ГОСТ 30457-97 Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума на основе интенсивности звука. Измерение в дискретных точках. Технический метод (ИСО 9614-1-93).
ГОСТ 30457-97
(ИСО 9614-1-93)
Группа Т34
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Акустика
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЕЙ ЗВУКОВОЙ МОЩНОСТИ
ИСТОЧНИКОВ ШУМА НА ОСНОВЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ЗВУКА
Измерение в дискретных точках. Технический метод
Acoustics. Determination of sound power levels of noise sources using sound intensity.
Measurement at discrete points. Engineering method
МКС 17.140.20
ОКСТУ 0011
Дата введения 1999-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации N 358 "Шум машин" при финансовой поддержке фирм: АСМ+, Октава+ и С-Инструментс
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 12-97 от 21 ноября 1997 г.)
За принятие проголосовали:
|
|
Наименование государства | Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика | Азгосстандарт |
Молдова
| Молдова-Стандарт |
Республика Армения | Армгосстандарт |
Республика Белоруссия | Госстандарт Белоруссии |
Республика Казахстан | Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизская Республика | Киргизстандарт |
Российская Федерация | Госстандарт России |
Республика Таджикистан | Таджикгосстандарт |
Туркменистан | Главная государственная инспекция Туркменистана |
Республика Узбекистан | Узгосстандарт |
Украина | Госстандарт Украины |
3 Настоящий стандарт, за исключением 1, 2, 3.1, 3.2, 4.3, 5.1.2, 5.3, 5.4, 6.1, 8.1, 8.3, 9.3, 10.6, Б1.1, Б1.2, Б1.3, В, Г, представляет собой аутентичный текст ИСО 9614-1-93 "Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума на основе интенсивности звука. Измерение в дискретных точках"
4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 28 апреля 1998 г. N 159 межгосударственный стандарт ГОСТ 30457-97 (ИСО 9614-1-93) введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1999 г.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
ВНЕСЕНЫ поправки, опубликованные в ИУС N 12, 1998 г., ИУС N 5, 2009 г.
Введение
Определение уровня звуковой мощности источника шума на основе измерения уровня интенсивности звука рекомендуется в следующих случаях:
а) необходимость проведения измерений в условиях эксплуатации (большие размеры источников шума, влияние обрабатываемого продукта на шум и др.);
б) высокий уровень шума, создаваемого посторонними источниками.
Настоящий стандарт полностью соответствует стандарту ИСО 9614-1-93 в части технического (инженерного) метода измерений.
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт распространяется на источники звука, расположенные в стационарной среде, не содержащей газовые потоки, воздействующие на акустический зонд для измерения интенсивности звука, и устанавливает метод измерения интенсивности звука в дискретных точках на измерительной поверхности, а также правила вычисления уровня его звуковой мощности.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем стандарте использована ссылка на ГОСТ 17187-81 Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний.
3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями.
Это векторная величина, равная произведению мгновенного звукового давления в данной точке на соответствующую мгновенную скорость частиц в этой же точке
Выражается в децибелах.
3.6 Звуковая мощность
и
3.7 Измерительная поверхность - условная поверхность, на которой проводят измерения интенсивности звука, огибающая источник шума или полностью, или в соединении с акустически твердой непрерывной поверхностью. В случаях, когда условная поверхность ограничивается телами с жесткой поверхностью, измерительная поверхность прерывается на соответствующих линиях пересечения.
3.8 Сегмент (элемент) - часть измерительной поверхности, соответствующая одной точке измерения.
3.9 Интенсивность звука посторонних источников - вклад в измеренную интенсивность звука от источников, находящихся вне измерительной поверхности (источники, работающие снаружи от объема, ограниченного измерительной поверхностью).
3.10 Акустический зонд для измерения интенсивности звука - часть системы измерения интенсивности звука, включающая измерительные микрофоны.
3.13 Стационарный сигнал
Для целей данного стандарта сигнал считают стационарным во времени, если для каждой точки измерения его усредненные по времени характеристики в течение каждого отдельного периода измерения совпадают с характеристиками в той же точке при увеличении периода измерения до значения, необходимого для измерения во всех точках на измерительной поверхности. Периодические сигналы считают стационарными, если время измерения в каждой точке равно, по меньшей мере, десяти периодам.
4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
4.1 Размер источника шума
Размер источника шума не ограничен. Размеры измерительной поверхности определяют, исходя из размеров источника.
4.2 Характер шума, излучаемого источником
Шум должен быть стационарным во времени (см. 3.13). В случае прерывистого шума приводят результаты измерения для каждого отдельного интервала времени, в течение которого сигнал можно считать стационарным. Необходимо принять меры по предотвращению измерений при нестационарной работе внешних источников (см. таблицу Б.2 приложения Б).
4.3 Погрешность измерений
Таблица 1 - Погрешности определения уровней звуковой мощности
|
|
|
Центральные* частоты октавных полос, Гц | Центральные* частоты третьоктавных полос, Гц | Среднее квадратическое отклонение  **, дБ |
63-125 | 50-160 | 3,0 |
250-500 | 200-630 | 2,0 |
1000-4000 | 800-5000 | 1,5 |
| 6300 | 2,5 |
_______________ * Центральная частота равна корню квадратному из произведения граничных частот рассматриваемой полосы.
** Действительное значение уровня звуковой мощности находится в доверительном интервале ±2 (доверительная вероятность 95%). | ||
5 АКУСТИЧЕСКИЕ ВНЕШНИЕ УСЛОВИЯ
5.1 Интенсивность звука посторонних источников
5.1.1 Интенсивность звука посторонних источников должна быть сведена к минимуму (см. приложение Б и А.2.2 приложения А). Если испытуемый источник может быть выключен, то погрешность измерений, связанная с посторонними источниками, может быть определена по приложению Г.
5.2 Влияние ветра, газового потока, вибрации и температуры
Не следует проводить измерения, когда воздушный поток вблизи акустического зонда не удовлетворяет требованиям, указанным изготовителем зонда. При отсутствии такой информации измерения не проводят, если средняя скорость воздуха вблизи акустического зонда превышает 2 м/с.
При измерении на открытом воздухе всегда следует применять ветрозащитный экран. Акустический зонд не должен подвергаться вибрации.
В результаты измерений следует внести поправки на давление и температуру, если это необходимо.
5.3 Неизменность формы испытательного пространства
В течение времени проведения испытаний границы испытательного пространства и положения находящихся в нем предметов должны оставаться неизменными. Посторонние предметы, находящиеся вблизи источника, следует удалить.
6 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ
6.1 Общие положения
Прибор, применяемый для измерения интенсивности звука, должен иметь действующий документ о поверке или метрологической аттестации.
Для каждой полосы частот должно быть указано значение показателя давления - остаточной интенсивности звука.
6.2 Проверка и калибровка приборов в условиях эксплуатации
Приборы для измерения интенсивности звука подлежат государственной поверке не реже одного раза в год. Протокол измерений при поверке должен соответствовать 10.3.
Калибровку измерителя интенсивности звука до и после измерений проводят согласно методике, установленной изготовителем прибора, либо по методике 6.2.1 и 6.2.2.
6.2.1 Калибровка по уровню звукового давления
Каждый микрофон в акустическом зонде калибруют по уровню звукового давления при помощи калибратора класса 0 или 1. Предельно допустимая погрешность калибратора ±0,3 дБ.
6.2.2 Калибровка по интенсивности звука
7 УСТАНОВКА И РЕЖИМ РАБОТЫ ИСТОЧНИКА
Условия установки и режим работы источника должны соответствовать испытательному коду для данного источника. Если испытательный код отсутствует, то источник должен работать при максимальной нагрузке в неизменных условиях нормального применения, указанных в технической документации на изделие.
8 ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЕЙ НОРМАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ЗВУКА
8.1 Время усреднения
Время усреднения для приборов, использующих фильтры, в случае белого шума с гауссовым распределением, обеспечивающее погрешность измерения не более 5% при доверительной вероятности 95%, определяют по формуле
Для приборов, синтезирующих октавные или третьоктавные полосы частот на основе узкополосного анализа, необходимо определить эквивалентное время усреднения (указывается изготовителем приборов).
8.2 Предварительное испытание
Измерение нормальной составляющей интенсивности звука проводят на исходной измерительной поверхности. Если эта поверхность оказывается непригодной, ее изменяют в соответствии с приложением Б. Измерительная поверхность должна охватывать испытуемый источник.
Примечание - Предпочтительно выбирать поверхности простых геометрических форм, представленных на рисунке 1.
1 - параллелепипед; 2 - полусфера; 3 - цилиндр; 4 - полуцилиндр.
Рисунок 1 - Предпочтительные исходные измерительные поверхности
Среднее расстояние между измерительной поверхностью и поверхностью источника должно быть более 0,5 м, за исключением участков, которые излучают незначительную часть звуковой мощности, что доказывается испытанием. Выбранная поверхность может иметь непоглощающие участки (коэффициент поглощения в диффузном поле менее 0,06), такие, как бетонный пол или кирпичная стена. На этих участках не следует проводить измерения интенсивности звука, и нельзя включать такие участки в оценку звуковой мощности источника по формуле (6) (см. 3.6.2).
Если нестационарность звукового поля превышает значение, указанное в таблице Б.2 приложения Б, принимают соответствующие меры для ее уменьшения (см. таблицу Б.2).
Примечание - Это условие не следует применять, если испытуемый источник управляет источниками значительного постороннего шума, расположенными вне измерительной поверхности.
Результат вычислений позволяет определить соответствие точности измерений техническому методу.
Если критерий 1 (Б.1.1) не удовлетворяется во всех полосах частот, то выполняют следующее:
а) в отчете согласно 10.5 указывают, что погрешность определения уровня звуковой мощности в этих полосах частот превышает погрешность, установленную в таблице 1 для технического метода;
б) или принимают меры согласно таблице Б.2, чтобы увеличить (повысить) точность.
Если критерий 2 (Б.1.2) не удовлетворяется во всех полосах частот, принимают меры согласно 8.3
.
8.3 Сведение к минимуму числа дополнительных точек измерения на исходной измерительной поверхности
Если проверка, приведенная в Б.1.2, показывает, что для какого-либо частотного диапазона критерий 2 не выполняется, то обеспечение гарантированной точности измерений может быть возможным за счет изменения положения точек измерения.
Указанная ниже методика позволяет уменьшить число измерений для оценки пригодности исходной измерительной поверхности.
9 РАСЧЕТ УРОВНЯ ЗВУКОВОЙ МОЩНОСТИ
9.1 Расчет составляющей звуковой мощности для каждого сегмента измерительной поверхности
Составляющую звуковой мощности в каждой полосе частот для каждого сегмента измерительной поверхности рассчитывают по формуле
9.2 Расчет уровня звуковой мощности источника шума
Уровень звуковой мощности источника шума в каждой полосе частот рассчитывают по формуле
9.3 Расчет корректированного уровня звуковой мощности
10 ИНФОРМАЦИЯ, ВКЛЮЧАЕМАЯ В ОТЧЕТ
В отчете должна содержаться следующая информация:
10.1 Испытуемый источник
а) Описание испытуемого источника (включая его размеры и структуру поверхности).
б) Характер шума испытуемого источника (нестабильность, периодичность, тональность и т.д.).
в) Режимы работы.
г) Условия работы.
10.2 Акустические внешние условия
а) Описание условий испытания, включая чертеж расположения источника, форму и положение ближних объектов, характер опорной поверхности.
б) Описание характера шума от других источников, включая нестабильность, периодичность, тональность.
в) Температура воздуха и атмосферное давление.
г) Средняя скорость и направление ветра.
д) Описание приспособлений и методики сведения к минимуму постороннего шума.
е) Качественное описание газовых и воздушных потоков и их неустойчивости.
10.3 Средства измерения
а) Оборудование, применяемое для измерений, включая названия, типы, заводские номера и реквизиты изготовителей, а также форму акустического зонда для измерения интенсивности звука.
б) Методы градуировки и методы калибровки приборов в процессе измерений, а также результаты градуировки и калибровки.
в) Показатель давления - остаточной интенсивности звука, измерительной системы для каждой полосы частот и для каждой конфигурации используемых зондов.
г) Дата и место градуировки прибора для измерения интенсивности звука.
10.4 Методика измерения
а) Описание каждого этапа методики измерения.
б) Описание монтажа и крепления акустического зонда.
в) Схема и описание измерительной поверхности и сегментов.
г) Описание массива точек измерений, указание номеров и координат точек.
д) Указание времени усреднения в каждой точке.
10.5 Данные акустических измерений
б) Уровни звуковой мощности в полосах частот в виде таблиц и графиков.
Корректированный уровень звуковой мощности.
в) Погрешность определения уровня звуковой мощности в полосах частот, в которых критерий 2 приложения Б не удовлетворяется (рассчитанная в соответствии с уравнением Б.З).
г) Результаты испытаний в натурных условиях при повороте зонда согласно 6.2.2, если это необходимо.
д) Дата проведения измерений (год, месяц, день).
10.6 Соответствие требованиям точности по техническому методу
Для полос частот, в которых точность метода по таблице 1 не удовлетворяется, согласно приложению Б, должны быть указаны 95%-ные доверительные интервалы уровня звуковой мощности.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЛЯ
А.1 Общие положения
Показатели поля оценивают по формулам (А.1)-(А.9) для каждой из использованных измерительных поверхностей, каждого расположения точек на них и каждой полосы частот.
А.2 Определение показателей поля
А.2.2 Показатель давления - интенсивность звука на измерительной поверхности
А.2.3 Показатель отрицательной составляющей звуковой мощности
А.2.4 Показатель неравномерности поля
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(обязательное)
МЕТОДИКА ДОСТИЖЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ,
СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ ТРЕБОВАНИЯМ ТЕХНИЧЕСКОГО МЕТОДА
Б.1 Оценка пригодности условий измерения
Общая схема операций представлена на рисунке Б.1.
Рисунок Б.1 - Алгоритм достижения необходимой точности
Примечание - Контур, ограниченный штриховой линией, представляет блок процедур для сведения к минимуму числа дополнительных точек измерения на исходной измерительной поверхности согласно Б.3.
Б.1.1 Проверка пригодности измерительного оборудования
Критерий 1
Если выбранная измерительная поверхность не удовлетворяет критерию 1, то проводят действия согласно таблице Б.2 и рисунку Б.1.
Б.1.2 Проверка правильности выбранного расположения точек измерения
Критерий 2
|
|
|
Центральные частоты октавных полос, Гц | Центральные частоты третьоктавных полос, Гц | |
63-125 | 50-160 | 11 |
250-500 | 200-630 | 19 |
1000-4000 | 800-5000 | 29 |
| 6300 | 14 |
Б.1.3 Проверка концентрации положительных составляющих звуковой мощности и оценка необходимого изменения расположения точек измерений
б) для остальных сегментов.
Если ряд сегментов, удовлетворяющих вышеуказанному условию, не существует, принимают соответствующие таблице Б.2 альтернативные меры для повышения точности определения звуковой мощности.
Б.1.4 Определение нестационарности поля
Б.1.5 Определение наличия посторонних источников сильно направленного действия
Б.2 Меры, принимаемые для повышения точности измерений
В таблице Б.2 указаны меры, которые следует принимать в случаях, когда выбранная измерительная поверхность и/или расположение точек измерения не отвечают требованиям, изложенным в Б.1.
Таблица Б.2 - Мероприятия по повышению точности измерений
|
|
|
Критерий | Действие (рисунок Б.1) | Мероприятие |
 0,6 | е | Уменьшить временную нестабильность интенсивности посторонних источников или проводить измерения в период меньшей нестабильности, или увеличить время измерения в каждой точке |
 или  3 дБ | а | При наличии существенной внешней помехи и/или сильной реверберации уменьшить расстояние измерительной поверхности от источника до 0,25 м. В противном случае увеличить это расстояние до 1 м |
| b | Отделить щитами измерительную поверхность от постороннего шума или уменьшить отражение звука по направлению к источнику |
Критерий 2 не удовлетворяется и 1 дБ  3 дБ | c | Равномерно увеличить плотность точек измерения, чтобы критерий 2 отвечал требованиям |
Критерий 2 не удовлетворяется и  1 дБ, и методика 8.3 либо не дает положительного результата, либо не применяется | d | Увеличить расстояние измерительной поверхности от источника при том же числе точек измерения или увеличить число точек измерения на той же поверхности |
ПРИЛОЖЕНИЕ В
(справочное)
ВЛИЯНИЕ ПОТОКА ВОЗДУХА НА ИЗМЕРЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ЗВУКА
Турбулентные потоки вблизи акустического зонда вызывают сигнал псевдоинтенсивности звука, поэтому следует применять ветровые экраны на микрофоны, особенно на частотах ниже 200 Гц. Наличие турбулентных потоков приводит также к нестабильности результатов измерений.
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(справочное)
ВЛИЯНИЕ ПОГЛОЩЕНИЯ ЗВУКА ВНУТРИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Влияние поглощения звука может не учитываться, если выполняется условие
В противном случае следует принять меры по уменьшению уровня постороннего шума или экранировать измерительную поверхность от внешних источников.
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
(справочное)
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
Для измерения интенсивности звука применяют интенсиметры звука, состоящие из анализатора с октавными или третьоктавными фильтрами и акустического зонда. Акустический зонд состоит из двух микрофонов.
Интенсиметры звука подлежат государственной поверке или калибровке, если они прошли испытания с целью утверждения типа и допущены к применению в стране. Для калибровки интенсиметров звука применяют калибратор интенсиметра. Микрофоны, входящие в зонд, калибруют при помощи калибратора микрофонов.
Средства измерений фирмы "Брюль и Къер", прошедшие испытания с целью утверждения типа до 1995 г. включительно
2 Акустический калибратор типа 4231. Частота калибровки - 1 кГц, уровень звукового давления - 94, 114 дБ, погрешность калибровки ...±0,2 дБ.
Средства измерений фирмы "Брюль и Къер", планируемые для проведения испытаний с целью утверждения типа
1 Пара конденсаторных микрофонов с согласованными амплитудными и фазовыми характеристиками типов 4181 и 4178.
2 Акустические зонды типов 3545 и 3548.
3 Интенсиметрический калибратор типа 3545.
4 Акустический анализатор типа 2260.
Средства измерений фирмы "Ларсен-Дэвис", прошедшие испытания с целью утверждения типа до 1995 г. включительно
Средства измерений фирмы "Ларсен-Дэвис", планируемые для проведения испытаний с целью утверждения типа
1 Модульный анализатор в реальном времени типа 3200.
2 Акустический зонд типа 2250.
3 Калибратор микрофонов типа СА 200.
4 Калибратор интенсиметров типа CAL 290.
Средства измерений фирмы "Хьюлетт-Паккард", планируемые для проведения испытаний с целью утверждения типа
1 Двухканальные анализаторы типов HP 3569A и HP 3566A.
2 Акустические зонды типов HP 35237A и HP 35237B.
Примечание - Возможность применения для целей настоящего стандарта акустических БПФ-анализаторов определяется по результатам исследования погрешности синтезирования октавных и третьоктавных полос из узкополосного спектра.
