拖拉机噪声控制测试方法研究.pdf

拖拉机噪声控制测试方法研究 秦永辉 辽宁省农机质量监督管理站 沈阳 摘要 噪声测量是控制噪声和评价噪声控制效果的基础 介绍噪声控制声压级测试和声强测试的主要内容及技术方法 以期为拖 拉机噪声控制测试提供技术支持 解决目前拖拉机产品普遍存在的噪声过大的问题 关键词 拖拉机 噪声控制 声压 声强 测试 中图分类号 S 文献标识码 A文章编号 噪声测量是拖拉机控制噪声和评价噪声控制效 果的基础 噪声源测量是拖拉机噪声测量的重要内 容 主要包括噪声强度及其特性测量 声源参数与特 性测量 噪声强度是指噪声级与声功率 其特性主要 是时间分布和空间分布 声源参数与特性测量是指声 源识别和定位 它是噪声控制的关键 对噪声的描述 主要有声压 声强 声功率和声品质等物理量 噪声源 的判定方法主要有分部运转测试法 声强测试法和声 品质测试法等 分部运转测试法是在测试声压的基础 上进行的 这种方法简单易行 但对声学环境依赖性 强 要求在半消声室中进行测试 声强测试法可以在 普通实验室进行 试验精度和效率比较高 拖拉机声压级测试 声压和声压级的定义 空气中无声音传播时有一静压强 当有声波传播 时 在传播途径上的各处空气质点产生振动 使各个 局部空间交替地出现压缩和膨胀 即使在同一地点 这种压缩或膨胀的状态亦随时间而交替地变化着 受 压缩时局部压强增加 膨胀时局部压强减小 也就是 说 由于声音的传播 使传播途径上各处的压强是在 原有静压强的基础上迭加了一个交变的压强 由声波 引起的交变附加压强就是声压 由于声压是个变化 量 故常用有效值来表示 记做 单位 P 声音的强 度大小可以采用声压度量 声压越大则声音越响 一 般人耳能识别到的最小声压是 P 指声音频 率为 kHz 时的情况 称为听阈声压 当声压达到 P 能使人耳旁产生疼痛 称为痛阈声压 可以看 出 从听阈到痛阈的声压值差可达 万倍 若直接 采取声压值来表示声音的强弱 数值变化范围太大 不便于操作 故常用一个成倍比关系的对数值 即所 谓 级 来表示声音的大小 称为声压级 记做 p 单位 d A p和 的关系为 p lg 式中 为基准声压 P 通过换算 人 耳能够识别并忍受的声压级范围为 d A 声压测试仪器 拖拉机声压检测使用的主要仪器包括传声器 声 级计 频谱分析仪等 后两种设备主要用来分析噪声 频率的特征构成 传声器传声器的主要功能是把声能转换成电 能 其原理是将声压信号转换成电压信号 可用来直 接测试声场的声压 传声器包括两部分 一部分是声 接收器 具有力学振动系统 通过振膜将声能转换成 机械能 振膜在声场中受到声压作用产生振动 另外 一部分是机电转换器 可以将机械能转换成电能信 号 通过传声器 可将声压动能输入转换成电能输出 信号 日常检测使用的传声器主要有电容和压电陶瓷 两种类型 声级计声级计主要用来测试总声压级 各种 A C 计权声级以及各频带声级 其可以连接频谱 分析仪或振动分析仪器进行频谱分析或振动测试 日 常检测使用的声级计主要由传声器 放大器 衰减器 频率计权网络 检波器和二次处理仪表构成 其结构 原理简图如图 所示 其主要工作原理是 通过传声器采集噪声 将声 音转换成电信号 由前置放大器变换阻抗放大信号电 压 使传声器匹配衰减器 衰减器将输入信号按每档 d A 精确衰减 确保信号过载 由放大器将输出 信号增至计权网络进行频率计权 再经衰减器及放大 收稿日期 作者简介 秦永辉 男 高级工程师 从事农机检测方 面的研究工作 第 期 总第 期 o ot l o 年 月 农业科技与装备 lt l n hnolo y n nt 图 声级计结构原理图 i re 1S r ral he a i dia ra o o nd le el e er 器放大信号到相应幅值 最后由二次仪表显示噪声声 级数值 声级计中的频率计权网络是根据人耳对声音的 响应特性分为 A C 种 其显示读数通常称为声压 级 其中 A 网络是模拟人耳对等响曲线中 d A 纯音的响应 它使电信号的中 低频段有较大的衰减 网络是模拟人耳对 d A 纯音的响应 它使电 信号的低频段有一定的衰减 C 网络是模拟人耳对 d A 纯音的响应 在整个声频范围内有近乎平 直的响应 测试时可以根据不同的目的和噪声特 性 选取其中的 个或几个进行噪声测试 声级计指示表头可以分为普通声级计表头和脉 冲精密声级计表头两类 普通声级计表头具有 快 和 慢 两种特性 快档用于测试随时间起伏小的噪声 慢档用于测试起伏大于 d A 的噪声 脉冲精密声 级计表头除了有 快 和 慢 两档外 还有 脉冲 脉 冲保持 和 峰值保持 档 测有效声压值 均方根值 使用快 慢档测试 测声压最大有效值使用脉冲和脉 冲保持档 峰值保持档测得的是声压的峰值 即声压 最大值 频谱分析仪频谱分析仪主要用于拖拉机噪声 频谱测试 包括测试放大器和滤波器 滤波器按频带 宽度可分为恒定带宽式频谱分析仪 恒定百分比带宽 式频率分析仪 等对数频宽式频率分析仪 动态信号 分析仪 种 恒定带宽式频谱分析仪可以连续改 变中心频率 保持通过的带宽不变 经常采用 和 Hz 这 种带宽 其优点是对高频频 率选择性强 能提供非常细致的频率信息 适用于产 品脉冲噪声检测和识别噪声源 恒定百分比带宽 式频率分析仪的通过频带宽度始终等于中心频率的 某一百分数 如当百分数为 中心频率为 Hz 时 其带宽为 Hz 随中心频率增大 其通过的频带 宽度也增大 适用于不稳定噪声检测 能分析各谐波 成分的相对大小 等对数频宽式频率分析仪也称 为倍频程或 倍频程分析仪 可以测试噪声频谱的 大概分部 对噪声频谱做粗略分析 动态信号分析 仪对一定频率范围的频谱分析可及时完成 且能分析 频谱随时间而急剧变化的噪声和瞬时噪声 拖拉机噪声分部运转测试 判断拖拉机主要噪声源 可以采取依次测试与传 声计恒定距离被测表面各点的数值 分析辐射面上最 大的噪声辐射区和其量值的方法 通常称为分部运转 测试法 首先测试拖拉机整机在某一环境条件下的噪声 然后将可能发出最大噪声的工作部件暂停工作 或者 采用铅板等消音隔音物覆盖 隔离控制其噪声辐射 然后再测试拖拉机整机噪声 根据声压级叠加原理 由两次噪声测试结果中计算出被隔离的部分的辐射 噪声大小 从而找出主要噪声源 根据日常检测经验 判断 拖拉机可能的主要噪声源为风扇 排气 液压 泵 传动系等部分 可以将这几部分按照上述方法进 行测试 拖拉机声压测试的仪器简单 使用方便 测试 结果可以代表人耳实际受声情况 但采用声压测试 时 本底噪声必须低于被测噪声 d A 且测试需 要在专门的消声室 半消声室内进行 拖拉机声强级测试 声参量定义 声波作为一种机械振动的传播 具有一定的能 量 用声波能量大小来表征声辐射的强弱 声波能量 大小通常用声强和声功率来表示 声强 声功率越大 则声音越响 声强是指在单位时间内通过垂直于声波传播方 向上单位面积的声能 记做 I 单位为 声功率 是声源在单位时间内辐射的总声能 记做 c 单位为 在自由声场中 即声波无反射地各向均匀传播的 空间 当声波作球面传播时 声强与声功率具有以下 关系 式中 为球面半径 显然 当声源声功率一定时 在声场中不同地点 的声强是不同的 它与离开声源的距离的平方成反 比 与声压一样 人耳对声强也存在着听阈和痛阈 人耳刚刚能听到的声强为 指声音频率为 kHz 时的情况 使人耳感到疼痛的声强为 年第 期秦永辉 拖拉机噪声控制测试方法研究 由此可知 从听阈到痛阈 声强相差了 倍 为了使用上的方便 仿照声压级 也将声强和声功率 分级 称为声强级和声功率级 分别记做 I和 w 单 位均为 d I和 w可按下式计算 I lg w lg c 式中 为基准声强 为基准声 功率 在自由声场和球面波传播的条件下 p和 I w 之间存在着如下的关系式 p I w p lg 声源输出声能大小的基本量主要由声功率来衡 量 声功率相比于声压 因不受接收距离 方向 声源 周围的声场条件等很多外在因素的影响 而广泛应用 于鉴定和比较各种声源 声强 声功率测试仪器 对于拖拉机声源定位 声源贡献量排序和确定辐 射声功率来说 声强测试技术是一个高效工具 声强 测试方法的原理是使用两个距离很近的传声器同时 测试声压和质点振速 如图 所示 为尽量减小对声 场的影响 需要精确定义声强探头的两个传声器之间 的声学距离 拖拉机声强 声功率测试的主要仪器为声强计和 实时声强分析仪 前者由传声器 前置放大器 滤波器 和微机组成 后者是声强测试中将声强映射成像时对 噪声源进行定位的技术 声强映射成像是将一个假象 网格放置在被测设备表面并进行声强成像绘图 其网 格的测试点应以噪声最高频率进行划分 满足下式 式中 为每两点之间的距离 为网络距被测物 体的距离 网格布置示意图如图 所示 假设最高频率 Hz 则布点间距为 即 则间距 可取 假设 则 即 则网格和被测物体之间的距离 可取 开始时应先选取较大的网格 布置好后 对各点 进行噪声采样 另外 还可以从映射网格中计算声功 率 声强测试法 声强测试法是通过测试振动表面的声压和振速 结合边界元法 通过下式计算声强 式中 为结构表面上任意一点 的复声压 为 该点的复振动速度 为 的共轭复数 声强测试的主要特点 声强有能量和矢量的特点 围绕声源整个封闭表 面上的声强矢量积分可以决定声源的声功率 由于封 闭表面距声源很近 所以不易受环境和反射物的影 响 拖拉机噪声测试可以现场进行 声强测试的另外 一个特点是可以通过测试在机器表面附近布置测试 网格的声强 分析声场的等声强线图和三维声强分布 图 判断拖拉机各部位辐射噪声的能力 识别噪声源 图 声强测试原理图 i re S he a i dia ra o o nd in en i y ea re en 图 网格布置示意图 i re S he a i dia ra o rid layo 农业科技与装备 年 月 e ear h on Te Me hod o Tra or Noi e on rol IN ong ui Li oning Agricultur l M c inery u lity Supervision Ad inistr tion St tion S eny ng C in A ra Noise e sure ent is t e b sis of noise control nd ev lu ting t e effect of noise control T is p per introduced t e in content nd tec nic l et od of noise control SPL test nd sound intensity e suring so s to provide tec nic l support for tr ctor noise control test nd solve t e proble s t t t present oversize noise co only e ists in t e tr ctor products Key ord tr ctor noise control sound pressure sound intensity test 参考文献 郑栋梁 李中付 华宏星 内燃机燃烧噪声与机械噪声的测试方法 J 噪声与振动控制 刘彦森 盛美萍 王敏庆 等 结构隔声测试方法实验研究 J 机械科学与技术 戴维君 用频谱仪测量相位噪声的方法 J 国外电子测量技术 e ear h ro re on E ra ion Separa ion and ri i a ion o la onoid o po nd in lo oni erae TIAN ng en i C e ic l Industry Sc ool en i Li oning C in A ra los Lonicer e is co on C inese edicin l teri l nd fl vonoids co pounds is considered s one of t e i port nt ctive ingredient in los Lonicer e y referring to concerning docu ent tions in C in we n lyzed concluded nd su rized t e re se rc progress on e tr ction sep r tion nd purific tion of fl vonoids co pounds in los Lonicer e in recent ye rs so s to provide t eoretic l nd tec nic l reference for t e furt er rese rc on los Lonicer e Key ord los Lonicer e fl vonoids co pounds e tr ction sep r tion nd purific tion rese rc progress 上接第