GBT 16539-1996.pdf
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1、G B / r 1 6 5 3 9 一1 9 9 6 前言 本标准是在我国相应工作基础上, 并参考了I S O / T R 7 8 4 9 -1 9 8 7 用测振法确定机器辐射的空气 噪声 文件编制的。 在1 9 7 9 年该国际标准草案第一稿提出之前, 我国已 对该项技术进行了研究, 经十多年的研究和应 用表明我国在应用技术和标准化方面有较大发展, 工业生产也迫切需要这方面的技术能早日 以标准的 形式推广应用, 所以及时制订本国家标准, 以适应我国经济技术发展和工业生产的需要, 是很必要的。 影响此项技术标准化的因素主要有四方面, 一是作为标准, 该方法的应用范围尚须进一步明确; 二 是实
2、际应用中, 同 类机器辐射 指数曲线标准化的问 题; 三是用一般仪器测试的复杂性; 四是对测试方法 精度的认识。 对这些问题我国均已 得到较好的解决, 经过大量的试验及计算分析得到了一些机器( 如电 机、 电 器、 电 冰箱等) 辐射指数的标准化曲线; 同时, 我国 还研制了 带有这些标准化曲线计权网络及A计 权的振动噪声检测仪, 使测振法测试更为 简便实用。在此荃础上经过大量实验验证, 证明了 此方法的工 程精度, 同时限定了此方法仅适用于对封闭机器的测试。 从而推动了本标准的制订。 这些方面也反映了 本标准对I S O / T R 7 8 4 9 -8 7 的改进。 本标准的附 录A ,
3、附录B 、 附录C 、 附录D 、 附录E , 附 录F 均为标准的附录。 本标准由全国声学标准化技术委员会提出并归口, 本标准起草单位: 机械部上海电 器科学研究所、 中国航空工业总公司 上海航空测控技术研究所。 本标准主要起草人: 陈业绍、 穆景坤。 中华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 声学振速法测定噪声源声功率级 用于封闭机器的测量 A c o u s t i c s -D e t e r m i n a t i o n o f s o u n d p o w e r l e v e l s o f n o i s e s o u r c e s u s i n g v i b r
4、 a t i o n v e l o c i t y - Me a s u r e m e n t f o r s e a t m a c h i n e r y G B / T 1 6 5 3 9 一 1 9 9 6 1 范围 本标准规定了用测量表面振动来确定机器表面振动所辐射的空气声功率的测量方法。此方法特别 适用于那些由于背景噪 声很高或其他环境影响较大而不可能按G B 3 7 6 7 , G B 3 7 6 8 , G B 6 8 8 1 , G B 6 8 8 2 , G B 1 0 0 6 9 等用声压法测定机器噪声的基础标准或专业标准规定直接正确测定空气噪声的场合。 本标准仅适用
5、于由封闭固体结构表面振动辐射噪声的情况, 而不适用于由空气动力产生噪声的情 况。本标准所规定的方法主要适用于稳态声源。 计算辐射系数的导则由附录D给出。推荐频段的选择由附录E给出。 本标准所规定的程序, 可以通过测量表面各部分的振动来确定整个机器结构振动辐射的声功率。 本标准测定A计权声功率级结果的准确度为2 级, 其测量方法的不确定度不大于2 d B 。 对于声辐 射指数未知而采用理论值进行测量时, 其测定结果的准确度至少应达到3 级, 否则不宜采用本标准的方 法。 2 引用标准 下列标准所包含的条文, 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文, 本标准出版时, 所示版本均 为有效。所有标准都
6、会被修订, 使用本标准的各方应探讨使用本标准最新版本的可能性。 G B 3 2 3 8 -8 2 声学量的级及其基准值 G B 3 2 4 0 -8 2 声学测量中 的常用频率( n e q I S O 2 6 6 : 1 9 7 5 ) G B 3 2 4 1 -8 2 声和振动分析用的1 / 1 和1 / 3 倍频程滤波器( n e q I E C 2 2 5 : 1 9 6 6 ) G B 3 7 6 7 -1 9 9 6 声学 声压法测定噪 声源声功率级 反射面上方近似自 由场的工程法( e q v I S O 3 7 4 4 -1 9 9 4 ) G B 3 7 6 8 -1 9 9
7、 6 声学 声压法测定噪声源声功率级 反射面上方采用包络测量表面的简易法 ( e q v I S O 3 7 4 6 -1 9 9 5 ) G B 3 7 8 5 -8 3 声级计的电声性能及测试方法 G B 6 8 8 1 -8 6 声学噪声源声功率级的测定混响室精密法和工程法( n e q I S O 3 7 4 1 : 1 9 7 5 , n e q I S O 3 7 4 2 : 1 9 7 5 , n e q I S O 3 7 4 3 : 1 9 7 6 ) G B 6 8 8 2 -8 6 声学 噪 声源声功率级的测定 消声室和半消声室精密法( n e q I S O 3 7 4
8、 5 : 1 9 7 7 ) G B 1 0 0 6 9 . 1 -8 8 旋转电机噪声测定方法及限值噪声工程测定方法 国家技术监督局 1 9 9 6 一 0 9 一 , 3批准 1 9 9 7 一 0 3 一 0 1实施 G B / T 1 6 5 3 9 一 1 9 9 6 3 总则 本标准适合于在下列情况下确定机器表面振动所辐射的空气噪声: 当背景噪声( 例如其他机器的噪声或房间各面的反射声) 比被测机器直接辐射的噪声还要高 时 ; 当需要将结构噪声与空气动力噪声分离开时( 也就是说在新的声强测试技术不便于应用的那 些场合) ; 当需要确定整个声源的结构噪声是来自机器的结构噪声还是来自机
9、组的另一部分时; 当需要确定机器负载时的噪声又要排除被拖动负载及其他噪声允 如向 1 士 。 本标准提出的试验程序, 特别适用于机器的外表形状比较简单的声源 对于相关性很好的一些简单声源( 零阶振源或点振源) 则更容易处理。可以按理想化的结构( 如球、 平板、 圆柱体) 用相应的理论处理。 对于大多数机器, 其振动速度的分布取决于相应频率振动模态、 机器结构特性和激励力等因素, 而 其辐射因数不仅与上述诸因数有关而且还与辐射面尺寸、 相关频率声波在空气中的波长有关。所以, 通 常用实验的方法来求取同种类型机器的辐射因数, 本标准也给出有关实验程序。 通常, 对辐射因数大于一的情况就粗略地假定辐
10、射系数为一。 4 定义 本标准采用下列定义。 4 . 1结构声 s t r u c t u r e - b o r n e s o u n d 通过机器固体结构传递在可听声频率范围的振动。它可以由固体结构表面的振动速度或振动加速 度来表征。 4 . 2 封闭 机器 s e a l m a c h in e 是指机械结构振动噪声主要通过封闭于机器外表面辐射的那类机器设备。 4 . 3振 动 速 度 v i b r a t o r y v e lo c it y 位移的时间变化率的矢量。其振动速度的均方根值( r . m . s ) 用符号V表示, 单位为米每秒, m / s , 注: 振动位移是
11、振动速度对时间的积分, 频率为了时, 正弦振动位移有效值( r . m . ., ) D由下式计算: 振动加速度是振动速度对时间的微分, 频率为f时, 正弦振动加速度有效值( r . - 0 A由 下式计算: 月 = 2 n J V 4 . 4 振动速度级L v v i b r a l o o y v e l o c i t y I e v e l , L , 速度与基准速度之比的以1 0 为底的对数乘以2 0 , 单位为贝 尔 , B 。但通常用d B为单位, 以分贝 ( d B ) 为单位的速度级由式( 1 ) 表示: 1 一 , 。, _ V 才 V 一上 U . 8 V l . ” .
12、 . . ,.(1) 式中: V 在有效频带范围内 振动速度有效值; V , 基准速度, 一般等于1 。 一 ” m / s ( 二1 n m / s ) , 注 工 空气声和结构声基准速度V 。 的性质同空气中平面波的声强级, 声压级和振动逮度级的性质一样, 其址值几乎相 等。 所以本标准通常采用V o =5 X 1 0 - 2 上面公式中列出的v 。 值为G 1 3 3 2 3 8 的基准值; 使用中应注意对不同基准值会得到不同的速度级. 所以实际应用 中必须指明基准速度。 4 . 5 辐射因数 a r a d i a t i o n f a c t o r . a G B / T 1 6
13、 5 3 9 一1 9 9 6 表示声辐射效率的因数, 由式( 2 ) 计算 。 = P . P C S . V : ” , ” , . ”. “ . “ 。 ” (2) 式中: P . 机器振动面辐射的声功率, W; 凡振动表面面积( 见 3 . 8 条) , 1 z ; P C 空气声阻抗( P : 空气平均密度, 。 : 空气声速) , P a “ s / m; V 2 - S 。 面上振动速度有效值的平方均值, m m / s , a , P . , V是在同一时期的三个量。 4 . 6辐 射指数 r a d ia t io n i n d e x 用1 0 I g o 来表示。 4
14、. 7空 气 声 功 率 级L w a ir b o r n e s o u n d p o w e r le v e l , L 给出的声功率与参考声功率之比, 取以1 0 为底对数的1 0 倍。有时按指定的频率宽度表示, 例如倍 频程声功率级, 1 / 3 倍频程声功率级等。 空气声功率级以分贝为单位表示( 参考声功率: 1 p W) 。 对于机 器表面规定部分的空气声功率级L W . 由式( 3 ) 给出: ,_ , 八, _P . w ,一 i v . 鹅二 厂 Y o ” , “ . “ “ . “ . “ ” . ” . “ (3) 式中: P . 相关机器表面辐射的声功率, W;
15、 P o - 基准声功率( =1 0 - 1 W=1 P W) , W, 4 . 8振 动 测 量 面 v i b r a t i o n m e a s u r e m e n t s u r f a c e 测量位置分布所需而假定的表面或部分表面。其面积用符号S . 表示。 4 . 9 附加 结构振动 速度级 e x t r a n e o u s s t r u o t u r e - b o r n e v e l o c i t y l e v e l 当机器没有工作或其他无关的振源影响时, 所测定到的振动速度级。 附加结构声是由 被测机器之外 的其他结构产生的, 如由 联结的辆合机
16、组产生的。 4 . 1 0零阶 球 源 s p h c r ic a l s o u r c e o f z e r o o r d e r 在整个外表面上按同一相位相同幅值进行的球形振动。 5 测试仪器 5 . 1 概述 本标准对测试仪器及其所用传感器作了规定, 大多数情况下适于用轻便的加速度计, 当然特殊情况 用其他类型的仪器和测试技术也是需要的。( 例如非接触传感器, 激光多普勒测试方法等) 。 5 . 2 振动传感器 振动传感器应能装在振动表面上. 作为宽频率范围的振动测量, 优先采用压电加速度计。在特殊场合选用传感器时, 应按环境条件的 要求选择传感器的参数。 采用加速度计时, 其频
17、响的平直部分应与测量频率范围一致。 加速度计的上限颇率应设置在加速度 计的1 / 3 谐振频率处。 只要灵敏度足够, 应尽可能采用轻的加速度计, 使传感器的动态质量远小于附着点结构的动态质量 对于平板应为。 . 2 a c , h / .f , 见公式B 2 3 . 5 . 3 测量放大器 由 传感器产生的信号应经过电 荷放大器、 积分器、 放大器、 滤波并指示出 有效值。 结构噪声测量用的 仪器还应采用符合标准要求并带有A计权及辐射指数计权网络的测振仪。 该仪器应有分贝 值的指示, 其精度应符合G B 3 7 8 5 标准规定的。 型或 1 型声级计精度的要求。 5 . 4 滤波器 G B
18、/ T 1 6 5 3 9 一1 9 9 6 用于结构噪声测鱼测振仪的滤波器, 除一般测振仪必备的高低通滤波器外, 还应备有下列滤波器: 应备有符合G B 3 2 4 1 标准要求的带通滤波器; 一一符合G B 3 7 8 5 标准I 型精度要求的A计权网络; 若有可能, 最好有符合被测机器辐射指数 1 0 l g 。曲线的计权网络滤波器。这些辐射指数曲线 应作为标准化的曲线订于相应机器的有关测试方法标准中。 55 校检 备有一般带通滤波器的测振仪应每年在计量部门检验。 备有辐射指数计权网络的振动噪声检测仪, 应在指定的专业计量检测部门每年检验一次。 6 安装及工况 6 . 1 大多数情况下,
19、 声功率的辐射取决于安装和工况两种因素, 通常按6 . 2 和6 . 3 条考虑。 但对于有相 应空气声测量规程的机器则应按其规程的规定进行。 6 . 2 对机器的说明 如果机器的部件或辅助设备都有声辐射 则应规定测试时辅助设备的运行状态。 对附加结构声源应予以说明。 注: 本标准规定的规程若不能直接测定附加结构嗓声时, 必要时可以对联结系统的振动频谱进行比较或进行相关 测量. 6 . 3 安装 机器的安装尽可能按最终实际使用的情况安装, 如果机器的结构表面援盖了非结构材料( 如隔声材 料) , 则传感器应安装在非结构材料的表面上( 见附录B ) , 6 . 4 运行状态 机器应在能代表正常使
20、用的状态下运行。下列运行状态的一种或多种是合适的( 见6 . 1 条) : 。 ) 机器处于额定负载或额定运行状态下; b ) 如果与a ) 有区别的话, 机器处于满负荷状态下; c )机器处于空载( 空转) ; d ) 机器运行在声辐射最大的正常使用状态下; e ) 机器带模拟负载, 在规定状态下运行。 了 振动测t面上振动速度的测定 7 . 1 7 . 2 到7 . 8 条的规定属于一般性质的规程, 对于有相应机器的专业测试规程, 则可采用一些特殊 的规定 注 测试结果的梢度很大程度取决于测点的分布和数量以及振动测量面上振动速度的 单音调成分时, 该方法的不确定度可能会增大。 振动测试面
21、J 当 个 别 带 宽 有 很 强 的 合适的测量面应按7 . 2 . 2 到 7 . 2 . 4 条规定的准则来选择。 当 选择测试面时应考虑任 何初始侧试的结果( 7 . 2 . 4 ) 和辐射面积的组成 例如有加强构件 。 相同结构的机器 1注2 八艺六艺八乙 7.不7. 如果机器具备相同的结构并且几何对称, 其激励力也是均匀 对称的, 那么, 初始测试的结果已证明 所有单元结构在任何频段的相应平均速度级都是等效的, 这样就可以在单一结构上进行测试 7 . 2 . 3 测点均匀分布 将振动测量面划分成N个面积相等为凡/ N的部分, 测点则配置于每个部分面的中心。 7 . 2 . 4 测点
22、不均匀分布 如果从初始结果中已知振动测试面的某些部分比其他部分的振动更强烈, 则应在较强的那部分上 c B / T 1 6 5 3 9 一1 9 9 6 更密集地配置测点。 在此情况下, 各测点i 则代表该部分面积S , 。 7 . 3 测点数 振动测量面上初始测点数的选择应按表1 进行。 表 1 初始测点数 振动测量面面积S m ,测点数 5 . 毛1 1 0 1 1 0 Z 会 S 。一 工 m Z 如果在任何频段内, 测得的以分贝计的最高和最低振动速度级之差大于表 1 给出的测点数, 则必须 增加测点数。 此外相应频带中有显著的纯音成分存在时, 也应增加测点 测点数应成倍地增加直到振动速
23、度级的平均值忑 二 ( 见8 . 2 条) 的偏差控制在1 d B范围内为止。 7 . 4 环境条件 测试设备应按生产厂的说明书考虑环境条件( 见5 . 2 条) 来选择。 用与阻抗变换器在一体的传感器, 可以降低电缆的影响。 了 . 5 测试程序 在规定的运行条件下, 各测点在规定的频率范围内 按频带测定振动速度级L ,. 。振动速度级L ,. , 可 以按附录F由加速度级几 来计算或由加速度信号直接积分而得( 见5 . 4 ) 这可以避免计算。 注: 如仅确定A计权振动速度级, 则应积分。 对于有辐射指数计权和A计权的振动噪声检测仪, 则可直接测定各侧点的计权噪声级( 一般用计 权速度级L
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