Frontend_02

Microphone_02

Array_03

Handheld_array_01

Akustický výkon

Stanovení hladin akustického tlaku

Lokalizace zdrojů hluku

Lokalizace_moto_back

lokalizace_moto_side

Aircraft_01

Aircraft_02

burner

Akustika - měření akustického výkonu a lokalizace zdrojů hluku 

Hluková emise je zpravidla velmi přísně hodnoceným provozním parametrem stroje. Zejména pokud se zařízení provozuje v prostorách obývaných lidmi nebo vyžaduje lidskou obsluhu. Příliš vysoký hluk pak může být překážkou k uvedení produktu na trh a je proto třeba věnovat problematice hluku strojů náležitou pozornost. Akustická měření spočívají v zjišťování celkového akustického výkonu strojů nebo lokalizaci problematických míst, zdrojů hluku, na strojním zařízení. Popřípadě v kombinaci obou měření. Následná analýza výsledků pak potvrdí dobré hlukové vlastnosti stroje, nebo může přispět k nalezení příčin nevyhovujícího stavu.

Nabízíme:

  • Posuzování vnější i vnitřní hlukové emise strojů a zařízení v terénu nebov v akustické komoře

  • Měření akustického výkonu strojů a zařízení

  • Identifikace zdrojů hluku nejrůznějších strojů

Metody:

  • Měření akustického výkonu dle norem ISO

  • Lokalizace zdrojů hluku v širokém frekvenčním rozsahu intenzitní sondou firmy Brüel and Kjaer

  • Lokalizace zdrojů hluku pomocí stacionárního mikrofonního pole ve frekvenčním rozsahu 100 Hz až 5 Khz s využitím kombinace metod SONAH a Beamforming

  • Lokalizace zdrojů hluku pomocí ručního mikrofonního pole metodami Patching a Conformal mapping

  • Akustická měření dle zadání zákazníka 

 Vybavení:

  • Polobezodrazová (semi-anechoická) komora o rozměrech 5,3 x 4,2 x 3,2 m vybavená upínací deskou; frekvenční rozsah pro měření 150 Hz – 10 kHz 

  • 36 - kanálový analyzátor B&K PULSE, rozsah frekvencí 0 - 51,2 kHz  

  • Analyzátory NI USB 6008, USB 6009, WLS 910S

  • Analyzátory DEWETRON 2010 a 800

  • 36 - kanálové ruční mikrofonní pole

  • 36 - kanálové a 18 kanálové kruhové mikrofonní pole

  • Sonda pro měření intenzity zvuku

  • Přesný zvukoměr B&K typ 2270

 Software:

  • Dewesoft 7.0

  • PULSE Noise Source Identification - STSF

  • PULSE Noise Source Identification - NonStat STSF

  • PULSE Noise Source Identification – Beamforming

  • PULSE Noise Source Identification - Conformal SONAH

  •  Produkty vlastního vývoje (Matlab, LabView, VisualBasic)

Popis metod a příklady využití:

Měření akustického výkonu strojů a zařízení

Experimenty jsou realizovány v souladu s příslušnou normou ISO 3745. Podle velikosti testovaného zařízení jsou určeny uzlové body pro umístění měřicích mikrofonů, přičemž je využívána zejména planární konfigurace měřicích mikrofonů (tzv. box). Je-li to vyžadováno, je možné měřit také v půlkulové konfiguraci, která je však náročná na realizaci měřicích bodů. Následně je vypočítán akustický výkon dle metodiky ISO. Zisk relevantních výsledků měření předpokládá dostatečný odstup měřeného hluku od hluku pozadí, nejméně 10 dB, a také je třeba měřit v takzvaném volném poli. Tedy zdroj hluku lze považovat za bodový a nedochází k odrazům zvukových vln od okolí. Je tedy zřejmé, že uvedená měření je nejlépe realizovat v akustické komoře, je-li to možné. V terénu se tento typ měření aplikuje zejména na velmi rozměrné nebo pohyblivé zdroje hluku (např. osobní vozidla apod.).

Hodnocení akustického výkonu je v dnešní době zpravidla jedním z podstatných kritérií pro uvedení výrobku na trh. Týká se tak všech odvětví průmyslu. Naše zkušebna se specializuje zejména na přípravná měření ve fázi vývoje produktu.

Lokalizace zdrojů hluku

Měření intenzitní sondou

Jedná se o měření určené k identifikaci problematických míst konstrukce z hlediska vyzařovaného celkového hluku zařízení. Experiment je proveden za použití přesné ruční sondy firmy Brüel and Kjaer. Podle velikosti zdroje je navržena planární síť měřicích bodů. Sonda umožňuje pokrýt poměrně široký frekvenční rozsah měření dle konfigurace měřicích  mikrofonů, obvykle 50 Hz až 5 kHz. Intenzity změřené v jednotlivým uzlových bodech jsou zpracovány matematickým algoritmem Spatial Transformation of Sound Fields (STSF), který se řadí do rodiny tzv. akustické holografie. Výsledkem je sestavení intenzitní mapy v rovině měření. Intenzitní mapa je zarovnána s topologií měřicích bodů a umožňuje tak snadnou identifikaci problematických míst. Nevýhodou této metody je, že vyžaduje pokrytí celého zdroje hluku dostatečně hustou sítí měřicích bodů. Realizace měření se tak může stát velmi časově náročnou. Zisk relevantních výsledků vyžaduje měření ve volném poli s dostatečně malým hlukem pozadí a také časově neproměnný vyzařovaný hluk.

Měření lze aplikovat na v podstatě každý myslitelný produkt, nicméně nevýhodou je nutná manuální obsluha. Příkladem využití může být například lokalizace příčiny zvýšeného hluku motocyklu, kterou jsme provedli pro firmu Blata Blansko.

 Měření založené na použití mikrofonních polí

Podobně jako v předchozím případě se jedná o měření určená k identifikaci zdrojů zvýšené hlukové emise. K pokrytí dostatečně širokého frekvenčního pásma je však v tomto případě třeba kombinovat dva algoritmy vyhodnocení. Jedná se o metodu Statistically optimalized nearfield acoustic holography (SONAH) a metodu Beamforming. Prvně jmenovaná metoda je určena k pokrytí nízkofrekvenčních pásem v rozsahu 50 Hz až 1 kHz a algoritmus výpočtu je upravená verze algoritmu použitého v případě intenzitní sondy. Druhá metoda, Beamforming, používá zclea odlišný přístup k určení intenzitní mapy, přičemž matematický algoritmus je určen k pokrytí středních a vyšších frekvenčních pásem hluku. Měřitelný rozsah se liší podle konfigurace mikrofonního pole. Naše zkušebna je schopna realizovat měření v rozsahu 1 kHz až 6 kHz. Metoda SONAH vyžaduje realizaci měření ve velmi blízkém poli. Tedy měřicí rovina je od zdroje hluku vzdálena přibližně 10 cm. Metoda Beamforming naopak vyžaduje vzdálenost odpovídající přibližně 1.5 násobku velikosti mikrofonního pole, což je v našem případě asi 1 m. Velkou výhodou metod je, že je lze vzájemně zkombinovat a provést všechna potřebná měření se stejným hardwarem. Další výhodou je rychlost provedení zkoušky, neboť při každém měření získáme údaje z celého mikrofonního pole. Výhodou je také to, že není vyžadováno, aby mikrofonní pole zakrývalo celý zdroj hluku. Velmi zajímavou alternativou je také možnost synchronního měření, kdy lze identifikovat také nestacionární hlukové projevy. Příkladem může být například analýza hluku spalovacího motoru v závislosti na úhlu natočení klikového hřídele.

Měření lze aplikovat na v podstatě každý myslitelný produkt, omezení vyplývá pouze z topografie mikrofonního pole, která určuje rozlišení mapy. Velkou výhodou uvedených metod je rychlost, s jakou mohou být potřebné experimenty realizovány. Nevýhodou je nutnost postprocessingové analýzy, která může být v případě nestacionárních měření velmi časově náročná (hodiny i dny).

Patching a Conformal mapping

Patching je velmi rychlá a produktivní metoda pro identifikaci zdrojů hluku v reálném čase. Využívá algoritmu SONAH a ručního mikrofonního pole. Metoda nevyžaduje pokrytí celého zdroje hluku mikrofonním polem, naopak využívá pohybu pole přes sledovanou součást. Algoritmus je vyhodnocován v reálném čase a operátor tak má neustálý přehled o vývoji hlukové mapy. Alternativně lze toto měření provést v kombinaci s polohovacím systémem, který zaznamenává polohu ručního pole. Zaznamenaná data pak lze spojit do jedné hlukové mapy. Nadstavbou uvedeného měření je mapování na reálný povrch, tzv. Conformal mapping. V tomto případě je hluková mapa promítána na povrch součásti, je však vyžadován model ploch měřeného vzorku. Model může být realizován pomocí polohovacího systému nebo importován z CAD software.

Uvedená metoda je vhodná zejména pro měření tvarově velmi komplikovaných povrchů a špatně přístupných prostor, jako je například interiér automobilu. S výhodou se dá využít také ke sledování úniků hluku z uzavřených prostor, příkladem může být sledování pronikání hluku spárou v rámu dveří. Při manuální obsluze mikrofonního pole však nelze očekávat přesnost výsledků srovnatelnou s metodami využívajícími stacionární mikrofonní pole. Zvýšenou přesnost poskytuje metoda Conformal mapping, která je ale také výrazně náročnější na provedení experimentu.

 
 

ZPĚT

Partneři: