ГОСТ 31273-2003 Шум машин. Определение уровней звуковой мощности по звуковому давлению. Точные методы для заглушенных камер.
ГОСТ 31273-2003
(ИСО 3745:2003)
Группа Т34
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Шум машин
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЕЙ ЗВУКОВОЙ МОЩНОСТИ ПО ЗВУКОВОМУ ДАВЛЕНИЮ
Точные методы для заглушенных камер
Noise of machines. Determination of sound power levels using sound pressure.
Precision methods for anechoic and semi-anechoic rooms
МКС 17.140.20
Дата введения-2005-10-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Госстандартом России
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 24 от 5 декабря 2003 г.)
За принятие проголосовали:
|
|
|
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Армения | AM | Армстандарт |
Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Казахстан | KZ | Госстандарт Республики Казахстан |
Кыргызстан | KG | Кыргызстандарт |
Молдова | MD | Молдова-Стандарт |
Российская Федерация | RU | Госстандарт России |
Таджикистан | TJ | Таджикстандарт |
Узбекистан | UZ | Узстандарт |
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 3745:2003 "Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума по звуковому давлению. Точные методы для заглушенных камер со звукопоглощающим и звукоотражающим полом" (ISO 3745:2003 "Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Precision methods for anechoic and semi-anechoic rooms"). При этом дополнительные слова и фразы, внесенные в текст стандарта для учета потребностей национальной экономики указанных выше государств или особенностей межгосударственной стандартизации, выделены курсивом. Отличия настоящего стандарта от примененного в нем международного стандарта ИСО 3745:2003 и объяснения их причин приведены в дополнительном приложении L
5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 июня 2005 г. N 157-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31273-2003 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 октября 2005 г.
6 ВЗАМЕН ГОСТ 12.1.024-81
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе "Национальные стандарты".
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе (каталоге) "Национальные стандарты", а текст изменений - в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод измерения уровней звукового давления на измерительной поверхности в заглушенной камере со звукоотражающим или со звукопоглощающим полом для определения уровня звуковой мощности или уровня звуковой энергии источников шума.
Стандарт устанавливает требования к испытательному пространству и средствам измерений, а также способ определения уровня звукового давления на измерительной поверхности, по которому рассчитывают уровень звуковой мощности или звуковой энергии с первой степенью точности.
Стандарт распространяется на измерения шума любого вида по ГОСТ 12.1.003. Источником шума могут быть устройства, машины, их составные части или подсборки (далее - машины). Максимальный размер испытуемой машины зависит от соблюдения требования 8.2 к измерительному радиусу сферической или полусферической измерительной поверхности.
Настоящий стандарт может быть применен для заявления значений шумовых характеристик по ГОСТ 30691.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности
ГОСТ 17168-82 Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие технические требования и методы испытаний (МЭК 61260:1995 "Электроакустика. Фильтры с полосой пропускания в октаву и долю октавы", NEQ)
ГОСТ 17187-81 Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний (МЭК 61672-1:2001 "Электроакустика. Шумомеры. Часть 1. Требования", NEQ)
ГОСТ 23941-2002 Шум машин. Методы определения шумовых характеристик. Общие требования
ГОСТ 27408-87 Шум. Методы статистической обработки результатов определения и контроля уровня шума, излучаемого машинами (ИСО 7574-1:1985 "Акустика. Статистические методы определения и подтверждения установленных значений шумовых характеристик машин и оборудования. Часть 1: Общие положения и определения", NEQ; ИСО 7574-4:1985 "Акустика. Статистические методы определения и подтверждения установленных значений шумовых характеристик машин и оборудования. Часть 4: Методы установления значений для партий машин", NEQ)
ГОСТ 30691-2001 (ИСО 4871-96) Шум машин. Заявление и контроль значений шумовых характеристик (ИСО 4871:1996, MOD)
ГОСТ 31252-2004 (ИСО 3740:2000) Шум машин. Руководство по выбору метода определения уровней звуковой мощности (ИСО 3740:2000 "Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума. Руководство по применению основополагающих стандартов", MOD)
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю "Национальные стандарты", составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяют в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 31252 (приложение Е).
4 Неопределенность измерений
Уровни звуковой мощности одной и той же машины, определенные в соответствии с настоящим стандартом в разных лабораториях, могут не совпадать. Среднеквадратичное отклонение воспроизводимости, которое зависит от частоты, должно быть рассчитано (см., например, ГОСТ 27408, приложение 10, или [1]). За редким исключением, среднеквадратичное отклонение воспроизводимости не превышает значений, указанных в таблице 1. В таблице 1 учтена суммарная неопределенность измерений, возникающая при применении настоящего стандарта, кроме случая вариации уровня звуковой мощности из-за изменения режима работы (например, при изменении скорости вращения, напряжения питания и т.д.) или условий монтажа.
Таблица 1 - Верхние оценки среднеквадратичных отклонений воспроизводимости уровней звуковой мощности
|
|
|
Среднегеометрическая частота третьоктавной полосы, Гц | Верхняя граница среднеквадратичного отклонения воспроизводимости  , дБ (дБА) | |
| Заглушенная камера со звукопоглощающим полом | Заглушенная камера со звукоотражающим полом |
От 50 до 80* | 2,0 | 2,0 |
От 100 до 630 | 1,0 | 1,5 |
От 800 до 5000 | 0,5 | 1,0 |
От 6300 до 10000 | 1,0 | 1,5 |
От 12500 до 20000** | 2,0 | 2,0 |
Корректированный по А уровень звуковой мощности | 0,5 | 0,5 |
* Если звуковое поле соответствует требованиям раздела 5.
** Если позволяют средства измерений и проведена коррекция на поглощение звука в атмосфере. | ||
Примечания
1 Значения, приведенные в таблице 1, обусловлены условиями испытаний и методикой измерений в соответствии с настоящим стандартом и не зависят от испытуемой машины. Они определяются различиями испытательных лабораторий по таким параметрам, как геометрия камер, акустические свойства отражающих поверхностей, звукопоглощение ограждающих поверхностей, фоновый шум, тип и метод калибровки аппаратуры. Они также зависят от различий в технике эксперимента, в том числе от размеров измерительной поверхности, числа и положения микрофонов, продолжительности измерений. Среднеквадратичные отклонения, кроме того, зависят от неопределенности измерений, обусловленной влиянием ближнего звукового поля. Этот вид неопределенности в свою очередь сильно зависит от природы источника шума, но в общем случае возрастает с уменьшением измерительного радиуса и частоты (на частотах ниже 250 Гц).
2 Для некоторых машин среднеквадратичные отклонения воспроизводимости могут быть меньше значений, приведенных в таблице 1. Поэтому стандарты по испытаниям на шум машин конкретных видов, разработанные на основе настоящего стандарта, могут устанавливать значения менее указанных в таблице 1, если это подтверждается результатами межлабораторных испытаний.
Среднеквадратичные отклонения воспроизводимости, приведенные в таблице 1, включают в себя неопределенность при повторных измерениях на одной и той же машине при одинаковых условиях (среднеквадратичное отклонение сходимости). Эта неопределенность обычно много меньше, чем обусловленная различиями лабораторий. Однако если трудно выдерживать стабильный режим работы или условия монтажа машины, среднеквадратичное отклонение сходимости может быть немалым по сравнению со значениями таблицы 1. В этом случае трудность получения повторяющихся значений уровней звуковой мощности должна быть зафиксирована и отражена в протоколе испытаний.
Примечание - Среднеквадратичное отклонение воспроизводимости в таблице 1 получено межлабораторными испытаниями. Этот метод позволяет получить информацию о неопределенности измерений по-иному, чем установлено в [2]. Ко времени разработки настоящего стандарта недостаточно информации, чтобы применить метод по [2]. Тем не менее, указания о виде информации, которая нужна для этого, даны в приложении J.
5 Требования к камере
5.1 Общие положения
Камера пригодна для измерений, если:
а) обеспечивает свободное звуковое поле или свободное звуковое поле над звукоотражающей плоскостью и удовлетворяет требованиям приложения А;
b) для определения уровней звуковой мощности конкретных машин обеспечивает свободное звуковое поле или свободное звуковое поле над звукоотражающей плоскостью и удовлетворяет требованиям приложения В.
Требования настоящего стандарта как минимум должны соблюдаться в диапазоне частот измерений. Если требования соблюдаются в ограниченном диапазоне частот измерений, то это указывают в протоколе испытаний и запись о соответствии настоящему стандарту делают только в отношении ограниченного диапазона частот.
5.2 Критерий пригодности камеры
Приложения А и В дают методику определения отклонения акустических условий в камере от свободного звукового поля или свободного звукового поля над звукоотражающей плоскостью и устанавливают критерий пригодности камеры.
5.3 Критерий фонового шума
Во всех положениях микрофона на измерительной поверхности уровень фонового шума должен быть ниже измеренного уровня звукового давления при работе испытуемой машины по меньшей мере на 10 дБ. При определении корректированного по А уровня звуковой мощности это условие может соблюдаться не для всех полос. Расчет корректированного по А уровня звуковой мощности может быть выполнен, если суммированный уровень звука фонового шума в этих полосах на 10 дБА или более меньше уровня звука, суммированного по всем полосам частот.
5.4 Температурный критерий
Температура воздуха при измерениях должна быть от 15 °С до 30 °С.
Примечание - Диапазон температур ограничен значениями, при которых систематическая ошибка в формуле (8) для машин, имеющих различные механизмы генерации шума, будет менее 0,2 дБ.
5.5 Коррекция на влажность
Если измерения проводят в температурном диапазоне от 15 °С до 30 °С, максимальная коррекция на влажность будет не более 0,04 дБ, чем можно пренебречь.
6 Средства измерений
6.1 Общие положения
Средства измерений, включая микрофоны и кабели, должны отвечать классу 1 по ГОСТ 17187 или классу 1 по [3]. Электронные фильтры должны отвечать классу 1 по ГОСТ 17168 или классу 1 по [4].
Ориентация микрофона должна быть такой же, при которой он калиброван.
Наиболее подходящая для условий испытаний ориентация микрофона должна быть выбрана в соответствии с инструкцией изготовителя микрофона или установлена стандартом по испытаниям на шум. Если эти документы отсутствуют, то микрофон ориентируют по нормали к измерительной поверхности.
Для измерения барометрического давления применяют средства измерений с неопределенностью измерений не более 2%. Термометр для измерения температуры воздуха должен иметь неопределенность измерений не более 1 °С, измеритель относительной влажности воздуха - не более 10%.
6.2 Калибровка
В каждой серии измерений средства измерений должны быть калиброваны калибратором звука, имеющим точность ±0,3 дБ, что соответствует классу 1 по [5], на одной или нескольких частотах диапазона частот измерений.
7 Установка и режим работы испытуемой машины
Установку испытуемой машины в камере и выбор режима ее работы проводят по ГОСТ 23941 (разделы 5 и 6).
8 Измерение уровней звукового давления для определения уровня звуковой мощности
8.1 Общие положения
Заглушенная камера со звукопоглощающим полом обеспечивает измерения с наименьшей неопределенностью. Тем не менее, приемлемая точность может быть получена и в заглушенной камере со звукоотражающим полом при соблюдении условий, указанных в настоящем стандарте.
8.2 Измерительная поверхность
8.2.1 Измерительная сфера
Для измерений в заглушенной камере со звукопоглощающим полом в качестве измерительной поверхности используется сфера с центром предпочтительно в акустическом центре машины. Поскольку часто положение акустического центра неизвестно, принятая в качестве него точка (например, геометрический центр машины) должна быть указана в протоколе испытаний. Измерительный радиус сферы должен быть не менее наибольшего из следующих значений: два наибольших размера машины; четверть длины звуковой волны наименьшей частоты в диапазоне частот измерений; 1 м. Ни один из микрофонов не должен находиться вне области, пригодной для измерений в соответствии с приложением А или В.
8.2.2 Измерительная полусфера
Для измерений в заглушенной камере со звукоотражающим полом в качестве измерительной поверхности используется полусфера с центром в точке, являющейся проекцией на пол акустического центра машины, выбранного по 8.2.1. Измерительный радиус полусферы должен быть не менее наибольшего из следующих значений: два наибольших размера машины; тройное расстояние от акустического центра до звукоотражающей плоскости; четверть длины звуковой волны наименьшей частоты в диапазоне частот измерений; 1 м. Ни один из микрофонов не должен находиться вне области, пригодной для измерений в соответствии с приложением А или В.
Примечание - Для небольших малошумных машин при измерениях в ограниченном диапазоне частот для обоих видов измерительной поверхности измерительный радиус может быть менее 1 м, но не менее 0,5 м. Таким образом, радиус менее 1 м налагает ограничения на диапазон частот измерений, в котором выполняют измерения.
8.3 Положение микрофонов
8.3.1 Общие положения
Уровень звукового давления на измерительной сфере (полусфере) должен быть определен с применением одного из следующих четырех способов размещения микрофонов, или должно быть использовано размещение микрофонов по 8.3.6:
a) микрофоны располагают в заданных точках на измерительной поверхности.
Один микрофон может последовательно переноситься из точки в точку или может использоваться набор зафиксированных микрофонов, а их сигналы поступают в измерительную систему последовательно или одновременно;
b) один микрофон сканируют по нескольким круговым траекториям на измерительной поверхности. В альтернативе микрофон может быть неподвижен, а испытуемую машину поворачивают на 360° или на несколько оборотов;
с) один микрофон сканируют по нескольким меридиональным траекториям измерительной поверхности;
d) один микрофон сканируют по спиральной траектории с вертикальной осью, совпадающей с осью измерительной поверхности.
8.3.2 Фиксированные положения микрофона
8.3.2.1 Измерительная сфера (для измерений в заглушенной камере со звукопоглощающим полом)
На сфере используют сетку из 20 микрофонов, как указано в приложении С. Число точек измерения считают достаточным, если разность между наибольшим и наименьшим измеренными уровнями звукового давления в любой из полос диапазона частот измерений менее половины числа точек измерения. Если этому требованию не отвечает сетка из 20 микрофонов, то дополнительные 20 точек измерения могут быть получены поворотом первичной сетки или машины на 180° вокруг оси z. При этом верхняя и нижняя точки на оси z новой сетки должны совпадать с исходными. Каждой из 40 точек обеих сеток соответствуют участки сферы, равные по площади.
Если требование по достаточности числа точек измерения при сорока положениях микрофона не выполняется, необходимы детальные исследования уровней звукового давления на участках сферы, где выявлена высокая направленность излучения. Эти исследования должны определить наибольшее и наименьшее значения уровней звукового давления в диапазоне частот измерений. Если прибегают к этой процедуре, то обычно точки измерения не соответствуют равным по площади участкам сферы и расчет уровня звукового давления на поверхности выполняют по 8.7.2.3.
8.3.2.2 Измерительная полусфера (для измерений в затушенной камере со звукоотражающим полом)
На полусфере используют сетку из 20 микрофонов, как указано в приложении D. Число точек измерения считают достаточным, если разность между наибольшим и наименьшим измеренными уровнями звукового давления в любой из полос диапазона частот измерений менее половины числа точек измерения. Если этому требованию не отвечает сетка из 20 микрофонов, то дополнительные 20 точек измерения могут быть получены поворотом первичной сетки или машины на 180° вокруг оси z. Каждой из 40 точек обеих сеток соответствуют равные по площади участки полусферы.
Если требование по достаточности числа точек измерения при сорока положениях микрофона не выполняется, необходимы детальные исследования уровней звукового давления на участках сферы, где выявлена высокая направленность излучения. Эти исследования должны определить наибольшее и наименьшее значения уровней звукового давления в диапазоне частот измерений. Если прибегают к этой процедуре, то обычно точки измерения не соответствуют равным по площади участкам полусферы и расчет уровня звукового давления на поверхности выполняют по 8.7.2.3.
8.3.3 Соосные круговые траектории (для измерений в заглушенной камере со звукопоглощающим или звукоотражающим полом)
Уровень звукового давления должен быть усреднен по пространству и времени при перемещении одного микрофона по меньшей мере по нескольким круговым траекториям. В заглушенной камере со звукоотражающим полом минимальное число траекторий должно быть пять согласно приложению Е, а для машин - источников тонального шума их должно быть по меньшей мере двадцать с высотой над полом, указанной в таблице D.1. В заглушенной камере со звукопоглощающим полом число траекторий должно быть не менее десяти и сорока соответственно с высотами, выбранными симметрично для верхней и нижней полусфер измерительной поверхности.
Круговые траектории могут быть получены медленным равномерным вращением машины или микрофона вокруг машины на 360°. Если машина установлена на поворотной платформе, то поверхность платформы должна по возможности быть на уровне пола, но не выше чем на высоте, равной 10% высоты машины.
8.3.4 Меридиональные траектории (для измерений в заглушенной камере со звукопоглощающим или звукоотражающим полом)
Примеры устройств, реализующих меридиональные траектории, показаны на рисунках F.2 и F.3.
Как минимум должно быть восемь траекторий сканирования микрофона с равными приращениями азимута относительно машины. Последнее достигают поворотом машины.
8.3.5 Спиральная траектория (для измерений в заглушенной камере со звукопоглощающим или звукоотражающим полом)
Четвертый способ для определения уровня звукового давления на сфере или полусфере состоит в перемещении микрофона по одной меридиональной траектории согласно 8.3.4 с одновременным медленным последовательным перемещением его по не менее чем пяти круговым траекториям, что формирует спиральную траекторию вокруг вертикальной оси измерительной поверхности. В альтернативе спиральная траектория может быть получена медленным вращением испытуемой машины с постоянной скоростью по меньшей мере на пять полных оборотов с перемещением микрофона по меридиональной траектории. Пример спиральной траектории показан в приложении G. Весовые коэффициенты в зависимости от угла подъема микрофона принимают в соответствии с 8.3.4.
8.3.6 Другие сетки микрофонов
Вышеприведенные требования не исключают иное размещение микрофонов и иные измерительные поверхности, если это может обеспечить повышение точности. Однако при этом должно быть продемонстрировано, что отклонения в любой из третьоктавных полос уровней звуковой мощности не превышают на 0,5 дБ значений, определенных при соблюдении требований 8.3.2-8.3.5. Альтернативные измерительные поверхности должны полностью охватывать машину.
Примечание - Основанием применения альтернативной сетки микрофонов должно быть повышение точности измерений, а не просто сокращение числа точек измерения или достижение других упрощений по сравнению с требованиями 8.3.2-8.3.5. Пример альтернативной измерительной поверхности и сетки микрофонов приведен в [6].
8.4 Условия измерений
Условия измерений могут оказать негативное влияние на сигнал микрофона. Влияние этих условий (например, сильных электрических или магнитных полей, выпуска газов или воздуха испытуемой машиной) должно быть исключено выбором соответствующего микрофона или его местоположения.
Затухание в воздухе на частотах свыше 10000 Гц должно быть компенсировано в соответствии с [7].
8.5 Полученные данные
Измерения должны быть проведены на установленном режиме работы машины. Уровень звука и/или уровень звукового давления должны быть измерены в каждом положении микрофона и в каждой полосе диапазона частот измерений (при измерении уровня звукового давления).
Должны быть усреднены по меньшей мере на одном или нескольких полных периодах работы машины следующие величины:
- уровни звука и/или уровни звукового давления в полосах частот;
- уровни звука и/или уровни звукового давления фонового шума в полосах частот.
Для полос со среднегеометрическими частотами 160 Гц и ниже продолжительность измерений должна быть не менее 30 с. Для измерения уровня звука и/или уровней звукового давления в полосах со среднегеометрическими частотами 200 Гц или выше продолжительность измерений - не менее 10 с.
Кроме того, должны быть определены метеорологические условия при испытаниях (барометрическое давление, температура и относительная влажность).
8.6 Коррекция на фоновый шум
Если уровни фонового шума ниже уровней звукового давления при работающей машине более чем на 20 дБ (дБА), то коррекцию не делают.
У малошумных машин возможно, что в некоторых полосах частот диапазона измерений уровень фонового шума ниже уровня звукового давления при работающей машине менее чем на 10 дБ (дБА). В этом случае максимальная коррекция для этих полос должна быть 0,5 дБ (дБА). В протоколе испытаний должно быть указано, что приведенный в нем уровень звуковой мощности является его верхней границей.
8.7 Расчет уровня звукового давления на измерительной поверхности
8.7.1 Общие положения
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.