ГОСТ Р ИСО 3747-2013 Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Технический/ориентировочный метод в реверберационном звуковом поле на месте установки.
ГОСТ Р ИСО 3747-2013
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Акустика
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЕЙ ЗВУКОВОЙ МОЩНОСТИ И ЗВУКОВОЙ ЭНЕРГИИ ИСТОЧНИКОВ ШУМА ПО ЗВУКОВОМУ ДАВЛЕНИЮ
Технический/ориентировочный метод в реверберационном звуковом поле на месте установки
Acoustics. Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure. Engineering/survey methods for use in situ in a reverberant environment
ОКС 17.140.01
Дата введения 2014-12-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АНО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 358 "Акустика"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 декабря 2013 г. N 2178-ст
4 Настоящий стандарт является идентичным по отношению к международному стандарту ИСО 3747:2010* "Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Технический/ориентировочный метод в реверберационном звуковом поле на месте установки" (ISO 3747:2010 "Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Engineering/survey methods for use in situ in a reverberant environment", IDT).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2019 г.
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Введение
Настоящий стандарт входит в серию стандартов (см. [2]-[7]), устанавливающих методы определения уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума, таких как машины, оборудование и их узлы. Выбор конкретного метода зависит от целей испытаний по определению уровня звуковой мощности (звуковой энергии) и от имеющегося в распоряжении испытательного оборудования. Общее руководство по выбору метода испытаний установлено в [1]. Стандарты [2]-[7] и настоящий стандарт дают только общие рекомендации по установке машин и условиям их работы при испытаниях. Подробные требования об этом должны быть установлены в испытательных кодах по шуму для машин разных видов.
Метод, установленный настоящим стандартом, основан на сравнении уровней звукового давления в октавных полосах частот, создаваемого испытуемым источником шума и образцовым источником шума. Результаты измерений могут быть использованы для расчета корректированных по А уровней звуковой мощности или звуковой энергии. Метод предназначен для использования в условиях применения испытуемого источника шума. Он может быть использован для большей части стационарно устанавливаемого оборудования, которое в силу особенностей своей конструкции и применения не может быть перемещено для испытаний в других условиях.
Метод позволяет получать результаты измерений с точностью, соответствующей техническому или ориентировочному методу по классификации ИСО 12001 в зависимости от того, в какой степени соблюдены требования к испытательному пространству. Если определение уровня звуковой мощности или звуковой энергии источника шума требуется с более высокой точностью, то следует применять точные методы измерений, установленные в [2], [5] или [17]-[19]. К другим стандартам серий [2]-[7] или [17]-[19] следует обращаться при невозможности обеспечения условий измерений в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
1 Область применения
1.1 Общие положения
Настоящий стандарт устанавливает метод измерения уровней звуковой мощности источников шума (машин и оборудования) или, в случае если шум источника имеет импульсный характер или форму переходного процесса, то уровней звуковой энергии в октавных полосах частот по результатам сравнительных измерений уровней звукового давления, создаваемого испытуемым источником шума, установленным на месте его применения, и образцовым источником шума в этом же месте. Уровни звуковой мощности или звуковой энергии с коррекцией по частотной характеристике А (далее - корректированные по А) рассчитывают по результатам измерений в октавных полосах частот.
1.2 Вид шума и источники шума
Настоящий стандарт распространяется на все виды шума (постоянный, непостоянный, флуктуирующий, единичные импульсы и др.) по классификации ИСО 12001. Установленный метод измерений применим преимущественно к источникам широкополосного шума. Однако его можно использовать и в случае источников, излучающих шум в узких полосах частот или в виде отдельных тонов, хотя при этом возможно ухудшение воспроизводимости результатов измерений.
Испытуемые источники шума могут представлять собой устройства, машины и их узлы, в особенности такие, которые не предполагается перемещать из места их применения.
1.3 Испытательное пространство
Испытательное пространство, соответствующее требованиям настоящего стандарта, представляет собой помещение, в котором уровни звукового давления в точках установки микрофонов определяются преимущественно отражениями звуковых волн от внутренних поверхностей помещения (см. 4.1). Если измерения проводят с точностью технического метода по ИСО 12001, то фоновый шум в испытательном пространстве должен быть мал по сравнению с создаваемым испытуемым источником шума или образцовым источником шума (см. 4.2).
1.4 Неопределенность измерения
В настоящем стандарте приведены сведения о неопределенности измерений уровней звуковой мощности (звуковой энергии) в октавных полосах частот, а также рассчитанных по результатам этих измерений уровней звуковой мощности (звуковой энергии) в широкой полосе частот с применением коррекции по частотной характеристике А. Неопределенность измерения соответствует той, что установлена ИСО 12001 для технического или ориентировочного метода измерений, в зависимости от того, в какой степени соблюдены требования к испытательному пространству.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).
ISO 5725 (all parts), Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results [Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений]
ISO 6926, Acoustics - Requirements for the performance and calibration of reference sound sources for the determination of sound power levels (Акустика. Требования к рабочим характеристикам и калибровке образцовых источников шума, используемых для определения уровней звуковой мощности)
ISO 12001:1996, Acoustics - Noise emitted by machinery and equipment - Rules for the drafting and presentation of a noise test code (Акустика. Шум, излучаемый машинами и оборудованием. Правила составления испытательных кодов по шуму)
ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty in measurement - Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995) [Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения (GUM)]
IEC 60942:2003, Electroacoustics - Sound calibrators (Электроакустика. Калибраторы акустические)
IEC 61260:1995, Electroacoustics - Octave-band and fractional-octave-band filters (Электроакустика. Фильтры полосовые октавные и на доли октавы)
IEC 61672-1:2002, Electroacoustics - Sound level meters - Part 1: Specifications (Электроакустика. Шумомеры. Часть 1. Технические требования)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.
Примечание 1 - Определение термина модифицировано по отношению к [22, статья 8-9.2].
Примечание 2 - Звуковое давление выражают в паскалях (Па).
[[21], статья 2.2]
Примечание 2 - Определение содержательно совпадает с [19, статья 8-22].
Примечание 3 - Определение термина модифицировано по отношению к [21], (статья 2.3).
Примечание 2 - В случае описания звуковой иммиссии данную величину обычно называют "уровень звукового воздействия" (см. [18]).
3.6 метод сравнения (comparison method): Метод измерения уровней звуковой мощности или звуковой энергии с использованием сравнения результатов измерений уровней звукового давления, создаваемого испытуемым источником шума и образцовым источником шума с известным уровнем звуковой мощности, которые получены при работе обоих источников в одном и том же испытательном пространстве.
3.7 реверберационное (звуковое) поле (reverberant sound field): Звуковое поле в той части испытательного помещения, в которой вклад в общее поле звуковой волны, пришедшей непосредственно от испытуемого источника, пренебрежимо мал.
3.8 образцовый источник шума (reference sound source): Источник шума, отвечающий установленным требованиям.
Примечание - Требования к образцовому источнику шума, применяемому в соответствии с настоящим стандартом, установлены в ИСО 6926:1999 (раздел 5).
3.9 калибровочное положение (calibration position): Точно заданное относительно звукоотражающих поверхностей положение образцового источника шума, при котором проводят его калибровку.
Примечание - Данный термин и его определение отличаются от приведенных в [20, терминологическая статья 3.6], где показатель реверберационности поля определяется как средняя разность в заданном диапазоне расстояний от источника шума.
3.11 диапазон частот измерений (frequency range of interest): В общем случае, диапазон частот, включающий в себя октавные полосы со среднегеометрическими частотами (номинальными) от 125 до 8000 Гц.
3.12 огибающий параллелепипед (reference box): Воображаемая поверхность в виде прямоугольного параллелепипеда наименьшего объема, опирающегося одной гранью на пол испытательного помещения и заключающего в себе все элементы испытуемого источника шума, излучение которых дает существенный вклад в общий шум источника, вместе с испытательным столом (стендом), на который источник шума установлен (при его наличии).
3.14 фоновый шум (background noise): Шум от всех источников, кроме испытуемого.
Примечание - Фоновый шум может включать в себя воздушный шум, шум излучения вибрирующих поверхностей, электрический шум средств измерений.
[22, статья 8-16]
Примечание 2 - Данная величина характеризует скорость излучения звуковой энергии источником в воздушную среду.
Примечание 2 - Определение содержательно совпадает с [22, статья 8-23].
[21, статья 2.9]
Примечание 2 - Данную величину обычно используют для описания нестационарных процессов и перемежающихся звуковых событий.
[21, статья 2.10]
[21, статья 2.11]
4 Испытательное пространство
4.1 Требования к акустическим свойствам испытательного пространства
4.2 Требования к уровню фонового шума
5 Средства измерений
5.1 Общие положения
Измерительная система, включая микрофоны и соединительные кабели, должна соответствовать требованиям к средствам измерений класса 1 по МЭК 61672-1, а электронные фильтры - класса 1 по МЭК 61260. Образцовый источник шума должен удовлетворять требованиям ИСО 6926.
5.2 Калибровки
До и после каждой серии измерений проверяют калибровку каждой измерительной цепи на одной или нескольких частотах в пределах диапазона частот измерений с использованием акустического калибратора, удовлетворяющего требованиям МЭК 60942:2003, без выполнения регулировок измерительной цепи. Разность показаний до и после проведения измерений не должна превышать 0,5 дБ. Если данное требование не соблюдено, то результаты измерений считают недостоверными.
Для каждого средства измерений значение интервала между калибровками указывается в технической документации изготовителя.
6 Расположение, установка и работа испытуемого источника шума
6.1 Общие положения
Поскольку в соответствии с настоящим стандартом испытания проводят на месте установки испытуемого источника шума, расположение и установка источника шума считаются известными и изменены быть не могут. Вместе с тем звуковая мощность или звуковая энергия, излучаемая источником, может зависеть от того, каким образом и в каком месте (например, относительно стен помещения и других отражающих поверхностей) источник установлен.
Часто малошумные источники шума малых размеров в низкочастотной области могут при неудачном способе крепления передавать значительную низкочастотную вибрацию в опорную конструкцию, обладающую хорошей акустической излучательной способностью в области низких частот. В этом случае рекомендуется использовать виброизолирующие прокладки между испытуемым источником и опорной конструкцией. При этом опорная конструкция должна быть жесткой (т.е. иметь значительный входной механический импеданс), чтобы предотвратить возбуждение в ней чрезмерных колебаний, являющихся причиной ее звукового излучения. Виброизолирующие прокладки не применяют, если типовые способы установки источника шума не предусматривают их использование.
На шумовое излучение испытуемого источника могут также оказывать влияние условия сопряжения механизмов (например, привода и машины). Для исключения этого влияния может быть применена гибкая муфта. Применение гибкой муфты аналогично применению виброизолирующих прокладок.
6.2 Вспомогательное оборудование
По возможности вспомогательное оборудование (кабели, трубопроводы, воздуховоды и т.п.), соединенное с испытуемым источником и необходимое для его работы, но не составляющее его неотъемлемую часть, следует размещать за пределами испытательного пространства. Если это трудновыполнимо, то принимают меры, чтобы максимально снизить шум, излучаемый в испытательное пространство этим оборудованием. При невозможности удалить вспомогательное оборудование или существенно снизить его шум вспомогательное оборудование считают составной частью испытуемого источника и с его учетом определяют размеры огибающего параллелепипеда (см. 7.2).
6.3 Работа источника шума во время испытаний
На излучаемую источником шума звуковую мощность или звуковую энергию могут влиять приложенная нагрузка, рабочая скорость и режим работы. По возможности источник испытывают в условиях, когда его шум максимален при его типичном применении и, с другой стороны, обеспечивающих воспроизводимость результатов измерений. При наличии испытательного кода по шуму руководствуются установленными в нем требованиями к условиям работы источника, а при его отсутствии испытания проводят в одном или нескольких из следующих режимов:
a) в заданном режиме работы при заданной нагрузке;
b) при максимальной нагрузке, если она отличается от указанной в перечислении а);
c) на холостом ходу;
d) на максимальной рабочей скорости в заданном режиме;
e) в типовом режиме работы, когда шум источника максимален;
f) в заданном режиме работы с моделируемой нагрузкой;
g) с воспроизведением типового рабочего цикла.
До проведения измерений уровня звуковой мощности или звуковой энергии источник шума должен быть стабилизирован в заданном режиме, включая температурную стабилизацию источника питания и системы привода. Нагрузку, скорость и другие эксплуатационные характеристики в процессе испытаний либо поддерживают постоянными, либо циклически изменяют установленным образом.
Если излучение источника зависит от других факторов, таких как обрабатываемый материал или применяемый вставной инструмент, то их выбирают таким образом, чтобы они соответствовали, насколько это возможно, типичным условиям применения источника и при этом обеспечивали наименьший разброс результатов измерений. Если испытания проводят с моделированием нагрузки, то ее выбирают так, чтобы шум источника был представителен с точки зрения нормальных условий применения источника.
7 Измерения
7.1 Общие положения
Для определения как уровня звуковой мощности источника, излучающего стационарный шум, так и уровня звуковой энергии источника однократных шумовых процессов проводят две серии измерений уровней звукового давления. Первую серию - при работающем испытуемом источнике шума, вторую - при работающем образцовом источнике. Иногда (см. 7.3.1) измерения шума образцового источника шума повторяют несколько раз для разных его положений. При наличии испытательного кода по шуму необходимо следовать установленным в нем процедурам, а при его отсутствии - требованиям настоящего раздела.
7.2 Предварительное обследование испытуемого источника шума
В ходе предварительного обследования работающего испытуемого источника шума определяют, можно ли выделить элемент источника, излучение которого является доминирующим в общем шуме. Если такой элемент обнаружен, то его геометрический центр принимают за акустический центр испытуемого источника (см. 7.3.2) и с учетом этого строят огибающий параллелепипед таким образом, чтобы тот охватывал указанный элемент и при этом нижняя грань параллелепипеда лежала в плоскости пола, на котором испытуемый источник установлен. Если такой элемент не обнаружен, то выявляют все части испытуемого источника, которые очевидным образом не вносят вклад в излучение, и исключают эти части из дальнейшего рассмотрения. После этого определяют геометрический центр оставшихся (излучающих) частей, принимают его за акустический центр испытуемого источника и соответствующим образом строят огибающий параллелепипед.
Кроме того, выполняют предварительные измерения с целью определить, не является ли излучение испытуемого источника направленным, что могло бы воспрепятствовать применению настоящего стандарта. Направленность источника оценивают по измерениям уровней звукового давления в плоскостях, параллельных боковым граням огибающего параллелепипеда и отстоящих от них на 1 м. Измерения проводят обычно на высоте 1,5 м над полом с шагом не более 2 м. Если источник излучает преимущественно вверх, то микрофон устанавливают на такой высоте, чтобы обеспечить прямую видимость акустического центра источника. В каждой точке измерений определяют уровень звука. Если разброс результатов измерений в разных точках не превышает ±2 дБ, то излучение испытуемого источника считают ненаправленным. В противном случае излучение считают направленным. Если разброс результатов измерений превышает ±7 дБ, то направленность излучения испытуемого источника является чрезмерно большой для технического метода измерений. В этом случае следует указывать, что измерения проведены ориентировочным методом согласно классификации ИСО 12001 (см. раздел 9).
7.3 Расположение образцового источника шума
7.3.1 Общие положения
В большинстве измерительных задач достаточно устанавливать образцовый источник шума в одном положении. Несколько мест расположения образцового источника шума используют в случае испытуемого источника больших размеров или когда на испытуемом источнике шум излучают два или более элементов, расположенных далеко друг от друга (см. 7.3.3).
7.3.2 Установка образцового источника шума в одном положении
Образцовый источник шума устанавливают как можно ближе к акустическому центру испытуемого источника. Если излучение последнего является направленным, то рекомендуется устанавливать образцовый источник шума так, чтобы его излучение имитировало излучение (диаграмму направленности) испытуемого источника. Если это невозможно или нецелесообразно из практических соображений, то образцовый источник шума устанавливают сверху испытуемого источника. Если и такое расположение невозможно, то образцовый источник шума устанавливают рядом с испытуемым источником в той точке и на такой высоте, чтобы обеспечить наилучшую имитацию излучения (диаграммы направленности) испытуемого источника. При этом образцовый источник шума должен быть расположен не ближе 0,5 м от поверхности огибающего параллелепипеда. В случае если излучение испытуемого источника шума является ненаправленным, то образцовый источник шума должен быть установлен так, чтобы излучать одинаково во всех направлениях.
Примечание 3 - Дополнительные рекомендации по выбору места расположения образцового источника шума приведены в приложении В.
7.3.3 Установка образцового источника шума в нескольких положениях
7.4 Расположение микрофонов (точек измерений)
7.4.1 Общие положения
Микрофоны следует располагать со всех сторон от испытуемого источника шума таким образом, чтобы все излучающие звук элементы источника находились в равных условиях в отношении к конкретной точке измерений: в области прямой видимости из этой точки или были от нее экранированы. Микрофоны не следует устанавливать в тех точках, из которых видна только часть излучающих звук элементов испытуемого источника.
Микрофон должен находиться не ближе 0,5 м от внутренних поверхностей помещения. Если помещение достаточно большое и испытуемый источник расположен далеко от его внутренних поверхностей, то микрофоны устанавливают на всех четырех боковых гранях огибающего параллелепипеда. Расстояние между микрофонами должно быть не менее 2 м. Если потолок помещения расположен высоко и обладает хорошим звукопоглощением и при этом существенная часть излучаемой испытуемым источником звуковой мощности (звуковой энергии) находится в области частот выше 2000 Гц, то следует по возможности дополнительно выбрать по крайней мере две точки измерений над испытуемым источником.
7.4.2 Зоны испытательного пространства
Чтобы выбрать места установки микрофонов и расположения образцового источника шума испытательное пространство разбивают на зоны. Зоны, устанавливаемые для каждого возможного расположения образцового источника шума, различают по разнице в них звукового поля испытуемого и образцового источников шума. Классификация зон и их обозначение приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Зоны испытательного пространства
|
|
|
|
|
Наличие прямой видимости из зоны излучающего элемента | Соотношение измерительных расстояний  и   | Влияние на оценку звуковой мощности испытуемого источника | Обозначение зоны | |
испытуемого источника шума | образцового источника шума |
|
|
|
Есть | Нет | - | Сильно завышена | ++ |
Нет | Есть | - | Сильно занижена | - - |
Есть | Есть |  | Завышена | + |
Есть | Есть |  | Занижена | - |
Есть | Есть |  (в пределах 10%) | Несколько завышена или занижена | +/- |
Нет | Нет | - | Сильно завышена или занижена | ++/- - |
- измерительное расстояние для испытуемого источника шума; - измерительное расстояние для испытуемого источника шума; - измерительное расстояние для образцового источника шума.
| ||||
7.4.3 Выбор точек установки микрофонов
Если испытуемый источник шума ненаправленный, а образцовый источник шума установлен сверху испытуемого источника, то все зоны испытательного пространства относятся либо к обозначенным "+", либо к "+/-". В этом случае устанавливают по одному микрофону с каждой свободной стороны испытуемого источника шума в соответствии с требованиями 7.4.1.
Во всех других случаях микрофоны устанавливают в зоне "+/-". Если это невозможно, то один микрофон устанавливают в зоне "+", один - в зоне "+/-" и один или два в зоне "-".
Если звуковое поле в испытательном пространстве не является существенно реверберационным, не следует устанавливать микрофоны в зоне "++/-".
Примечание - Не все микрофоны устанавливают в области прямой видимости образцового источника шума (см. разделы В.2 и В.4).
7.5 Измерение уровней звукового давления источников стационарного или нестационарного шума
7.6 Измерение уровней звукового давления источников импульсного шума
8 Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии
8.1 Коррекция на фоновый шум
8.2 Определение эквивалентного уровня звукового давления источников стационарного и нестационарного шума
8.3 Расчет уровня звуковой мощности
8.3.1 Установка образцового источника шума в одном положении
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.