Акустический расчет заглушенных камер


aktualnost-problem-socialnoj-raboti-na-sovremennom-etape-razvitiya-rossijskogo-obshestva.html
aktualnost-problemi-etnicheskih-konfliktov.html

ЗАГЛУШЕННАЯ КАМЕРА

Заглушенная (безэховая) камера представляет собой хорошо шумо- и виброизолированное специально оборудованное помещение, в котором звуковые волны почти полностью поглощаются при падении на ограждающие поверхности, представляющие собой специальные конструкции, обеспечивающие плавный переход от малого акустического сопротивления воздуха в камере к большому акустическому сопротивлению стен.

Заглушенные камеры характеризуются наличием свободного звукового поля бегущих волн, в котором звуковое давление обратно пропорционально расстоянию от центра источника до точки приема (закон 1/r).

Для измерения шумовых характеристик машин применяют заглушенные камеры двух видов: с поглощающим полом, в которых все внутренние поверхности имеют звукопоглощающую облицовку, и с отражающим полом, в которых потолок и стены имеют звукопоглощающую облицовку, а пол жесткий.

Заглушенные камеры с поглощающим полом предназначены для испытания малых машин или машин, которые работают в подвешенном состоянии. Камеры с отражающим полом предназначены для испытания средних и больших машин, а также машин, которые могут работать только при их установке на жесткую поверхность.

Жесткий пол приближает условия работы источников шума к естественным. Поэтому заглушенные камеры с отражающим полом более предпочтительны при определении шумовых характеристик машин. В таких камерах поверхность пола можно рассматривать акустически зеркальной и считать, что излучение шума происходит от источника, помещенного в жесткий экран, центр излучения лежит на поверхности пола и происходит свободное излучение в полусферу.

Испытания в заглушенных камерах позволяют определить уровни звуковой мощности машин в октавных полосах частот, а также характеристики направленности излучения шума.

Безэховые камеры обычно используются в акустике для имитации неограниченного пространства, в котором ушедшие от источника звуковые волны никогда не возвращаются обратно. В таких камерах проводят измерение (построение) диаграмм направленности излучения (или чувствительности) громкоговорителей (или микрофонов); изучают распределение шумов от промышленных изделий.

Размер камеры зависит от предполагаемых исследований: при построении учитывается размер излучателей и величина поглощающего слоя. Учитывается наличие металлических деталей у источника звука, которые могут вызвать нежелательные отражения волн.

В основном, безэховые камеры применяются для испытаний по распространению волн в воздухе, но проводились исследования и в водной среде: подводные камеры. Такие камеры различаются по скорости звука, скорость звука в воде в 4-5 раз выше скорости звука в воздухе. Также отличием воздушной камеры от подводной является волновое сопротивление среды (акустический импеданс).



2.1 Основные требования

В заглушенной камере с поглощающим полом все внутренние ограждающие поверхности должны быть покрыты звукопоглощающими облицовками с коэффициентом звукопоглощения не ниже 0,8 в диапазоне частот измерений. В заглушенных камерах с отражающим полом к стенам и потолку предъявляются те же требования, а пол должен быть гладким и иметь коэффициент звукопоглощения не более 0,05 в диапазоне частот измерений.

Должна быть обеспечена надлежащая изоляция заглушенных камер от посторонних шумов и вибраций. Допустимые уровни проникающих посторонних шумов в октавных полосах частот должны быть по крайней мере на 10 дБ ниже, чем уровни, возникающие при работе наименее шумной испытываемой машины.

Неравномерность свободного звукового поля в заглушенной камере должна быть не более 1,5 дБ для I класса, 2 дБ - для II класса и 3 дБ - для III класса точности измерений.

Неравномерность свободного звукового поля определяется как отклонение от величины в 6 дБ разности измеренных средних уровней звукового давления при удвоении расстояния точек измерения от центра измерительной поверхности. Измерения неравномерности звукового поля проводятся в соответствии с ГОСТ 8.055-73.

2.2 Исходные данные

Исходными данными для проектирования являются:

а) метод определения шумовых характеристик машин в свободном звуковом поле;

б) максимальные габариты испытываемых машин;

в) частотный диапазон измерений в октавных полосах частот;

г) степень точности измерений;

Акустический расчет заглушенных камер

Определяют размеры свободного пространства камеры, то есть ее внутренние размеры после облицовки звукопоглощающими покрытиями. В свободном звуковом поле точки измерения располагаются на измерительной сфере или полусфере в соответствии с рис. 1 и 2 (здесь и далее рисунки не приводятся).

Расстояние от поверхности машины до измерительной сферы или полусферы не должно быть менее двух максимальных размеров испытываемой машины (lmax).

При измерениях по сфере для типовых испытаний рекомендуется шестнадцать точек измерений, по полусфере - восемь.

Располагая точки измерения на сфере или полусфере так, чтобы нижние точки находились на диагонали камеры, определяют внутренние размеры заглушенной камеры после облицовки звукопоглощающими покрытиями (см. рис. 1 и 2).

Радиус измерительной сферы или полусферы, проведенный из центра машины, определится следующим соотношением:

r = 2,5lmax, м. (1)

По частотному диапазону измерений выбирают звукопоглощающую конструкцию. В настоящее время общепринятой звукопоглощающей конструкцией являются клинья из стекловолокна. Отечественной промышленностью освоено производство клиньев из штапельного стекловолокна на Ивотском стекольном заводе (Брянской области) типа КЗК согласно ТУ 21-01-257-69.

Клинья из пенополиуретана применяются для облицовки заглушенных камер в тех случаях, когда к неравномерности звукового поля на низких частотах не предъявляют очень высоких требований. При выборе другой конструкции звукопоглощающих покрытий необходимо исследовать ее эффективность путем измерений коэффициента отражения звука при нормальном падении в трубе акустического интерферометра.

Выбрав общую толщину звукопоглощающей конструкции (длину клина с заклиновым промежутком - l), определяют внутренние размеры камеры до облицовки звукопоглощающими покрытиями

длина:

A' = a + 2l, м;

ширина:

B' = b + 2l, м;

высота:

H'п = h + 2l, м (камера с поглощающим полом);

H'о = h + l, м (камера с отражающим полом),

где: a, b, h – длина, ширина, высота свободного поля камеры.

Испытание заглушенных камер

При испытании заглушенных камер определяют:

а) неравномерность звукового поля;

б) уровни помех;

в) максимальные размеры машин, шумовые характеристики которых могут быть определены в камере с заданной допустимой погрешностью.

Конструктивные параметры и акустические характеристики камер должны удовлетворять требованиям ГОСТ 8.055-73.

При испытании заглушенных камер основным является определение неравномерности звукового поля. Наиболее простым и точным методом определения неравномерности звукового поля является проверка закона спада уровня звукового давления в зависимости от изменения расстояния между источником и приемником звука, т.е. закона обратной пропорциональности. Если в камере отсутствуют отражения, то этот закон должен соблюдаться вплоть до расстояний, на которые позволяют удаляться размеры камеры.

Определение неравномерности звукового поля производят с помощью образцового или вспомогательного источника шума. Образцовый источник шума должен быть широкополосным, ненаправленным и малогабаритным. В качестве вспомогательного источника используют громкоговоритель. Образцовый источник шума отличается от вспомогательного тем, что имеет известные значения уровней звуковой мощности в октавных полосах частот.

В заглушенной камере с отражающим полом вспомогательный или образцовый источник шума устанавливают на полу в центре камеры и измеряют характеристику спада уровня звукового давления в полосах частот в зависимости от расстояния от центра источника. Измерения производят в направлении радиусов, проходящих не менее чем через 8 измерительных точек, расположенных на полусфере. Расстояние точек измерения от центра источника (центр источника соответствует проекции геометрического центра на плоскость основания) r = 0,5; 0,7; 1,0; 1,4; 2,0; 2,8; 4,0; 5,6 и т.д.

В центре камеры с поглощающим полом размещают источник шума. Измерения проводят так же, как и в камере с отражающим полом, только по сфере. Количество измерительных точек должно быть не менее 16.

Приемный тракт должен состоять из ненаправленного микрофона, усилителя и полосовых фильтров, а в отдельных случаях - логарифмического самописца уровня. Частотный диапазон измерений 63 - 8000 Гц.

Качество звукового поля считают удовлетворительным, если экспериментальные значения спада уровня звукового давления отличаются от теоретических значений, соответствующих закону 1/r, не более чем на величину допустимой погрешности в заданном классе точности измерений.

Неравномерность звукового поля в каждой октавной полосе частот вычисляют по формуле:

,

где: Lо - значение среднего уровня звукового давления (L) относительно нулевого значения, выбранного при rо = 1 м, дБ;

Lтеор - теоретическое значение уровня звукового давления относительно нулевого значения, выбранного при r = 1 м, дБ.

Средний уровень звукового давления вычисляется по формуле:

,

где: Li (i = 1, 2, ..., n) - уровень звукового давления в i-й точке измерения, дБ;

n - количество точек измерения.

Если усредняемые уровни звукового давления отличаются друг от друга менее чем на 5 дБ, то за средний уровень принимается среднее арифметическое значение этих уровней.

Уровни помех определяют в октавных полосах частот всего диапазона измерений. Полученные результаты представляют в виде таблиц или графиков.


ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

В конструкциях, содержащих источник звука, используются различные звукопоглощающие материалы и конструкции. На рисунке 1 представлена классификация звукопоглощающих материалов и конструкций [2].

Звукопоглощающие материалы применяются в основном в звукопоглощающих облицовках производственных помещений и технических устройств, требующих снижения уровня шумов (промышленные цехи, установки вентиляции и кондиционирования воздуха и др.), а также для создания оптимальных условий слышимости и улучшения акустических свойств помещений общественных зданий (зрительные залы, аудитории, радиостудии и пр.).


Пористые звукопоглотители с жестким скелетом представляют собой недеформируемый звуковой волной скелет (гравий, пемза, шлак) плюс вяжущие материалы (цемент, алебастр, синтетические смолы). Характеризуются невысоким звукопоглощением (на высоких частотах больше, на низких – меньше) [3]. Стенки пористых поглотителей с упругим скелетом способны неупруго деформироваться под действием звуковой волны с переводом части энергии в тепло. К ним относятся: войлок; вата; стекло- волокно; драпировки, ковры и т.д. [3]. Звукопоглощение заметно выше, чем у поглотителей с жесткими стенками, и также более эффективно в области высоких частот. Звукопоглощение минимально при расположении вплотную к стене и максимально при размещении на расстоянии четверти длины волны от стены [3]. Звукопоглощение резонансных поглотителей имеет максимум на их резонансной частоте. Резонансные мембранные поглотители представляют собой тонкие пластины, неупруго колеблющиеся под действием звуковой волны. В основном они используются для звукопоглощения в области низ- ких частот [3]. Перфорированные резонаторные поглотители представляют собой пористые материалы, примыкающие к стенам, закрытые жесткой перфорированной решеткой. Звукопоглощение достаточно равномерное в широком диапазоне частот с тупым максимумом на средних частотах. Диаметр и шаг отверстий позволяют регулировать положение максимума [3].

Самыми распространенными звукопоглощающими материалами являются пенопласт, резина, поролон.

Резина обладает высокими звукопоглощающими свойствами, что позволяет использовать ее в зонах, где присутствует высокая акустическая нагрузка. Для обустройства помещений подходят резиновые маты. Они обладают рядом преимущественных свойств, таких как высокая прочность, экономичность и устойчивость к постоянным большим нагрузкам.

Пенопласты ПС (полистирольные) и ПХВ (поливинилхлоридные) имеют сравнительно высокий коэффициент звукопоглощения в области частот 1000 Гц и более. Этот коэффициент зависит от частоты звука, толщины образца и структуры. Пенопласты слабо поглощают звук низких частот. Для увеличения звукопоглощающей способности прибегают к перфорированию блочных пенопластов. Эффективны и дешевы звукопоглощающие панели из отходов производства пенопласта ПХВ (обрезка, крошка).

Эластичные ПХВ пенопласты, к которым относится пенопласт ПК-2, способны также эффективно поглощать вибрационные нагрузки.

Пенополиуретановый поропласт (поролон)считается звукопоглощающим материалом. Эти свойства обуславливаются структурой поролона. Сила звуковых волн теряется от столкновения с ячейками, в результате чего происходит угасание звука.

1) Повышенная степень износостойкости – гарантия надежности, прочности и долговечности изделий и поролона;

2) Экологическая безопасность – изделия из поролона не вызывают аллергических реакций и безопасны для здоровья, поскольку в их составе нет вредных веществ;

3) Устойчивость к микроорганизмам – пенополиуретан не подвержен гниению или образованию плесни благодаря таким свойствам, как герметичность и влагостойкость;

4) Широкий температурный диапазон - поролон сохраняет свои свойства при температуре от -40 С до +100 С.

5) Эластичность пенополиуретана – дает широкие возможности для производства изделий любой формы и размеров.

Для повышения эффективности звукопоглощающие панели делают с клиньями. Клинья имеют форму пирамиды, от стенок которой происходит отражение звуковых волн. Поток звуковой энергии при падении звуковых волн на поверхность ограждения частично отражается поверхностью ограждения, остальная звуковая энергия проходит через ограждение. Идеальная величина высоты клиньев относительно длины волны нормально падающего излучения равна λ/4. С увеличением высоты клиньев, увеличивается эффективность звукопоглощения, уменьшается рабочий объем безэхового помещения. В связи с последним следствием особенно важным является выбор оптимального звукопоглощающего материала с учетом среды: в воздухе чаще применяется минеральная вата.

1. Санитарные нормы 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых общественных зданий и на территории жилой застройки» 2. Кочергина К.А., Гармонов С.Ю., Мавлеев А.И., Кочер- гин А.В. Система сохранения полезной информации и защиты слуха человека на производстве // Вестник Ка- занского технологического университета. 2010. №7. С.162-170. 3. Электроакустические устройства". Date Views 13.12.2013 www.edwardsemyonov.narod.ru/electroacoustics.html. 4. http://www.izolex-ba.sk/al-aralamino.php 5. http://www.izomat.ru/ 6. http://kompozit-sib.ru/stsplast.html 7. http://mbfizh.ru/product/ 8. http://www.surel.ru/polyurethane/surel-27.php 9.Синергетика дисперсно-наполненных композитов [Text] / А. Н. Бобрышев [и др.]. - М.: ЦКТ, 1999. - 252 с.


ПОДБОР ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩЕГО

Основной акустической характеристикой звукопоглощающих материалов является частотная зависимость безразмерного коэффициента звукопоглощения a, определяемого как отношение поглощенной звуковой энергии к падающей. Также следует учесть, что материал для гидроакустической безэховой камеры должен быть устойчив к водной среде.

В настоящее время остаётся малоизученными звукопоглощающие свойства материалов под водой, поэтому чтобы выбрать материал была собрана установка для определения коэффициента звукопоглощения материалов под водой.

Расчёт размеров камеры

На основании экспериментов по подбору звукопоглощающего материала и обзора литературы, выберем звукопоглощающую конструкцию, состоящую из клиньев, изготовленных из полистирола.

Высота клиньев l должна быть не менее:

,

где – максимальная длина волны звуковых волн в заданном диапазоне частот;

с – скорость звука в воде, 1500 м/с;

– нижняя частота заданного диапазона.

Выберем l=0,15 м. Клинья будем крепить на листы из пенополистирола шириной d=50 мм.

Определим внутренние размеры камеры до облицовки звукопоглощающим материалом:

длина:

ширина:

высота:

где: a, b, h – длина, ширина, высота свободного поля камеры.

5.2 Расчёт частоты среза

Собственные резонансные частоты помещения прямоугольной формы рассчитывают по формуле:

где с – скорость звука в воздухе; m, n, q – целые числа 0, 1 , 2….; l, h, d – размеры камеры после нанесения на ее внутренние поверхности звукопоглощающего слоя, м. При n=m=q=1 – первая резонансная частота, ниже которой в помещении только стоячие волны. Нижняя граничная частота fгр безэховой камеры, выше которой в камере существует безэховое, свободное звуковое поле (в литературе ее часто называют частотой среза): f­гр≈ fn1.

Т.е. проектируемая гидроакустическая камера удовлетворяет требованиям по частоте среза (fгр

ИСПЫТАНИЯ КАМЕРЫ

На основании расчётов была сконструирована гидроакустическая безэховая камера (рис. 6.1). Она состоит из внутренней камеры 1, облицованной звукопоглощающими клиньями из полистирола 2, и внешнего звукоизоляционного короба 3.



Габаритные размеры – 998х880х920 мм;

Размеры свободного звукового поля внутри камеры – 220х220х220 мм;

Диапазон частот измерений – 3000…6000 Гц;

Частота среза – 2500 Гц.

6.1 Звукоизоляция

Для корректности исследований, проводимых в камере, требуется, чтобы она была изолирована от внешних шумов. Звукоизоляция достигается, за счёт внешнего звукоизоляционного короба. Он выступает в качестве звукоотражающей конструкции, т.е. звуковые волны от внешних источников падают на поверхность звукоизоляционного короба и отражаются от нее. Воздушная прослойка между звукоизоляционным коробом и внутренней камерой выступает в роли звукопоглощающей конструкции.


Чтобы убедиться в звукоизоляционных свойствах нашей конструкции была проведена серия экспериментов.

Измерения проводились на частотах от 3000 до 6000 Гц с шагом 500Гц согласно схеме представленной на рисунке 6.2. На ПК с ПО «Spectre Lab» (6) генерируем шум на заданной частоте, и он через АЦП и усилитель подаётся на источник звука (5). Далее этот сигнал принимается гидрофоном (3) и микрофоном (4). В ПО «Spectre Lab» эти сигналы обрабатываются и вычисляется отношение показаний микрофона и гидрофона H(f). Таким образом получаем эффективность звукоизоляции внешнего короба.

Результаты измерений показывают, что звукоизоляционный короб снижает уровень звука на 24…35 дБ в диапазоне частот от 3000 до 6000 Гц (рис. 6.3).


Рисунок 6.3 Величина ослабления уровня звукового давления

Свободное звуковое поле

Качество свободного звукового поля проще всего оценить, измерив отклонение от закона спада уровня звукового давления (закон обратно-пропорциональной зависимости). Согласно ему при удвоении расстояния от источника шума, уровень звукового давления должен падать на 6 дБ.Для того, чтобы оценить отклонению от закона спада уровня звукового давления были проведены измерения в соответствии со схемой на рисунке 4.

На ПК (6) с помощью ПО «Spectre Lab» генерировался звук определенной частоты, и он через АЦП и усилитель подаётся на источник звука (5). Далее гидрофонами (3) и (4) измерялся уровень звукового давления. Гидрофон (3) располагался на расстоянии 100 мм от источника звука (5), а гидрофон (4) - на расстоянии 50 мм. Затем высчитывалось

отклонение от закона спада уровней давления.


Результаты измерений показали (рис. 5), что отклонения не больше 2 дБ (для воздушных безэховых камер допускается до 3дБ [4]). Можно сделать вывод, что внутри камеры присутствует свободное звуковое поле.


6.5

7 Экономическая часть

Расчёт капитальных затрат

Капитальные затраты рассчитаем по формуле из [3]:

К=(Роб + Рмат) ∙ kтм,

Где Роб – затраты на приобретение оборудования, руб (табл.);

Рмат – затраты на приобретение материалов, руб (табл.);

kтм – коэффициент учета затрат на доставку (транспортирование) и монтаж оборудования, принимаем равным 1,15

Таблица 7.1 Затраты на приобретение оборудования

Наименование Кол-во Цена, руб/шт. Сумма затрат, руб.
Гидрофон BC 312
Анализатор спектра ZET 017- U4
Кран шаровый Minkor с ручкой бабочкой, внутренняя-наружная резьба, 1/2 дюйма
ИТОГО

Таблица 7.2 Затраты на приобретение материалов

Наименование Единица измерения Кол-во Цена ед измерения, руб/шт. Сумма затрат, руб.
Plexiglas XT Clear 20007, 10 мм м2
Пенополистирол пеноплэкс шт
Профиль уголок 20х20х2 м
Крепежные элементы
ИТОГО

Тогда К = (379432+205880) ∙ 1,15=662325 ∙ 1,15=673108,8 руб.

ЗАГЛУШЕННАЯ КАМЕРА

Заглушенная (безэховая) камера представляет собой хорошо шумо- и виброизолированное специально оборудованное помещение, в котором звуковые волны почти полностью поглощаются при падении на ограждающие поверхности, представляющие собой специальные конструкции, обеспечивающие плавный переход от малого акустического сопротивления воздуха в камере к большому акустическому сопротивлению стен.

Заглушенные камеры характеризуются наличием свободного звукового поля бегущих волн, в котором звуковое давление обратно пропорционально расстоянию от центра источника до точки приема (закон 1/r).

Для измерения шумовых характеристик машин применяют заглушенные камеры двух видов: с поглощающим полом, в которых все внутренние поверхности имеют звукопоглощающую облицовку, и с отражающим полом, в которых потолок и стены имеют звукопоглощающую облицовку, а пол жесткий.

Заглушенные камеры с поглощающим полом предназначены для испытания малых машин или машин, которые работают в подвешенном состоянии. Камеры с отражающим полом предназначены для испытания средних и больших машин, а также машин, которые могут работать только при их установке на жесткую поверхность.

Жесткий пол приближает условия работы источников шума к естественным. Поэтому заглушенные камеры с отражающим полом более предпочтительны при определении шумовых характеристик машин. В таких камерах поверхность пола можно рассматривать акустически зеркальной и считать, что излучение шума происходит от источника, помещенного в жесткий экран, центр излучения лежит на поверхности пола и происходит свободное излучение в полусферу.

Испытания в заглушенных камерах позволяют определить уровни звуковой мощности машин в октавных полосах частот, а также характеристики направленности излучения шума.

Безэховые камеры обычно используются в акустике для имитации неограниченного пространства, в котором ушедшие от источника звуковые волны никогда не возвращаются обратно. В таких камерах проводят измерение (построение) диаграмм направленности излучения (или чувствительности) громкоговорителей (или микрофонов); изучают распределение шумов от промышленных изделий.

Размер камеры зависит от предполагаемых исследований: при построении учитывается размер излучателей и величина поглощающего слоя. Учитывается наличие металлических деталей у источника звука, которые могут вызвать нежелательные отражения волн.

В основном, безэховые камеры применяются для испытаний по распространению волн в воздухе, но проводились исследования и в водной среде: подводные камеры. Такие камеры различаются по скорости звука, скорость звука в воде в 4-5 раз выше скорости звука в воздухе. Также отличием воздушной камеры от подводной является волновое сопротивление среды (акустический импеданс).

2.1 Основные требования

В заглушенной камере с поглощающим полом все внутренние ограждающие поверхности должны быть покрыты звукопоглощающими облицовками с коэффициентом звукопоглощения не ниже 0,8 в диапазоне частот измерений. В заглушенных камерах с отражающим полом к стенам и потолку предъявляются те же требования, а пол должен быть гладким и иметь коэффициент звукопоглощения не более 0,05 в диапазоне частот измерений.

Должна быть обеспечена надлежащая изоляция заглушенных камер от посторонних шумов и вибраций. Допустимые уровни проникающих посторонних шумов в октавных полосах частот должны быть по крайней мере на 10 дБ ниже, чем уровни, возникающие при работе наименее шумной испытываемой машины.

Неравномерность свободного звукового поля в заглушенной камере должна быть не более 1,5 дБ для I класса, 2 дБ - для II класса и 3 дБ - для III класса точности измерений.

Неравномерность свободного звукового поля определяется как отклонение от величины в 6 дБ разности измеренных средних уровней звукового давления при удвоении расстояния точек измерения от центра измерительной поверхности. Измерения неравномерности звукового поля проводятся в соответствии с ГОСТ 8.055-73.

2.2 Исходные данные

Исходными данными для проектирования являются:

а) метод определения шумовых характеристик машин в свободном звуковом поле;

б) максимальные габариты испытываемых машин;

в) частотный диапазон измерений в октавных полосах частот;

г) степень точности измерений;

Акустический расчет заглушенных камер

Определяют размеры свободного пространства камеры, то есть ее внутренние размеры после облицовки звукопоглощающими покрытиями. В свободном звуковом поле точки измерения располагаются на измерительной сфере или полусфере в соответствии с рис. 1 и 2 (здесь и далее рисунки не приводятся).

Расстояние от поверхности машины до измерительной сферы или полусферы не должно быть менее двух максимальных размеров испытываемой машины (lmax).

При измерениях по сфере для типовых испытаний рекомендуется шестнадцать точек измерений, по полусфере - восемь.

Располагая точки измерения на сфере или полусфере так, чтобы нижние точки находились на диагонали камеры, определяют внутренние размеры заглушенной камеры после облицовки звукопоглощающими покрытиями (см. рис. 1 и 2).

Радиус измерительной сферы или полусферы, проведенный из центра машины, определится следующим соотношением:

r = 2,5lmax, м. (1)

По частотному диапазону измерений выбирают звукопоглощающую конструкцию. В настоящее время общепринятой звукопоглощающей конструкцией являются клинья из стекловолокна. Отечественной промышленностью освоено производство клиньев из штапельного стекловолокна на Ивотском стекольном заводе (Брянской области) типа КЗК согласно ТУ 21-01-257-69.

Клинья из пенополиуретана применяются для облицовки заглушенных камер в тех случаях, когда к неравномерности звукового поля на низких частотах не предъявляют очень высоких требований. При выборе другой конструкции звукопоглощающих покрытий необходимо исследовать ее эффективность путем измерений коэффициента отражения звука при нормальном падении в трубе акустического интерферометра.

Выбрав общую толщину звукопоглощающей конструкции (длину клина с заклиновым промежутком - l), определяют внутренние размеры камеры до облицовки звукопоглощающими покрытиями

длина:

A' = a + 2l, м;

ширина:

B' = b + 2l, м;

высота:

H'п = h + 2l, м (камера с поглощающим полом);

H'о = h + l, м (камера с отражающим полом),

где: a, b, h – длина, ширина, высота свободного поля камеры.

Испытание заглушенных камер

При испытании заглушенных камер определяют:

а) неравномерность звукового поля;

б) уровни помех;

в) максимальные размеры машин, шумовые характеристики которых могут быть определены в камере с заданной допустимой погрешностью.

Конструктивные параметры и акустические характеристики камер должны удовлетворять требованиям ГОСТ 8.055-73.

При испытании заглушенных камер основным является определение неравномерности звукового поля. Наиболее простым и точным методом определения неравномерности звукового поля является проверка закона спада уровня звукового давления в зависимости от изменения расстояния между источником и приемником звука, т.е. закона обратной пропорциональности. Если в камере отсутствуют отражения, то этот закон должен соблюдаться вплоть до расстояний, на которые позволяют удаляться размеры камеры.

Определение неравномерности звукового поля производят с помощью образцового или вспомогательного источника шума. Образцовый источник шума должен быть широкополосным, ненаправленным и малогабаритным. В качестве вспомогательного источника используют громкоговоритель. Образцовый источник шума отличается от вспомогательного тем, что имеет известные значения уровней звуковой мощности в октавных полосах частот.

В заглушенной камере с отражающим полом вспомогательный или образцовый источник шума устанавливают на полу в центре камеры и измеряют характеристику спада уровня звукового давления в полосах частот в зависимости от расстояния от центра источника. Измерения производят в направлении радиусов, проходящих не менее чем через 8 измерительных точек, расположенных на полусфере. Расстояние точек измерения от центра источника (центр источника соответствует проекции геометрического центра на плоскость основания) r = 0,5; 0,7; 1,0; 1,4; 2,0; 2,8; 4,0; 5,6 и т.д.

В центре камеры с поглощающим полом размещают источник шума. Измерения проводят так же, как и в камере с отражающим полом, только по сфере. Количество измерительных точек должно быть не менее 16.

Приемный тракт должен состоять из ненаправленного микрофона, усилителя и полосовых фильтров, а в отдельных случаях - логарифмического самописца уровня. Частотный диапазон измерений 63 - 8000 Гц.

Качество звукового поля считают удовлетворительным, если экспериментальные значения спада уровня звукового давления отличаются от теоретических значений, соответствующих закону 1/r, не более чем на величину допустимой погрешности в заданном классе точности измерений.

Неравномерность звукового поля в каждой октавной полосе частот вычисляют по формуле:

,

где: Lо - значение среднего уровня звукового давления (L) относительно нулевого значения, выбранного при rо = 1 м, дБ;

Lтеор - теоретическое значение уровня звукового давления относительно нулевого значения, выбранного при r = 1 м, дБ.

Средний уровень звукового давления вычисляется по формуле:

,

где: Li (i = 1, 2, ..., n) - уровень звукового давления в i-й точке измерения, дБ;

n - количество точек измерения.

Если усредняемые уровни звукового давления отличаются друг от друга менее чем на 5 дБ, то за средний уровень принимается среднее арифметическое значение этих уровней.

Уровни помех определяют в октавных полосах частот всего диапазона измерений. Полученные результаты представляют в виде таблиц или графиков.


ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

В конструкциях, содержащих источник звука, используются различные звукопоглощающие материалы и конструкции. На рисунке 1 представлена классификация звукопоглощающих материалов и конструкций [2].

Звукопоглощающие материалы применяются в основном в звукопоглощающих облицовках производственных помещений и технических устройств, требующих снижения уровня шумов (промышленные цехи, установки вентиляции и кондиционирования воздуха и др.), а также для создания оптимальных условий слышимости и улучшения акустических свойств помещений общественных зданий (зрительные залы, аудитории, радиостудии и пр.).


Пористые звукопоглотители с жестким скелетом представляют собой недеформируемый звуковой волной скелет (гравий, пемза, шлак) плюс вяжущие материалы (цемент, алебастр, синтетические смолы). Характеризуются невысоким звукопоглощением (на высоких частотах больше, на низких – меньше) [3]. Стенки пористых поглотителей с упругим скелетом способны неупруго деформироваться под действием звуковой волны с переводом части энергии в тепло. К ним относятся: войлок; вата; стекло- волокно; драпировки, ковры и т.д. [3]. Звукопоглощение заметно выше, чем у поглотителей с жесткими стенками, и также более эффективно в области высоких частот. Звукопоглощение минимально при расположении вплотную к стене и максимально при размещении на расстоянии четверти длины волны от стены [3]. Звукопоглощение резонансных поглотителей имеет максимум на их резонансной частоте. Резонансные мембранные поглотители представляют собой тонкие пластины, неупруго колеблющиеся под действием звуковой волны. В основном они используются для звукопоглощения в области низ- ких частот [3]. Перфорированные резонаторные поглотители представляют собой пористые материалы, примыкающие к стенам, закрытые жесткой перфорированной решеткой. Звукопоглощение достаточно равномерное в широком диапазоне частот с тупым максимумом на средних частотах. Диаметр и шаг отверстий позволяют регулировать положение максимума [3].

Самыми распространенными звукопоглощающими материалами являются пенопласт, резина, поролон.

Резина обладает высокими звукопоглощающими свойствами, что позволяет использовать ее в зонах, где присутствует высокая акустическая нагрузка. Для обустройства помещений подходят резиновые маты. Они обладают рядом преимущественных свойств, таких как высокая прочность, экономичность и устойчивость к постоянным большим нагрузкам.

Пенопласты ПС (полистирольные) и ПХВ (поливинилхлоридные) имеют сравнительно высокий коэффициент звукопоглощения в области частот 1000 Гц и более. Этот коэффициент зависит от частоты звука, толщины образца и структуры. Пенопласты слабо поглощают звук низких частот. Для увеличения звукопоглощающей способности прибегают к перфорированию блочных пенопластов. Эффективны и дешевы звукопоглощающие панели из отходов производства пенопласта ПХВ (обрезка, крошка).




aktivnie-dejstviya-pismennoe-oformlenie-celej.html
aktivnie-dvizheniya-koordinaciya-dvizhenij.html
aktivnie-i-induktivnie-soprotivleniya-provodov.html
aktivnie-i-interaktivnie-formi-provedeniya-uchebnih-zanyatij.html
aktivnie-i-passivnie-operacii-kommerchbankov.html
ч     PR.RU™