I-05m

PWSZ -Leszno
LABORATORIUM POMIARY I BADANIA WIBROAKUSTYCZNE
WYZNACZANIE POZIOMU MOCY AKUSTYCZNEJ MASZYN I URZĄDZEŃ
Instrukcja
Wykonania
ćwiczenia
5(m)
1. CEL I ZAKRES ĆWICZENIA
Poziom mocy akustycznej jest jednym z parametrów charakteryzujących źródła dźwięku (hałasu).
Zgodnie z dyrektywami UE parametr ten powinien być wyznaczany dla maszyn i urządzeń, a
informacja umieszczana na maszynach i w dokumentacji techniczno ruchowej. Znajomość poziomu
mocy akustycznej pozwala na określenie i oszacowanie oddziaływań akustycznych maszyny
(urządzenia) w środowisku pracy i środowisku naturalnym. Parametr ten jest niezbędny na etapie prac
projektowych dla tworzenia map akustycznych hal fabrycznych, terenów zurbanizowanych itp. Prace
projektowe wspomagane są zazwyczaj przez komputerowe programy symulacyjne.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie ze jednym ze sposobów wyznaczania mocy akustycznej maszyny
tzw. metodą orientacyjną, opisaną w PN-81/N-01306.
Metoda ta moŜe być stosowana dla oszacowaniu mocy akustycznej w miejscu jej instalacji.
Warunkiem koniecznym prowadzenia badań tą metodą jest spełnianie przez pomieszczenie, w
którym wykonywane są pomiary, określonych wymogów a mianowicie:
objętość pomieszczenia powinna być większa niŜ 70 m3.
udział dźwięków odbitych (nie większy niŜ 7 dB); wpływ ten wyznacza się na
podstawie pomiarów chłonności akustycznej pomieszczenia.
Pomiary dźwięku A, będące podstawą wyznaczania poziomu mocy akustycznej wykonuje się wokół
maszyny (urządzenia) w kilku punktach pomiarowych w określonej odległości (zazwyczaj 1m od
obrysu maszyny – bliskie pole akustyczne). Wyniki pomiarów po uśrednieniu i uwzględnieniu
wpływu dźwięków odbitych jest podstawa do wyznaczenia poziomu mocy akustycznej, która
charakteryzuje samo źródło (a nie poziom dźwięku w określonej odległości. Parametr ten moŜna
wykorzystać do obliczenia poziomu hałasu w dowolnej odległości od maszyny.
Mając dane moce akustyczne maszyn (urządzeń) planowanych do zainstalowania np. w
projektowanej hali fabrycznej, moŜna określić sumaryczne oddziaływanie maszyn w dowolnym
punkcie hali. Wykonując przeliczenia dla całej hali (siatki punktów pomiarowych moŜna wyznaczyć
mapę akustyczną. Na jej podstawie moŜliwe jest optymalizowanie rozmieszczenia maszyn aby np.
minimalizować oddziaływanie hałasu w środowisku pracy.
Oprócz metody orientacyjnej PN-81/N-01306 (realizowanej w ramach tego ćwiczenia), Wyznaczanie mocy
akustycznej prowadzi się równieŜ:
metodami dokładnymi w warunkach laboratoryjnych i w komorze bezechowej lub przestrzeni
otwartej PN-85/N-01333
metodą techniczna w polu swobodnym nad powierzchnią odbijającą dźwięk PN-84/N-01330
metodą techniczna w pomieszczeniu pogłosowym (komorze pogłosowej) PN-84/N-01331
metodami naęŜeniowymi
2. PRZEBIEG ĆWICZENIA
2.1 Obliczenie objętości pomieszczenia V
a) Zmierzyć wymiary gabarytowe pomieszczenia eksploatacyjnego (długość X, szerokość Y, wysokość Z )
Do pomiaru wykorzystać :- taśmę mierniczą, - cyfrowy miernik odległości BOSCH (przed
przystąpieniem do pomiaru sprawdzić stan baterii).
b) Objętość obliczyć ze wzoru :
V=X Y Z
3
[m ]
Uwaga!. W przypadku pomieszczenia o skomplikowanych kształtach objętość V naleŜy wyznaczyć na podstawie
samodzielnie opracowanych zaleŜności
2.2 Wyznaczanie powierzchni ograniczającej pomieszczenie Sv
Obliczenie pola powierzchni ograniczającego pomieszczenie wraz z podłogą Sv.
Pole powierzchni obliczamy ze wzoru:
S v = 2(Z X + X Y + Z Y )
[m2]
gdzie:
X,Y,Z- wymiary pomieszczenia
Uwaga!. W przypadku pomieszczenia o skomplikowanych kształtach powierzchnię Sv naleŜy wyznaczyć na podstawie
samodzielnie opracowanych zaleŜności.
2.3 Wyznaczenie chłonności akustycznej pomieszczenia
Chłonność akustyczną moŜemy oszacować na podstawie przyjętego średniego współczynnika pochłaniania
dźwięku αs dla danego pomieszczenia patrz tabela 1. lub teŜ wyznaczyć eksperymentalne na podstawie
czasu zaniku dźwięku ( czasu pogłosu). Obliczeń dokonujemy na podstawie wzoru
A = α s ⋅ Sv
gdzie: αs – średnia wartość współczynnika pochłaniania w pomieszczeniu zgodnie z tabelą 1.
Sv – pole powierzchni ograniczających pomieszczenie pomiarowe z podłogą włącznie [m2]
Tabela 1. Średnie wartości współczynnika pochłaniania αs
Rodzaj pomieszczenia
Puste pomieszczenie o gładkich ścianach z betonu i cegły
Częściowo puste pomieszczenie o gładkich ścianach z betonu , cegły
Pomieszczenie z twardymi meblami, hala przemysł.z wyposaŜeniem technicznym
Pomieszczenie o złoŜonym kształcie z wyposaŜeniem technicznym lub bez
Pomieszczenie z miękkimi meblami oddział fabryczny z częściową adaptacja
akustyczną i ustrojami dźwiękochłonnymi na ścianach i suficie
pomieszczenie z pełna adaptacja akustyczna na ścianach i suficie
pomieszczenie wyposaŜone w specjalne konstrukcje dźwiękochłonne
αs
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50
2.4 Określenie punktów i przestrzeni pomiarowej
Pomiary dźwięków emitowanych przez maszynę urządzenia wykonuje się na powierzchni pomiarowej
wokół maszyny w ściśle określonych punktach. Przyjęcie powierzchni pomiarowej powinno odbywać się na
podstawie schematu rys.1
a). Wybór powierzchni i odległości pomiarowej.
Powierzchnia pomiarowa powinna otaczać maszynę i tworzyć powierzchnię zamkniętą z
powierzchnią odbijającą dźwięk. Powinna ona znajdować się w odległości pomiarowej d od
powierzchni prostopadłościanu ograniczającego maszynę. Przy określaniu wymiarów
prostopadłościanu dopuszcza się pominięcie części maszyn, które zasadniczo nie promieniują energii
dźwiękowej (np. dźwignice). Przy określaniu wymiarów maszyny naleŜy wziąć pod uwagę jej części
przemieszczające się w procesie pracy. NaleŜy przyjmować odległość pomiarową d=1m.
Dopuszcza się stosowanie mniejszych odległości, lecz nie mniejszych niŜ 0.25m, jeśli jest to
uzasadnione wpływem dźwięków odbitych lub zakłócających.
Dopuszcza się równieŜ stosowanie d>1m, jeśli przemawiają za tym względy bezpieczeństwa.
b) Wymiary charakterystyczne wyznaczamy wg. wzorów:
a = 0,5 l1 + d
b = 0,5 l2 + d
c = l3 +d
[m]
[m]
[m]
gdzie:
l1, l2 , l3_-wymiary prostopadłościanu
ograniczającego maszynę
lmax - największy z wymiarów l1, l2 , l3
d- odległość pomiarowa [m]
Rys.1 Rozmieszczenie punktów pomiarowych
c). Liczba punktów pomiarowych
Liczba punktów pomiarowych nie powinna być mniejsza niŜ 5.
Punkty pomiarowe 1-4 naleŜy rozmieścić na wysokości h1, która nie powinna być mniejsza niŜ 0,15
m.
Wysokość h1 wyznaczamy wg. wzoru:
h1 = 0,25(b + c − d )
[m]
Uwaga !
JeŜeli odległość pomiarowa d>1,5 lmax ,dopuszcza się zastosowanie powierzchni pomiarowej w
kształcie półkuli o promieniu R ≥ 2lmax [m].
d) Obliczenie pola powierzchni pomiarowej S.
Wariant A: dla punktów pomiarowych przyjętych zgodnie z rys. 1
Pole powierzchni pomiarowej obliczamy ze wzoru:
S = 4(ab + ac + bc)
a+ b+ c
a + b + c + 2d
2
[m ]
gdzie:
a,b,c - wymiary [m] , d- odległość pomiarowa, d = 1 [m]
Wariant B: w przypadku powierzchni pomiarowej w kształcie półkuli o promieniu R ≥ 2lmax
Pole powierzchni pomiarowej obliczamy ze wzoru:
S = 2ΠR 2
2
[m ]
gdzie: R- promień półkuli powierzchni pomiarowej
R ≥ 2lmax
2.5 Określenie współczynnika dźwięków odbitych
Przy obliczeniach korzystamy ze wzoru:

S
A 
K = 10 lg 1 + 4 1 −  
A  Sv 

[dB]
gdzie:
2
S- pole powierzchni pomiarowej [m ]
A- chłonność akustyczna
Sv -pole powierzchni ograniczającej pomieszczenie zgodnie z wariantem A lub B
2.6. Pomiar dźwięku A w ustalonych punktach pomiarowych
Przed przystąpieniem do pomiaru sprawdzić naleŜy:
- czy mikrofon umieszczony w punkcie pomiarowym jest skierowany w stronę badanej maszyny
- czy w pobliŜu mikrofonu i badanej maszyny nie znajdują się ludzie ani przedmioty zakłócające
pole akustyczne(odległość między mikrofonem i osobą wykonującą pomiar powinna wynosić co
najmniej 0,5 m).
- czy odległość mikrofonu od powierzchni ograniczającej pomieszczenie nie jest mniejsza niŜ 1m.
Pomiary z charakterystyką korekcyjną A
-włączyć filtr korekcyjny A, stałą czasową na SLOW
-dokonać odczytu poziomu dźwięku A w kaŜdym z punktów
-wyniki zapisać w tabeli pomiarowej
2.6 Obliczenie średniej wartości poziomu dźwięku A
Obliczeń dokonujemy wg wzoru:
 n
1
Lm = 10 log
n
 i =1

∑10
0,1Li 
 − K

[dB]
gdzie: K- stała określająca wpływ dźwięków odbitych zgodnie z
Li - poziom ciśnienia akustycznego lub poziom dźwięku A, w i-tym punkcie pomiarowym
2.7.Obliczenie poziomu mocy akustycznej
. Obliczeń dokonujemy wg wzoru:
L p = Lm + 10 log
S
S0
[dB]
gdzie:
Lm- średnia wartość poziomu ciśnienia akustycznego w paśmie okt. lub poziom dźwięku A
2
S0=1m
S- pole powierzchni pomiarowej, (wariant A lub B)
3. LITERATURA
o PN-84/N-01332 Hałas. Orientacyjna metoda określenia poziomu mocy akustycznej hałasu
maszyn
o PN-81/N-01306, Hałas. Metody pomiaru. Wymagania ogólne
o PN-85/N-01333, Hałas. Dokładne metody określenia poziomu mocy akustycznej hałasu
maszyn w komorze bezechowej i w otwartej przestrzeni.PN-84/N-01332, Hałas. Orientacyjna
metoda określenia poziomu mocy akustycznej hałasu maszyn.
o PN-84/N-01331, Hałas Techniczne metody określenia poziomu mocy akustycznej hałasu
maszyn w pomieszczeniu pogłosowym.
o PN-84/N-01330, Hałas. Techniczna metoda określenia poziomu mocy akustycznej hałasu
maszyn w swobodnym polu akustycznym nad powierzchnią odbijającą dźwięk