IEC 68-2-65 試驗方法 Fg：音响衍生振动

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IEC68-2-65試驗方法Fg：音響衍生振動

IEC68-2-65TestFg：Vibration,acousticallyinduced

前言

本試驗法係將規定之音壓位準施加於元件及裝備之試驗。主要目的係檢查試件於指定之音壓位準下，能否忍受音響環境所衍生之振動。除提供標準測試程序及指引外，亦可作為試件耐疲勞及強韌性之驗證方法。

範圍

本試驗法詳細規定可參考附錄指引，基本上包括下列四種範圍，但本試驗法採用迴響場試驗。

迴響場試驗(reverberantfieldtesting)。
前進波試驗(progressivewavetesting)。
空腔共振試驗(cavityresonancetesting)。
駐波試驗(standingwavetesting)。

限制

本試驗法限制於音壓位準120dB以上之音響需求。

測試步驟

• 若有需要，應依相關規範執行試驗前調節，以確定試件於周圍大氣條件下達到穩定之條件。
• 試驗前試件應依相關規範之規定執行目視檢查、電性及機械檢驗。
• 試驗執行

• 試件與麥克風之安裝：

試件應儘量置於迴響室之中央，並避免與任何壁面平行。將試件固定或懸吊，懸吊系統之自然共振頻率需低於25Hz或低於最低截止頻率。
若有安裝結構件時，應注意避免其干擾音場及產生其他振動。

檢查點與試件之距離需大於最低截止頻率相對波長之半或大於試件與牆面距離之半，兩者取其小者(如圖1所示)。否則量測結果應考量因牆面等反射而產生誤差。檢查點至少三點，並置於假設面之中央(如圖2所示)。

• 與試件連接之管線、電纜線等均應妥當固定。

• 依據規範調整平均之全程音壓位準，使1/1或1/3倍頻頻譜於試驗時間均合乎容差範圍內之要求。並依據規範量測足夠之分析積分時間，以確保統計之信賴度。

• 若需採用較高之音壓位準與較短之試驗時間，以便執行材料加速試驗時，需參考相關規範訂定嚴厲度，其相關建議事項可參考附錄指引。

依相關規範執行試驗中功能或操作測試。
• 若有需要時，在相關規範中應規定復原條件。
• 試驗後試件應依相關規範之規定執行目視、尺寸及功能檢驗。並在相關規範中規定試件允、拒收準則。

測試條件

依實際現場量測值或試飛量測值訂定之音壓位準，如圖3至圖5之音壓位準及頻譜範圍。
音壓位準及試驗時間參照表1及表2。

試驗設置

音響量測裝備之容差需遵照表3之規定。
迴響室之容積及尺寸比例需遵照表4及表5之規定。
迴響室所使用之聲源產生器，聲源種類、波形及輸出能量需合乎表6之規定。

其他

名詞定義：

• 檢查點(checkpoint)

距離試件一定尺寸之周圍假設面上，麥克風量測位置。

• 參考點(referencepoint)

由上述檢查點中選擇能監控音音壓位準規格值者，為合適之參考點。

• 音壓位準(soundpressurelevel)

Lp=20×Log(P/P0)dB，P0=20mPa

• 全程音壓位準(overallsoundpressurelevel，OASPL)

Lg=10×Log10Li/10

Lg：表示全程音壓位準dB，
Li：表示第i個1/1或1/3倍頻下之音壓位準，
m：表示1/1或1/3倍頻之數目。

附錄：音響衍生振動試驗指引

• 迴響室試驗(reverberantroomtesting)

迴響室係於密閉空間下，藉由寬頻噪音源之激發，產生之擴散音場使迴響室內各點之平均音壓位準均相等。
迴響室容積與試件之體積比不得低於10，試件與牆面距離需大於最低截止頻率相對波長之半。
最低測試頻率與迴響室容積之關係參照表4之規定。
迴響室之形狀最好為不規則，並避免平行。若需採用長方形形狀時，尺寸比例最好保持1：21/3：41/3；迴響室容積大於200立方公尺以上時，其他尺寸比例可參考表5之規定。
迴響室可由懸吊不規則形狀之轉動件於天花板上，藉以增加反射路徑與低頻激振效果。
迴響室內之平均吸音係數需低於0.06，牆面最好施以樹酯，牆面材料需厚重、高強度等設計以避免壁面共振效應。

檢查點與試件之距離需大於最低截止頻率相對波長之半，或大於試件與牆面距離之半，兩者取其小者(如圖1所示)。否則將會因牆面等反射而產生誤差，量測結果應予考量。長方形及圓柱型試件之檢查點位置如圖2及圖6所示。
量測系統之頻率範圍需滿足22.4Hz至11200Hz要求，或1/1中心倍頻頻率範圍31.5Hz至8kHz或1/3中心倍頻頻率範圍25Hz至10kHz。麥克風需為可接收隨機入射信號型式，且尖峰音壓位準需為均方根音壓位準三倍之動態範圍，1/4英吋之麥克風為建議之選擇尺寸。

• 前進波管試驗(progressivewavetubetesting)

聲波由管前端提供激振，並傳遞至等截面積之管內，全程壓力位準保持一定，管末端以鍥形吸音材吸收聲波以減少反射。
試件可安裝於管壁單側或管中，分別模擬暴露於單方向及雙方向聲源之效果。
一般而言，相同功率之聲源，全程音壓位準於前進波管內將高於迴響室內10dB。

• 空腔共振試驗(cavityresonancetesting)

飛機機艙開啟或固態火箭燃燒室燃燒後改變之剩餘空間，均會因暴露於高速氣流場下產生空腔共振噪音。
聲源最好採用正弦波或窄頻隨機信號激振。
聲源直接撞擊需執行空腔共振之試件部份，試件其他部份需包覆隔音20dB以上材料，方能達成妥當安裝之隔離效果。
麥克風位置依空腔容積及其共振模態等而異，需參照其他相關規範。

• 駐波管試驗(standingwavetubetesting)

駐波管係一封閉管，管前端連接喇叭，管末端放置試件。管徑需低於一個波長，方能確定僅有平面波於管內傳遞之測試條件。
試驗時採用單頻激振，所調整之駐波振頻隨管長而異。
此試驗方法多用於量測高噪音場所下吸音材料之吸音係數及開發產品時使用。

• 聲源選擇

五種聲源之波形及輸出能量詳如表6，分別說明如下：

• 電氣式換能器(electro-pneumatictransducers)為目前使用最為廣泛之聲源，其採用高容積、低壓力之氣流可調整產生近似正弦波或隨機波形，輸出能量最高至30,000瓦。
• 電液式換能器(electro-hydraulictransducers)類似上述電氣式換能器，唯輸出能量最高至200,000瓦。
• 電動式喇叭(electro-dynamicloudspeaker)為一般型喇叭，多用於室內音響與頻譜響應之調查使用，可產生正弦波或隨機波形，輸出能量接近10瓦。中国可靠性网
• 寬頻喇叭(windbandsirens)採用低容積、低壓力之氣流，可調整產生正弦波或擬隨機波形，輸出能量最高至5,000瓦。最適合使用於長時間、低音壓位準之耐久性試驗。
• 噴流(gasjets)雖可產生高頻、高位準之聲源，但其需高容量之氣體及不容易控制之特性，較少使用。

• 嚴厲度

當無法用量測方式取得全程音壓位準時，表2典型之全程音壓位準(OASPL)與試驗時間可供參考。
其他工業上應用產品需參照相關規範。

• 加速試驗

加速試驗係藉由增加全程音壓位準及減少試驗時間來達成，並配合試件材料之"應變-循環數曲線"，決定所需之音壓位準及時間。
試件於高應力共振模態下將首先發生疲勞失效，因此試驗前需先確知該共振模態之振頻。
全程音壓位準與試件應變之線性關係極限值需先確定，以避免非線性結果影響試驗值。
藉由應變計可監控應變之初期變化，經驗顯示當試件初期應變產生時，振頻將會偏移。因此，需要較高之音壓位準繼續執行應變之疲勞失效驗證，此種偏移產生時，即需立即檢查試件。

• 分析積分時間

為確保試驗結果之重複性及統計信賴度，分析積分時間需長至資料重覆發生。一般而言，低頻信號較高頻信號需較長之分析積分時間。

　

表1：全程音壓位準與試驗時間
全程音壓位準(dB)	試驗時間(min)
120±1	60
130±1	60
140±1	30
150±1	30
160±1	30
170±1	2

　

表2：典型之全程音壓位準(OASPL)與試驗時間
應用範圍	OASPL	試驗時間	音響
	(dB)	(min)	頻譜
高噪音工業機械	120	60	圖5
高功率風扇	120	60	圖4
消音後之氣渦輪排氣	120	60	圖3
一般飛機位置	130	60	圖3
工業氣體管線內	130	60	*
安裝於飛機內部、未消音之氣渦輪排氣	140	30	圖3
靠近於飛機噪音源	150	30	圖3
核能電廠之氣體管線內	150	30	*
飛機外掛載物	160	30	圖3
氣體管線內且靠近循環裝置	160	30	*
靠近火箭引擎或加力器之裝備	170	2	圖3
*表示需藉由推導或量測資料決定

　

表3：音響量測裝備之容差
頻譜範圍(Hz)	容差(dB)
22.4～125	±1
126～2500	±2
2501～11200	±3

　

表4：測試頻率與迴響室容積之關係
最低測試頻率(Hz)	迴響室容積(m3)
31.5		大於1000
125		大於200
250		大於70
500		大於5

　

表5：迴響室之尺寸比例
例證	Ly/Lx	Lz/Lx
1	0.83	0.47
2	0.83	0.65
3	0.79	0.63
4	0.68	0.42
5	0.70	0.59
Lx、Ly、Lz分別為迴響室三方向之尺寸。

　

表6：聲源、波形及典型輸出能量
聲源種類	波形及輸出能量
電氣式換能器	近似正弦波或隨機波形，輸出能量最高至30,000瓦。
電液式換能器	近似正弦波或隨機波形，輸出能量最高至200,000瓦。
電動式喇叭	正弦波或隨機波形，輸出能量接近10瓦
寬頻喇叭	正弦波或擬隨機波形，輸出能量最高至5,000瓦。
噴流	高頻低功率之隨機波形。

其它详见：IEC68系列标准列表

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太厲害了,那麼多資料,謝謝大大的分享