Sprawozdanie z Wibroakustyki nr 1

Pomiar izolacyjności akustycznej – na podstawie normy

PN EN ISO 717

Szymocha Tomasz gr2

1. Zawartości normy

   1. PN EN ISO 717-1

W niniejszej normie określono takie definicje jak: jedno liczbowy wskaźnik ważony izolacyjności od dźwięków powietrznych oraz widmowy wskaźnik adaptacyjny, a ponadto przedstawiono procedurę wyznaczania jedno liczbowych wskaźników i obliczania widmowych wskaźników adaptacyjnych. W normie pokazano również krzywe wartości odniesienia dla izolacyjności od dźwięków powietrznych jak także widma poziomu dźwięku do obliczania widmowych wskaźników adaptacyjnych dla pomiarów przeprowadzonych zarówno w pasmach oktawowych i 1/3 oktawowych.

1. Pomiar

   1. Dane badania

Badanie zostało przeprowadzone w zespole komór pogłosowych w Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie w budynku Katedry Mechaniki i Wibroakustyki (D1) w ramach zajęć laboratoryjnych z przedmiotu Wibroakustyka na wydziale Mechaniki i Budowy Maszyn.

Data pomiaru: 21.03.09

Godzina pomiaru: ok. 16:00

1. Dane stanowiska

Naszym stanowiskiem pomiarowym był zespół komór pogłosowych z otworem pogłosowym, który umieszczony jest pomiędzy dwoma komorami pogłosowymi: komorą odbiorczą oraz komorą nadawczą. Jak już wcześniej opisywaliśmy komory pogłosowe są to pomieszczenia przeciwne do komór bezechowych, w których to żadne ściany nie są równoległe co sprawia, że nie tworzą się w tych pomieszczeniach fale stojące. Dźwięk w komorach pogłosowych jest stale odbijany, co powoduje, jak się z poprzedniego laboratorium okazało, bardzo długie czasy pogłosów dla każdej z częstotliwości z zakresu od 63 Hz do 8kHz. Taki efekt uzyskany jest również przez to, że wszystkie ściany nie są obite żadnym materiałem dźwiękochłonnym, są gładkie i twarde by jak najwięcej odbijały dźwięk. Nie ma również żadnych klinów jakie mają miejsce w komorze bezechowej.

Objętości komór pogłosowych:

• nadawczej – 178,77 m³

• odbiorczej – 176,9 m³

Otwór pomiarowy jest to niejako „dziura” w ścianie między komorą nadawczą i odbiorczą, w której to montowany jest badany materiał. Wielkość otworu to 2m*1m=2m². W normie podane jest że wymiar otworu powinien mieć 10 m². Na uczelni AGH pierwotnie otwór ten był większy niż obecnie. Wszystkie próbki przeznaczone do badań montowane były za pomocą suwnicy zamontowanej na suficie komory nadawczej. Jednak znaczny wzrost liczby firm i producentów pragnących przeprowadzać warunki izolacyjności swoich produktów spowodowało, że nie ekonomiczny stał się duży wymiar otworu pomiarowego, co było bezpośrednią przyczyną zmniejszenia go.

1. Warunki podczas pomiaru

W komorze nadawczej:

Ciśnienie – 1005 hPa

Wilgotność – 75%

Temperatura – 16 ⁰C

W komorze odbiorczej:

Ciśnienie – 1005 hPa

Wilgotność – 55%

Temperatura – 18 ⁰C

1. Pomiar

Pomiar odbywał się w dwóch równoległych komorach pogłosowych, na podstawie jednoczesnej rejestracji ciśnienia akustycznego w tych komorach (odbiorczej, nadawczej)

Pomiaru dokonaliśmy za pomocą analizatora dwukanałowego Nor840 w 10 punktach

pomiarowych ustawień mikrofonu.

Sygnałem wymuszającym był szum różowy.

1. Analiza wyników

   2. Obliczenia dla każdej częstotliwości osobno (filtr 1/3 oktawowy)

Dane wyliczone dla każdej częstotliwości z zakresu tercjowego przedstawiliśmy w tabeli 1 poniżej.

Tabela 1. Wyniki pomiarów dla każdej częstotliwości z zakresu 1/3 oktawowego.

l.p.	Hz	RT,[s]	LEQ nad	LEQ odb	D	A	Dn	Dt	R'
1	50	6,75	90,9	69,8	21,10	4,22	24,85	11,84	17,86
2	63	5,55	97,3	77,5	19,80	5,13	22,70	9,69	15,71
3	80	6,07	99,4	80,7	18,70	4,69	21,98	8,97	15,00
4	100	5,78	100,1	78,7	21,40	4,93	24,48	11,46	17,49
5	125	5,28	99,4	80,1	19,30	5,39	21,98	8,97	14,99
6	160	4,68	97,8	79	18,80	6,09	20,96	7,95	13,97
7	200	4,39	99,2	79,1	20,10	6,49	21,98	8,97	14,99
8	250	4,62	98,1	75,8	22,30	6,16	24,40	11,39	17,41
9	315	4,91	96,1	73,4	22,70	5,80	25,07	12,05	18,08
10	400	4,82	100,8	77,2	23,60	5,91	25,89	12,88	18,90
11	500	5,11	99,6	75	24,60	5,57	27,14	14,13	20,15
12	630	4,83	98,7	74,2	24,50	5,90	26,79	13,78	19,80
13	800	4,73	98,9	75,1	23,80	6,03	26,00	12,99	19,01
14	1k	4,67	96,6	73,4	23,20	6,10	25,35	12,34	18,36
15	1.25k	4,21	94,8	71,9	22,90	6,77	24,60	11,59	17,61
16	1.6k	4,04	91,6	69,7	21,90	7,05	23,42	10,41	16,43
17	2k	3,62	91,4	68,5	22,90	7,86	23,95	10,94	16,96
18	2.5k	3,30	87,5	61,5	26,00	8,62	26,64	13,63	19,65
19	3.15k	2,79	82,3	54,5	27,80	10,20	27,72	14,71	20,73
20	4k	2,31	79,3	51,9	27,40	12,35	26,48	13,47	19,49
21	5k	1,75	73,8	44,6	29,20	16,24	31,30	14,08	20,11

1. średni poziom ciśnienia akustycznego komory nadawczej L_ni [dB] / indeks i oznacza każdą kolejną częstotliwość od 20 Hz do 5kHz/:

L_ni=10*log((1/n)*Σ10^L/10) dB

Gdzie n – to liczba pomiarów (u nas jest to 10 pomiarów)

1. średni poziom ciśnienia akustycznego komory odbiorczej L_odi [dB] / indeks i oznacza każdą kolejną częstotliwość od 20 Hz do 5kHz/:

L_odi=10*log((1/n)*Σ10^L/10) dB

Gdzie n – to liczba pomiarów (u nas jest to 10 pomiarów)

1. różnica poziomów Di [dB]

Di= L_ni- L_odi

1. znormalizowana różnica poziomów D_ni [dB]

D_ni=Di – (10*log(A/A₀))

Gdzie: A₀ - jest powierzchnia pochłaniajaca odniesienia, w metrach kwadratowych A0=10m2

A– równoważne pole powierzchni dźwiękochłonnej pustej komory, obliczane ze wzoru :

A= (0,161V_od/T_1i)

Gdzie V_od – objętość komory odbiorczej (176,9 m³)

T_1i - czas pogłosu komory pustej

1. wzorcowa różnica poziomów D_nTi [dB]

D_nTi= Di – (10*log(T_1i/T₀))

Gdzie: T_1i - czas pogłosu komory pustej

T₀ jest czasem pogłosu odniesienia T₀ = 0,5 s.

1. izolacyjność akustycza przybliżona R'_i [dB]

R’_i= Di+10log(S/A)

Gdzie: S – powierzchnia badanej próbki (2m²)

A– równoważne pole powierzchni dźwiękochłonnej pustej komory, obliczane ze wzoru :

A= (0,161V_od/T_1i)

Gdzie V_od – objętość komory odbiorczej (176,9 m³)

T_1i - czas pogłosu komory pustej

2. wyznaczanie jednoliczbowych wskaźników metodą porównywania

l.p.	Hz	R'	-33 [dB]	Odniesienie	Odchylenie
4	100	17,49	0	33
5	125	14,99	3	36
6	160	13,97	6	39
7	200	14,99	9	42
8	250	17,41	12	45
9	315	18,08	15	48
10	400	18,90	18	51
11	500	20,15	19	52
12	630	19,80	20	53	0,20
13	800	19,01	21	54	1,99
14	1k	18,36	22	55	3,64
15	1.25k	17,61	23	56	5,39
16	1.6k	16,43	23	56	6,57
17	2k	16,96	23	56	6,04
18	2.5k	19,65	23	56	3,35
19	3.15k	20,73	23	56	2,27
				SUMA	29,46

Aby ocenić wyniki pomiary w pasmach 1/3 oktanowych należy przesuwać krzywą odniesienia skokowo co 1 [dB]w kierunku krzywej pomiarowej, Aż suma niekorzystnych odchyleń będzie możliwie jak największa, lecz nie przekroczy wartości 32,0 [dB] (pomiar w 16 pasmach 1/3 oktanowych) lub 10[dB] (pomiar w 5 pasmach oktawowych). Niekorzystne odchylenie dla danej częstotliwości występuje wtedy, gdy wynik pomiaru jest mniejszy od wartości odniesienia. Uwzględnia się jedynie niekorzystne odchylenia. Wartość wskaźnika izolacyjności akustycznej właściwej odczytuje się dla częstotliwości 500 Hz.

29,46<32 Rw=52-33=19 dB

2. Obliczanie widmowych wskaźników adaptacyjnych

Widmowe wskaźniki adaptacyjne, C_j, w decybelach, obliczaliśmy przy uwzględnieniu widm poziomu dźwięku z następującego wzoru:

C_j = X_Aj – X_w

Gdzie: j - jest indeksem widma poziomu dźwięku nr 1 i 2;

X_w - jest jednoliczbowym wskaźnikiem ważonym, obliczonym powyżej

X_Aj - jest obliczone z wyrażenia:

X_Aj= -10*log(Σ10^{(Lij- Xi)/10}) [dB]

Gdzie: Lij - poziomy podane dla częstotliwości i oraz widma j;

Xi - izolacyjność akustyczna właściwa Ri lub przybliżona izolacyjność akustyczna właściwa R'i lub znormalizowana różnica poziomów Dni lub wzorcowa różnica poziomów DnTi, podana z dokładnością 0,1 dB dla częstotliwości pomiarowej i.

Jak czytamy w normie „widmowy wskaźnik adaptacyjny należy obliczyć z dokładnością do 0,1 dB i zaokrąglić do liczby całkowitej. Powinien on być oznaczony w zależności od użytego widma, w następujący sposób:

C gdy wskaźnik obliczono w odniesieniu do widma nr 1 (różowy szum ważony charakterystyka A);

Ctr gdy wskaźnik obliczono w odniesieniu do widma nr 2 (hałas drogowy ważony charakterystyka A).

$C = - 10\ lg\sum_{}^{}10^{(L_{1i} - \ R_{i})/10} - R_{W}\ $[dB]

$C_{\text{tr}} = - 10\ lg\sum_{}^{}10^{(L_{2i} - \ R_{i})/10} - R_{W}\ $[dB]

l.p.	Hz	R'	widmo1	L1-R'	[10^(L1-R')/10]10^-5	widmo2	L2-R'	[10^0,1*(L2-R')]*10^-5
1	100	17,49	-29	-46,49	2,25	-20	-37,49	17,84
2	125	14,99	-26	-40,99	7,96	-20	-34,99	31,68
3	160	13,97	-23	-36,97	20,10	-18	-31,97	63,57
4	200	14,99	-21	-35,99	25,19	-16	-30,99	79,66
5	250	17,41	-19	-36,41	22,83	-15	-32,41	57,35
6	315	18,08	-17	-35,08	31,08	-14	-32,08	62,01
7	400	18,90	-15	-33,90	40,77	-13	-31,90	64,61
8	500	20,15	-13	-33,15	48,40	-12	-32,15	60,93
9	630	19,80	-12	-31,80	66,06	-11	-30,80	83,17
10	800	19,01	-11	-30,01	99,80	-9	-28,01	158,17
11	1k	18,36	-10	-28,36	145,87	-8	-26,36	231,19
12	1.25k	17,61	-9	-26,61	218,39	-9	-26,61	218,39
13	1.6k	16,43	-9	-25,43	286,69	-10	-26,43	227,73
14	2k	16,96	-9	-25,96	253,76	-11	-27,96	160,11
15	2.5k	19,65	-9	-28,65	136,32	-13	-32,65	54,27
16	3.15k	20,73	-9	-29,73	106,51	-15	-35,73	26,75
				SUMA	1511,98*10^-5		SUMA	1597,44*10^-5

-10log(1511,98*10^-5)=18.2≈18

-10log(1597,44*10^-5)=17,97≈18

C=18-19= -1 [dB]

C_tr=18-19= -1 [dB]

R_w(C;C_tr)=19(−1; −1)[dB]