Межгосударственный стандарт ГОСТ 30457-97 (ИСО 9614-1-93) "Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума на основе интенсивности звука. Измерение в дискретных точках. Технический метод" (введен в действие постановлением Госстандарта РФ от 28 апреля 1998 г. N 159)

3.1 Уровень звукового давления, - логарифм отношения данного звукового давления к опорному звуковому давлению. Уровень звукового давления в децибелах равен двадцати логарифмам этого отношения при основании, равном десяти. Опорное звуковое давление в воздухе равно 20 мкПа.

3.2 Мгновенная интенсивность звука, I(t) - мгновенный поток звуковой энергии в определенном направлении через поверхность, перпендикулярную к этому направлению, деленный на площадь этой поверхности.

Это векторная величина, равная произведению мгновенного звукового давления в данной точке на соответствующую мгновенную скорость частиц в этой же точке

, (1)

где р(t) - мгновенное звуковое давление в точке;

u(t) - мгновенная скорость частиц в той же точке;

t - время, с.

3.3 Интенсивность звука, I - усредненное по времени значение I(t) в стационарном звуковом поле

, (2)

где Т - время интегрирования.

Значение I, взятое со знаком, определяемым выбором положительного направления потока энергии, обозначается I;

- абсолютное значение интенсивности звука.

3.4 Нормальная составляющая интенсивности звука, - составляющая интенсивности звука в направлении, перпендикулярном к измерительной поверхности, определяемом единичным вектором нормали n.

, (3)

где n - единичный вектор нормали, направленный наружу от измерительной поверхности.

3.5 Уровень нормальной составляющей интенсивности звука, - логарифмическая мера абсолютного значения нормальной составляющей интенсивности звука , определяемая по формуле

, (4)

где .

Выражается в децибелах.

Если отрицательна, то также отрицателен (за исключением случая оценки - см. 3.11).

3.6 Звуковая мощность

3.7 Измерительная поверхность - условная поверхность, на которой проводят измерения интенсивности звука, огибающая источник шума или полностью, или в соединении с акустически твердой непрерывной поверхностью. В случаях, когда условная поверхность ограничивается телами с жесткой поверхностью, измерительная поверхность прерывается на соответствующих линиях пересечения.

3.8 Сегмент (элемент) - часть измерительной поверхности, соответствующая одной точке измерения.

3.9 Интенсивность звука посторонних источников - вклад в измеренную интенсивность звука от источников, находящихся вне измерительной поверхности (источники, работающие снаружи от объема, ограниченного измерительной поверхностью).

3.10 Акустический зонд для измерения интенсивности звука - часть системы измерения интенсивности звука, включающая измерительные микрофоны.

3.11 Показатель давления - остаточной интенсивности звука, - разность между измеренными уровнями и , в случае, когда акустический зонд для измерения интенсивности звука расположен и ориентирован в звуковом поле таким образом, что измеряемая интенсивность звука равна нулю. Выражается в децибелах. Индекс n указывает направление оси акустического зонда.

. (9)

3.12 Индекс динамической способности в децибелах определяют по формуле

. (10)

Для технического метода показатель точности K = 10 дБ.

3.13 Стационарный сигнал

Для целей данного стандарта, сигнал считают стационарным во времени, если для каждой точки измерения его усредненные по времени характеристики в течение каждого отдельного периода измерения совпадают с характеристиками в той же точке при увеличении периода измерения до значения, необходимого для измерения во всех точках на измерительной поверхности. Периодические сигналы считают стационарными, если время измерения в каждой точке равно, по меньшей мере, десяти периодам.

3.14 Показатели поля от до - см. приложение А.

4.1 Размер источника шума

Размер источника шума не ограничен. Размеры измерительной поверхности определяют, исходя из размеров источника.

4.2 Характер шума, излучаемого источником

Шум должен быть стационарным во времени (см. 3.13). В случае прерывистого шума приводят результаты измерения для каждого отдельного интервала времени, в течение которого сигнал можно считать стационарным. Необходимо принять меры по предотвращению измерений при нестационарной работе внешних источников (см. таблицу Б.2 приложения Б).

4.3 Погрешность измерений

5.1 Интенсивность звука посторонних источников

5.2 Влияние ветра, газового потока, вибрации и температуры

Не следует проводить измерения, когда воздушный поток вблизи акустического зонда не удовлетворяет требованиям, указанным изготовителем зонда. При отсутствии такой информации измерения не проводят, если средняя скорость воздуха вблизи акустического зонда превышает 2 м/с.

При измерении на открытом воздухе всегда следует применять ветрозащитный экран. Акустический зонд не должен подвергаться вибрации.

В результаты измерений следует внести поправки на давление и температуру, если это необходимо.

5.3 Неизменность формы испытательного пространства

В течение времени проведения испытаний границы испытательного пространства и положения находящихся в нем предметов должны оставаться неизменными. Посторонние предметы, находящиеся вблизи источника, следует удалить.

6.1 Общие положения

Прибор, применяемый для измерения интенсивности звука, должен иметь действующий документ о поверке или метрологической аттестации.

Для каждой полосы частот должно быть указано значение показателя давления - остаточной интенсивности звука.

6.2 Проверка и калибровка приборов в условиях эксплуатации

Приборы для измерения интенсивности звука подлежат государственной поверке не реже одного раза в год. Протокол измерений при поверке должен соответствовать 10.3.

Калибровку измерителя интенсивности звука до и после измерений проводят согласно методике, установленной изготовителем прибора, либо по методике 6.2.1 и 6.2.2.

8.1 Время усреднения

Время усреднения для приборов, использующих фильтры, в случае белого шума с гауссовым распределением, обеспечивающее погрешность измерения не более 5% при доверительной вероятности 95%, определяют по формуле

,

где В - ширина полосы фильтра, Гц;

Т - время усреднения, с.

Для приборов, синтезирующих октавные или третьоктавные полосы частот на основе узкополосного анализа, необходимо определить эквивалентное время усреднения (указывается изготовителем приборов).

8.2 Предварительное испытание

Измерение нормальной составляющей интенсивности звука проводят на исходной измерительной поверхности. Если эта поверхность оказывается непригодной, ее изменяют в соответствии с приложением Б. Измерительная поверхность должна охватывать испытуемый источник.

Примечание - Предпочтительно выбирать поверхности простых геометрических форм, представленных на рисунке 1.

Среднее расстояние между измерительной поверхностью и поверхностью источника должно быть более 0,5 м, за исключением участков, которые излучают незначительную часть звуковой мощности, что доказывается испытанием. Выбранная поверхность может иметь непоглощающие участки (коэффициент поглощения в диффузном поле менее 0,06), такие, как бетонный пол или кирпичная стена. На этих участках не следует проводить измерения интенсивности звука, и нельзя включать такие участки в оценку звуковой мощности источника по формуле (6) (см. 3.6.2).

Для оценки стационарности звукового поля выбирают "типичную" точку измерения на исходной измерительной поверхности и вычисляют показатель для всех полос частот согласно А.2.1 приложения А.

Если нестационарность звукового поля превышает значение, указанное в таблице Б.2 приложения Б, принимают соответствующие меры для ее уменьшения (см. таблицу Б.2).

Влияние постороннего шума следует считать незначительным, если уровни звука А, измеренные в пяти точках, распределенных равномерно по измерительной поверхности, уменьшатся по меньшей мере на 10 дБ при выключении испытуемого источника.

Примечание - Это условие не следует применять, если испытуемый источник управляет источниками значительного постороннего шума, расположенными вне измерительной поверхности.

Проводят измерения уровней нормальной составляющей интенсивности звука и уровней звукового давления в полосах частот, в которых должны быть определены уровни звуковой мощности не менее чем в одной точке на 1  и не менее чем в 10 точках, по возможности равномерно распределенных на измерительной поверхности.

В случаях, когда шум посторонних источников значителен и может потребоваться более 50 точек измерения, допустимо уменьшить плотность точек до одной на 2  при условии, что общее число точек измерения не меньше 50. В случаях, когда посторонний шум незначителен и площадь измерительной поверхности более 50 , распределяют 50 точек как можно более равномерно (соответственно площади сегментов) по измерительной поверхности.

Вычисляют показатели поля , и для всех полос частот согласно приложению А и вводят их в формулы, приведенные в Б.1.1 приложения Б.

Результат вычислений позволяет определить соответствие точности измерений техническому методу.

Если критерий 1 (Б.1.1) не удовлетворяется во всех полосах частот, то выполняют следующее:

а) в отчете согласно 10.5 указывают, что погрешность определения уровня звуковой мощности в этих полосах частот превышает погрешность, установленную в таблице 1 для технического метода;

б) или принимают меры согласно таблице Б.2, чтобы увеличить (повысить) точность.

Если критерий 2 (Б.1.2) не удовлетворяется во всех полосах частот, принимают меры согласно 8.3.

8.3 Сведение к минимуму числа дополнительных точек измерения на исходной измерительной поверхности

Если проверка, приведенная в Б.1.2, показывает, что для какого-либо частотного диапазона критерий 2 не выполняется, то обеспечение гарантированной точности измерений может быть возможным за счет изменения положения точек измерения.

Указанная ниже методика позволяет уменьшить число измерений для оценки пригодности исходной измерительной поверхности.

Если критерий 1 (Б.1.1) удовлетворяется, а критерий 2 (Б.1.2) не удовлетворяется и если дБ (в некоторых или во всех полосах частот), то возможно, что большая часть звуковой мощности источника в этих полосах проходит через измерительные сегменты, общая площадь которых меньше половины общей площади измерительной поверхности. В этом случае следует пользоваться методикой перераспределения точек измерения, приведенной в Б.1.3. Если выполнение указанной процедуры не ведет к желаемому результату, следует принять меры согласно Б.2. Если и в этом случае установленные критерии не будут удовлетворены, регистрируют отрицательный результат испытания и указывают причины невозможности достижения требуемой точности.

9.1 Расчет составляющей звуковой мощности для каждого сегмента измерительной поверхности

Составляющую звуковой мощности в каждой полосе частот для каждого сегмента измерительной поверхности рассчитывают по формуле

, (11)

где - составляющая звуковой мощности для сегмента i;

- нормальная составляющая интенсивности звука на измерительной поверхности, с учетом знака, в точке i;

- площадь сегмента i.

Если измерено значение уровня нормальной составляющей интенсивности звука, то вычисляют по формуле

, (12)

где ;

- уровень нормальной составляющей интенсивности звука для сегмента i;

знак (+) или (-) соответствует знаку .

9.2 Расчет уровня звуковой мощности источника шума

Уровень звуковой мощности источника шума в каждой полосе частот рассчитывают по формуле

, (13)

где - составляющая звуковой мощности через сегмент i, вычисленная по формуле (11);

Вт;

N - общее число точек измерения (сегментов).

Если имеет отрицательное значение, то метод, приведенный в настоящем стандарте, не может быть применен для данной полосы частот в данных условиях измерения, что следует отразить в отчете.

9.3 Расчет корректированного уровня звуковой мощности

Корректированный уровень звуковой мощности в дБ(A) рассчитывают по формуле

, (14)

где - уровень звуковой мощности в j-й полосе частот, дБ; вычисляется по формуле (11);

- поправка, соответствующая частотной характеристике А шумомера, дБ; определяется по ГОСТ 17187;

10.1 Испытуемый источник

10.2 Акустические внешние условия

10.3 Средства измерения

10.4 Методика измерения

10.5 Данные акустических измерений

10.6 Соответствие требованиям точности по техническому методу

Для полос частот, в которых точность метода по таблице 1 не удовлетворяется, согласно приложению Б, должны быть указаны 95%-ные доверительные интервалы уровня звуковой мощности.