Wibroakustyka - cw5 PDF

Preview

Summary

Kierunek - Mechanika i Budowa Maszyn
Przedmiot - Wibroakustyka
Temat - Widma tercjowe i oktawowe poziomu ciśnienia dźwięku bez i z zastosowaniem filtra korekcyjnego A w paśmie słyszalnym...

Description

LABORATORIUM WIBROAKUSTYKI MASZYN Zakład Wibroakustyki i Bio -Dynamiki Systemów Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Instytut Mechaniki Stosowanej Grupa: IRW1 2.1 Imię i Nazwisko: 1. 2.

Ćwiczenie nr 5 : Widma tercjowe i oktawowe poziomu ciśnienia dźwięku bez i z zastosowaniem filtra korekcyjnego A w paśmie słyszalnym Data wykonania ćwiczenia:

Data oddania sprawozdania:

16.11.2017

23.11.2017

Ocena:

1. Cel ćwiczenia Poznanie przedstawienia poziomu ciśnienia dźwięku w dziedzinie częstotliwości w postaci analiz widmowych o stałej względnej szerokości pasma i zastosowaniem filtra korekcyjnego A. Przeprowadzenie pomiarów i przeliczeń tercjowych i oktawowych widm hałasu w wybranym punkcie laboratorium. 2. Schemat stanowiska

1 – punkt pomiarowy 2 – szlifierka 3 – wyrzynarka 3. Opis i wymiary źródeł hałasu Tło akustyczne – Tłem akustycznym jest laboratorium wibroakustyki, jedenastu studentów wykonujących ćwiczenia laboratoryjne oraz dźwięki wynikające z przebiegu ćwiczeń.

Źródło hałasu nr 1 - Szlifierka – Urządzenie wydaje głośne dźwięki, hałas charakterystyczny dla pracującego urządzenia mechanicznego. Długi czas rozruchu i hamowania urządzenia powoduje dalszy hałas po wyłączeniu maszyny przez około minutę.

Źródło hałasu nr 2 – Wyrzynarka – Urządzenie wywołujące nieprzyjemne dźwięki w Sali laboratoryjnej. Okryte jest pudłem izolującym dźwięk, które powoduje tłumienie dźwięku w niedużym stopniu. 4. Przebieg ćwiczenia - Kalibracja sonometru wraz z ustawieniem parametrów pomiaru. - Wykonanie pomiarów pomieszczenia wraz z odległościami między stanowiskami emitującymi hałas. - Wykonanie pomiarów poziomu dźwięku dla tła akustycznego, a następnie kolejno dla włączonej szlifierki oraz wyrzynarki. - Umieszczenie otrzymanych wyników w programie Excel i obliczenie za jego pomocą skorygowanych poziomów A. 5. Otrzymane wyniki fo [Hz] 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 10000 Poz. Cał.

Tło akustyczne Lkj,lin [dB] Lkj,A [dB] 57,5 12,8 51,2 11,9 46,3 11,7 51,7 21,5 39,5 13,3 46,5 24 48,6 29,5 51,1 35 51,1 37,7 48,4 37,5 48,6 40 47,3 40,7 45,6 40,8 57,7 45,5 46,4 44,5 40,7 39,9 38,2 38,2 40 40,6 38,1 39,1 35,4 36,6 35,8 37,1 35,5 36,7 36,1 37,1 34,8 35,3 34 33,9 31,9 30,8 39,7 27,2 62,2

52,5

Żródło 1 Lkj,lin [dB] Lkj,A [dB] 54,4 9,7 47,8 8,5 41,5 6,9 54 23,8 35,6 9,4 43,3 20,8 53,9 34,8 53 36,9 50,1 36,7 48 37,1 50,6 42 47,5 40,9 54,5 49,7 53,2 50 50,4 48,5 50,9 50,1 55,1 55,1 61,2 61,8 58,7 59,7 59,8 61 53,2 54,5 56,5 57,7 59,4 60,4 64,9 65,4 67,4 67,3 59,8 58,7 49,7 47,2 72,2

72,1

Źródło 2 Lkj,lin [dB] Lkj,A [dB] 58,5 13,8 70,1 30,8 71,1 36,5 53,7 23,5 57,2 31 58,4 35,9 64,5 42,4 55,8 39,7 58,7 45,3 53,5 42,6 57,6 49 74,9 68,3 74,8 70 63 59,8 63,4 61,5 60 59,2 61,8 61,8 64,8 65,4 59,8 60,8 59 60,2 57,9 59,2 59 60,2 58,6 59,6 51,2 51,7 46,8 46,7 49 47,9 39,8 37,3 80,2

74,8

KA [dB] -44,7 -39,3 -34,6 -30,2 -26,2 -22,5 -19,1 -16,1 -13,4 -10,9 -8,6 -6,6 -4,8 -3,2 -1,9 -0,8 0 0,6 1 1,2 1,3 1,2 1 0,5 -0,1 -1,1 -2,5

6. Obliczenia na podstawie widm tercjowych Poziom dźwięku w pasmach: - tercjowych Lkj, k=1,...,9, j=1,...,3 - oktawowych Lk, k=1,...,3 Poziom linowy dźwięku na podstawie widma tercjowego: 9

L lin = 10⋅ log [ ∑

3

(

∑ 10

L kj ) 10

] [ dB]

k = 1 j= 1

Poziom liniowy dźwięku na podstawie widma tercjowego dla tła akustycznego:

Poziom dźwięku A na podstawie widma tercjowego dla tła akustycznego: 9

L A= 10⋅ log [ ∑

3

(

∑ 10

Lkj + KA ) 10

] [dB]

k= 1 j= 1

Poziom dźwięku [dB]

7. Zestawienie widm tercjowych poziomu dźwięku oraz poziomu dźwięku A Tło akustyczne

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Lp Lin 1 [dB]

LpA,i [dB]

f [Hz]

Źródło hałasu nr 1

90 Poziom dźwięku [dB]

80 70

60 50 40 30 20 10 0

Lp Lin 1 [dB]

f [Hz]

LpA,i [dB]

Źródło hałasu nr 2

90 Poziom dźwięku [dB]

80 70 60 50 40 30 20

10 0

Lp Lin 1 [dB]

f [Hz]

LpA,i [dB]

Zestawienie liniowych poziomów dźwięku dla wszystkich źródeł hałasu Pozziomy liniowe dźwięku

90 Poziom dźwięku [dB]

80 70 60 50 40 30 20 10

0

Tło akustyczne

Żródło 1

Żródło 2

f [Hz]

Zestawienie poziomów dźwięków A dla wszystkich źródeł hałasu Poziomy dźwięku A

90

Poziom dźwięku [dB]

80 70 60 50 40 30 20 10 0

Tło akustyczne

Żródło 1

Żródło 2

f [Hz]

8. Obliczenia widm oktawowych poziomu dźwięku oraz poziomu dźwięku A

I.

Obliczenia (bez korekcji A): 1. Obliczanie pasm oktawowych na podstawie dokonanych pomiarów w pasmach tercjowych:

2. Wyznaczanie całkowitego poziomu dźwięku: a. na podstawie obliczonych pasm oktawowych.

b. Na podstawie pasm tercjowych

W obydwu przypadkach wyniki są identyczne.

II.

Obliczenia (z zastosowaniem korekcji A): 1. Przy obliczaniu poziomu skorygowanego należy do wykonanego pomiary dodać wartość korekcyjną odpowiadającą danej częstotliwości pomiarowej.

dB 2. Reszta wartości została obliczona na podstawie identycznych wzorów, z uprzednim uwzględnieniem wartości korekcji A. Wszystkie wartości zostały obliczone przy użyciu programu Excel i zebrane w poniższych tabelach. Pasma oktawowe f0 [Hz] 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Poziom całkowity Lkcałk, [dB]

Pomiar 1 Lk Lin 1 [dB] 58,67 53,04 55,19 52,91 51,88 44,53 41,38 40,27 36,98

Poziom skorygowany A

62,24

52,47

LkA,i [dB] 16,93 26,17 39,97 44,37 48,79 44,45 42,51 41,20 36,21

Pasma oktawowe f0 [Hz] 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Poziom całkowity Lkcałk, [dB]

Pomiar 2 Lk Lin 1 [dB] 55,44 54,41 57,38 53,69 57,78 62,47 62,80 66,44 68,16

Poziom skorygowany A

72,21

72,05

LkA,i [dB] 13,29 25,67 41,00 45,22 54,22 62,88 63,93 67,12 67,90

Pasma oktawowe f0 [Hz] 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Poziom całkowity Lkcałk, [dB]

Pomiar 3 Lk Lin 1 [dB] 73,77 61,62 64,04 75,01 75,36 67,43 63,74 62,18 51,36

Poziom skorygowany A

80,15

74,83

LkA,i [dB] 37,55 37,30 47,82 68,36 70,92 67,64 64,89 63,24 50,56

9. Wnioski -Analizując otrzymane widma dla poziomów dźwięku oraz poziomów dźwięku A można łatwo zauważyć, że dla tła oraz źródła nr 1 są małe różnice w poziomach dźwięku dla niskich częstotliwości. - Natomiast dla wyższych częstotliwości różnica ta zwiększa się. - W przypadku źródła nr 2 już od niskich częstotliwości można zauważyć znaczną różnicę pomiędzy poziomami dźwięku dla tego źródła oraz tła. - Różnica w poziomach całkowitych L pomiędzy pomiarami poziomu liniowymi dźwięku, a pomiarami poziomu dźwięku skorygowanego A wynika z nieliniowego odbioru wrażeń słuchowych przez człowieka, dlatego stosuje się charakterystykę korekcyjną A - Organizm człowieka chroni się przed nadmiernym hałasem, dlatego w przypadku wyższych poziomów dźwięku ta różnica jest wyższa...