ГОСТ 31337-2006 (ИСО 15744:2002) Шум машин. Машины ручные неэлектрические. Технический метод измерения шума

     

Приложение С
(рекомендуемое)

Обоснование выбора измерительной поверхности
и метода расчета звуковой мощности

В свободном звуковом поле или в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью при подходящем выборе измерительной поверхности уровень звуковой мощности вычисляют по формуле

,

где - уровень звуковой мощности (относительно 1 пВт);

- уровень звукового давления на поверхности (относительно 20 мкПа);

- площадь измерительной поверхности, м;

=1 м.

Формула основана на допущении, что среднеквадратичное звуковое давление пропорционально интенсивности звука. При этом существенным требованием является равенство среднему по измерительной поверхности уровню нормальной составляющей интенсивности звука (относительно 1 пВт/м).

Измерение уровней звукового давления в пяти точках по настоящему стандарту удобно для изготовителя и потребителя пневматического инструмента, и желательно использовать результаты измерений в них для определения уровня звуковой мощности. Однако в зависимости от того, на какой измерительной поверхности лежат пять точек измерений, ее площадь будет различной (см. таблицу С.1).

Таблица С.1 - Измерительные поверхности

Поскольку точки измерений могут быть на различных поверхностях, уровень звуковой мощности будет определен правильно только при использовании той поверхности, на которой уровень звукового давления на поверхности равен уровню нормальной составляющей интенсивности звука .

В условиях свободного звукового поля значение равно значению , рассчитанному по результатам измерений интенсивности звука в пяти точках по настоящему стандарту. Равен ли уровень уровню , зависит от направления вектора интенсивности относительно измерительной поверхности. стремится к , когда среднее расстояние между источником шума и измерительной поверхностью то же, что для пяти точек по настоящему стандарту, а вектор локальной интенсивности везде нормален (перпендикулярен) к измерительной поверхности.

По ГОСТ 31275 требуется девять точек измерений, т.е. пять точек по настоящему стандарту плюс четыре точки в углах измерительной поверхности в форме куба. Очевидно, что в силу геометрических свойств поверхности куба значение , полученное по пяти точкам измерений, существенно превысит среднее по девяти точкам значение . По существу, кубическая измерительная поверхность слишком велика.

В силу тех же геометрических причин очевидно, что площадь цилиндрической поверхности слишком велика, а равнобочного октаэдра слишком мала.

Если источник находится в свободном звуковом поле и усреднение по пяти точкам адекватно учитывает направленность источника, то теоретически сферическая поверхность является идеальной. При источнике, акустический центр которого находится в центре сферы, все точки измерительной поверхности равноудалены от источника, а все векторы интенсивности звука направлены по радиусам сферы и, следовательно, нормальны к ней. При наличии звукоотражающей плоскости аналогично идеальной поверхностью будет полусфера с началом в центре проекции акустического центра источника на плоскость и радиусом больше, чем высота центра источника над плоскостью. Однако такая полусфера не проходит через пять точек измерений по настоящему стандарту.

При полусфере невозможно иметь точки измерений на одинаковом расстоянии от источника, равном расстоянию от источника до звукоотражающей плоскости, тогда как полусферически-цилиндрическая поверхность является в этом отношении идеальной. Интересно, что площадь полусферически-цилиндрической поверхности равна площади соответствующей сферы (см. таблицу С.1).