Анализ свойств, звукоизоляции и звукопроницаемости материалов. Методы и свойства их измерения
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
закрыт слоем звукопоглощающего материала (минеральная вата). Образец устанавливается в специальном держателе, расположенном в центре трубы и обеспечивающем установку образца перпендикулярно фронту плоской волны и без зазоров между стенками трубы и образцом. Внутри АИ, заподлицо внутренней поверхности интерферометра, установлены по два микрофона с каждой стороны образца, образующие микрофонные базы (микрофоны 1 и 2) и (микрофоны 3 и 4) для измерения интенсивности падающей и прошедшей волны.
Измерения в интерферометре проводят в поле плоской волны. Максимальная частота , до которой можно проводить измерения, составляет
(2.2)
где - размер стороны квадратного просвета трубы, м; - скорость звука в трубе, .
Ниже трубу можно рассматривать как длинную линию, а распространяющейся в ней волны - как плоские. При максимальная частота измерений в интерферометре составляет 212 Гц.
При выполнении измерений применяют метод непосредственной оценки нормально компоненты вектора интенсивности с помощью микрофонных баз , и , размещаемых перпендикулярно фронту плоской волны в интерферометре. Спектральная обработка случайных стационарных процессов и на входах микрофонов , обеспечивает анализатор спектров, реализующий алгоритм быстрого преобразования Фурье.
Анализаторы, основанные на процедуре Фурье, являются узкополосными анализаторами с постоянной абсолютной полосой анализа. Проекция вектора интенсивности на направление микрофонной базы измеряется анализатором по формуле:
(2.3)
где - плотность воздуха, ; - расстояние между микрофонами , , м.
Функция представляет собой усредненный по независимым выборкам (реализациям) длиной секунд каждая односторонний взаимный спектр стационарных случайных процессов и в полосе анализа со средней частотой
(2.4)
где - преобразование Фурье случайного стационарного процесса ; - преобразование Фурье случайного стационарного процесса ; - знак комплексного сопряжения.
Размеры микрофонных баз выбираются из следующих соображений.
Максимальный размер микрофонной базы не должен быть больше четверти длины волны на верхней границе частотного диапазона:
(2.5)
где - длина волны в трубе на частоте 200 Гц, м; - скорость звука при данной температуре , определяемая по обязательному приложению ГОСТ 16297 - 80, .
Расчетное значение составляет 0,426 м.
С другой стороны, разность фаз между сигналами и должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить приемлемую погрешность измерений интенсивности во всем диапазоне частот.
На нижней границе диапазона, частоте набег фазы при составляет: рад, или 9.
Анализатор измеряет мнимую часть взаимного спектра с точностью до 5 значащих цифр. Тогда максимальная погрешность измерения интенсивности прямой волны анализатором составит: . Таким образом, две микрофонные базы , и длиной 0,42 м обеспечивают измерение интенсивности падающей и прошедшей волны в интерферометре сечением 0.8 х 0.8 м в диапазоне частот 20 - 200 Гц.
2.3 Характеристики погрешности измерений
При соблюдении требований методики и использовании рекомендованной аппаратуры, границы относительной погрешности измерений звукоизоляции образца в интерферометре равны % (от минус 2,7 до 2,1 дБ) для предварительной вероятности .
.4 Требования безопасности
При выполнении измерений необходимо соблюдать требования безопасности, при работе с установками до 1000 В, ПТЭ и ПТБ электроустановок потребителей, а также требования безопасности, регламентируемые в нормативных документах предприятия, на котором они проводятся.
Измерения воздушного шума не оказывают влияния на окружающею среду.
.5 Требования к квалификации операторов
К проведению измерений допускаются научные сотрудники, инженеры и техники, имеющие опыт проведения виброакустических испытаний, изучившие техническое описание и инструкции по эксплуатации используемых приборов, имеющие навык работы на приборах, знающие правила обработки результатов испытаний, правила техники безопасности и изучившие настоящую методику.
.6 Условия измерений
Измерения звукоизоляции проводятся в нормальных климатических условиях:
температура окружающей среды, 20 10;
атмосферное давление, кПа 98 - 106; (735 - 795 мм. рт. ст);
относительная влажность воздуха, % не более 90;
перед проведением испытаний материалы и изделия должны быть выдержаны в указанных условиях не менее 3 ч.
Измерения производятся при соблюдении следующих условий:
при плотно закрытых подъёмных крышках со стороны громкоговорителя и над образцом;
при установленном в проёме для монтажа испытательном образце;
при работе системы возбуждения звука (СВАИ) в интерферометре;
при неработающих сторонних источников шума и соблюдении тишины персоналом в помещениях, окружающих интерферометр;
уровень звукового давления, создаваемый громкоговорителем в трубе интерферометра, должен превышать уровень помех не менее чем на 10 дБ.
Типовой измерительный тракт, включает излучатель плоской волны в интерферометре (СВАИ), две микрофонные базы, анализатор спектра, генератор шума в составе анализатора, усилитель мощности. Схема тракта представлена на рисунке 2.1.
Перечень рекомендуемых средств измерения указаны в таблице Б.1 приложения Б.
Применяемы средства должны быть проверены и откалиброваны.
Применяемое испытат