ISO 10534 Акустика. Определение коэффициента звукопоглощения и импеданса в импедансных трубках

Стандарт «ISO 10534 Акустика — Определение коэффициента звукопоглощения и импеданса в импедансных трубах» , разработанный Международной организацией по стандартизации (ISO), состоит из подразделов, опубликованных под тем же названием. В частности,

• ISO 10534-1 Часть 1: Метод с использованием коэффициента стоячей волны" описывает метод определения коэффициента звукопоглощения, коэффициента отражения и поверхностного импеданса или поверхностной комплексной проводимости материалов и объектов. Значения для нормального звукового события определяются путем оценки картины стоячей волны плоской волны в трубке, образованной суперпозицией падающей синусоидальной плоской волны с плоской волной, отраженной от испытуемого объекта.

Этот метод можно использовать для определения коэффициента звукопоглощения звукопоглотителей при обычных звуковых явлениях. Его также можно использовать для определения акустического поверхностного импеданса или поверхностной комплексной проводимости звукопоглощающих материалов. Он вполне пригоден для исследования параметров и проектирования звукопоглотителей, поскольку необходимы лишь небольшие образцы поглощающего материала.

Между этим методом и измерением поглощения звука в эхо-камере имеются некоторые характерные отличия. Метод импедансной трубки можно использовать для определения коэффициента отражения, а также импеданса или комплексной проводимости. Звук обычно достигает поверхности объекта. Метод реверберационной камеры определяет коэффициент звукопоглощения для случайных звуковых событий (в идеальных условиях).

Метод импедансной трубки основан на существовании плоской падающей звуковой волны и дает точные значения при этом условии (за исключением ошибок измерения и установки). Оценка коэффициента звукопоглощения в реверберационной камере основана на ряде упрощающих и приблизительных предположений относительно звукового поля и размеров поглотителя. По этой причине иногда получают коэффициенты звукопоглощения, превышающие 1.

Метод импедансной трубки требует наличия образцов тестовых объектов размером с площадь поперечного сечения импедансной трубки. Метод эхо-камеры требует сравнительно больших тестовых объектов и может также применяться для тестовых объектов с выраженной структурой в боковом или вертикальном направлениях. Измерения, проведенные с использованием таких объектов в импедансной трубке, следует интерпретировать с осторожностью.

В настоящем стандарте численные методы оценки имеют приоритет над графическими методами, поскольку предполагается, что имеются компьютеры, способные выполнять такие вычисления. Некоторые величины в формуле являются комплексными. Аргументы тригонометрических функций выражаются в радианах.

• ISO 10534-2 Часть 2: Метод двух микрофонов для нормального коэффициента звукопоглощения и нормального поверхностного импеданса" описывает метод испытаний, который включает использование импедансной трубки, двух позиций микрофона и системы частотного анализа для определения коэффициента звукопоглощения звукопоглощающих материалов для нормального падающего звука. Его также можно применять для определения акустического поверхностного импеданса или поверхностной комплексной проводимости звукопоглощающих материалов. В качестве расширения его также можно использовать для оценки внутренних свойств однородных акустических материалов, таких как характеристическое сопротивление, характеристическое волновое число, динамическая массовая плотность и динамический объемный модуль.

Данный метод испытаний аналогичен методу испытаний, указанному в стандарте ISO 10534-1, тем, что в нем используется импедансная трубка с источником звука, подключенным к одному концу, и испытуемый образец, установленный на трубке на другом конце. Однако методика измерения отличается. В этом методе испытаний плоские волны генерируются в трубке источником звука, а разделение поля интерференции достигается путем измерения акустического давления в двух фиксированных точках с помощью настенных микрофонов или крестообразного микрофона, расположенного в трубке, а затем расчета комплексной акустической передаточной функции и величин, указанных в предыдущем абзаце. Данный метод испытаний призван обеспечить альтернативный и, как правило, гораздо более быстрый метод измерения по сравнению со стандартом ISO 10534-1.

Нормальные коэффициенты поглощения падающего звука, полученные при измерениях с помощью импедансной трубки, нельзя сравнивать со случайными коэффициентами поглощения падающего звука, измеренными в эхо-камерах в соответствии со стандартом ISO 354. Метод реверберационной камеры определяет коэффициент звукопоглощения для рассеянного падающего звука (в идеальных условиях). Однако метод эхо-камеры требует достаточно больших тестовых образцов. Метод импедансной трубки ограничен исследованиями при нормальном и плоском падении и требует образцов тестовых объектов того же размера, что и площадь поперечного сечения импедансной трубки. Для материалов, которые реагируют только локально, коэффициенты поглощения рассеянного падающего звука можно оценить по результатам измерений, полученным с помощью метода импедансной трубки.

Для целей настоящих стандартов применяются следующие термины и определения:

• Коэффициент звукопоглощения — это отношение звуковой мощности, входящей на поверхность объекта контроля (без возврата), к падающей звуковой мощности для плоской волны при нормальном падении.
• Коэффициент отражения звукового давления при нормальном падении представляет собой комплексное отношение амплитуды давления отраженной волны к падающей волне в опорной плоскости для плоской волны с нормальным углом падения.
• Опорная плоскость — это участок импедансной трубки, на котором определяется коэффициент отражения, импеданс или комплексная проводимость, и обычно представляет собой поверхность плоских тестовых объектов.
• Полевое сопротивление — это отношение звукового давления в точке звукового поля к скорости частиц, направленных к испытуемому объекту.
• Импеданс в плоскости отсчета — это отношение звукового давления к скорости звуковой частицы в плоскости отсчета.
• Коэффициент поглощения звука при нормальном падении — это отношение звуковой мощности, распределенной внутри объекта испытаний, к падающей звуковой мощности для плоской волны при нормальном падении. Здесь плоская волна описывает волну, величина которой постоянна в любой момент времени в любой плоскости, перпендикулярной направлению распространения. Нормальное падение определяет направление самой длинной оси импедансной трубки.
• Коэффициент отражения звукового давления при нормальном падении представляет собой комплексное отношение амплитуды звукового давления отраженной волны к амплитуде падающей волны в опорной плоскости для плоской волны при нормальном падении.
• Опорная плоскость — это участок импедансной трубки, на котором определяется коэффициент отражения, импеданс или комплексная проводимость, и обычно представляет собой поверхность испытуемого объекта, если он плоский.
• Нормальное поверхностное сопротивление падающей волны представляет собой отношение комплексного звукового давления к нормальной составляющей комплексной скорости звуковой частицы на индивидуальной частоте, определяемой как 0 в плоскости отсчета. Вектор скорости частицы имеет положительное направление, направленное внутрь тестируемого объекта.

Наша организация, которая на протяжении многих лет стремится оказывать поддержку предприятиям всех секторов посредством широкого спектра испытаний, измерений, анализа и оценочных исследований, имеет сильный штат сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В этом контексте предприятиям также предоставляются услуги по проведению испытаний в соответствии со стандартом «ISO 10534 Акустика. Определение коэффициента звукопоглощения и импеданса в импедансных трубках».