ISO 10534 Акустика - Определяне на коефициент на звукопоглъщане и импеданс в импедансни тръби

Стандартът „ISO 10534 Акустика - Определяне на коефициент на звукопоглъщане и импеданс в импедансни тръби“ , разработен от Международната организация по стандартизация (ISO), се състои от подраздели, публикувани под едно и също заглавие. По-конкретно,

• ISO 10534-1 Част 1: Метод, използващ коефициент на стояща вълна", описва метод за определяне на коефициента на звукопоглъщане, коефициента на отражение и повърхностния импеданс или повърхностната комплексна проводимост на материали и обекти. Стойностите за нормалното звуково събитие се определят чрез оценка на модела на стоящата вълна на плоска вълна в тръба, образувана от суперпозицията на падащата синусоидална плоска вълна с плоската вълна, отразена от тестовия обект.

Този метод може да се използва за определяне на коефициента на звукопоглъщане на звукопоглъщатели за нормални звукови явления. Може да се използва и за определяне на акустичния повърхностен импеданс или повърхностната комплексна проводимост на звукопоглъщащи материали. Той е доста подходящ за параметрични изследвания и проектиране на звукопоглъщатели, тъй като са необходими само малки проби от абсорбиращия материал.

Има някои характерни разлики между този метод и измерването на звукопоглъщането в ехо камерата. Методът с импедансна тръба може да се използва за определяне на коефициента на отражение, както и на импеданса или комплексната проводимост. Звукът обикновено удря повърхността на обекта. Методът с реверберационна камера определя коефициента на звукопоглъщане за случайни звукови събития (при идеални условия).

Методът на импедансната тръба се основава на съществуването на равнинна падаща звукова вълна и дава точни стойности при това условие (с изключение на грешки при измерване и монтаж). Оценката на коефициента на звукопоглъщане в реверберационна камера се основава на редица опростяващи и приблизителни предположения относно звуковото поле и размера на абсорбатора. Поради тази причина понякога се получават коефициенти на звукопоглъщане, надвишаващи 1.

Методът с импедансна тръба изисква проби от тестови обекти с размер на площта на напречното сечение на импедансната тръба. Методът с ехо камера изисква относително големи тестови обекти и може да се прилага и за тестови обекти с ясно изразени структури в странична или вертикална посока. Измерванията, направени с такива обекти в импедансната тръба, трябва да се тълкуват с повишено внимание.

Този стандарт дава приоритет на числените методи за оценка пред графичните методи, поради допускането, че са налични компютри, способни да извършват тези изчисления. Някои от количествата във формулата са сложни. Аргументите на тригонометричните функции са в радиани.

• ISO 10534-2 Част 2: Техника с два микрофона за нормален коефициент на звукопоглъщане и нормален повърхностен импеданс" описва метод за изпитване, който включва използването на импедансна тръба, две позиции на микрофона и система за честотен анализ за определяне на коефициента на звукопоглъщане на звукопоглъщащи материали за нормалното падане на звука. Той може да се приложи и за определяне на акустичния повърхностен импеданс или повърхностната комплексна проводимост на звукопоглъщащи материали. Като разширение, може да се използва и за оценка на присъщите свойства на хомогенни акустични материали, като например характерен импеданс, характерно вълново число, динамична масова плътност и динамичен обемен модул.

Този метод на изпитване е подобен на метода на изпитване, специфициран в ISO 10534-1, по това, че използва импедансна тръба със звуков източник, свързан към единия край, и изпитвателен образец, монтиран върху тръбата в другия край. Техниката на измерване обаче е различна. При този метод на изпитване, плоските вълни се генерират в тръба от източник на звук и разделянето на интерферентното поле се постига чрез измерване на акустичното налягане в две фиксирани точки с помощта на монтирани на стена микрофони или кръстосан микрофон, разположен в тръбата, и след това изчисляване на комплексната акустична предавателна функция и величините, посочени в предходния параграф. Този метод на изпитване е предназначен да осигури алтернативна и като цяло много по-бърза техника за измерване спрямо стандарта ISO 10534-1.

Нормалните коефициенти на поглъщане на падащи вълни от измервания с импедансна тръба не могат да бъдат сравнявани с коефициентите на поглъщане на произволни падащи вълни, измерени в ехо камери съгласно стандарта ISO 354. Методът с реверберационна камера определя коефициента на звукопоглъщане за падащ разсеян звук (при идеални условия). Методът с ехо камера обаче изисква доста големи тестови проби. Методът с импедансна тръба е ограничен до изследвания при нормално и плоско падане и изисква проби от тестови обекти със същия размер като площта на напречното сечение на импедансната тръба. За материали, които реагират само локално, коефициентите на поглъщане на разсеян падащ звук могат да бъдат оценени от резултатите от измерванията, получени с метода на импедансната тръба.

За целите на тези стандарти се прилагат следните термини и определения:

• Коефициентът на звукопоглъщане е съотношението на звуковата мощност, влизаща в повърхността на изпитвания обект (без връщане), към падащата звукова мощност за плоска вълна при нормално падане.
• Коефициентът на отражение на звуковото налягане при нормален ъгъл на падане е комплексното съотношение на амплитудата на налягането на отразената вълна към падащата вълна в референтната равнина за плоска вълна с нормален ъгъл на падане.
• Референтната равнина е сечението на импедансната тръба, върху което се определя коефициентът на отражение или импедансът, или комплексната проводимост, и обикновено е повърхността на плоски тестови обекти.
• Импедансът на полето е съотношението на звуковото налягане в точка от звуковото поле към скоростта на частиците, насочени към тестовия обект.
• Импедансът в референтната равнина е съотношението на звуковото налягане към скоростта на звуковата частица в референтната равнина.
• Коефициентът на звукопоглъщане при нормален пад е съотношението на звуковата мощност, разпределена вътре в тестовия обект, към падащата звукова мощност за плоска вълна при нормален пад. Тук, плоската вълна описва вълна, чиято стойност е постоянна във всеки един момент във всяка равнина, перпендикулярна на посоката на разпространение. Нормалното падане определя посоката на най-дългата ос на импедансната тръба.
• Коефициентът на отражение при нормално падане на звука е комплексното съотношение на амплитудата на звуковото налягане на отразената вълна към амплитудата на падащата вълна в референтната равнина за плоска вълна при нормално падане.
• Референтната равнина е сечението на импедансната тръба, върху което се определя коефициентът на отражение или импедансът, или комплексната проводимост, и обикновено е повърхността на тестовия обект, ако той е плосък.
• Нормалният импеданс на падащата повърхност е съотношението на комплексното звуково налягане към нормалния компонент на скоростта на комплексните звукови частици при индивидуална честота, определена като 0 в референтната равнина. Векторът на скоростта на частиците има положителна посока, насочена към вътрешността на тествания обект.

Нашата организация, която от години се стреми да подкрепя бизнеса от всеки сектор с широк спектър от тестове, измервания, анализи и оценки, разполага със силен екип, който следи отблизо развитието в света в областта на науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенства. В този контекст, на предприятията се предоставят и услуги по тестване в съответствие със стандарта „ISO 10534 Акустика - Определяне на коефициент на звукопоглъщане и импеданс в импедансни тръби“.