Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в реверберационной камере

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, облицовки производственных помещений и других звукопоглощающих конструкциях. Техническим результатом является повышение точности измерения эффективности шумоглушения исследуемых акустических характеристик новых звукопоглощающих элементов. Технический результат достигается тем, что в стенде для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в реверберационной камере содержится источник излучения шума, который устанавливается на полу реверберационной камеры, представляющей собой помещение объемом от 60 до 1000 м³ с непараллельными, внутренними ограждениями, поверхность которых является отражателем звука, при этом уровень звуковой мощности испытуемого источника излучения шума определяется по результатам измерений среднего уровня звукового давления на измерительной поверхности, с установленными по ее контуру акустическими микрофонами, за которую принимают площадь полусферы, причем эквивалентная площадь звукопоглощения камеры определяется экспериментально, по измерениям времени реверберации помещения, т.е. времени, в течение которого уровень звукового давления в помещении уменьшается на 60 дБ после прекращения действия источника излучения шума. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов привода машин, облицовки производственных помещений и других звукопоглощающих конструкциях.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является стенд, в котором уровень звуковой мощности L_p определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления L_ср на измерительной поверхности S, м², за которую принята площадь полусферы, известный из патента РФ №2557332 (прототип).

Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая точность измерения эффективности шумоглушения исследуемых акустических характеристик новых звукопоглощающих элементов.

Технический результат - повышение точности измерения эффективности шумоглушения исследуемых акустических характеристик новых звукопоглощающих элементов.

Это достигается тем, что в стенде для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в реверберационной камере содержится источник излучения шума, который устанавливается на полу реверберационной камеры, представляющей собой помещение объемом от 60 до 1000 м³ с непараллельными, внутренними ограждениями, поверхность которых является отражателем звука, при этом уровень звуковой мощности L_p, дБ, испытуемого источника излучения шума определяется по результатам измерений среднего уровня звукового давления L_cp на измерительной поверхности, с установленными по ее контуру акустическими микрофонами, за которую принимают площадь полусферы S, м², т.е. S=2πr², по формуле:

,

где L_cp - средний уровень звукового давления в камере; А - эквивалентная площадь звукопоглощения камеры, определяемая по формуле:

причем эквивалентная площадь звукопоглощения камеры определяется экспериментально, по измерениям времени реверберации Т_р помещения, т.е. времени, в течение которого уровень звукового давления в помещении уменьшается на 60 дБ после прекращения действия источника излучения шума, при этом: V - объем помещения, м³; А₀=1 м².

На фиг. 1 изображена схема стенда для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в реверберационной камере, на фиг. 2 - схема исследуемого нового звукопоглощающего элемента.

Стенд (фиг. 1) для исследования акустических характеристик новых звукопоглощающих элементов в реверберационной камере применяется тогда, когда требуется определение характеристик направленности источника 5 излучения шума. В этом случае используется реверберационная камера, представляющая собой помещение объемом от 60 до 1000 м³ с непараллельными 1, 2, 3, 4 внутренними ограждениями, поверхность которых является хорошим отражателем звука. Уровень звуковой мощности L_p, дБ, испытуемого источника 5 излучения шума определяется по результатам измерений среднего уровня звукового давления L_cp на измерительной поверхности 6, с установленными по ее контуру акустическими микрофонами 7, за которую принимают площадь полусферы S, м², т.е. S=2πr², по формуле:

,

где L_cp - средний уровень звукового давления в камере; А - эквивалентная площадь звукопоглощения камеры, определяемая по формуле:

причем эквивалентная площадь звукопоглощения камеры определяется экспериментально, по измерениям времени реверберации Т_р помещения, т.е. времени, в течение которого уровень звукового давления в помещении уменьшается на 60 дБ после прекращения действия источника 5 излучения шума, при этом: V - объем помещения, м³; А₀=1 м².

Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в реверберационной камере (фиг. 1) работает следующим образом.

Источник 5 излучения шума облицовывают исследуемым звукопоглощающим элементом (фиг. 2) и устанавливают в реверберационной камере, представляющей собой помещение объемом от 60 до 1000 м³ с непараллельными 1, 2, 3, 4 внутренними ограждениями, поверхность которых является хорошим отражателем звука. Уровень звуковой мощности L_p, дБ, испытуемого объекта 5 определяется по результатам измерений среднего уровня звукового давления L_cp на его измерительной поверхности 6, за которую принимают площадь полусферы S, м², т.е. S=2πr², по формуле: , где L_cp - средний уровень звукового давления в камере; А - эквивалентная площадь звукопоглощения камеры, определяемая по формуле: .

Исследуемый звукопоглощающий элемент (фиг. 2), которым облицовывают источник 5 излучения шума, содержит гладкую 8 и перфорированную 9 поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков 10 и пустотелых участков 12, причем пустотелые участки 12 образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа, форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру 13, или волнистую, или поверхность со сферическими поверхностями (на чертеже не показано). Полости 11, образованные гладкой 8 и перфорированной 9 поверхностями, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, заполнены звукопоглотителем. При этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой 8 и перфорированной 9 стенках. Полости 14 пустотелых участков 12, образованные призматическими поверхностями, заполнены строительно-монтажной пеной. Между гладкой 8 поверхностью и сплошными участками 10 слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной 9 поверхностью и сплошными участками 10, расположены резонансные пластины 15 и 16 с резонансными вставками 17, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».

В качестве звукопоглощающего материала применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например пеноалюминий, а в качестве звукопоглощающего материала - минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA».

1. Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в реверберационной камере содержит источник излучения шума, который устанавливается на полу реверберационной камеры, представляющей собой помещение объемом от 60 до 1000 м³ с непараллельными, внутренними ограждениями, поверхность которых является отражателем звука, при этом уровень звуковой мощности L_p, дБ, испытуемого источника излучения шума определяется по результатам измерений среднего уровня звукового давления L_cp на измерительной поверхности, с установленными по ее контуру акустическими микрофонами, за которую принимают площадь полусферы S, м², т.е. S=2πr², по формуле:

где L_cp - средний уровень звукового давления в камере; A - эквивалентная площадь звукопоглощения камеры, определяемая по формуле:

причем эквивалентная площадь звукопоглощения камеры определяется экспериментально, по измерениям времени реверберации Т_р помещения, т.е. времени, в течение которого уровень звукового давления в помещении уменьшается на 60 дБ после прекращения действия источника излучения шума, при этом: V - объем помещения, м³; А₀=1 м².

2. Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в реверберационной камере по п. 1, отличающийся тем, что исследуемый звукопоглощающий элемент, которым облицовывают источник излучения шума, содержит гладкую и перфорированную поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков и пустотелых участков, причем пустотелые участки образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа, форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру, при этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой и перфорированной стенках, причем полости пустотелых участков, образованные призматическими поверхностями, заполнены звукопоглотителем, а между гладкой поверхностью и сплошными участками слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной поверхностью и сплошными участками, расположены резонансные пластины с резонансными вставками, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».