Пошаговая инструкция измерения изоляции воздушного шума

Пошаговая инструкция измерения изоляции воздушного шума внутренними
ограждающими конструкциями в лабораторных условиях
Прибором ОКТАВА-110А
Измерительная система, включающая в себя прибор Октава-110А, позволяет проводить
измерения звукоизоляции двумя способами:
Способ 1. Работа прибора в автономном режиме. Все операции проводятся с использованием
только прибора Октава-110А, запись результатов измерений ведется во внутреннюю память
прибора, а после все записанные файлы передаются на компьютер для обработки и расчетов.
Способ 2. Работа прибора под управлением компьютера. Прибор Октава-110А соединяется с
компьютером с помощью адаптера телеметрии; управление прибором осуществляется из
компьютера с помощью программы 110_util (RT60) или Signal+, результаты измерения
сохраняются сразу на компьютер, где затем проводится также обработка и расчёты.
Внимание!
Для проведения измерений звукоизоляции испытательная камера должна быть
аттестована уполномоченными организациями.
При работе с прибором необходимо соблюдать все меры предосторожности, указанные в
инструкциях. Самая хрупкая часть шумомера – микрофонный капсюль, обращаться с ним надо
максимально бережно.
Часть 1. Подготовка к измерениям, запись фонового шума.
Проверка калибровки. Непосредственно до измерений следует убедиться в работоспособности
и корректной работе приборов. Что бы проверить шумомер необходимо подать сигнал с
калибратора, выждать 1.5-2 минуты и убедиться, что шумомер показывает такой уровень
звукового давления, как заявлено в калибраторе. Характеристики калибровочного сигнала
приводятся в документации к калибратору. Как правило, это 1000 Гц или 250 Гц. Для проверки
калибровки надо запустить режим измерения «Звук», выбрать режим индикации «Спектр ДА» и
переместить курсор на нужную третьоктаву (смотри рисунок 1).
ПРИМЕЧАНИЕ: калибратор и микрофон проверяемого шумомера должны иметь одинаковую
температуру.
Замер фонового шума в испытательных помещениях. Микрофон по очереди устанавливается
в обеих камерах. В камерах во время испытаний никто не должен находиться, приборы,
компьютеры и другие посторонние предметы должны быть вынесены за пределы
испытательных камер, внутри должен быть только закреплённый в штативе микрофон на
предусилителе. Предусилитель с прибором соединяется удлинительным микрофонным кабелем.
Двери камеры во время замера должны быть закрыты.
Методика измерения фонового шума следующая: измерения проводятся на самом
чувствительном диапазоне (Д3), при этом используется автоматическая запись в память в
течение достаточно продолжительного времени. Измерения нужно проводить в периоды
минимальной активности внешних источников помех. Полученная мультизапись (хронограмма
измерений уровней звука и звукового давления) затем изучается на компьютере и в ней
выделяются периоды отсутствия внешних помех. Уровни фона затем рассчитывают путем
усреднения результатов измерения на этих «беспомеховых» периодах.
Пример практической реализации описанной общей методики:
-При автономной работе прибора.
Включить прибор, войти режим измерений «Звук», выбрать удобный для
контроля режим индикации, например, «Спектр ДА», и нажать ещё раз
кнопку «Меню» для входа в окно измерений. После этого необходимо
выбрать диапазон «Д3» (см. РЭ на прибор).
Рисунок 1.
Что бы настроить функцию мультизаписи (автоматическую запись в
память измеренных значений) надо нажать кнопку «Данные», затем
выделить пункт «Память» (в верхней строчке) и нажать кнопку «вправо».
Появится экран настройки мультизаписи. В пункте «Автозапись» (показан
на рисунке 2) необходимо установить статус «Вкл», шаг мультизаписи Δt
кнопками «Вправо» и «Влево» сделать минимально возможным (3 с),
число записей Nзап установить так, чтобы общая длительность
фиксируемых измерений была 10 минут (N=200). После настройки
двукратным нажатием кнопки «Меню» надо выйти в окно измерений,
запустить измерения клавишей «Пуск» и начать запись кнопкой «Запись».
Подробнее об управлении прибором
Рисунок 3.
-Работа под управлением компьютера.
Включить прибор, войти в режим измерений «Звук», установить
диапазон измерений «Д3», подключить прибор к компьютеру
через адаптер телеметрии 110-DOUT с помощью стандартного сетевого кабеля (см. РЭ
прибора).
Затем открыть на компьютере программу 110_util_RT60 и в ней в меню «Телеметрия», выбрать
пункт «Данные», затем запустить измерения на приборе (кнопкой «Пуск») или с помощью
Рисунок 2.
компьютера (кнопкой «Пуск»
в строке управляющих пиктограмм). После этого выбрать в
меню «Действие» пункт «Начать запись». В появившемся системном окне шаг записи выбрать 1
секунду, а количество записей установить равным 600 (как на рисунке 3).
Подробнее о работе программного обеспечения см. РЭ, прилагаемое к программе.
Обработка результатов измерения фонового шума:
1. Если файлы измерений записывались в внутреннюю память прибора, их необходимо
перенести на компьютер. Для подключите прибор к компьютеру через кабель USB, потом в
меню «Настройка» режима «Звук» включите USB порт (статус «USB ВКЛ»). После этого
память прибора распознается компьютером как съемный диск. В появившемся диске в папке
«sound» лежат файлы измерений, которые надо переписать в компьютер, используя стандартные
средства операционной системы.
2. Откройте файл измерений (расширение .bin) в программе
«110_util_RT60» (Меню «файл», пункт «открыть»). Для изучения
хронограммы общего уровня откройте вкладку «Мультизаписи».
В верхнем правом выпадающем списке надо выбрать пункт
«Корр. уровни», во втором пункте характеристику «Slow», а в
третьем фильтр «А». Потом нажмите «Добавить» и выберите цвет
графика.
В основном окне появится история изменения
уровня звука в дБА на характеристике Slow.
Найдите участок записи, где уровни звука были
минимальны достаточно продолжительное
время. Длина участка должна быть как минимум
30 секунд.
Наводя курсор мыши на начальную и конечную точку выбранного участка, определите номера
записей, которые им соответствуют (индикация номера – в скобках поля X над графиком).
Введите номера начала и конца участка в поле «Усреднение» (см. рисунок). Если участков
несколько, то пары «начало-конец» разделяются запятыми. Отметьте флажок «Усреднение».
Во вкладке «УЗД в 1/3 октавах»
в строке «SLOW» вы увидите
усредненные (эквивалентные)
фоновые уровни звукового
давления.
Часть 2. Время реверберации испытательных камер.
Для расчёта изоляции воздушного шума используется время реверберации RT60 (время, за
которое уровень звука затухает на 60 дБ) в испытательных помещениях для третьоктав 1003150 Гц. Эта характеристика должна определяться при аттестации камеры. Вы можете измерить
время реверберации, следуя инструкциям РЭ к программе 110_util_RT60.
Часть 3. Измерение изоляции воздушного шума.
Краткое описание метода:
А) В помещении высокого уровня (ПВУ) создается диффузное звуковое поле.
ПРИМЕЧАНИЕ: В диффузном звуковом поле отсутствуют выделенные направления звуковой
волны; звуковое давление равномерно распределено по пространству.
Б) Измеряется среднее звуковое давление в ПВУ и помещении низкого уровня. Звуковое
давление измеряют в нормируемых полосах частот (обычно в третьоктавных).
В) Разность звуковых давлений в ПВУ и ПНУ (помещении низкого уровня) определяет
изоляцию воздушного шума. При этом в расчетах (см. ниже формулу (2) ) учитываются потери
звуковой энергии в ПНУ.
Практическое применение метода:
А) Для создания диффузного поля в ПВУ используется всенаправленный источник звука
(додекаэдр). Источник звука следует
устанавливать в такие положения, которые
будут располагаться на расстоянии не менее
2 метров от испытываемого объекта в углах
ПВУ. Например, так, как на рисунке.
Б) При каждом положении источника звука
необходимо последовательно провести
замеры звукового давления не менее чем в
трех разных точках в ПВУ и в трех разных
точках ПНУ. Рекомендуемая
последовательность действий:
Б.1. При положении источника Д1 микрофон
последовательно устанавливается в трех
различных точках ПНУ. Согласно ГОСТ
27296-87 микрофон должен отстоять не
менее чем на метр от стен, а также от других
измерительных точек и от источника звука.
Пример допустимых позиций - на рисунке ниже. При этом согласно международному стандарту
ISO 140-3:1995(E) между позициями микрофонов и стенами расстояние должно быть не меньше
0.7 метра. Расстояние корректно считать от микрофонного капсюля. Микрофоны устанавливать
капсюлями вверх (нормаль к мембране микрофона должна быть направлена вертикально вверх).
Один из вариантов взаимного расположения микрофонов в помещениях ПНУ и ПВУ (М1, М2,
М3 – точки расположения микрофона):
Б.2. Последовательность каждого замера следующая:
- Поместить микрофон в измерительную точку. Соединить микрофон с помощью
удлинительного кабеля с прибором. Если измерения проводятся в автономном режиме, то
крайне желательно размещать прибор вне камеры; в противном случае возрастают как
трудоемкость (из-за невозможности контролировать процесс измерений в реальном времени)
так и искажения измерений вследствие различных помех. Если измерения проводятся под
управлением компьютера, то управляющий компьютер следует размещать вне камеры.
- Обеспечить как можно меньший фоновый шум, закрыть двери камеры. Вынести усилитель
мощности додекаэдра и прибор за пределы камер, так как эти устройства сами по себе
производит шум.
- Включить усилитель мощности. На усилитель можно подать питание двумя способами: от сети
~220В или от внешнего аккумулятора (10-48 В DC). Переключение питания следует
производить при отключенном усилителе (индикатор тумблера 2), в противном случае
возможны сбои в работе устройства. Для включения при питании от
сети 220 В:
1. Переведите тумблер 2 в положение 0
2. Переведите тумблер 3 в положение I (СЕТЬ)
1
2
3. Подключите сетевой кабель к разъёму 1 и к сети ~220В
5. Переведите тумблер 2 в положение I
Должен загореться индикатор в тумблере 2, показывающий наличие
сети ~220В и индикатор готовности. При питании от сети
достигается максимально возможная выходная мощность и
неограниченное время работы.
3
- Включить прибор в режим «Звук». Если прибор уже находился в режиме «Звук» после
предыдущего замера, следует обнулить показания кнопкой «Сброс» во избежание накопления
некорректных данных в интегральной характеристике Leq. Диапазон измерений Д3. Если в
процессе измерений на дисплее прибора высветится индикация перегрузки («OV» в верхней
строке левее надписи «Д3»), нажать СБРОС и, если индикация перегрузки на исчезает, перейти
в диапазон «Д2».
- Включить источник звука в режиме «Белый шум» (WT) или
«Розовый шум» (PNK). Для этого на усилителе мощности верхний из
обведённых тумблеров перевести в положение «INT», а нижний
соответственно в положение «WT» или «PNK».
- Запустить измерения. Настроить автоматическую запись в память:
для автономной работы Шаг = 3 с, Количество шагов = 50-60; При
записи телеметрии данных в компьютер Шаг = 1 с, Количество
шагов = 100.
- Запустить запись в память прибора или компьютера (в зависимости
от используемого метода).
- После завершения записи остановить измерения и выключить источник звука.
Внимание: Источник звука может создавать уровни звукового давления более 90 дБ.
Поэтому при необходимости присутствия персонала в ПВУ при включенном источнике
необходимо использовать средства индивидуальной защиты.
При измерениях звукового давления в ПНУ необходимо убедиться в том, что измеренные
уровни при работе додекаэдра, находящегося в ПВУ, на 10 дБ или более превышают уровни
фона для каждой из третьоктавных полос (см. Часть 1). Если в какой-либо третьоктавной полосе
это условие не выполняется, необходимо повторить измерения для этой полосы, включив
источник в режим генерации шума в соответствующей октаве полосе или тонального шума
(подробнее – в РЭ источника звука). Это делается для концентрации звуковой энергии только в
интересующей узкой полосе частот. Если пришлось совершать подобные действия, надо учесть,
что все последующие расчеты для данной полосы частот должны выполняться по замерам,
выполненным в разных точках при одном и том же режиме генерации и уровне излучения.
Б.3. Повторить пункты Б.1-Б.2 для положения додекаэдра Д2.
Б.4. Повторить пункты Б.1-Б.3, размещая микрофон последовательно в трех точках ПВУ, для
тех же самых положений и режимов работы источника звука, которые применялись при
измерения звукового давления в ПНУ. Если в процессе замеров в ПНУ приходилось помимо
белого шума возбуждать отдельные частоты или октавы, то при измерениях в ПВУ необходимо
те же режимы работы додекаэдра.
ПРИМЕЧАНИЕ: Оптимально проводить измерения в ПВУ и ПНУ одновременно
Часть 4. Постобработка измерений.
4.1. Определение средних (эквивалентных) уровней звукового давления в третьоктавах в
каждом замере.
С файлом каждого замера проделать следующую процедуру:
-Открыть файл в программе 110_util_RT60 (меню «Файл»  пункт «открыть»)
-«Переместиться» в последнюю по
времени запись кнопками «влевовправо» (обведены на рисунке) либо
щелчком по текстовому полю левее
вызвать окно перехода в какую-либо
точку. В текстовом поле слева от
кнопок должно быть видно, что
выбрана последняя запись.
- Выделить строчку Leq , нажав на
надпись «Leq» и скопировать её в
буфер обмена пиктограммой
«копировать в буфер обмена».
- Вставить строку в ту программу, в
которой ведётся обработка результатов, например Excel. В строке содержится избыточная
информация – для расчетов (согласно ГОСТ 27296-87, нужны только третьоктавы со средними
геометрическими частотами 100-3150 Гц).
Повторить процедуру со всеми файлами. Если разность сигнала с фоновым шумом ни в одной
третьоктавной полосе не опустилась ниже 10 дБ, то должно быть 12 файлов (3 позиции
микрофона  2 камеры  2 положения источника звука). Если приходилось возбуждать
тональный шум или октавный на отдельных частотах, то получившиеся файлы надо обработать
точно так же, но брать из них только значение, соответствующее промеряемой в этом замере
третьоктавной полосе. Получившимся числом надо заменить «неправильное» значение из
набора результатов измерений розового (или белого) шума.
4.2. Расчет средних уровни звукового давления Lm в ПВУ и ПНУ при разных положениях
источника звука:
L1
L2
L3
10 10  10 10  10 10
Lm  10 * lg(
)
(1)
3
Где L1, L2 и L3 – эквивалентные уровни звукового давления (Leq) в третьоктавных полосах,
определенные в п.4.1, для разных положений микрофона. По формуле (1) надо рассчитать
среднее значение звукового давления для каждой третьоктавы в каждом помещении для
каждого положения додекаэдра.
Внимание: Если уровни звукового давления в разных точках сильно отличаются друг от
друга, это означает, что в данной полосе частот, вероятно, нарушается диффузность поля.
В таком случае погрешность измерения звукоизоляции будет большой.
4.3. Рассчитать эквивалентную площадь звукопоглощения в помещении низкого уровня (камере
0.16  V
с приёмной системой) по формуле A2 
, где T – время реверберации (в секундах) в
T
помещении низкого уровня (смотри часть 2), V – объем ПНУ в м3. В каждой третьоктавной
полосе эквивалентная площадь (и время реверберации) различаются!
4.4. Изоляцию воздушного шума R для каждого положения додекаэдра рассчитать по формуле
S
R  Lm1  Lm 2  10 * lg( )
(2)
A2
Где Lm1 и Lm2 – средние уровни звукового давления в ПВУ и ПНУ, рассчитанные в 4.2.
4.5. Затем для каждой третьоктавы из 2 величин звукоизоляции, полученных при разных
положениях источника звука, выбирается в качестве итогового результата наименьшее (то есть
«наихудшее») значение.