Акустические испытания

Оборудование для акустических испытаний

Для проведения акустических испытаний необходима подходящая компоновка испытательной лаборатории.

В лабораторных условиях акустические испытания проводятся в специальных камерах – безэховых либо реверберационных.

Безэховые камеры представляют из себя помещение, где происходит заглушение отраженного от стен звука благодаря специальному материалу с акустическим поглощающим эффектом. Иногда для таких камер используется словосочетание – камеры тишины, потому что звук в таких камерах полностью поглощается материалом, который, в большинстве случаев, представляет из себя клинья, изготовленные из волокнисто-пористых материалов, помещаемых в специальные чехлы.

Реверберационные камеры представляют из себя помещение со звукоизоляцией и виброизоляцией, могут достигать больших объемов (вплоть до 2000 м3), благодаря этому такие камеры позволяют проводить испытания натурных конструкций и полномасштабных объектов испытаний. Звук равномерно распределяется в камере благодаря многократному переотражению от её внутренних стенок. Для этого стенки в наших реверберационных камерах делаются отражающими и непараллельными.

Применяемое оборудование

Типовая схема акустических испытаний приведена ниже.

Комплект оборудования для акустических испытаний, которым, как правило, оснащается акустическая камера (6), состоит из следующих основных элементов:

• источник акустического шума (1)
• рупор (2)
• система управления (5)
• система сбора и обработки данных (4)
• датчиковая аппаратура (3)

Рассмотрим более подробно необходимое оборудование для акустических испытаний:

Источник акустического шума – наиболее распространенным оборудованием для создания акустического шума являются акустические генераторы, использующие следующие принципы работы:

• преобразование энергии сжатого воздуха в акустическую энергию (с дискретным или широкополосным спектром частот);
• модуляция воздушного потока электропневматическим возбуждением;
• электродинамическое возбуждение.

Для создания акустических шумов нередко применяются профессиональные  электродинамические громкоговорители, различающиеся по способу излучения (диффузорное излучение или рупорное). По воспроизводимому диапазону частот они подразделяются на узкодиапазонные и широкодиапазонные.

Рупоры – специальные устройства в виде громкоговорителей. Использование рупоров зачастую необходимо для увеличения звукового давления в камере. Также рупоры позволяют повысить КПД и сформировать необходимую направленность излучения источников акустических шумов.

Система управления – для осуществления управления и контроля за акустическими системами необходимы специализированные аппаратно-программные комплексы. Управление акустическими излучателями является непростой задачей, т.к. необходимо осуществить синхронизацию управления несколькими излучателями с согласованием по фазе. Также система управления должна в реальном времени снимать показания с контрольных датчиков и синхронизировать каналы между собой. В случае большого объекта испытаний, количество датчиков может доходить до сотен. Для этого система управления должна иметь возможность масштабирования для работы с большим количеством каналов.

Программное обеспечение должно иметь возможность настройки параметров источников акустического шума, а также задавать режимы испытаний (широкополосные и узкополосные спектры нагружения, полоса частот, тип выходного сигнала, профиль нагружения с распределением звукового давления).

Система сбора и обработки данных – помимо управления и контроля за акустическими системами необходимы комплексы для сбора и обработки данных. Эти комплексы могут являться как отдельными системами, так и частью систем управления. Если во время испытаний необходимо регистрировать большие массивы данных, полученные с измерительных датчиков, система сбора и обработки данных должна иметь возможность поддерживать синхронизацию большого количества каналов.

Специализированное программное обеспечение должно иметь возможность осуществлять анализ сигналов как в реальном времени (автоспектр мощности, октавный анализ, третьоктавный анализ, дробьоктавный анализ, качество звука, интенсивность звука, диаграмма направленности), так и записывать необработанные сырые данные, чтобы осуществлять постобработку.

Датчиковая аппаратура – в качестве контрольно-измерительных датчиков используют микрофоны, акселерометры, датчики звукового давления, шумомеры и т.д.

Каждая лабораторная установка характеризуется определенным набором своих параметров. Основными параметрами являются:

1. Уровень звукового давления. Наши камеры способны реализовать уровень звукового давления до 170 дБ с плавной регулировкой от 90 дБ до 170 дБ.
2. Погрешность воспроизведения уровня звукового давления. Наши камеры обладают допустимой погрешностью по уровню звукового давления не более +/- 5%.
3. Реализация ШСВ (случайного акустического шума) в полосе частот 125 – 10 000 Гц (белый шум).
4. Спектральная форма реализуемого акустического шума.
5. Акустический тон в полосе частот 125 – 10 000 Гц.
6. Продолжительность звукового давления (как правило, не менее 5 минут).
7. Диаграмма направленности.

Компания ООО «Инженерные решения» занимается комплексной поставкой и модернизацией необходимого оборудования для акустических испытаний, с помощью которого можно проводить испытания изделий на воздействие акустического шума согласно техническим требованиям.