ISO 10534 Acústica - Determinação do Coeficiente de Absorção Sonora e Impedância em Tubos de Impedância

A norma “ISO 10534 Acústica - Determinação do coeficiente de absorção sonora e da impedância em tubos de impedância” , desenvolvida pela Organização Internacional de Normalização (ISO), consiste em subseções publicadas sob o mesmo título. Especificamente,

• A ISO 10534-1 Parte 1: Método que utiliza a razão de onda estacionária descreve um método para determinar o coeficiente de absorção sonora, o fator de reflexão e a impedância de superfície ou condutividade complexa de superfície de materiais e objetos. Os valores para o evento sonoro normal são determinados pela avaliação do padrão de onda estacionária de uma onda plana em um tubo formado pela superposição da onda plana senoidal incidente com a onda plana refletida do objeto de teste.

Este método pode ser usado para determinar o coeficiente de absorção sonora de absorvedores de som para fenômenos sonoros normais. Ele também pode ser usado para determinar a impedância da superfície acústica ou a condutividade complexa da superfície de materiais de absorção sonora. É bastante adequado para estudos de parâmetros e projeto de absorvedores de som, já que apenas pequenas amostras do material absorvente são necessárias.

Existem algumas diferenças características entre este método e a medição da absorção sonora na câmara de eco. O método do tubo de impedância pode ser usado para determinar o fator de reflexão, bem como a impedância ou condutância complexa. O som normalmente atinge a superfície do objeto. O método da câmara de reverberação determina o coeficiente de absorção sonora para eventos sonoros aleatórios (em condições ideais).

O método do tubo de impedância é baseado na existência de uma onda sonora incidente plana e fornece valores precisos sob essa condição (exceto por erros de medição e instalação). A avaliação do coeficiente de absorção sonora em uma câmara de reverberação é baseada em uma série de suposições simplificadas e aproximadas em relação ao campo sonoro e ao tamanho do absorvedor. Por esta razão, às vezes são obtidos coeficientes de absorção sonora superiores a 1.

O método do tubo de impedância requer amostras do objeto de teste do tamanho da área da seção transversal do tubo de impedância. O método da câmara de eco requer objetos de teste relativamente grandes e também pode ser aplicado para testar objetos com estruturas distintas nas direções lateral ou vertical. Medições feitas com tais objetos no tubo de impedância devem ser interpretadas com cautela.

Esta norma dá prioridade aos métodos de avaliação numérica sobre os métodos gráficos devido à suposição de que computadores capazes de executar esses cálculos estejam disponíveis. Algumas das quantidades na fórmula são complexas. Os argumentos das funções trigonométricas estão em radianos.

• A ISO 10534-2 Parte 2: Técnica de dois microfones para coeficiente de absorção sonora normal e impedância de superfície normal descreve um método de teste que envolve o uso de um tubo de impedância, duas posições de microfone e um sistema de análise de frequência para determinar o coeficiente de absorção sonora de materiais absorventes de som para o som incidente normal. Também pode ser aplicado para determinar a impedância de superfície acústica ou a condutância complexa de superfície de materiais absorventes de som. Como extensão, também pode ser usado para avaliar as propriedades intrínsecas de materiais acústicos homogêneos, como impedância característica, número de onda característico, densidade de massa dinâmica e módulo de volume dinâmico.

Este método de teste é semelhante ao método de teste especificado na ISO 10534-1, pois usa um tubo de impedância com uma fonte sonora conectada a uma extremidade e uma amostra de teste montada no tubo na outra extremidade. Entretanto, a técnica de medição é diferente. Neste método de teste, ondas planas são geradas em um tubo por uma fonte sonora e a separação do campo de interferência é obtida medindo as pressões acústicas em dois pontos fixos usando microfones montados na parede ou um microfone de cabeça cruzada localizado no tubo e, então, calculando a função de transferência acústica complexa e as quantidades relatadas no parágrafo anterior. Este método de teste visa fornecer uma técnica de medição alternativa e geralmente muito mais rápida ao padrão ISO 10534-1.

Os coeficientes de absorção incidente normais de medições de tubo de impedância não podem ser comparados com coeficientes de absorção incidente aleatórios medidos em câmaras de eco de acordo com o padrão ISO 354. O método da câmara de reverberação determina o coeficiente de absorção sonora para som espalhado incidente (em condições ideais). Entretanto, o método da câmara de eco requer amostras de teste bem grandes. O método do tubo de impedância é limitado a estudos em incidência normal e plana e requer amostras do objeto de teste do mesmo tamanho que a área da seção transversal do tubo de impedância. Para materiais que respondem apenas localmente, os coeficientes de absorção sonora incidente espalhada podem ser estimados a partir dos resultados de medição obtidos com o método do tubo de impedância.

Para efeitos destas normas, aplicam-se os seguintes termos e definições:

• O coeficiente de absorção sonora é a razão entre a potência sonora que entra na superfície do objeto de teste (sem retorno) e a potência sonora incidente para uma onda plana em incidência normal.
• O fator de reflexão da pressão sonora para incidência normal é a razão complexa da amplitude de pressão da onda refletida para a onda incidente no plano de referência para uma onda plana com um ângulo de incidência normal.
• O plano de referência é a seção do tubo de impedância na qual o fator de reflexão ou impedância ou condutância complexa é determinado e geralmente é a superfície de objetos de teste planos.
• Impedância de campo é a razão entre a pressão sonora em um ponto do campo sonoro e a velocidade da partícula direcionada ao objeto de teste.
• Impedância no plano de referência é a razão entre a pressão sonora e a velocidade da partícula sonora no plano de referência.
• O coeficiente de absorção sonora na incidência normal é a razão entre a potência sonora distribuída dentro do objeto de teste e a potência sonora incidente para uma onda plana na incidência normal. Aqui, onda plana descreve uma onda cujo valor é constante em qualquer instante em qualquer plano perpendicular à direção de propagação. A incidência normal define a direção do maior eixo do tubo de impedância.
• O coeficiente de reflexão da pressão sonora de incidência normal é a razão complexa entre a amplitude da pressão sonora da onda refletida e a amplitude da onda incidente no plano de referência para uma onda plana em incidência normal.
• O plano de referência é a seção do tubo de impedância na qual o fator de reflexão ou impedância ou condutância complexa é determinado e geralmente é a superfície do objeto de teste se for plano.
• A impedância normal da superfície incidente é a razão entre a pressão sonora complexa e o componente normal da velocidade complexa da partícula sonora em uma frequência individual definida como 0 no plano de referência. O vetor de velocidade da partícula tem uma direção positiva apontando para o interior do objeto em teste.

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