ISO 10534 Akustyka - Określanie współczynnika pochłaniania dźwięku i impedancji w rurach impedancyjnych

Norma „ISO 10534 Akustyka – Wyznaczanie współczynnika pochłaniania dźwięku i impedancji w rurach impedancyjnych” , opracowana przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO), składa się z podrozdziałów opublikowanych pod tym samym tytułem. W szczególności:

• ISO 10534-1 Część 1: Metoda wykorzystująca współczynnik fali stojącej" opisuje metodę określania współczynnika pochłaniania dźwięku, współczynnika odbicia i impedancji powierzchniowej lub przewodności powierzchniowej złożonej materiałów i obiektów. Wartości dla normalnego zdarzenia dźwiękowego są określane przez ocenę wzoru fali stojącej fali płaskiej w rurze utworzonej przez superpozycję padającej sinusoidalnej fali płaskiej z falą płaską odbitą od badanego obiektu.

Metodę tę można stosować do określania współczynnika pochłaniania dźwięku przez pochłaniacze dźwięku dla normalnych zjawisk dźwiękowych. Można go również stosować do określania impedancji akustycznej powierzchni lub przewodnictwa powierzchniowego materiałów pochłaniających dźwięk. Jest ona bardzo przydatna do badań parametrycznych i projektowania pochłaniaczy dźwięku, gdyż wymaga jedynie niewielkich próbek materiału pochłaniającego.

Istnieją pewne charakterystyczne różnice pomiędzy tą metodą a pomiarem pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej. Metodę rurki impedancyjnej można stosować do określania współczynnika odbicia, a także impedancji lub złożonej przewodności. Dźwięk zazwyczaj uderza w powierzchnię obiektu. Metoda komory pogłosowej pozwala na określenie współczynnika pochłaniania dźwięku dla losowych zdarzeń dźwiękowych (w idealnych warunkach).

Metoda rurki impedancyjnej opiera się na istnieniu płaskiej fali dźwiękowej padającej i w tych warunkach daje dokładne wartości (pomijając błędy pomiaru i montażu). Ocena współczynnika pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej opiera się na szeregu upraszczających i przybliżonych założeń dotyczących pola akustycznego i wielkości pochłaniacza. Z tego powodu osiąga się niekiedy współczynniki pochłaniania dźwięku przekraczające 1.

Metoda rurki impedancyjnej wymaga próbek obiektu badawczego o wielkości równej polu przekroju poprzecznego rurki impedancyjnej. Metoda komory echa wymaga stosunkowo dużych obiektów testowych i może być stosowana również do obiektów testowych o wyraźnej strukturze w kierunku poprzecznym lub pionowym. Pomiary wykonane przy użyciu takich obiektów w rurze impedancyjnej należy interpretować ostrożnie.

Norma ta przyznaje pierwszeństwo metodom oceny numerycznej nad metodami graficznymi, ponieważ zakłada, że ​​dostępne są komputery zdolne do wykonywania takich obliczeń. Niektóre wielkości we wzorze są złożone. Argumenty funkcji trygonometrycznych podane są w radianach.

• ISO 10534-2 Część 2: Technika dwumikrofonowa dla normalnego współczynnika pochłaniania dźwięku i normalnej impedancji powierzchniowej" opisuje metodę testową, która obejmuje użycie rurki impedancyjnej, dwóch pozycji mikrofonu i układu analizy częstotliwości w celu określenia współczynnika pochłaniania dźwięku materiałów pochłaniających dźwięk dla normalnego padania dźwięku. Może być również stosowana do określania akustycznej impedancji powierzchniowej lub przewodności złożonej powierzchni materiałów pochłaniających dźwięk. Jako rozszerzenie, może być również stosowana do oceny wewnętrznych właściwości jednorodnych materiałów akustycznych, takich jak charakterystyczna impedancja, charakterystyczna liczba falowa, dynamiczna gęstość masy i dynamiczny moduł objętości.

Niniejsza metoda badawcza jest podobna do metody badawczej określonej w normie ISO 10534-1, gdyż wykorzystuje rurę impedancyjną ze źródłem dźwięku podłączonym do jednego końca i próbką testową zamontowaną na rurze na drugim końcu. Jednak technika pomiaru jest inna. W tej metodzie testowej fale płaskie są generowane w rurze przez źródło dźwięku, a oddzielenie pola interferencyjnego uzyskuje się poprzez pomiar ciśnienia akustycznego w dwóch stałych punktach za pomocą mikrofonów zamontowanych na ścianie lub mikrofonu krzyżakowego umieszczonego w rurze, a następnie obliczenie złożonej funkcji przenoszenia akustycznego i wartości podanych w poprzednim akapicie. Niniejsza metoda badawcza ma na celu zapewnienie alternatywnej i znacznie szybszej techniki pomiarowej w stosunku do normy ISO 10534-1.

Współczynników absorpcji padającej normalnej, uzyskanych w pomiarach rur impedancyjnych, nie można porównywać ze współczynnikami absorpcji padającej losowej, mierzonymi w komorach pogłosowych zgodnie z normą ISO 354. Metoda komory pogłosowej pozwala na określenie współczynnika pochłaniania dźwięku dla rozproszonego dźwięku padającego (w warunkach idealnych). Jednakże metoda komory echa wymaga stosunkowo dużej liczby próbek testowych. Metoda rurki impedancyjnej jest ograniczona do badań przy padaniu normalnym i płaskim i wymaga próbek obiektu testowego o tej samej wielkości co pole przekroju poprzecznego rurki impedancyjnej. W przypadku materiałów reagujących wyłącznie lokalnie współczynniki pochłaniania rozproszonego dźwięku padającego można oszacować na podstawie wyników pomiarów uzyskanych metodą rurki impedancyjnej.

Na potrzeby niniejszych standardów mają zastosowanie następujące terminy i definicje:

• Współczynnik pochłaniania dźwięku to stosunek mocy dźwięku wchodzącego w powierzchnię badanego obiektu (bez powrotu) do mocy dźwięku padającego dla płaskiej fali padającej prostopadle do niej.
• Współczynnik odbicia ciśnienia akustycznego dla padania prostopadłego to złożony stosunek amplitudy ciśnienia fali odbitej do fali padającej na płaszczyznę odniesienia dla fali płaskiej o kącie padania prostopadłym.
• Płaszczyzną odniesienia jest część rury impedancyjnej, na której określa się współczynnik odbicia, impedancję lub przewodność zespoloną; zwykle jest to powierzchnia płaskich obiektów testowych.
• Impedancja pola to stosunek ciśnienia akustycznego w punkcie pola dźwiękowego do prędkości cząstek skierowanych w stronę badanego obiektu.
• Impedancja na płaszczyźnie odniesienia to stosunek ciśnienia akustycznego do prędkości cząstki dźwięku na płaszczyźnie odniesienia.
• Współczynnik pochłaniania dźwięku przy padaniu prostopadłym to stosunek mocy akustycznej rozłożonej wewnątrz obiektu badanego do mocy akustycznej fali płaskiej padającej prostopadle. Fala płaska opisuje tutaj falę, której wartość jest stała w każdej chwili w każdej płaszczyźnie prostopadłej do kierunku propagacji. Normalna kąt padania definiuje kierunek najdłuższej osi rury impedancyjnej.
• Współczynnik odbicia ciśnienia akustycznego padającego prostopadle do fali padającej to złożony stosunek amplitudy ciśnienia akustycznego fali odbitej do amplitudy fali padającej na płaszczyznę odniesienia dla fali płaskiej padającej prostopadle do płaszczyzny odniesienia.
• Płaszczyzną odniesienia jest ten fragment rurki impedancyjnej, na którym wyznaczany jest współczynnik odbicia, impedancja lub przewodność zespolona; zazwyczaj jest to powierzchnia obiektu testowego, jeśli jest ona płaska.
• Normalna impedancja powierzchni padającej to stosunek złożonego ciśnienia akustycznego do normalnej składowej złożonej prędkości cząstki dźwięku przy danej częstotliwości zdefiniowanej jako 0 na płaszczyźnie odniesienia. Wektor prędkości cząstek ma kierunek dodatni skierowany do wnętrza badanego obiektu.

Nasza organizacja, która od lat stara się wspierać przedsiębiorstwa z każdej branży, realizując szeroką gamę badań testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, dysponuje silną kadrą, która uważnie śledzi rozwój nauki i techniki na świecie oraz nieustannie się doskonali. W tym kontekście świadczone są również usługi badawcze dla przedsiębiorstw zgodnie z normą „ISO 10534 Akustyka – Wyznaczanie współczynnika pochłaniania dźwięku i impedancji w rurach impedancyjnych”.