Приложение В (обязательное). Определение отношения звукового давления к турбулентному шуму в измерительном воздуховоде (отношение "сигнал - шум")

Приложение В
(обязательное)

Определение
отношения звукового давления к турбулентному шуму в измерительном воздуховоде (отношение "сигнал - шум")

B.1 Общие положения

Настоящее приложение устанавливает методы определения отношения "сигнал - шум". Метод по В.2 применяют при угле закрутки потока не более 15°.

B.2 Метод сравнения с использованием конусной насадки и антитурбулентного экрана

Данный метод требует измерений с использованием:

a) конусной насадки;

b) антитурбулентного экрана.

Метод основан на предположении, что шум испытуемого источника и турбулентный шум независимы. Метод использует экспериментально определенную разность , дБ, уровней турбулентного шума, воспринимаемого микрофоном с конусной насадкой и микрофоном в антитурбулентном экране (далее - подавление турбулентного шума), в зависимости от средней скорости потока и частоты [см. таблицу G.1 (приложение G)].

Согласно 7.2.1 уровень звукового давления при применении антитурбулентного экрана должен не менее чем на 6 дБ превышать уровень турбулентного шума, что эквивалентно другому условию: разность сигналов микрофона с конусной насадкой и антитурбулентным экраном не должна превышать значения , которое является функцией подавления турбулентного шума антитурбулентным экраном (см. таблицу В.1).

Определение отношения "сигнал - шум" при работающем испытуемом вентиляторе выполняют следующим образом:

- измеряют среднюю скорость потока в воздуховоде в заданном радиальном положении микрофона (см. таблицу 7) с антитурбулентным экраном и определяют подавление турбулентного шума , например, по данным производителя или по таблице G.1 для антитурбулентного экрана (см. рисунок G.1);

- измеряют с антитурбулентным экраном средний на окружности уровень звукового давления в воздуховоде , используя один из методов по 7.2.2 - 7.2.4 с учетом суммарной поправки С ();

- повторяют с учетом поправки , измерения с конусной насадкой, помещая микрофон на относительном радиальном расстоянии 2r/d = 0,5 (см. таблицу 7) и обозначают результат ;

- находят разность .

Если превышает значение , указанное в таблице G.1 (приложение G) для данного подавления турбулентного шума антитурбулентным экраном, то отношение "сигнал - шум" менее 6 дБ, т.е. уровень звукового давления вентилятора, измеренный с антитурбулентным экраном, менее чем на 6 дБ превышает турбулентный шум.

Таблица В.1 - Предельно допустимая разность уровней звукового давления, измеренных с конусной насадкой и антитурбулентным экраном, в зависимости от подавления турбулентного шума антитурбулентным экраном

Дельта L_t, дБ	Дельта L_max = _____ (L_pNC - _____ L_pST)_max, дБ	Дельта L_t, дБ	Дельта L_max = _____ (L_pNC - _____ L_pST)_max, дБ
10	5,1	18	12,2
11	5,9	19	13,2
12	6,7	20	14,1
13	7,6	21	15,1
14	8,5	22	16,1
15	9,4	23	17,1
16	10,3	24	18,1
17	11,3	25	19
Примечание - Значения Дельта L_max соответствуют минимальному отношению "сигнал - шум" 6 дБ.

B.3 Метод с использованием глушителя

Средний уровень звукового давления измеряют дважды с антитурбулентным экраном в каждой третьоктавной полосе. При первом измерении используют измерительный воздуховод. При втором измерении участок измерительного воздуховода между вентилятором и измерительной плоскостью заменяют глушителем, площадь поперечного сечения которого такая, как у воздуховода. Вносимые потери глушителя по ГОСТ 28100 должны быть не менее 10 дБ для каждой полосы.

Если в каждой третьоктавной полосе разность результатов первого и второго измерений не менее 5 дБ, то минимальное значение отношения "сигнал - шум" соответствует требованию, т.е. оно не менее 6 дБ.

B.4 Метод функции когерентности

Метод применим в диапазоне частот, в котором звук в измерительном воздуховоде распространяется в виде плоских волн. Он требует применения анализатора спектра с быстрым преобразованием Фурье. Используют два идентичных микрофона (далее - пара микрофонов) с одинаковым устройством защиты (антитурбулентный экран, конусная насадка или губчатый шар). Один из них устанавливают, как приведено на рисунке 10, а другой смещают по окружности на угол 180° в той же плоскости, сохраняя неизменным направление микрофона. Измерения парой микрофонов проводят в двух положениях на окружности, угол между которыми равен 90°.

Для каждого положения пары микрофонов по 16 реализациям определяют функцию когерентности сигналов в зависимости от частоты. Рассчитывают среднеарифметическое значение квадратных корней из значений функции когерентности для всех частот каждой третьоктавной полосы. Результаты расчета для двух положений пары микрофонов усредняют и среднее значение возводят в квадрат, рассчитывая таким образом среднее значение функции когерентности для каждой третьоктавной полосы.

Примечания

1 Число отсчетов функции когерентности по частоте, приходящееся на одну третьоктавную полосу, будет неодинаковым для разных полос и зависит от отношения ширины третьоктавной полосы к выбранному частотному разрешению анализатора спектра, которое в свою очередь определяется всем диапазоном частот измерений.

2 Арифметическое усреднение отсчетов функции когерентности с последующим возведением в квадрат для получения значения функции когерентности третьоктавной полосы допустимо в предположении статистической независимости усредняемых отсчетов (аналогично энергетическому усреднению для уровней звуковой мощности).

Если , то результат соответствует требованию 7.2.1, т.е. измеренный уровень звукового давления вентилятора в данной полосе частот не менее чем на 6 дБ превышает уровень турбулентного шума. В противном случае в протоколе испытаний делают запись: "Уровень звукового давления вентилятора превышает уровень турбулентного шума менее чем на 6 дБ". На частотах , (см. 3.10), когда в измерительном воздуховоде могут быть моды высшего порядка, значения менее 0,64 не являются доказательством, что отношение "сигнал - шум" менее 6 дБ, поскольку акустические поперечные моды по сечению воздуховода не полностью когерентны [11]. Если значения менее 0,64 встречаются в любой третьоктавной полосе, содержащей критическую частоту первой поперечной моды, или в любой более высокой полосе, то для определения отношения "сигнал - шум" можно применить метод по В.3.