GB/T 2423.47-2018 环境试验 第2部分:试验方法 试验Fg:声振
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式中: B. 频率分辨率; T. 有效平均时间。
式中: B. 频率分辨率; T. 有效平均时间
蝶阀标准4试验声环境及试验要求
N.=2B. X T
为了确定电子电工产品在规定的高强度噪声场中工作和耐受能力,需要进行声振试验。实际上 详品所受到的波动压力环境可能是行波和混响声场的复杂综合。在结构中的内部和受噪声作用的 内,由于共鸣这个声试验环境可以产生非常高的局部声压级。因此有必要选择最适合样品的噪声
验类型。这个声试验环境可以从现场或试飞的实测数据或者对产品具体位置规定的通用级获得,如 图1、图2和图3。施加的试验普可以含有高于或低于图中给出的频率分量。 注:与飞行环境有关的声压级内容见ISO2671[8]
图1声试验1/3倍频程频谱
图3工业机械噪声的倍频程谱
当对试验样品而言压力波动为均匀分布时,混响场通常用于打算置于封闭空间中的试验样品 它也可以用来试验自封闭的试验样品,如大型运载器的鼻锥整流罩等,不可能有其他更适合的模
空腔共鸣可由湍流流过空腔或受到声激励产生。例如,飞行器着陆放下轮子时的起落架舱或燃烧 室(参见A.3)
驻波可以产生很高纯音的声压级(参见A.4)
A.5给出了根据试验要求选取合适声源的导则
为了监控试验样品周围声场的声压级,需测量试验样品上声引起的振动,并分析这些测量值的步 量(见4.3.3)
所用声传感器需能对混响室进行随机人射测量和对行波管进行掠人射测量,并具有测量的3倍 领定方均根峰值的能力。 监控测量系统具有高于规定试验总声压级和各自频带声压级10dB的能力
4.3.3振动响应测量
由相关规范中指定的样品振动监测可基于加速度和(或)应变。如需要也可监测力、位移或速 用于振动响应测量的监控设备应具有不小于16Hz~2000Hz频率范围内测量总的振动响应的
测量数据要从4.3.2获得,如果需要的话,4.3.3也可作频率成分分析: a)声测量应具有至少1倍频程,最好1/3倍频程的分析能力; b)振动响应测量通常需要具有较高分辨率的分析能力。 具体用哪种分析带宽应按有关规范的规定
备包括混响室(箱和行波管,其他类型的专业设备参见附录A,本部分的原则可作为这些替代设备试验 方法的基础。 所用的设备类型由有关规范规定。 如果要求进行样品同时暴露于高强度的噪声环境和一些其他环境的综合试验,试验中声振部分的 条件应与本部分一致。综合试验可能包括噪声、极端温度或温度变化、弥补声激励低频不足的机械 振动。
试验样品应安装在混响室的中央,其主要表面尽可能地不平行于墙壁(包括顶面与地面),样品应弹 生地悬挂或支撑在混响室里。需要时有关规范应规定优先选用的安装形式或连接点。 处于悬挂或支撑系统上样品的固有频率应低于25Hz或最低试验频率的四分之一,取较低值。 检查点与样品表面之间的距离大于最低频率的1/2波长或大于样品与墙面间距离的一半,取较小 直。如果不可能,就要放置一个传感器,其距离小于1/2波长。这样测量的噪声由于样品的反射而受到 很大的变化,在评估试验结果时要考虑这一点。 如果要求使用结构部件,则不论置于样品和弹性悬挂物之间或系住弹性悬挂物本身,都要仔细地防 上噪声场的畸变或外部振动的引人。 任何样品的连接件,如电缆、导管等的放置应模拟样品装在其工作位置上的约束和质量,为此需将 电缆、导管等紧固在安装夹具上
较小值。若无法实现,且一个传声器需要被放置在小于一半波长的位置,那么测量的声压级将由于试验 样品的反射而造成较大的偏差,当评估试验结果时,该效应需被考虑。 当对壁板组件进行试验时,用于控制的传声器最好齐平安装在试验样品对面的管道壁上。当安装 于试验区域内的其他位置时,应确保传声器仅响应掠入射波,并对测量的量级进行必要的修正。
若适用,有关规范应规定试验样品上传感器(加速度计、传声器、应变片等)的数量、类型和位置。 应提供每个传感器的校准证书。 混响室中使用的传声器应在扩散声场中进行校准,行波管中使用的传声器应在掠人声场中进行 校准
4.4.4试验控制预调
4.4.4试验控制预调
4.4.1检查点的数量与
对于完全安装于混响室或行波管内的样品,应有至少三个控制传声器来测量样品周围的声压级。 为了确定检查点的数量,需考虑样品与已知均匀声场尺寸的关系。安装在样品和虚设面的主要正交轴 上的传声器的数量与位置需在有关规范中规定(见图4)。 对于安装于行波管壁的试验样品,可以采用单个传声器进行控制,也可以采用分布于试验样品表面 的传声器进行控制,例如大样品
图4围绕试验样品虚设面上传声器检查点(1~6)的通常安装位置
4.4.4.2谱的控制
平均声压级,再由此算出平均总声压级。各带宽内的声压级和平均谱的声压级应在图1、图2、图3规定 的频谱容差内或有关规范规定的其他谱的容差内。平均总声压级应在试验规定的容差范围内。 有关规范规定的积分时间要足够长,以保证其结果的统计置信度。 预调时间应足够长:使得能对检查点传声器的响应进行实时分析,以保证预调试验期间声压级在规 定的容差内, 注1:有关规范需规定每个传声器在每个频带内波动的声压级和总声压级的最大允许偏差。 注2.如果有关规范要求1/3倍频程分析.则需要提供1/3倍频程谱
4.4.4.3谱的成形
为避免试验样品在声场预调时受到过试验的损害,应使用模拟物代替试验样品对声场进行预调,当 试验样品的体积远小于混响室体积时,可用空的混响室来进行预调。 本试验规定了一个由上升、下降和平直部分组成的总声压级谱(见图1)。对于一个标准的试验,应 根据试验样品的动力学环境选择一个试验谱。在特殊情况下,可以指定一条特殊形状的加速度谱密度 曲线,在这些情况下,有关规范应规定一个频率函数的谱型。不同的量级和相应的频率范围(断点)应尽 可能从表2和图1图2、图3中选取
声场产错等级由总压: 的应用导则
表2总声压级和暴露持续时间
为使试验样品达到稳定(热、机械等),应按有关规范要求在标准大气条件下进行预
为使试验样品达到稳定(热、机械等),应按有关规范要求在标准大气条件下进行预处理
应按有关规范的规定,对试验样品进行外观、尺寸及性能检查。 可以进行一个低于规定声压级的声振试验,对样品的响应进行测量,以在正式试验前确定试验样 动态响应。有关规范应规定这个低量级试验的严酷度
23.47—2018/IEC60068
按有关要求规范使用了传感器的试验样品应按4.4.2的要求进行安装。 按4.4.4.1的规定设置检查点以进行试验,谱形按4.4.4.3规定,谱形的控制按4.4.4.2规定,严酷等 级按第5章的要求由有关规范进行规定。 应记录来自控制传声器和样品监测传感器(若适用)的信号,以检查是否满足本部分和有关规范的 要求
加速试验是在产品的 用的情况下,为减少试验时目:采用将试验样 品暴露于比正常声压级高的工作环境中的试验方式。加速试验并没有明确的规则和试验程序,试验方 法可按有关规范的规定。A.7给出了加速试验的常用方法
当有关规范有要求时,试验样品在试验期间应进行工作并进行功能检汇
当有关规范有规定时,在条件试验之后和最终检测之间,有时需要一段时间使试验样品达到与初始 验测时存在的同样状态,如温度
应按有关规范规定对试验样品进行外观、尺寸及性能检测。 可以进行一个与初始检测相同声压级(低于规定试验声压级)的声振试验,并对样品的响应进行测 量,以确定正式试验后的动态响应。有关规范应对这个低于实际试验声压级的试验严酷度进行规定 试验前后动态响应的变化可用于识别结构的变化 有关规范应规定试验样品接收或拒收的判据
有关规范包括本试验时,根据应用情况应给出下列细节,特别注意标有“*”号的条款,因为这些资 料是必不可少的,具体见以下信息:
a) 滤波器的带宽 4.3.2 b) 设备类型 4.4.1 c) 安装” 4.4.2 d) 测试传感器 4.4.3 e) 检查点的位置和数量 4.4.4.1
a) 滤波器的带宽 b) 设备类型 c) 安装” d) 测试传感器 e)检查点的位置和数量
f) 1倍频程或1/3倍频程分析 4.4.4.2 g) 谱形· 4.4.4.2和4.4.4.3 h) 分析积分时间 4.4.4.2 i) 频带内声压级的最大允许变化 4.4.4.2 j) 1/3倍频程分析谱 4.4.4.2 k) 总声压级 第5章 1) 最小暴露时间 第5章 m) 预处理 第6章 n) 初始检测 第7章 0) 加速试验程序,如果有要求时 8.2 p) 中间检测 第9章 恢复 第10章 r) 最终测试" 第11章 s) 接收和拒收判据 第11章
f) 1倍频程或1/3倍频程分析 g) 谱形· h) 分析积分时间 i) 频带内声压级的最大允许变化 j) 1/3倍频程分析谱 k) 总声压级 1) 最小暴露时间 m) 预处理 n) 初始检测 0) 加速试验程序,如果有要求时 p) 中间检测 恢复 r) 最终测试 s) 接收和拒收判据
13试验报告中应给出的信息
GB/T27025一2008中5.10.2和5.10.3提供了关于试验报告或者校准证书中需提供的信息。试验 告或者校准证书至少给出以下信息,除特殊规定外,具体信息如下: a) 客户:名称和地址; b) 实验室:名称和地址: c) 试验报告:签发日期、唯一识别号; 试验日期; e) 试验目的:研发试验、验证试验等; f) 试验标准,版本:有关试验的程序; g) 样品描述:初始状态、唯一标识号、数量、图片、照片等; h) 样品的安装:夹具特性、图片、照片等; i) 试验设备的性能; j) 测量系统,传感器位置:描述、图片、照片等; k) 测量系统不确定度:总不确定度、校准数据,上次日期和下次日期; 1) 控制策略; m) 初始、中间、最终检测; n) 要求严酷等级:按试验规范规定; 0) 文件中试验严醋等级(若有相关规范规定):检测点、谱图、时长、频率分辨率、自由度数量、分 布等; p) 试验结果:样品最终状态; 试验情况记录; r) 试验结论; s) 试验负责人:姓名和签名; t) 发放:报告分送清单。 试验过程中,需要记录试验日志,例如,对试验运行参数、试验操作及检测的数据表格按照时间顺序 行记录。试验且志可附在试验报告中
理想的混响室是一个“盒子”,在受到宽带声激励时,它会产生混响声场。在此声场内,声压对时间 的均方值处处相等。然而,实际情况对于理想情况的偏离总是可接受的。 声压主要来自室内建立的共鸣模态,这是混响声场的特性,对声场最重要的要求是由足够的共鸣模 态数和偏离上均匀分布,以便保证试验样品的所有共振被激励。 混响室壁应有低的噪声传递率。室的容积与试验样品体积之比应不小于10:1。在某些情况下, 可以允许比值小于10:1,不过评价这样的试验结果时应小心,如果可能试验样品与混响室壁之间的距 离应大于最低使用频率波长的一半,见图A.1。
A.1.2混响室的容积
图A.1围绕试验样品传声器的通常安装位置
最低试验倍频程的中心频率和所需的混响室容积之间的关系在表A.1中给出,如果满足这样的条 牛,即使在最低的试验倍频程带宽内也能获得较理想的混响场
一半取其小者。如果需要某个传声器与试验样品表面之间的距离接近半波长,评价试验结果时需考虑 试验样品的反射效应,调整数据, 图A.1显示了传声器围绕试验样品的安装位置。图4表示了一个围绕试验样品虚设面上传声器检 查点(1~6)的通常安装位置。图A.2是环绕一个长圆柱形试验样品的传声器位置。无论如何,传声器 的位置要满足试验要求
图A.2围绕长圆柱试验样品传声器检查点的通
传声器的要求见4.3.2。传声器敏感面的直径不应大于上限频率波长的20%。对10kHz的上限 频率,应使用直径为6.35mm(1/4in)的传声器
载。否则把它们安装在管的试验段内去模拟两侧同时受载, 对于相同的输人声功率,在行波管中得到的声压级高于在混响室中得到的声压级,得到的声压级依 赖于生源的功率、管的截面积和形状。通常声压级至少比在大混响室中得到的声压级高10dB。 试验区域的结构应具有足够的质量和阻尼,以保证噪声谱不会受壁内表面振动或管壁传递漏失的 过度影响。 对于一个给定的声压级,试验区域的管道直径需与声源功率和试验样品尺寸相匹配。通常的,对于 个圆柱形样品,试验样品周围的环状空隙为试验样品直径的10%~25%。为确保得到一个可接受的 声场分布,样品周围的空隙是均匀的。 当进行壁板组件试验时,试验样品需安装在管道壁上,以确保掠入射声激励施加于整个外表面上
最初用喷气发动机的排气作为声源进行声引起疲劳的试验研究。这样的试验很花钱,并且受限制。 当试验要求扩展到环境时,可用的声源概念很多。但在试验室的声试验设备中最受注意的声源见 表A.3。
表A3带有波形和典型输出功率的声源例子
A.5.2电动气流换能器
电动气流换能器是用的最广泛的装置,在试验室中用来产生高强度的噪声,它提供一个用调制大容 量的低气压流产生可控的高声功率级的方法,通常用于产生准正弦或随机声振,其输出声功率非常高 大30000W输出功率的换能器已在应用中
A.5.3电动液压换能器
电动液压气流换能器在试验室中用来产 飞提供一 生可控的高声功率级的方法。可用于产生准正弦或随机声振,其输出功率极高,可达到200000W
直接辐射式扬声器,用于低声级条件下的声学研究、频响试验和试验室特性测量等。此类换能器 来说花费小,易于控制,在很宽的频带上产生可控的声振。通常具有10W的输出功率
宽带气笛提供一个既便宜又能产生中全 声的方法 雷由低压的小容量 气提供能源,产生的声功率一般为5000W。
A.5.6航空喷气发动机
冲压发动机可以用来产生高强度高频随机噪声。在可控的大声功率发生器研制出来之前最早用 室内产生声的方法。它的缺点是需要大量压缩空气且不易控制
表A.4规定各种使用现场的某些典型的总声压级(OASPL)及相应的持续时间,如果没有可用的实 测数据工程质量标准规范范本,就使用表A.4中推荐的数据。然而在所有的情况下,包括工业上的使用,有关规范需考虑一切 可以得到的资料。
使用表A.4时,有关规范需清楚地规定总声压级(OASPL)是否代表工作级,例如,也有可能是为其 他目的而增加的。
统计精度由统计自由度Na和置信度决定。 统计自由度按下式计算: N.= 2B. X T.
统计精度由统计自由度N。和置信度决定。统计自由度按下式计算 N.=2B. X T.
式中: B。一频率分辨率; T。一有效平均时间。 除非相关规范另有规定ZJM0标准规范范本,N。不小于120。如相关规范说明试验过程中要满足的置信度水平,这些 信息被用于计算统计精度。
频率分辨率; T。一有效平均时间。 除非相关规范另有规定,N。不小于120。如相关规范说明试验过程中要满足的置信度水平,这 息被用于计算统计精度
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