Měření akustického výkonu zdrojů hluku Akustický výkon je jednou ze základních charakteristických vlastností zdrojů hluku. Akustický výkon ve většině případů zapisujeme v hladinovém vyjádření, a to buďto jako celkovou hladinu, nebo v 1/1 - oktávových či 1/3 - oktávových pásmech. Definiční vztah pro výpočet hladiny akustického výkonu je následující.
W LW = 10 ⋅ log WO
W
– akustický výkon zjiš eníím [ W ] zjištěný měř měřen
W0 –
referenč referenční hodnota akustické akustického výkonu (1 pW) pW)
S ohledem na účely a význam výsledků z měření akustického výkonu, zpravidla provádíme vážení získaných hladin váhovým filtrem A.
Měření akustického výkonu zdrojů hluku Akustický výkon je možné s ohledem na definiční vztahy vypočítat ze dvou měřitelných akustických veličin.
p2 W = I ⋅S = p ⋅v ⋅S = ⋅S zO Z tohoto důvodu je možné i metodiku určování hladin akustických výkonů rozdělit do dvou základních skupin.
URČENÍ HLADIN AKUSTICKÉHO VÝKONU ZDROJŮ HLUKU 1, Z MĚŘENÍ AKUSTICKÝCH TLAKŮ
2, Z MĚŘENÍ AKUSTICKÉ INTENZITY
Oba případy jsou ošetřeny legislativou, která předepisuje podmínky měření.
Měření akustického výkonu zdrojů hluku 1, Určení hladin akustického výkonu zdrojů hluku pomocí akustického tlaku. Tato měření jsou dále normou členěna do podskupin, a to s ohledem na prostředí, ve kterém jsou prováděna. Z nejběžněji prováděných je možno jmenovat například následující.
A, ČSN ISO 3744 - Technická metoda ve volném poli nad odrazivou rovinou B, ČSN ISO 3745 - Přesné metody pro bezodrazové a polobezodrazové místnosti C, ČSN ISO 3746 - Provozní metoda měření ve volném poli nad odrazivou rovinou D, ČSN ISO 3747 - Provozní metoda s referenčním zdrojem hluku
Měření akustického výkonu zdrojů hluku Postupy uvedené ve všech citovaných normách jsou, co do metodiky, podobné. Rozlišují se spíše na úrovni nároků na měřicí přístroje a v přesnosti získaných výsledků. Měřený zdroj umístíme do normou předepsaného prostředí (volné pole nad odrazivou rovinou, polobezodrazová místnost, bezodrazová místnost). Pokud se jedná o provozní metodu měření, zdroj hluku měříme na provozní pozici v provozních podmínkách. V souladu s normou vymezíme v okolí měřeného zdroje myšlenou měřicí plochu S [ m2]. Velikost a tvar plochy závisí na rozměrech měřeného objektu, metodě měření a na nejnižším sledovaném kmitočtu hlukového spektra.
Měření akustického výkonu zdrojů hluku V dalším kroku je na měřicí ploše v souladu s normou zvolen nutný počet měřicích bodů. O počtu bodů rozhoduje zejména ustálenost hlukového pole, které chceme měřit. Počet měřicích bodů se ve většině případů pohybuje v rozsahu 8 ÷ 40 bodů. Měření hladin akustických tlaků ve všech zvolených měřicích bodech provádíme v oktávových či třetinooktávových pásmech, autospektra lineárně průměrujeme po dobu předepsanou normou (doba je závislá na dolním kmitočtu). Provádíme-li měření na zvláště ustálených hlukových polích, je možné namísto měření v bodech použít měření tzv. skenováním po měřící ploše. Měříme jediným mikrofonem, a po dobu skenování lineárně průměrujeme získané hladiny v jednotlivých oktávových pásmech.
Měření akustického výkonu zdrojů hluku Abychom byli schopni korektně vyhodnotit akustický výkon zdroje hluku, je zapotřebí vyhovět těmto doporučením.: -
Měření se zpravidla provádí v několika provozních režimech, které vychází z konkrétních požadavků.
-
Povinně se však měří vždy nejhlučnější provozní režim zdroje hluku, a dále nejběžnější provozní režim zdroje hluku.
-
Mimo to, je zapotřebí změřit hladiny akustických tlaků ve všech bodech při vypnutém zdroji hluku, aby bylo možné korigovat hluk pozadí.
Pro další zpracování je výhodné vyrobit jednoduché funkční makro dle vlastních možností a schopností (Excel, Matlab, Mathcad,…)
Měření akustického výkonu zdrojů hluku Do připraveného makra načteme hladiny akustických tlaků změřené v jednotlivých bodech a oktávových pásmech. Fr. [ Hz ] / Bod č.
1.
2.
3.
4.
25
41,38 dB
37,66 dB
39,19 dB
58,48 dB
31,5
64,35 dB
62,39 dB
66,14 dB
40
69,72 dB
71,65 dB
63
73.78 dB
5.
80
Stejným způsobem načteme hladiny akustických tlaků zjištěné za klidu měřeného zdroje (hluk pozadí).
Měření akustického výkonu zdrojů hluku Prvním krokem výpočtu je stanovit průměrnou hladinu akustického tlaku na měřicí ploše, a to jak pro hluk zdroje (značíme LP/ ), tak pro hluk pozadí (značíme LP//). Tyto hladiny počítáme z následujících vztahů.
N i
LP
/
LP
//
– Poč icíí ploš Počet bodů bodů zvolený na měř měřic ploše – Číslo bodu na měř icíí ploš měřic ploše
1 = 10 ⋅ log N 1 = 10 ⋅ log N
N
∑ 10
0 ,1⋅ L pi /
i =1
N
∑ 10 i =1
0 ,1⋅ L pi //
dB dB
Výsledkem výpočtu jsou dvě oktávová či třetinooktávová hluková spektra zdroje a pozadí.
Měření akustického výkonu zdrojů hluku Dále je provedena tzv. korekce průměrné hladiny akustického tlaku zdroje hluku na měřicí ploše LP/ na hluk pozadí. Zde vycházíme z rozdílu mezi průměrnými hladinami zdroje hluku a hladinami hluku pozadí.
∆L = LP − LP /
//
dB
Má-li být vyhodnocení korektní, je nutné, aby rozdíl mezi těmito hladinami (odstup hluku pozadí) dosahoval alespoň minimální normou předepsané hodnoty. -
Pro měření ve volném poli nad odrazivou rovinou je minimální odstup hluku pozadí 6 dB.
-
Pro přesná měření v bezdozvukových komorách je nutný minimální odstup 10 dB.
Měření akustického výkonu zdrojů hluku Následuje výpočet korekčního faktoru na hluk pozadí K1. Pokud se měří ve volném poli nad odrazovou rovinou, musíme vypočítat i korekční faktor K2, který koriguje vliv měřicí místnosti (viz. ČSN ISO 3744).
(
K 1 = 10 ⋅ log 1 − 10 − 0 .1⋅ ∆ L
) dB
Konečně je na základě předchozích výpočtů možné stanovit průměrnou hladinu akustického tlaku na měřicí ploše, korigovanou na hluk pozadí.
L pf = L P − K 1 − K 2 /
Pouze ČSN ISO 3744
Měření akustického výkonu zdrojů hluku Průměrná hladina akustického tlaku na měřicí ploše korigovaná na hluk pozadí Lpf, je prvním výsledkem, který zpravidla uvádíme ve zprávě o měření. Výsledky v oktávových či prezentujeme ve sloupcových grafech.
třetinooktávových
pásmech
Dále se provádí vážení takto získaných hladin váhovým filtrem A, a výpočet celkové hladiny akustického tlaku na měřicí ploše, a to jak vážené, tak nevážené. Celkovou hladinu z dílčích hladin v oktávových či třetinooktávových pásmech získáme, jestliže dílčí hladiny sečteme jako nekoherentní signály.
L pf , Celk
= 10 ⋅ log (10
0 ,1⋅ L pf
,1
+ 10
0 ,1⋅ L pf
,2
+ ... + 10
0 ,1⋅ L pf
,n
)
Měření akustického výkonu zdrojů hluku Posledním krokem zpracování je výpočet dílčích hladin akustického výkonu (vážených i nevážených), a z těchto dále výpočet celkových hladin akustického výkonu zdroje hluku. Hladiny akustického výkonu zdroje hluku v oktávových či třetinooktávových pásmech vypočteme z hladin akustických tlaků tímto způsobem.:
L W = L pf S
S + 10 ⋅ log S0
dB
– Ploš icíí plochy, S0 – Referenč icíí plochy = 1m2 Plošný obsah měř měřic Referenční hodnota ploš plošného obsahu měř měřic
Systém prezentace výstupů je stejný jako u hladin akustických tlaků, tzn. grafické výstupy otávových spekter a číselné hodnoty celkových hladin.
Měření akustického výkonu zdrojů hluku Informace o hladině akustického výkonu by měla být uveřejněna na každém výrobku, jehož používáním hluk jako nepříznivý projev vzniká.
Měření akustického výkonu zdrojů hluku
