路径: 主页 > GB/T > 第663页 > GB/T 21231.1-2018 | 标准编号 | GB/T 21231.1-2018 (GB/T21231.1-2018) | | 中文名称 | 声学 小型通风装置辐射的空气噪声和引起的结构振动的测量 第1部分：空气噪声测量 | | 英文名称 | Acoustics -- Measurement of airborne noise emitted and structure-borne vibration induced by small air-moving devices -- Part 1: Airborne noise measurement | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | A59 | | 国际标准分类 | 17.140 | | 字数估计 | 38,342 | | 发布日期 | 2018-03-15 | | 实施日期 | 2018-10-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 21231.1-2018: 声学 小型通风装置辐射的空气噪声和引起的结构振动的测量 第1部分：空气噪声测量
GB/T 21231.1-2018 英文名称: Acoustics -- Measurement of airborne noise emitted and structure-borne vibration induced by small air-moving devices -- Part 1: Airborne noise measurement
ICS 17.140
A59
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 21231-2007
声学 小型通风装置辐射的空气噪声和
引起的结构振动的测量
第1部分:空气噪声测量
1 范围
GB/T 21231的本部分规定了用于冷却电子、电气和机械设备的小型通风装置辐射的空气噪声声功率级的测量方法。
这类小型通风装置包括轴流风机,管式轴流风机,叶片式轴流风机,离心式风机,电动叶轮,及它们的变化形式。
本部分描述了测量小型通风装置辐射的空气噪声的测试装置和方法。该空气噪声是通风装置的体
积流量及其在测试装置上形成的风机静压的函数。本部分的目的是供通风装置制造商、采用通风装置
冷却电子设备和类似应用的制造商,以及测试实验室使用。本部分为通风装置制造商、设备制造商及测
试试验室提供一种获得可比结果的方法。本部分的结果可用作工程信息和性能鉴定,并且本方法还可
在采购技术说明书和买卖双方签订的合同中加以引用。噪声辐射测量的最终目的是为了给设计师提供
数据,协助其设计包含一个或多个通风装置的电子、电气或机械设备。
基于经验数据,通过比例缩放箱的测试,计算上限为本部分规定的最大(体积)流量的方法是可行的。
5 测试箱的设计及性能要求
5.1 概述所述设计旨在满足规定的最大体积流量和最大风机静压的极限值。该设计对通风装置提供可调的
流阻,同时保证透声。注1:按照本部分确认透声率的要求请见5.5。
5.2~5.6给出了测试箱的参考设计,如图1~图8所示。这些分条款和本部分的其他条款也指出允
许设计可与这个设计不同,主要是在缩小框架线性尺寸和其他部件某些尺寸的选择方面,同时在足尺到
1/4缩尺范围内保持几何比例不变。这样的缩减使被测通风装置最大允许体积流量的降低与测试箱体
积的减小成正比,即按线性尺度的三次方减小[见式(4)]。
注2:这些改变可能会更加适合更小或更安静的风机,以及相对于足尺的测试箱而言,门太窄的测试室采用。
上述允许的改变产生的复现性标准偏差在表1的范围内。参考设计的其他改变对通风装置声功率
级测定不确定度的影响程度尚不明确。
5.2 测试箱:主要部件
5.2.1 概述:如图1所示,测试箱应由一个在其框架上覆盖一层透声但不透气的聚酯膜构成的密封腔、
一个安装板以及一个可调节的出口端装置组成。
测试箱应满足5.2.2~5.2.7规定的要求。
5.2.2 箱的尺寸:图1给出了足尺测试箱的尺寸。
5.2.3 覆盖层:标称厚度为25μm~50μm的各向同性聚酯膜。可用压条对覆盖层进行保护(如图1和图2)。
5.2.4 框架:采用标称尺寸为50mm×50mm的合适材料以保证测试箱的结构完整。角撑板建议采用
木质结构,有时也会要求用其他的材料(见图3)。包括框架构件厚度的框架线性尺寸应与测试箱的大小成比例。
5.2.5 框架材料:经验表明,无论是硬木(如桦树)还是铝管都具有足够的强度、刚度和耐久性,并符合
5.5中所列的声学性能要求。
5.2.6 隔振:对任意尺寸的测试箱,其箱腿或支撑应提供测试箱与地板(平台)间的隔振。隔振的目的
是阻断测试箱和地板之间的振动传递路径。不管选择哪种方法,应保持足尺测试箱箱腿总高为0.1m
(见图1和图3)。0.1m的箱腿高度应与箱尺寸成比例。
5.2.7 风机静压测孔:压力环应直接固定在安装板的后面,环的尺寸与安装板的周长相匹配(见图4),
压力环周长应与测试箱的尺寸相匹配,压力环管径和静压测孔不一定成比例,但需保持不变。
5.3 安装板部件
安装板部件应由某种接装板组成,接装板封装到增强橡胶板上,橡胶板再通过铝质压条封装到测试
箱框架上(如图1,图4和图5)。用接装板把风机牢固地固定在橡胶板上。可以采用如图5所示的适合
于轴流风机的安装形式,也可以采用其他更适合于特定被测通风装置的安装形式。接装板不应对气流
产生干扰,且不产生除通风装置自身噪声外任何附加的声辐射。
安装板部件(包括接装板和柔性板)可用单块阻尼板来代替,阻尼板有类似接装板的开孔(但无接装
板),阻尼板材料要求对空气声测量没有显著的影响。
阻尼板材的技术要求是,将尺寸为1m2无风机安装孔的板通过两角自由悬挂的,在其中心处测量
的25Hz~5000Hz频率范围内的机械导纳级不超过-45dB(基准值:1m/Ns),机械导纳级测量应按ANSI/ASAS2.32进行。
导纳级的允差2Hz~100Hz为±8dB,100Hz~200Hz为±4dB,200Hz~5000Hz为±2dB。
这些允差限值保证了阻尼板具有充分的阻尼以防止框架激振。这些替换板有时用于同风机振动有关的
测量中(见GB/T 21231.2)。对声与振动测量使用相同的安装板会提高联合测试的效率。如果替换了
参考设计的安装板,则应根据板材的阻抗测试,在测试报告中对替换版的机械导纳加以说明。
接装板的开口应与通风装置制造商所建议的一致,压板框和橡胶板的开口应大于接装板的开口以
尽可能减小对气流的扰动。铝质压条的长、宽、厚及增强橡胶安装板的长、宽都应与测试箱大小成比例。
其他尺寸,包括板的厚度,可不成比例。
5.4 可调出气口部件
可调出气口部件应由一块有固定开孔的板和一块滑块(可滑动的板)构成,以供足尺测试箱的出口
面积从0m2~0.2m2 连续可调(见图6~图8),出口最大面积应与测试箱线性比例的平方成正比。
注:测试期间通过调节出口部件滑块的位置来控制通风装置的工况点。
5.5 测试箱的插入损失
对于本部分,测试箱的有效性由测试箱的插入损失来评估(3.2.3)。
根据下面步骤a)~c)确定的测试箱的1/3倍频带插入损失不应超过-2dB~3dB,建议不超±1.5dB:
a) 声源(如扬声器)声功率级应测定两次:一次是声源在测试箱内,另一次是声源在测试箱外,但
测量应在测试室内同一个位置。如果插入损失在反射面上方的自由场内测量,则半球面传声
器阵列宜以声源为中心。
b) 如果在两次声功率测量中,扬声器声源位置相对于反射面(地面和安装面板)发生了移动,则
可能产生测量不确定度。为此要把声源装在地面上,卸下安装面板并把测试箱翻转90°,以使
通常由安装面板覆盖的面平行于地面,出口在顶面上。这样能够通过上下垂直移动测试箱以
覆盖或暴露声源,而不必移动声源。
c) 声源的安装应使传递到测试箱框架或盖板的声源固体声辐射尽量小。
在测定插入损失时,出口滑块应处于关闭状态。
5.6 静压测量仪器
通风装置在测试箱内产生的风机静压用压力环来测定(参见图4)。压力环如图所示有四个相隔
90°的测孔,并朝向通风装置的送风口中心(在环平面上)。压力环应固定在支撑安装面板的框架上。压
力环管线能够通过在框架上钻出的一个光滑无毛刺小孔引出箱外。风机静压建议用校正过的压力计读出。
所用压力计或其他压力测量装置的分辨率应为风机最大静压的1%或更优(如0.5%)。
压力计在稳定压力状态下的不确定度应不超过通风装置气动性能曲线最佳效率点的1%或1.5Pa
的较大值,更详细的信息见ISO 5801:2007的6.2。
6 安装
6.1 测试室中测试箱的安装
测试箱应安放在测试室地面上,该测试室已按ISO 7779:2010的第6章和第7章对声功率级测定的要求通过了认证。
6.2 气流方向
建议最好在通风装置向测试箱送风时进行测试。为避免不合要求的气流条件,可采用其他流向。
如离心风机或无涡壳的电动叶轮可以在进气口用测试箱来测试。
6.3 通风装置的安装
通风装置应封装在5.3所规定的安装板部件上(可以是带接装板和压板框的橡胶板,也可以是单块
阻尼板)。为保持安装平面与测试箱面平行,应使用附加的不干扰空气声传播的隔振支撑;特别是在测
试离心风机时,尤其是低静压情况下,此支撑是必需的。在所有情况下,安装板部件都应保持与测试箱
表面在同一平面内。对大型通风装置,会需要辅助支撑来防止因装置太重使安装板弯曲或扭曲。此支
撑不应影响空气声的传播,并隔离通风装置的振动。
建议对通风装置的每种配置都要进行测试(见3.1.1注2)。
有时,通风装置需要在测试箱出口完全打开时测量,此时会引起聚酯膜板抖动而产生不想要的噪
声。这时需要采取一些措施使抖动噪声最低。如把装有通风装置的安装板部件和测试箱脱开,并将测
试箱移开。安装板部件宜保持平面状态,并如6.1所述悬挂在测试室同一位置的地面上方。
7 通风装置的运行
7.1 输入电源
7.1.1 交流(AC)通风装置
通风装置应在每种额定的电源供电频率下运行,且在额定值±1.0%以内:
a) 额定电压(如果有任何规定);或
b) 规定电压范围的平均电压(如规定电压范围为210V~230V,则为220V)。
对于两相以上电源,相间电压变化不能超过额定值1%。
注:虽然第7章测试步骤与ISO 7779类似,但本部分给定的电压允差要求比ISO 7779(额定电压的5%)高很多。
7.1.2 直流(DC)通风装置
通风装置应在额定的标称电压的±1%范围内运行。
附加测试可在其他电压下条件下进行,(如额定最大或额定最小)。
7.2 工况点(直流和交流通风装置)
7.2.1 工况点要求
针对7.1中要求的每一种供电频率和电压,分别对通风装置在三个工况下进行测试:
a) 可调节的出口(滑块)完全打开;
b) 在p-q曲线最大体积流量的80%处;
c) 在p-q曲线最大体积流量的20%处。
应记录各工况点实际静态压力。
注1:本部分中p-q曲线的测量是噪声测量的先决条件。因此,“最大体积流量”是p-q曲线上对应于静压为0的点。
例如,被测风机最大体积流量在p-q曲线上的读数为0.01m3/s时,80%即为0.01m3/s×0.8=0.008m3/s。
注2:本部分中,“滑块完全打开”与“最大流量”有明显的区别。本部分上一版以及其他常见标准的描述与本部分所
描述的并不一样。条件a)“滑动板全开”被当成是 “最大流量”或“自由流通”状态。但是,测试箱产生的气流
阻力会影响实际工况点。例如,图9横坐标附近的三条光滑曲线分别表示1/4比例、1/2比例和足尺测试箱
在滑块全开情况下的系统阻抗曲线。
7.2.2 附加工况点
可在其他工况点,包括最大全静态效率点,进行附加测试以获得声功率级随体积流量变化的曲线。
一些通风装置(例如小型管装式轴流风机)在最大全静态效率点运转时可能不稳定,因此测试不宜在不稳定工况点进行。
7.2.3 步骤
工况点应按a)~c)的步骤来获得:
a) 应从通风装置的气动性能曲线(p-q曲线)上读得选定的百分比体积流量(见7.2.1),该曲线
(先于噪声测试)根据ISO 5801或附录A测定得到,考虑适用性,测试应取相同的气流方向。
b) 噪声测试时如果环境大气密度与ISO 5801或附录A中规定值相差超过1%,风机静压应按式
风机和风机静压在每个工况点都应保持稳定。
如果在最大全静态效率点下进行测试,在这个运行工况点调节测试箱时宜特别小心。在最大全静
态效率处,有些通风装置有三个以上体积流量对应相同的风机静压值。只有最高体积流量工况点才是
最大全静态效率工况点,要得到这个工况点,应从自由排气开始逐渐增加静压,直到达到这一点。
如果通风装置在推荐的一个工况点不稳定(如流速不稳或压力不稳),则要降低风机静压直到稳定
为止,并采用这样得到的新工况点。不稳定状态应注明且应对代替的工况点进行描述。
注:根据ISO 5801或附录A得到的气动性能曲线与测试箱的性能可能存在差别,通常认为这一差别和典型通风装
置的应用特征等效,无需对测试箱的差别进行修正。
8 测量步骤
8.1 概述
应根据ISO 7779来测定声功率级。ISO 7779:2010第6章允许在混响室中依据ISO 3741使用比
较法,ISO 7779:2010第7章允许依据ISO 3744和ISO 3745在一个反射面上方近似自由场中测定声功
率。如果使用ISO 7779:2010第7章中的方法,则要求使用8.2中描述的传声器位置设置的一种。
注:使用ISO 7779:2010第7章中的方法,声功率级可能会受空气密度影响。本部分将按照ISO 7779:2010进行修
正。对于需要考虑空气密度影响的某些情况,附录B给出了补充信息。
8.2 反射面上方近似自由场测定的传声器位置
8.2.1 概述
对于本部分,从ISO 3744和ISO 3745规定的测量面中选择半球面作为声功率级的测量面。其半
径不应小于0.5m(见3.2.2注2)
注1:在ISO 7779中,对于反射面上方近似自由场的测量,除了半球面,还规定了其他形状的测量面。然而,采用安
装于这样一个声学环境中的测试箱来测试声功率级,本部分只允许半球面测量面。
建议采用8.2.2或8.2.3中传声器位置设置的一种,但半径不应小于0.5m(见3.2.2的注2)。在任
何情况下,坐标的原点都位于安装孔中心在反射面上的垂直投影处。如果采用的测试箱几何尺寸小于
图1尺寸,则半径应在2m和测试箱的几何缩尺半径之间选取。
注2:这些传声器位置的设置降低了地面反射所引起的干扰,并可避开进气或排气的气流。
8.2.2 半球面上的固定点
图10中,对球面上代表等面积的10个传声器位置从1到10进行编号。其相应坐标(x,y,z)列于表2和图10。
注:为了方便起见,表2和图10标明了半球测量面上固定位置的坐标。
8.2.3 在5个或更多平行平面内的共轴环形路径
作为固定位置的替代,可根据ISO 3744采用共轴环形路径,见图11。
8.3 测量准备
对每个通风装置进行噪声辐射测量时应按以下步骤准备:
a) 记录被测通风装置的名称、型号、序列号、规格、铭牌数据和全部说明;
b) 根据ISO 5801和附录A获取该通风装置的气动性能曲线;
c) 根据ISO 7779:2010校准传声器;
d) 依据ISO 7779:2010测量测试室的背景噪声级;
e) 测量环境温度、相对湿度和环境大气压;
f) 如果需要使用标准声源(RSS)法,则应测量标准声源的声压级;
g) 将用于测量测试箱中风机静压的压力计或其他测压装置调零。
8.4 通风装置的运行测试
对每个通风装置进行噪声辐射测量时,应按以下步骤进行:
a) 在对通风装置进行声学测试前,预热足够时间到设备温度稳定。如果不确定预热时间,则至少预热30min;
b) 按照6.3把通风装置装到测试箱上;
c) 按照7.1调节电压(和交流供电时的频率);
d) 按照7.2调节滑块以获得所需工况点;
e) 按照ISO 7779:2010第6章或第7章测量声功率级,应测定A计权声功率级和1/3倍频带声
功率级,倍频带声功率级可选;
f) 按照第10章记录数据;
g) 对每个工况点重复步骤d)~f);
h) 要求对每个电压重复步骤c)~g)。
在足尺测试箱上进行小型离心风机的某些测试时,风机噪声谱中有时偶尔出现离散纯音。它们显
然与测试箱的共振频率相......
|