Определение шумовых характеристик полиграфических машин по измерениям в ближнем звуковом поле тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Добромыслов, Борис Владимирович

• Добромыслов, Борис Владимирович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Добромыслов, Борис Владимирович

Введение.

ГЛАВА 1. Состояние вопроса в области определения шумовых характеристик.

1.1.Методы определения шумовых характеристик по звуковому давлению.

1.1.1 Шумовая характеристика источника шума.

1.1.2 Требования к заявлению и контролю шумовых характеристик машин.

1.1.3 Использование информация о воздушном шуме.

1.1.4 Существующие методы определения шумовых характеристик

1.2. Точный метод в заглушённой камере по ГОСТ 12.1.024.

1.3 Точный метод в реверберационной камере по ГОСТ 12.1.

1.4 Технические методы по ГОСТ Р 51400.

1.5 Технический метод по ГОСТ Р 51401.

1.6 Ориентировочный метод по ГОСТ Р 51402.

1.7 Применимость действующих стандартов для определения уровня звуковой мощности полиграфической техники.

1.8 Выводы по главе.

ГЛАВА 2. Учет влияния отраженного звука.

2.1 Частотная зависимость звукопоглощения помещения.

2.1.1. Коэффициент звукопоглощения.

2.1.2. Акустические характеристики звукопоглощающих материалов.

2.1.3. Определения коэффициента звукопоглощения с учетом поглощения звука средой помещения.

2.2. Исследование частотной зависимости коррекции на акустические условия помещения

2.2.1 Определение соответствия между корректированным ^ и октавным значениями частотного множителя.

2.2.2 Оценка частотной зависимости коррекции на акустические условия.

2.2.3. Оценка систематической погрешности определения К.2 , возникающей из-за не учета частотной зависимости эквивалентной площади звукопоглощения.

2.3. Учет вклада отраженного поля с помощью постоянной помещения.

2.4. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. Исследование влияния ближнего звукового поля

3.1. Характер изменения звукового давления по мере удаления от источника звука.

3.2. Учет влияния ближнего поля.

3.3. Оценка параметра учитывающего влияние ближнего поля.

3.3.1. Моделирование реального источника источником первого порядка (диполем).

3.3.2. Звуковое поле произвольного числа пульсирующих сфер (источников нулевого порядка - монополей).

3.3.3. Параметр % для ближнего поля сферического источника, колеблющегося па моде n,m).

3.4 Выводы по главе.

ГЛАВА 4. Экспериментальная оценка уточненного метода определения шумовых характеристик полиграфических машин

4.1. Описание эксперимента.

4.2. Средства измерения.

4.3. Проведение измерений.

4.4. Расчет акустических характеристик помещения и коррекции на акустические условия

4.5. Расчет среднего значения параметра ближнего поля.

4.6. Расчет уровней звуковой мощности.

4.7. Расчет уровней звукового давления в контрольных точках.

4.8. Оценка области применения предлагаемого метода.

4.9 Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Определение шумовых характеристик полиграфических машин по измерениям в ближнем звуковом поле»

Актуальность темы. Высокая сложность полиграфического оборудования и многообразие факторов, являющихся потенциальным источником производственного травматизма и возможного ограничения или полной утраты работоспособности обслуживающего персонала, послужили основанием для включения его в перечень продукции, требующей прохождения обязательной сертификации. В настоящее время на территории России без сертификата безопасности не может быть реализовано ни одной машины отечественного или импортного производства, относящейся к подклассу кода ОКП 51 6000 "Оборудование полиграфическое и запасные части к нему".

Шум является одним из основных вредных факторов, которыми сопровождается работа большинства видов полиграфических машин, а акустические испытания, в свою очередь, наиболее сложным и трудоемким видом сертификационных испытаний, существенно влияющим на общий вывод о безопасности, на трудоемкость и стоимость работ по сертификации.

Произвольные с акустической точки зрения условия испытаний означают ничем не обоснованную составляющую отраженного звука, не учет которой приводит к тому, что результат включает фактор, не зависящий от излучаемого машиной шума. Это оказывает существенное влияние на вывод относительно ее акустической безопасности и вынуждает уменьшать расстояние до измерительной поверхности с целью разместить точки измерения на таком расстоянии, где вклад отраженного звука много меньше прямого.

Достаточно сказать, что одна и та же машина может быть признана соответствующей и не соответствующей требованиям безопасности с точки зрения излучаемого шума, будучи установленной в одном помещении, но измеренной при разном измерительном расстоянии.

Объем измерительного помещения является важнейшей технико-экономической характеристикой, определяемой размером испытуемого объекта, подлежащего экспериментальному исследованию. Для сложных и крупногабаритных видов оборудования, к которым принадлежит большинство полиграфических машин, очень важно минимизировать объем помещения, чтобы приспособить его к типичным помещениям и к типичной установке полиграфического оборудования и, как следствие, сократить трудоемкость и стоимость без существенного искажения достоверности результатов.

Цель работы. Расширение области применения действующих стандартов для определения уровня звуковой мощности и разработка рекомендации по определению шумовых характеристик (ШХ) полиграфических машин в типовых условиях их применения. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Выполнить анализ существующих стандартных методов определения ШХ;

2. Установить критерии, ограничивающие область их применения;

3. Определить целесообразность учета вклада отраженного звука и ближнего звукового поля;

4. Разработать методику учета вклада отраженного звука и ближнего звукового поля;

5. Оценить степень расширения области применения стандарта, используя разработанную методику.

Научная новизна работы. Установлена возможность расширения области применения технического метода по ГОСТ Р 51401 за счет приближения измеряемой поверхности к поверхности источника шума посредством учета влияния ближнего поля и вклада отраженного звука. Показана несостоятельность гипотезы о моделировании машин и оборудования источником первого порядка (диполем) в широком диапазоне частот. Уточнена частотная зависимость постоянной звукопоглощения помещения. Предложены уточненные выражения для определения показателя акустических условий К2 и уровня звуковой мощности. Применительно к полиграфическому оборудованию такое уточнение позволяет расширить область применения метода, в частности более чем в два раза для крупногабаритных машин.

Практическая ценность результатов. На основе выполненных исследований и полученных рекомендаций разработан метод, учитывающий специфику применения полиграфического оборудования и существенно расширяющий границы применимости ГОСТ Р 51401 для определения уровня звуковой мощности (УЗМ) полиграфических машин. Возможность определения шумовых характеристик по измерениям в ближнем звуковом поле, позволяет адаптировать ГОСТ Р 51401 к типовым условиям эксплуатации полиграфических машин.

Публикации. По материалам настоящей диссертации опубликовано 5 печатных работ, отражающих основные направления исследований и полученные результаты.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 160 страницах, поясняется 82 рисунками, 14 таблицами и имеет 7 приложений. Библиографический список включает 78 наименований.

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Добромыслов, Борис Владимирович

4.9 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

В результате исследований выполненных в настоящей работе, получены следующие основные результаты:

1. Показана невозможность применения ГОСТ Р 51401 для широкого круга полиграфического оборудования.

2. Оценена частотная зависимость показателя акустических условий и предложено уточненное выражение для его вычисления.

3. Показано, что вывод о возможности применения технического метода определения уровней звуковой мощности следует делать непосредственно по значениям показателя акустических условий, рассчитанным для октавных полос частот.

4. Установлена возможность расширения области применения технического метода по ГОСТ Р 51401 за счет приближения измеряемой поверхности к поверхности источника шума посредством учета влияния ближнего поля и вклада отраженного звука.

5. Показана несостоятельность гипотезы о моделировании машин и оборудования источником первого порядка (диполем) в широком диапазоне частот.

6. Предложены уточненные выражения для определения показателя акустических условий и уровня звуковой мощности и основанный на них метод определения ШХ полиграфических машин по измерениям, выполненным в ближнем звуковом поле.

7. Экспериментально показано повышение точности определения УЗМ полиграфической машины с помощью предложенного метода по сравнению с методом по ГОСТ Р 51401.

8. Оценены пределы расширения области применения уточненного метода определения ШХ применительно к полиграфическому оборудованию.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Добромыслов, Борис Владимирович, 2007 год

1." ГОСТ 31252-2004 Шум машин. Руководство по выбору метода определения уровней звуковой мощности (ИСО 3740:2000).

2. ГОСТ 27409-97 Шум. Нормирование шумовых характеристик стационарного оборудования. Основные положения.

3. ГОСТ 12.1.027-80 Шум. Определение шумовых характеристик источников шума в реверберационном помещении. Технический метод.

4. ГОСТ 23941-2002 ГОСТ 23941-2002 Шум машин. Методы определения шумовых характеристик. Общие требования. Постановление Госстандарта России от 15.08.2002 N 306-ст ГОСТ от 15.08.2002 N 23941-2002

5. ГОСТ 12.1.024-81 Шум. Определение шумовых характеристик источников шума в заглушённой и полузаглушенной камерах.

6. ГОСТ 12.1.025-81 ССБТ. Шум. Определение шумовых характеристик источников шума в реверберационной камере. Точный метод (с Изменением N 1). Постановление Госстандарта СССР от 27.02.1981 N 1087 ГОСТ от 27.02.1981 N 12.1.025-81

7. ГОСТ Р 51401-99 Шум машин. Определение уровней звуковой мощности источников шума по звуковому давлеию. Технический метод в существенно свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью.

8. ГОСТ Р 51402-99 Определение уровней звуковой мощности источника шума по звуковому давлению. Ориентировочный метод с использованием измерительной поверхности над звукоотражающей плоскостью.

9. ГОСТ 27243-87 Шум. Ориентировочный метод определения уровня звуковой мощности шума машин при помощи образцового источника звука.

10. ISO 3741:1999 "Acoustics Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Precision methods for reverberation rooms"

11. ISO 3742:1988 Acoustics; determination of sound power levels of noise sources; precision methods for discrete-frequency and narrow-band sources in reverberation rooms.

12. ISO 3743:1994 Acoustics; determination of sound power levels of noise sources; engineering methods for small, movable sources in reverberant fields; part 1: comparison method in hard-walled test rooms.

13. ISO 3744:1994 Acoustics Dermination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Engineering method in an essentially free field over a reflecting plane.

14. ISO 3745:2003 Acoustics Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Precision methods for anechoic and hemi-anechoic rooms.

15. ISO 3746:1995 Acoustics Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Survey method using an enveloping measurement surface over a reflecting plane.

16. ISO 3747:2000 Acoustics. Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure. Comparison method for use in situ.

17. ISO 9614-2:1996 Acoustics. Determination of sound power levels of noise sources using sound intensity. Part 2. Measurement by scanning.

18. EN ISO 3741:1999 Acoustics; Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure. Precision methods for reverberation rooms.

19. EN ISO 3742:1988 Acoustics; determination of sound power levels of noise sources; precision methods for discrete-frequency and narrow-band sources in reverberation rooms.

20. EN ISO 3743:1994 Acoustics Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Engineering methods for small, movable sources in reverberant fields - Part 2: Methods for special reverberation test rooms.

21. EN ISO 3744:1994 Acoustics Dermination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Engineering method in an essentially free field over a reflecting plane.

22. EN ISO 3745:2003 Acoustics Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Precision methods for anechoic and hemi-anechoic rooms.

23. EN ISO 3746:1995 Acoustics Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Survey method using an enveloping measurement surface over a reflecting plane.

24. EN ISO 3747:2000 Acoustics. Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure. Comparison method for use in situ.

25. ГОСТ 12.1.023-80 Система стандартов безопасности труда. Шум. Методы установления шумовых характеристик стационарных машин.

26. ISO 4871:1996 Acoustics. Declaration and verification of noise emission values of machinery and equipment.

27. ГОСТ 30683-2000 Шум машин. Измерение уровней звукового давления излучения на рабочем месте и в других контрольных точках. Метод с коррекциями на акустические условия.

28. ГОСТ 30720-2001 Шум машин. Определение уровней звукового давления излучения на рабочем месте и в других контрольных точках по уровню звуковой мощности. Госстандарт России.

29. ГОСТ 31169-2003 Шум машин. Измерение уровней звукового давления излучения на рабочем месте и в других контрольных точках.

30. Ориентировочный метод измерений на месте установки. Госстандарт России.

31. ГОСТ 31172-2003 Шум машин. Измерение уровней звукового давления излучения на рабочем месте и в других контрольных точках. Технический метод в существенно свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью. Госстандарт России.

32. ISO 11204:1995 Acoustics. Noise emitted by machinery and equipment. Measurement of emission sound pressure levels at a work station and at other specified positions. Method requiring environmental correction.

33. ISO 11203:1995 Acoustics. Noise emitted by machinery and equipment. Determination of emission sound pressure levels at a work station and at other positions from the sound power level.

34. ISO 11202:1995 Acoustics. Noise emitted by machinery and equipment. Measurement of emission sound pressure levels at a work station and at other specified positions. Survey method in situ.

35. ISO 11201:1995 Acoustics. Noise emitted by machinery and equipment. Measurement of emission sound pressure levels at a work station and at other specified positions. Engineering method in an essentially free field over a reflecting plane.

36. EN ISO 11204:1995 Acoustics. Noise emitted by machinery and equipment. Measurement of emission sound pressure levels at a work station and at other specified positions. Method requiring environmental correction.

37. EN ISO 11203:1995 Acoustics. Noise emitted by machinery and equipment. Determination of emission sound pressure levels at a work station and at other positions from the sound power level.

38. EN ISO 11202:1995 Acoustics. Noise emitted by machinery and equipment. Measurement of emission sound pressure levels at a work station and at other specified positions. Survey method in situ.

39. EN ISO 11201:1995 Acoustics. Noise emitted by machinery and equipment. Measurement of emission sound pressure levels at a work station and at other specified positions. Engineering method in an essentially free field over a reflecting plane.

40. ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности. 510 Научно-техническое управление.

41. ГОСТ 17187-81 Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний. 530 Отдел стандартизации и сертификации информационных технологий, продукции электротехники и приборостроения.

42. Борьба с шумом на производстве. Справочник. Под редакцией д-ра техн. наук. проф. Е.Я. Юдина. Издательство «Машиностроение», 1985 год.

43. ГОСТ 27408-87 Шум. Методы статической обработки результатов определения и контроля уровня шума, излучаемого машинами. Издательство стандартов, 1988 год

44. СНиП II-12-77 Нормы проектирования. Защита от шума. М.: Стройиздат, 1978 г.

45. Воронина Н.Н. Эмпирические выражения для расчета волновых параметров волокнистых звукопоглощающих материалов по их структурной характеристике. Труды НИИСФ. Строительная акустика. М: ЦИНИС, 1977, вып. 15(ХХ1Х), с. 20-27.

46. Справочник по технической акустике: перевод с английского/под ред. М.Хекла. Ленинград:Судостроение, 1980.

47. ГОСТ 31295.1-2005 Шум. Затухание звука при распространении на местности. Часть 1. Расчет поглощения звука атмосферой.

48. I.E.Tsukernikov, B.V. Dobromyslov, I.A. Nekrasov Environmental correction determination approximate method analysis according to GOST R 51401 (ISO 3744). Proc. ICA 2004, 18-th Int. Congr. Acoustics, 4-9 April, Kyoto, Japan, 2004.

49. ISO 3382:1997 Acoustics. Measurement of the reverberation time of rooms with reference to other acoustical parameters.

50. Ф. Морз Колебания и звук. М.:ГИТТЛ, 1949 г.

51. Г.Л. Осипов, Е.Я. Юдин. Снижение шума в зданиях и жилых районах. Москва. Стройиздат 1987 год.

52. Артоболевский И.И., Бобровницкий Ю.И., Генкин М.Д. Введение в акустическую динамику машин. М.:Г1аука, 1979 - 296 стр.

53. Ржевкин. Простые и сложные колебания. Из-во Московского университета, 1960.

54. Скучик Е. Основы акустики: перевод с английского/под ред. Л.М.Лямшева. -М.: Мир, 1976, т. 1.-520 е.; т. 2-542 с.

55. Снижение шума машин пищевых производств. И.Е. Цукерников, М.У.Кацнельсон, Б.А. Селиверстов. Москва, АГРОПРОМИЗДАТ, 1986 год.

56. Измерение шума машин и оборудования/Г.Л.Осипов, Д.З.Лопашов, Е.Н.Федосеева, Ю.М.Ильяшук.-М.: Изд. Комитета стандартов, 1968.-148 с.

57. Руководство по расчету и проектированию шумоглушения в промышленных зданиях. -М.: Стройиздат. 1982. -129 с.

58. ГОСТ 30530-97 Шум. Методы расчета предельно допустимых шумовых характеристик стационарных машин. Госстандарт России.

59. Д.З. Лопашев, Г.Л. Осипов, Е.Н. Федосеева. Методы измерения и нормирование шумовых характеристик. Москва. Издательство стандартов, 1983 год.

60. В.А.Кузнецов, Г.Л. Осипов, Е.М. Федосеева. Расчет уровней шума в не заглушённых и заглушённых моделях производственных помещений. В.сб. «Борьба с шумом и звуковой вибрацией» Материалы семинара. М.,МДНТП

61. Определение шумовых характеристик машин линий розлива пищевых жидкостей (М.У. Кацнельсон, И.Е. Цукерников, Б.А. Селиверстов, Ю.И. Белоусов). Труды ВНИЭКИпродмаша, 1983, N59, с. 157-165

62. G. Hubner. Analysis of errors in measuring machine noise under free-field conditions. The Journal of the Acoustical Society of America. 1972. 976 c.

63. E. Янке, Ф.Мде, Ф. Леш. Специальные функции. М.: «Наука», 1968

64. Акустика. Л.Ф. Лепендин. Издательство «Высшая школа», 1978 год.

65. Б.В.Добромыслов, И.Е. Цукерников. Оценка параметра, учитывающего влияние ближнего поля, при определении шумовых характеристик полиграфических машин.// Вестник МГУП.М., 2005.-N 10.-С.121-124

66. Ilya Tsukernikov, Boris Dobromislov, Igor Nekrasov. To near field correction estimation for noise emission data determination Proceedings of Inter-Noise 2007.L

67. The 36 International Congress & Exhibition on Noise Control Engineering. Global Approach to Noise Control. Istanbul, Turkey, August 28-31, 2007

68. ГОСТ 26417-85 Материалы звукопоглощающие строительные. Метод испытаний в малой реверберационной камере. НИИ строительной физики Госстроя СССР.

69. IEC 60651:1979 Electroacoustics Sound level meters

70. IEC 60804:1985 Electroacoustics Integrating-averaging sound level meters

71. IEC 61672:200X Electroacoustics Sound level meters

72. IEC 61672:200X Electroacoustics Sound level meters

73. ГОСТ 17168-82 Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие технические требования и методы испытаний.

74. Расчет параметра % для набора монополей