【基于普通室内环境下某视频监控产品的噪声测试的改进分析案例4400字】

基于普通室内环境下某视频监控产品的噪声测试的改进分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u7383基于普通室内环境下某视频监控产品的噪声测试的改进分析案例 1270991.1噪声测试研究 1168561.1.1标准中规定的测试方法 2248161.1.2标准中规定的噪声限值 386871.1.3环境的修正参数K2 425131.1.4声压级与声功率级之间的转换 51251.2基于普通室内环境下噪声测试的改进 6175851.2.1测试设备准备 696961.2.2普通室内环境中环境修正K2 7178251.2.3普通室内环境中空气噪声测试方法 7303071.2.4普通室内环境中空气噪声限值 8261711.2.4修正环境下噪声测试结果验证 9噪声测试需要在专门的消声室内进行，消声室的建造费用高，而且周期较长，而当前又紧急需要进行噪声测试来优化产品性能，而外部测试资源无法做到即时、快速的进行产品调试。为了解决此问题，通过对噪声测试中的修正系数K2的研究，建立在普通室内环境下进行噪声测试的方法，测试结果与消声室内的测试结果误差在5dB以内，完全满足了当前产品噪声测试的需求。1.1噪声测试研究国际标准组织ISO声学技术委员会TC43从1975年开始陆续公布了一系列噪声测试方法（ISO3740到ISO3746），其中ISO3741-3743是混响室法，ISO3744-3746是消声室法。ISO3745-1977《声学－噪声源声功率级的测定－消声室和半消声室精密法》第一次将消声室和半消声室写入标准中来。美国、英国、德国、日本等国家均等同采用了ISO的这个系列标准。我国参照此标准制定了GB/T6882-1986。近几年随着技术的不断完善，这些标准也在根据ISO标准的更新而不断的在更新（如表1.1），确保了我国噪声测试技术与国际保持同步。表1.1噪声标准修订时间校准规范名称2006JJF1147消声室和半消声室声学特性校准规范2008GB/T6882附录A鉴定消声室和半消声室的一般方法2012ISO3745附录A鉴定消声室和半消声室的一般方法2012ISO26101用于自由声场环境评定的实验方法2012GB50800消声室和半消声室技术规范1.1.1标准中规定的测试方法《GB18313信息技术设备和通信设备空气噪声的测量》中规定了信息技术设备和通信设备的空气噪声测试方法。标准中详细说明了操作员位置和在场人员位置发射声压级的测试方法。方法中涉及的具体测试执行则参考基础标准GB6882。操作员位置：运行过程中需要人员值班的设备，需要按操作员位置方法进行测试。需要操作员站立的设备，传声器应在地面以上1.5m处；需要操作员坐着操作的设备，传声器应放在地面上1.2m处。在场人员位置：在运行方式下不要求操作员值班的情况下，需要选择4个在场人员位置：在地面以上1.5m，远离基准水平投影距离为1.0m。4个位置要分别在设备的前、后、左、右四面的中心。如果设备的边长超过2m，应以1.0m为间隔增加另外的在场人员位置；壁挂式设备或靠墙设备应选择前、左、右三个面的中心进行测试。传声器取向：传声器的取向应使声入射角与传声器的均匀频率响应的角度相同。一般情况下要求角度为水平下30度。《GB6882声压法测定噪声源声功率级消声室和半消声室精密法》规定了在专业的消声室或半消声室内噪声源的声功率级的测试方法。标准中规定测试室内的，背景噪声应比被测声源工作时的声压级低10dB。待测设备的安装应使得声功率输出变化最小，且辅助设备不能辐射出显著的声音。在消声室内采用球形测试表面，声源的声中心位于球心处。球的半径必须满足下面全部要求：声源最大尺寸的两倍；测量最低频率的λ3）1m在半消声室内，采用半球的测量表面，球心应与声中心的投影重合，半径必须满足以下全部要求：声源最大尺寸的2倍或声中心离发射平面距离的3倍，取其中较大者；测量最低频率的λ1m测试点位一般使用20个点位，可以通过测试的最高值与最低值之差判断点位数量是否足够，当差值小于测点数的一半，则表明测点数是足够的。传声器的移动轨迹可以按平行平面内同轴的圆形路径、子午线路径、螺旋线路径移动。1.1.2标准中规定的噪声限值《ETS300753电信设备产生的噪声》中规定了噪声限值要求如表1.2所示（声功率级，单位：dB）：表1.2ETS300753噪声限值使用场所温度控制场所部分温度控制场所无温度控制场所电源房838383通信设备机房（无人值守）757575通信设备机房（有人值守）727272商业区（离办公桌距离大于4m）68--商业区（离办公桌距离小于4m）63--办公室（地面放置设备）55--办公室（桌面放置设备）50--《GB3096-2008声环境质量标准》中规定了不同区域的噪声限值要求如表1.3所示（声压级，单位：dB）：表1.3GB3096-2008噪声限值声环境功能区类别22:00-6:006:00-22:000类50401类55452类60503类65554a类70554b类70600类：指康复疗养区等需要特别安静的区域。1类：指居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能，需要保持安静的区域。2类：指以商业金融、集市贸易为主要功能，需要维持住宅安静的区域。3类：指以工业生产、物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域。4类：指交通干线两侧一定距离之内，需要防止交通噪声对周围环境产生影响的区域。4a类为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、次干路、轨道交通（地面段）、内河轨道两侧区域；4b类为铁路干线两侧区域。1.1.3环境的修正参数K2《GB/T3767声压法测定噪声源声功率级和声能量级反射面上方近似自由场的工程法》中规定允许测试室内具有吸声的墙壁和天花板，一个声反射的地板及最多两个反射表面。根据房间情况确定修正参数K2（单位：dB):K2=10lg[1+4式中：A——房间的吸声量，m3S0——测量表面的面积，m2（1.2）式中：S——测试室内表面的总面积（墙壁、天花板和地板），m2；α——平均吸声系数。通过研究得出的不同环境下α的近似取值如表1.4所示。表1.4平均吸声系数α的近似值平均吸声系数房间特征0.05房间几乎全空，墙壁平滑坚硬，材料为混凝土、砖、硬膏或瓷砖贴面0.1房间部分空，墙壁平滑。0.15带家具的房间；矩形机器间；矩形工业厂房。0.2带家具的不规则形状的房间；不规则形状的机器间或工业厂房。0.25带装饰性家具的房间，天花板或墙面装有少量吸声材料的机器间或工业厂房（例如局部吸声的天花板）0.35房间的天花板和墙壁均装有吸声材料0.5房间的天花板和墙壁装有大量的吸声材料。1.1.4声压级与声功率级之间的转换《GB6882声压法测定噪声源声功率级消声室和半消声室精密法》中规定了声功率与声压级之间的转换关系：在消声室内测试的声压与声功率之间的转换关系如下（参考气象条件：23℃和1.013x105Pa）:Lw=Lp+10lg(S1S0)+C1式中：C1=-10lg(BB0313.15C2=-15lg(BB0296.15式中：LpS1——4πr2，半径为r的测试球面的面积，单位为m2S0——1m2；B——测量时的大气压，单位为Pa；B0——参考大气压，1.013x105Pa；θ——测量时大气温度，单位为℃。在半消声室内，声功率与测试的声压的转换关系如下（参考气象条件：23℃和1.013x105Pa）:Lw=Lp+10lg(S2S0)+C1式中：S2=2πr2，半径为r的测试球面的面积，单位为m2其他与式（1.3）相同。1.2基于普通室内环境下噪声测试的改进当前资源无法立即获得专业的消声室，但是又有大量的研发产品需要在研发阶段进行噪声摸底测试，全部外测代价太大，且不方便研发定位修改；建造消声室需要一定时间，无法解决当下的测试需求。因此计划在当前已有资源的基础上，通过数据修正进行简单的初步噪声测试。1.2.1测试设备准备视频监控产品主要为信息技术类设备，其中有前端的图像采集相机（如图1.1）、数据处理终端（如图1.2）、数据传输产品以及数据存储产品，整体体积较小，功耗不大。外观结构最大的设备，边长不超过2米。那么根据《GB18313信息技术设备和通信设备空气噪声的测量》及此标准的引用标准《GB6882声压法测定噪声源声功率级消声室和半消声室精密法》。可以选用标准中规定的在场人员方法进行测试，传声器位置只需要选距离待测设备前、后、左、右四个面中心1.0m处测试声压级即可。图1.1摄像机类产品图1.2数据处理类产品1.2.2普通室内环境中环境修正K2当前因没有专业的消声室或半消声室进行空气噪声测试，因此计划选择一间合适的会议室作为测试室。通过《表1.4平均吸声系数α的近似值》中房间特征的描述，对周围的房间进行筛选，最终选取一间会议室作为测试室内（会议室的宽为3m，长为5m，高为3m）原因有：整个室内为非常规则的矩形，方便进行噪声系数的选取与计算；室内的布置简单，除可以放置待测设备的会议桌外，无其他的家具；室内除去门之外，四面都是墙壁，且墙壁上没有装饰材料。处于非商业区内较安静的区域，受到行人走动等的干扰声较小。测试表面参考《GB18313信息技术设备和通信设备空气噪声的测量》中规定的1.0m处在场人员位置方法进行测试，所以测试表面可以认为是半径为1m的球形。综上所述，修正值计算如下：结合会议室的实际情况，查表可得，α取0.15；测试室的表面积S=（3x3+3x5+3x5）x2=78m2;=0.15x78=11.7;4）测试表面积S0=2πr2，其中半径r=1.0m，所以S0=6.28m2;5）修正值K21.2.3普通室内环境中空气噪声测试方法通过上述的分析可以得出针对当前视频监控产品在普通室内环境下的空气噪声测试方法：测试环境：环境噪声在40dB以下的会议室受试设备：所有外部边长小于2m的视频监控产品设备状态：测试前，设备需要进行标准安装，且运行在标配状态下；稳定运行两个小时后进行噪声测试。测试点位：选距离待测设备前、后、左、右四个面中心1.0m处测试声压级测试结果：修正后的测试结果=实际测试结果-K21.2.4普通室内环境中空气噪声限值考虑到对产品的噪声测试结果有更直观的结果判定，在确定了噪声测试方法后，结合国内外的标准确定了产品的噪声限值。因产品较多，无法逐一列出，所以本文仅整理输出噪声限值的确定思路，为后续测试人员提供指导：选定噪声限值标准结合产品所属的类别，噪声限值参考的标准选取了《ETS300753电信设备产生的噪声》。标准中规定了温度控制场所、部分温度控制场所、无温度控制场所等不同环境下，产品空气噪声的限值要求。目前视频监控产品主要应用在温度控制场所，所以选取的参考限值如表1.5所示：表1.5选用的噪声限值使用场所温度控制场所\dB电源房83通信设备机房（无人值守）75通信设备机房（有人值守）72商业区（离桌距离大于4m）68商业区（离桌距离小于4m）63办公室（地面放置设备）55受试设备噪声测试按照3.1.3中的测试方法，选取视频监控某类产品中的7款不同的产品份分别进行噪声测试，然后将测试结果按ETS300753中各类限值进行通过率统计如表1.6所示：表1.6测试通过率限值\dB类别1类别2类别3类别4类别5类别6类别783100%100%100%100%100%100%100%75100%100%100%100%100%100%100%72100%100%100%100%100%100%100%68100%100%100%100%100%100%100%63100%100%100%100%100%0%100%55100%86%100%100%0%0%100%由表1.6可以看出类别6的产品噪声值较大；无法满足普通室内环境的限值要求。考虑到视频监控产品的实际应用环境，最终确定产品噪声的限值按“商业区（距离办公桌4m）”的要求进行，即声功率不超过63dB。1.2.4修正环境下噪声测试结果验证针对视频监