POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH

WYDZIAŁ ORGANIZACJI I ZARZĄDZANIA

Katedra Podstaw Systemów Technicznych

Laboratorium z przedmiotu:

Podstawy Metrologii

Ćwiczenie nr 7

Wyznaczanie mocy akustycznej maszyny.

Wykonał:

Mrowiec Krystian

Skrzypulec Hubert

Data: 20.12 .2007

Kierunek: ZiIP 22

Miasto: Zabrze

Sekcja: I

1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest ugruntowanie wiadomości dotyczących pomiarów hałasu maszyn, zależności zachodzących pomiędzy ciśnieniem, natężeniem i mocą akustyczną oraz praktyczne zastosowanie orientacyjnej metody wyznaczania poziomu mocy akustycznej na podstawie pomiarów poziomu ciśnienia akustycznego nad powierzchnią odbijającą dźwięk.

2. PODSTAWOWE POJĘCIA.

Ciśnienie akustyczne jest różnicą pomiędzy wartością chwilowego ciśnienia wywołanego drganiem cząstek w ośrodku sprężystym (powietrzu) i ciśnienia, jakie panuje w środowisku (tzw. ciśnienia barometrycznego). Ciśnienie akustyczne oznacza się literą p, mierzy w Pa (1 Pa = 1 N/m²) a wyraża w dB jako

, [dB]

gdzie:

p - zmierzona wartość ciśnienia akustycznego w Pa,

p₀ - ciśnienie odniesienia równe 2⋅10^-5 Pa.

Moc akustyczna to ilość energii wysyłana przez źródło dźwięku do otoczenia w jednostce czasu. Moc akustyczną mierzymy w Watach [W], a w zasadzie, ze względu na wielkość tej energii, w mW (1mW = 10^-3 W) lub μW (1μW = 10^-6 W). Moc akustyczną źródła dźwięku można obliczyć z wyrażenia:

, [W]

gdzie:

p - ciśnienie akustyczne w Pa,

S - powierzchnia promieniowania energii akustycznej w m²,

Z_f - oporność falowa ośrodka wyrażona ilorazem ciśnienia akustycznego p do prędkości cząstki ν w tym samym punkcie pola fali:

METODA ORIENTACYJNA WYZNACZANIA MOCY AKUSTYCZNEJ

Pozycje mikrofonu na równoległościennej powierzchni pomiarowej przedstawiono na Rys.3. Pole powierzchni pomiarowej S oblicza się ze wzoru:

w którym:

gdzie:

l₁, l₂ i l₃ - są długością, szerokością i wysokością prostopadłościanu odniesienia

Wyznaczenie poprawki uwzględniającej wpływ hałasu tła K_1A

,[dB]

gdzie:
,[bB]

Wyznaczenie poprawki uwzględniającej środowisko badawcze

,[dB]

gdzie:

A - chłonność akustyczna pomieszczenia w m²,

S - pole powierzchni pomiarowej w m².

Chłonność akustyczną pomieszczenia można wyznaczyć na podstawie metody przybliżonej lub pogłosowej. W metodzie przybliżonej wartość chłonności akustycznej pomieszczenia można oszacować na podstawie wzoru:

w którym:

α - średni współczynnik pochłaniania dźwięku wg Tablicy 1,

S_v - całkowite pole powierzchni ograniczających pomieszczenie badawcze (ściany,

sufit, podłoga) w m².

Obliczenie powierzchniowego poziomu dźwięku A

Obliczenie mocy akustycznej

,[dB]

gdzie:

N - moc akustyczna w W,

N_o - moc odniesienia równa 1⋅10^-12 W.

Stąd, znając poziom mocy akustycznej oraz poziom odniesienia można wyznaczyć moc akustyczną wyrażoną w W:

,[W]

3. PRZEBIEG ĆWICZENIA

Dokonaliśmy pomiarów małej maszyny z wałkiem w małym pomieszczeniu. Wykonano 5 pomiarów za pomocą miernika SVAM 945 umieszczonego w miejscach przedstawionych na rysunku

Pole powierzchni pomiarowej obliczam ze wzoru:

S = 4(ab+bc+ca) , gdzie

a=0,5*l1+d

b=0,5*l2+d

c=l3+d

Wyznaczyliśmy prostopadłościan odniesienia

l1=0,66m

l2=0,23m

l3=0,2m

i przyjęliśmy

d=1m

wiec :

a=1.33m

b=1,115m

c=1,2m

S=17,7m²

Obliczamy uśredniony poziom dźwięku A na powierzchni pomiarowej

Po przeprowadzeniu wyliczeń wyszło że uśredniony poziom dźwięku wynosi 72,6 dB

Wyznaczanie poprawki uwzględniającej środowisko badawcze

A=α*Sv

Wymiary pomieszczenia

Długość: 7,473m

Szerokość: 5,477m

Wysokość: 2,721m

podłoga i sufit

2x(7,477x2,721)=81,86

ściany

2x(7,477x2,721)+2x(5,477x2,721)=70,47

Sv =152,33m

A = 0,2 *152,33=30,466

K2A = 5,22

Obliczenie powierzchniowego poziomu dźwięku A

K1A, czyli poprawki uwzględniającej wpływ hałasu tła, nie trzeba uwzględniać, gdyż tło nie wpływa na wynik pomiaru.

Po dokonaniu obliczeń wyszło, że powierzchniowy poziom dźwięku A wynosi 67,38

Obliczenie skorygowanego poziomu mocy akustycznej

So = 1m²

Po obliczeniach otrzymano wartość 79.88

Obliczanie mocy akustycznej

Liczymy moc akustyczną wyrażoną w watach, posługując się wzorem

No = 1.10^-12

Po obliczeniach otrzymujemy wartość 0,0000973 W

Liczymy moc akustyczną wyrażoną w decybelach, posługując się wzorem

Po obliczeniach otrzymujemy wartość 79,88 dB

8

---