения импульсных акустических шумов необходимо использовать измерительные схемы, содержащие детектор пикового значения, позволяющий измерить импульсный звук.
Испытания на воздействие акустического шума. Испытаниям подвергаются изделия, имеющие немонолитную структуру. Испытания могут проводиться двумя основными методами: методом воздействия на изделие случайного акустического шума и методом воздействия на изделие акустического тона меняющейся частоты.
При выборе камеры необходимо учитывать, что ее максимальный требуемый объем, обеспечивающий воспроизведение диффузного поля, зависит от геометрических размеров источника и от длины волны самой низкой частоты, рассматриваемой при испытаниях.
Малогабаритные изделия, наибольший габаритный размер которых в закрепленном состоянии меньше 40 мм, крепятся на приспособлениях в положении, соответствующем наиболее опасному способу крепления из всех предусмотренных для эксплуатации.
При этом для испытаний некоторых изделий могут использоваться специальные монтажные платы. Резонансные частоты приспособлений или других средств крепления должны быть вне диапазона акустических шумов, т.е. не ниже 20 кГц и не выше 16 Гц. Крепление изделий, габаритные размеры которых не превышают 300 мм, может выполняться с помощью системы подвески на эластичных растяжках (резиновые шнуры, полосы и т.д.). Крупногабаритные изделия с наибольшими размерами (более 300 мм) могут устанавли-
ваться на рамы и специальные столы с амор-тизаторными опорами. Изделия, имеющие собственные амортизаторы, крепятся непосредственно на них. При этом резонансная частота системы изделие-амортизатор не должна превышать 25 Гц, что обеспечивается жесткостью монтажных плат и крепежных приспособлений.
Звуковое давление у создаваемое в камере, измеряется с помощью измерительных микрофонов, которые могут иметь два функциональных назначения. Для поддержания заданного уровня звукового давления при испытаниях в камере может быть установлен контрольный микрофон, включенный в замкнутую систему автоматического регулирования.
Выбор расстояния / от источника звука до микрофона в основном определяется свойствами камеры. Оно может быть определено по эмпирической формуле:
т V зоо ,
где Т - время стандартной реверберации камеры; к - коэффициент объемности звука (для симфонического оркестра 10 ... 20); V - объем камеры, м3.
При испытании изделия на воздействие случайного акустического шума установка должна обеспечивать получение случайного акустического шума в диапазоне частот 125 ... 10 000 Гц при уровне звукового давления, соответствующем требуемой степени жесткости (табл. 2.4.1).
что изделие находится на расстоянии более 0,6 м от стенок камеры или посередине между изделиями и стенкой камеры.
Значение звукового давления определяют как среднее арифметическое результатов измерений.
При испытании на воздействие акустического тона меняющейся частоты используется камера бегущей волны. Изделие располагают по геометрической оси излучателя так, чтобы сторона изделия с большей площадью поверхности была бы направлена к излучателю. Изделие закрепляется на гладкой, плохо отражающей поверхности, выше которой не имеется отражающих преград.
При испытании указанным методом функции контрольного и измерительного микрофонов объединяются. Микрофон устанавливается на расстоянии 5 см от изделия в плоскости, перпендикулярной к геометрической оси изделия, проходящей через его середину. При этом параметры испытательных режимов должны поддерживаться постоянными с допускаемым отклонением ± 3 дБ. Испытания проводят воздействием тона плавно изменяющейся частоты в диапазоне 125 ... 10 000 Гц от низшей к высшей и обратно (один цикл). При этом в диапазоне частот 200 ... 10 000 Гц уровень звукового давления должен соответствовать указанному в табл. 2.4.1. На частотах ниже 200 и выше 1 000 Гц должно быть снижение, равное 6 дБ на октаву, относительно уровня на частоте 1 000 Гц. Продолжительность испьгганий 30 мин, если для контроля параметров изделия не требуется большего времени.
2.4.1. Уровни звукового давления, дБ
Степень жесткости | Акустический шум | Акустический тон меняющейся частоты |
I | 130 | 120 |
II | 140 | 130 |
III | 150 | 140 |
IV | 160 | 150 |
V | 170 | 160 |
При использовании реверберационной камеры изделие располагают в ее средней части. Число измерительных микрофонов, устанавливаемых в камере, зависит от размеров и формы изделия. Для изделий больших габаритных размеров рекомендуется проводить измерение в шести точках, а для изделии, у которых наибольший габаритный размер не превышает 20 % длины наименьшей стенки камеры, допускается проводить измерения в трех точках. Измерения проводят в точках, отстоящих на 0,3 м от изделия, при условии,
2.4.2. ИСПЫТАНИЯ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ
Герметичность - свойство конструкции или материала препятствовать проникновению жидкости, газа или пара.
Испытания на герметичность проводят с целью определения степени герметичности изделий и (или) их элементов, а также выявления отдельных течей.
Требования к степени негерметичности должны быть определены при разработке конструкции. Степень негерметичности характеризуется потоком газа, расходом или наличием истечения жидкости, падением давления за единицу времени, размером пятна и тому подобными величинами, приведенными к рабочим условиям.
Выбор метода испытаний на герметичность, а также установление требований к подготовке изделий к испытаниям на герметичность должны осуществляться при разработке конструкции изделия и (или) технологии его изготовления.
Испытания на герметичность должны включаться в технологический процесс изготовления изделия таким образом, чтобы пред-
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]