Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в производственных помещениях

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, облицовки производственных помещений и в других звукопоглощающих конструкциях. Технический результат заключается в повышении эффективности шумоглушения и надежности конструкции в целом. Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в производственных помещениях содержит испытуемый объект, который установлен свободно на полу в помещении, а в пяти точках измерения, по периметру испытуемого объекта, на расстоянии 1 м от его габаритных размеров, установлены акустические микрофоны из комплекта акустической аппаратуры, отвечающей требованиям к измерительным комплексам, при этом количество точек измерения равно пяти, а число измерений в каждой точке равно трем, после замеров проводится расчет шумовых характеристик объекта по определенным математическим выражениям. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл.

 

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 Lp определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления Lcp 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 эффективность шумоглушения за счет наличия пустот между слоями, где отсутствует поглощение звука между слоями звукопоглотителя.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения и надежности конструкции в целом.

Это достигается тем, что в стенде для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в производственных помещениях, содержащий испытуемый объект с размерами l1, l2, l3 - соответственно длина, ширина и высота, м, который установлен свободно на полу в помещении с размерами: длина D, м; ширина W, м; высота Н, м, а в пяти точках измерения, по периметру испытуемого объекта, на расстоянии 1 м от его габаритных размеров, установлены акустические микрофоны, из комплекта акустической аппаратуры, отвечающей требованиям к измерительным комплексам, при этом количество точек измерения равно пяти, а число измерений в каждой точке равно трем, после замеров проводится расчет шумовых характеристик объекта следующим образом:

сначала определяются параметры для акустических расчетов по формулам:

где l1, l2, l3 - соответственно длина, ширина и высота объекта, м; h - высота точек измерения над уровнем пола, м; d=1 м - расстояние от точки измерения до габаритов испытуемого объекта; затем находятся корректированные уровни звукового давления Lкор, дБ, с учетом влияния отраженного звука по формулам:

где n - количество точек измерения на измерительной поверхности; Li - уровень звукового давления в i-й измерительной точке, дБ; K - постоянная, учитывающая влияние отраженного звука; SV - площадь ограждающих поверхностей в помещении, включая пол, м2; А - эквивалентная площадь звукопоглощения при коэффициенте звукопоглощения αS=0,15 для цеха с оборудованием, при этом уровень звуковой мощности LP вычисляется при S0=1 м2 по формуле:

где Lcp - средние уровни звукового давления, скорректированные при фоне в цехе выше уровня шума испытуемого объекта более чем на 10 дБ до значения средних корректированных уровней звукового давления Lкор; затем вычисляются расчетные уровни звукового давления на рабочем месте в цехе с учетом плотности установки оборудования и одновременности работы машин по формуле:

где X - величина, зависящая от средней плотности q установки машин в цехе, дБ; Y - величина, зависящая от одновременности работы машин в цехе, дБ.

На фиг. 1 изображена схема стенда для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в производственных помещениях, на примере звукопоглощающего кожуха для приводного механизма; на фиг. 2 - вид сверху фиг. 1; на фиг. 3 - схема стенда для промышленного пылесоса с глушителем шума; на фиг. 4 - вид сверху фиг. 3; на фиг. 5 - конструкция звукопоглощающего элемента для исследуемых объектов: кожуха для приводного механизма и пылесоса с глушителем шума.

Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в производственных помещениях содержит исследуемые объекты: кожух для приводного механизма (фиг. 1, 2) и пылесос с глушителем шума (фиг. 3, 4), в которых применен звукопоглощающий элемент (фиг. 5).

На фиг. 1, 2 изображена схема стенда для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в производственных помещениях, на примере кожуха 4 приводного механизма, облицованного изнутри звукопоглощающим элементом 5 (фиг. 5) и установленного на основании 6 (пол производственного помещения) посредством виброизоляторов 8 через опорную вибродемпфирующую плиту 7, при этом приводной механизм состоит из электродвигателя 1, соединенного посредством муфты 2 с редуктором 3, жестко установленных на опорной вибродемпфирующей плите 7. размещенной между этими механизмами и виброизоляторами 8.

Исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов кожуха 4 приводного механизма (фиг. 1, 2) проводят поочередно: сначала без облицовки кожуха 4 звукопоглощающими элементами 5, а затем с исследуемой, новой облицовкой и сравнивают полученные результаты.

Возможен вариант, когда исследования акустических характеристик проводят поочередно для сравнения с несколькими различными звукопоглощающими элементами 5 кожуха 4.

На фиг. 3, 4 изображена схема пылесоса 9 с глушителем шума 10, в котором применен звукопоглощающий элемент (фиг. 5). В пяти точках измерения, по периметру испытуемого объекта, на расстоянии 1 м от его габаритных размеров, установлены акустические микрофоны, например из комплекта акустической аппаратуры типа ИШВ-1, отвечающей требованиям к измерительным комплексам.

Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в производственных помещениях работает следующим образом.

Исследования акустических характеристик пылесоса 9 с глушителем шума 10 (фиг. 3, 4) проводят также поочередно: сначала с глушителем шума 10 без облицовки его корпуса, а затем с исследуемой, новой облицовкой и сравнивают полученные результаты. Возможен вариант, когда исследования акустических характеристик пылесоса 9 с глушителем шума 10 проводят поочередно для сравнения с несколькими различными звукопоглощающими элементами 5 облицовки корпуса глушителя шума 10.

Рассмотрим работу стенда на примере пылесоса 9 с глушителем шума 10.

Испытуемый пылесос имеет размеры: l1, l2, l3 (1,2×0,6×1,2) - соответственно длина, ширина и высота пылесоса, м. Он установлен свободно на полу в помещении (цехе) с размерами: длина D=20 м, ширина W=12 м, высота Н=3,4 м. Режим работы пылесоса соответствовал вращению крыльчатки вентилятора со скоростью n=3000 об/мин. Количество точек измерения равнялось пяти, а число измерений в каждой точке - 3.

Расчет шумовых характеристик пылесоса НПП-2 проводим следующим образом.

Сначала определяем параметры для акустических расчетов по формулам (1):

здесь l1, l2, l3 - соответственно длина, ширина и высота пылесоса, м; h - высота точек измерения над уровнем пола, м.

При принятых исходных данных рассматриваемого примера, эти параметры равны: а=1,6 м; b=1,3 м; с=2,2 м; h=0,63 м; S=19,64 м2. Расчеты заносим в табл. 1.

Средние корректированные уровни звукового давления Lкор, дБ, с учетом влияния отраженного звука определяем по формулам:

;

A=αS⋅SV.

где n - количество точек измерения на измерительной поверхности; Li - уровень звукового давления в i-й измерительной точке, дБ; K - постоянная, учитывающая влияние отраженного звука; SV - площадь ограждающих поверхностей в помещении, включая пол, м2; А - эквивалентная площадь звукопоглощения при коэффициенте звукопоглощения αS=0,15 для цеха с оборудованием, м2.

Корректировка по шуму помех не вносится, если фон в цехе ниже уровня шума пылесоса более чем на 10 дБ (поправка Δ=0). Уровень звуковой мощности LP вычисляется по формуле:

So=1 м2.

При принятых исходных данных эти параметры равны: K=2,1 дБ; SV=710 м2; А=106,5 м2. Октавные уровни звуковой мощности LP, дБ, приведены в табл. 1.

Расчетные уровни звукового давления на рабочем месте в цехе с учетом плотности установки оборудования и одновременности работы машин вычисляются по формуле:

где X - величина, зависящая от средней плотности q установки машин в цехе, дБ, Y - величина, зависящая от одновременности работы машин в цехе, дБ (табл. 2 и 3). Для наших условий при q=0,01 шт/м2 эти величины равны: Х=-15,5 дБ; Y=0.

Таблица 2

Таблица 3

Результаты расчета заносим в табл. 1. Анализируя полученные данные приходим к выводу, что акустические характеристики пылесоса с серийным глушителем шума при частоте вращения n=3000 об/мин и плотности установки q=0,01 шт./м2 не соответствуют требованиям стандарта, причем превышение уровней звукового давления наблюдается в основном в высокочастотной области 1000-8000 Гц и составляет порядка 7-10 дБ.

Звукопоглощающий элемент (фиг. 5) содержит гладкую 11 и перфорированную 12 поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков 13 и пустотелых участков 15, причем пустотелые участки 15 образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа, форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру 16, или волнистую, или поверхность со сферическими поверхностями (на чертеже не показано). Полости 14, образованные гладкой 11 и перфорированной 12 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 11 и перфорированной 12 стенках. Полости 17 пустотелых участков 15, образованные призматическими поверхностями, заполнены строительно-монтажной пеной. Между гладкой 11 поверхностью и сплошными участками 13 слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной 2 поверхностью и сплошными участками 13, расположены резонансные пластины 18 и 19 с резонансными вставками 20, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».

Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.

Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 12 и комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, уменьшается, так как осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", имеют место потери энергии за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя. Между гладкой 11 поверхностью и сплошными участками 13 слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной 12 поверхностью и сплошными участками 13, расположены резонансные пластины 18 и 19 с резонансными вставками 20, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».

Резонансные отверстия 20 (вставки), расположенные в резонансных пластинах 18 и 19, выполняют функции горловин резонаторов "Гельмгольца", частотная полоса гашения звуковой энергии которых определяется диаметром и количеством резонансных отверстий 20.

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.

В качестве звукопоглощающего материала применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая ваты типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена.

Материал перфорированной поверхности выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».

1. Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в производственных помещениях, содержащий испытуемый объект с размерами: l1, l2, l3 – соответственно длина, ширина и высота, м, который установлен свободно на полу в помещении с размерами: длина D, м; ширина W, м; высота Н, м, а в пяти точках измерения, по периметру испытуемого объекта, на расстоянии 1 м от его габаритных размеров, установлены акустические микрофоны из комплекта акустической аппаратуры, отвечающей требованиям к измерительным комплексам, при этом количество точек измерения равно пяти, а число измерений в каждой точке равно трем, после замеров проводится расчет шумовых характеристик объекта следующим образом:

сначала определяются параметры для акустических расчетов по формулам:

где l1, l2, l3 – соответственно длина, ширина и высота объекта, м; h – высота точек измерения над уровнем пола, м; d=1 м – расстояние от точки измерения до габаритов испытуемого объекта; затем находятся корректированные уровни звукового давления Lкор, дБ, с учетом влияния отраженного звука по формулам:

,

где n – количество точек измерения на измерительной поверхности; Li – уровень звукового давления в i-й измерительной точке, дБ; K – постоянная, учитывающая влияние отраженного звука; SV – площадь ограждающих поверхностей в помещении, включая пол, м2; А – эквивалентная площадь звукопоглощения при коэффициенте звукопоглощения αS=0,15 для цеха с оборудованием, при этом уровень звуковой мощности LP вычисляется при S0=1 м2 по формуле:

где Lcp – средние уровни звукового давления, скорректированные при фоне в цехе выше уровня шума испытуемого объекта более чем на 10 дБ до значения средних корректированных уровней звукового давления Lкор; затем вычисляются расчетные уровни звукового давления на рабочем месте в цехе с учетом плотности установки оборудования и одновременности работы машин по формуле:

где X – величина, зависящая от средней плотности q установки машин в цехе, дБ; Y – величина, зависящая от одновременности работы машин в цехе, дБ.

2. Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в производственных помещениях по п. 1, отличающийся тем, что исследуемая облицовка объектов содержит гладкую и перфорированную поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, слой сложной формы представляет 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».



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, облицовки производственных помещений, и в других звукопоглощающих конструкциях.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может найти применение при контроле состояния массивных бетонных сооружений. Способ включает создание компьютерных моделей сооружения, моделей нагрузок и воздействий на него, расчет характеристик несущих конструкций, сбор и обработку данных с контрольно-измерительной аппаратуры, данные натурных наблюдений по контрольно-измерительной аппаратуре, например закладных тензометров, восстанавливают по разработанной статистической модели с использованием расчетных значений напряжений в локальных точках массивного бетонного сооружения, полученных на имитационной математической модели, откалиброванной по значениям интегральных диагностических показателей сооружения, и данных наблюдений за сооружением в период, предшествующий выходу из строя контрольно-измерительной аппаратуры.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения ударных нагрузок на летательных аппаратах (ЛА). Способ включает измерение суммарного вибрационного и ударного процессов измерения суммарного вибрационного и ударного процесса в местах размещения бортового оборудования на концах крыла и концевых частях фюзеляжа ЛА, с применением преобразователей, чувствительные элементы которых реагируют на ускорение, возникающее в месте крепления этих преобразователей, его запись на регистратор.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам, и может быть использовано в авиационной испытательной технике для испытаний элементов беспилотного вертолета с соосными винтами.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытаний на ударные воздействия, и может быть использовано при испытаниях на ударные воздействия различных приборов и оборудования, требования к которым задаются в виде спектра удара.

Изобретение относится к области автоматизированных систем мониторинга технического состояния объектов повышенной опасности и может быть использовано для текущей оценки и прогноза безопасной эксплуатации объектов, эксплуатируемых в условиях динамических воздействий.

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для измерения, контроля и управления динамическими характеристиками вибрационных технологических машин.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизированного контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения в процессе его эксплуатации.

Сейсмоплатформа относится к испытательной технике и воспроизводит сейсмические нагрузки в виде трехмерных затухающих колебаний. Сейсмоплатформа содержит плиту для размещения испытуемого элемента сооружения или здания, установленную на опоры, которые установлены на дополнительную прокладную плиту, которая в свою очередь опирается на фундамент через податливые в горизонтальном направлении опоры и соединена со стеной и с фундаментом через гидравлические приводы.

Изобретение относится к средствам и методам диагностики инженерных сооружений и может быть использовано для контроля и оценки ресурса надежности и безопасной эксплуатации сооружений, работающих в условиях динамического нагружения.

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, облицовки производственных помещений, и в других звукопоглощающих конструкциях.

Изобретение относится к облегченным акустическим структурам. Акустический субстрат включает в себя по существу открытый внутренний и внешние облицовочные слои.

Изобретение относится к промышленной акустике. Технический результат - повышение эффективности шумоглушения на низких и средних частотах.

Изобретение относится к бесформальдегидным композициям для покрытий. Покрытия используют для придания волокнистым панелям и акустическим панелям, таким как потолочные плитки, устойчивости к провисанию.

Изобретение относится к области корректировки акустических характеристик объемов пространства помещений, преимущественно концертных, театральных, храмовых и иных.

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства при шумоглушении производственного оборудования методом звукопоглощения.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для оценки акустики объемных помещений. .

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве средства защиты от шума. .

Изобретение относится к области улучшения акустики поверхностей, огораживающих объемы пространства. .

Изобретение относится к области автоматизированных систем мониторинга технического состояния зданий и сооружений и может быть использовано при проектировании и эксплуатации зданий и сооружений. Способ включает выбор контролируемых элементов (конструкций) строительного объекта, по состоянию которых судят о состоянии строительного объекта, регистрацию значений измеренных параметров, характеризующих состояние выбранных контролируемых элементов, вычисление текущих значений контролируемых параметров по результатам измерений и их обработки методом мягких измерений. Затем производится определение состояний контролируемых параметров по результатам сравнения вычисленных значений с пороговыми значениями контролируемых параметров, идентификация состояния контролируемых элементов и/или строительного объекта в целом на основании выбора худшего состояния соответствующих контролируемых параметров, отображение в наглядной форме мониторинговой информации и результатов оценки отдельных контролируемых элементов и/или строительного объекта в целом. Технический результат заключается в повышении достоверности определения конструкций, находящихся в аварийном или предаварийном состоянии, повышении точности определения состояния контролируемых конструкций и объекта в целом за счет исключения систематической ошибки измерительных приборов и возможности взаимоувязанного анализа измерений с различных приборов, повышении быстродействия за счет уменьшения массива обрабатываемой информации.

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, облицовки производственных помещений и в других звукопоглощающих конструкциях. Технический результат заключается в повышении эффективности шумоглушения и надежности конструкции в целом. Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в производственных помещениях содержит испытуемый объект, который установлен свободно на полу в помещении, а в пяти точках измерения, по периметру испытуемого объекта, на расстоянии 1 м от его габаритных размеров, установлены акустические микрофоны из комплекта акустической аппаратуры, отвечающей требованиям к измерительным комплексам, при этом количество точек измерения равно пяти, а число измерений в каждой точке равно трем, после замеров проводится расчет шумовых характеристик объекта по определенным математическим выражениям. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл.

Наверх