Характеристики джерел шуму

Джерела шуму характеризуються:

Ø звуковою потужністю;

Ø характеристикою напрямленості.

Звуковою потужністю називається загальна кількість енергії, яка випромінюється джерелом за одиницю часу в оточуючий простір. При великих віддалях до точки вимірювання та при рівномірному розподілі енергії в різних напрямках маємо величину середньої інтенсивності звуку

[ Вт/м² ]. (5.9)

При анізотропії розповсюдження шуму вводиться коефіцієнт – фактор направленості, який показує відношення інтенсивності звуку, що створюється напрямленим джерелом у даній точці до інтенсивності , яку розвинуло би в цій же точці не напрямлене джерело, яке має таку ж звукову потужність та випромінює звук рівномірно в атмосферу

, (5.10)

де – звуковий тиск, виміряний на певній віддалі від джерела, н/м²; – звуковий тиск, усереднений за всіма напрямами при тій же віддалі, н/м². Тоді зв’язок між інтенсивністю та потужністю буде

. (5.11)

Характеристики напрямленості за звичай відображаються у вигляді залежності показника напрямленості ПН, який вимірюється в децибелах шумометром, від кута між вибраним напрямком на спостерігача та віссю джерела (див. рис. 5.2):

. (5.12)

Для того, щоби порівнювати шуми різноманітних машин один з іншим, а також проводити розрахунки рівнів звукового тиску в проектованих приміщеннях, необхідно знати об’єктивні характеристики шуму, який створює машина.

Відзначимо, що довільна машина, яка встановлена у відкритому просторі, чи в тому або іншому закритому приміщенні, буде створювати різні рівні звукового тиску, хоча її звукова потужність й залишиться незмінною.

Згідно ГОСТ 8.055–73 шумовими характеристиками, які вказуються в технічній документації до машини є:

Рівні звукової потужності шуму в октавних смугах частот з середньо геометричними частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц;

Характеристики направленості випромінювання шуму машиною.

Рівні звукової потужності (дБ) встановлені за аналогією з рівнем інтенсивності звуку:

, (5.13)

де N – звукова потужність, Вт; N₀ – порогова звукова потужність, рівна 10^-12 Вт

В практиці акустичних досліджень весь діапазон звукових частот від 20 до 20 000 Гц розбивають на октавні (тобто на 8) діапазони, середньогео-метричні частоти яких стандартизовані й складають вищевказаний перелік: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. При чому

, а , (5.14)

де f₁ і f₂ – відповідно нижня та верхня границі частот октавного діапазону.

Крім цих двох вказаних вище характеристик, які є основними, додатковими шумовими характеристиками машин є октавні рівні звукового тиску на певній віддалі від машини та рівні звуку на віддалі 1 м від зовнішнього контуру машини.

Встановлені наступні методи визначення шумових характеристик машин:

· Метод вільного звукового поля – застосовується в заглушених камерах, в приміщеннях з великим поглинанням звуку чи у відкритому просторі;

· Метод відбитого звукового поля – використовується в ревербераційних камерах чи гучних приміщеннях;

· Метод зразкового джерела шуму – застосовується у звичайних приміщеннях, цехах та ревербераційних камерах;

· Метод вимірювання шумових характеристик на віддалі 1 м від зовнішнього контуру машини – використовується у заглушених камерах, приміщеннях з великим звукопоглинанням, у відкритому просторі.

Рис. 5.3. Вимірювання шумових характеристик машин в заглушених камерах: 1 – машина; 2 – точки проміру; 3 – підвісна звукопоглинаюча підлога; 4 – звукопоглинаюче покриття; 5 – вимірювальна поверхня S

Найточнішими методами є перші два, а основним методом є перший.

Метод 1. Вільне звукове поле характерне тим, що на досить великій віддалі R від джерела, більшій за довжину звукової хвилі l та розмір джерела, звукові хвилі розповсюджуються так, що інтенсивність звуку зменшується пропорційно до квадрату віддалі від джерела:

.

, (5.15)

де =1 м². За даними вимірювання рівнів звукового тиску в точках проміру, будують також графіки показника напрямленості ПН для середньогеометричних частот кожного з октавних діапазонів.

Метод 2. У тих випадках, коли не вимагається знання характеристик спрямованості випромінювання шуму, шумові характеристики визначають у відбитому звуковому полі. Таке поле характеризується постійним рівнем звукового тиску в різних точках приміщення, в якості яких за звичай використовують ревебраційні камери чи звичайні гучні приміщення.

Ревебраційна камера являє собою приміщення об’ємом 60 – 100 м³ з непаралельними внутрішніми стінами (рис. 5.4), поверхня яких добре відбиває звук (коефіцієнт звукопоглинання не перевищує 0, 05).

Рис. 5.4. Вимірювання шумових характеристик машин в ревербераційній камері: 1 – джерело

Рівень звукової потужності джерела (дБ)

, (5.16)

Метод 3. При цьому методі рівень звукової потужності машини визначається шляхом порівнювання шуму машини з шумом зразкового джерела, рівень звукової потужності якого відомий. Вимірявши середні рівні

. (5.17)

Рис. 5.5. Вимірювання шумових характеристик машин в звичайних приміщеннях на віддалі 1 м від машини: 1– машина; 2– точки проміру

, (5.18)

де – середній рівень звукового тиску на вимірювальній поверхні ; S₁= 1 м², =(1/2 довжини машини + 1 м); =(1/2 ширини машини + 1 м; =(висота машини + 1 м).