采用測振法在生產(chǎn)現(xiàn)場測試產(chǎn)品的噪聲是在其他方法都無法簡便、迅速、經(jīng)濟(jì)和準(zhǔn)確的解決產(chǎn)品現(xiàn)場噪聲檢測的情況下而提出的。西德、美國等國家開展此項技術(shù)研究已有多年了，德國BBC公司花費了十幾馬克研究振動法，并成功地將此項技術(shù)用于接觸器的現(xiàn)場噪聲檢測上。美國經(jīng)過多年的研究，已在海軍MIL標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定用振動法測定微電機的噪聲。ISO標(biāo)準(zhǔn)化組織已公布了測振法標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)文件。 
我國是在七十年代末期開始探討測振法的。經(jīng)過十多年的試驗研究，明確了要得到振動法的實際應(yīng)用，必須解決如下6個方面得到技術(shù)問題，即： 
（1） 必須獲得各機電產(chǎn)品的實際輻射效率指數(shù)曲線； 
（2） 必須解決按聲源尺寸變化的輻射效率指數(shù)曲線制成儀器的計權(quán)網(wǎng)絡(luò)曲線； 
（3） 必須解決儀器的校準(zhǔn)及分貝量的基準(zhǔn)值； 
（4） 必須確定各機器表面振動的關(guān)鍵測點； 
（5） 必須解決空氣動力噪聲疊加及修正問題； 
（6） 對于"流水線"上的檢測還必須解決簡化測點的問題。 
通過對電機、電器、電冰箱的試驗研究，解決了上述問題，并研制成了相應(yīng)儀器。 
VIB-4電腦振動噪聲測量儀，就是屬于此種儀器。 
二.基本原理 
聲音是機械振動的結(jié)果，當(dāng)物體出現(xiàn)聲頻范圍內(nèi)的機械振動時，就會使周圍介質(zhì)也發(fā)生相應(yīng)振動，從而以聲波的形式向外輻射聲音。聲波的輻射實質(zhì)上就是機械振動波能量傳遞的過程，所以，對振動聲輻射研究的前提，首先是波的形式問題。 
對于一個無限大平面板振動時所輻射的聲波應(yīng)該是平面波，在理想的平面波聲場中聲強是均勻的，任何一處的聲強有效值與該處的聲壓有效值、振動速度有效值之間的關(guān)系是較為簡單的線性關(guān)系，即： 
式中 I -- 聲強W/m2 
   V -- 振動速度m m/s 
   P -- 聲壓 Pa 
   PC -- 聲阻抗 瑞利（聲歐） 
如果臨近平板介質(zhì)與平板一起振動，則平面的振動速度可以看成臨近介質(zhì)的聲波振動速度，由此可以直接得到近場聲強，或聲強級，從而算出聲功率級。 
然而實際機器的振動卻很少是平而波，從遠(yuǎn)場來看，很多尺寸不大的機電產(chǎn)品可以近似地看成是按球面波的形式向外輻射噪聲。所以對球面波的理論分析接近實際。 
顯然，對一個脈動球所輻射聲波的聲強，除與振動強度（V）有關(guān)外，還是波數(shù)（頻率和聲速的函數(shù)）、聲源尺寸的函數(shù)，也與脈動球的振動形式m有關(guān)，另外還反映了振動聲的輻射效率問題。實際機器的振動情況是比較復(fù)雜的，但只要能找到輻射效率曲線。根據(jù)公式就可得到聲強級（LI），再按測得聲強級所在面的面積可算出聲功率級Lw。 
三.實際輻射效率的確定 
任何一個機電產(chǎn)品運行后所輻射的噪聲都是來自于多個振源并具有較寬的頻率特征，絕大多數(shù)機電產(chǎn)品都是多個振源在各種頻率下振動的綜合，整體振型很復(fù)雜，所以，使純理論的推導(dǎo)難以進(jìn)行。再加之機器表面近場又與遠(yuǎn)場的噪聲會有較大差異，因而使理論上推導(dǎo)實際產(chǎn)品的輻射效率指數(shù)為困難。 
然而大量的試驗結(jié)果也反映了機電產(chǎn)品的振動與聲學(xué)特性確實有較強的規(guī)律性。首先是輻射聲場的規(guī)律性，在一定遠(yuǎn)場（測試方法標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的距離）條件下，小尺寸產(chǎn)品都具有球面聲波輻射的特征，即使較大尺寸的產(chǎn)品所測結(jié)果都能與遠(yuǎn)場測試結(jié)果一致。所以。它們的噪聲輻射規(guī)律可以歸于脈動球的聲輻射類型之中。對電機的模態(tài)分析結(jié)果可很清楚地看到，在單一模態(tài)頻率下，電機的振動很近于脈動球，只是大多都按二階和三階振型振動。 
對電機、電器、電冰箱進(jìn)行大量試驗研究，以求取這些產(chǎn)品的實際輻射效率指數(shù)，試驗研究程序大致這樣進(jìn)行： 
（1） 按不同尺寸結(jié)構(gòu)選擇系列的典型樣機，如電機從80到280機座都有，冰箱幾種容積結(jié)構(gòu)都有。 
（2） 在樣機（電機、電冰箱、電器）的表面上確定有代表的振動區(qū)和相應(yīng)的典型測點，如電機有6~7個點；電器有4~5個點；冰箱則是29個點，在每個測點上按1/3倍頻程（有33個頻段）及A計權(quán)測定表面頻帶振動級及A計權(quán)振動級，同時，按和我國標(biāo)準(zhǔn)的消聲室法的標(biāo)準(zhǔn)測定各樣機的1/3頻帶聲功率級和A計權(quán)聲功率級，一般稱此為消聲室的聲壓級測定方法。 
（3） 將表面振動測定結(jié)果與消聲室內(nèi)遠(yuǎn)場聲壓級方法測得的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析（按1/3倍頻   帶及A計權(quán)）以求取各種產(chǎn)品的實際輻射效率曲線。 
經(jīng)過對十多萬數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，我們得到了很有規(guī)律的10lgσ曲線，如圖1所示。圖中輻射效率指數(shù)曲線（曲線1、2、3）與大量實測值的相關(guān)性很強，相關(guān)系數(shù)三種產(chǎn)品都在0.9以上，電機為0.998，電器為0.989，電冰箱為0.903，充分顯示了機電產(chǎn)品實際輻射效率的規(guī)律性。也證明了用測量機電產(chǎn)品表面振動來確定其噪聲功率級的可行性。 幾種電產(chǎn)品實際輻射效率指數(shù)曲線 
圖中：曲線0、1（實線）分別為脈動球0階及1階振動時的輻射效率指數(shù)曲線； 
   曲線2（點劃線），為電機的輻射效率指數(shù)曲線 
   曲線3（雙劃線），為電器的輻射效率指數(shù)曲線 
   曲線4（虛線），為電冰箱輻射效率指數(shù)曲線 
比較幾條曲線可見，電機接近脈動球的曲線，幾乎介于0階與1階理論曲線之間，從電機的模態(tài)振型分析也可以證實其相似性。 
四.實際應(yīng)用結(jié)果 
按照實際輻射效率指數(shù)曲線制成計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，加入測振儀的放大線路中，再增加聲級計中規(guī)定的A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。這樣測振儀就可以直接測得各產(chǎn)品的噪聲級了。由于在求取曲線時，是表面振動級與遠(yuǎn)場求得的噪聲功率級之間關(guān)系得到的，所以曲線中已引入了對近場測試的修正。所以，由于這種加入計權(quán)網(wǎng)絡(luò)的測振儀測得的表面振動速度平均值,加上表面積對數(shù)的十倍，就可以作為該產(chǎn)品遠(yuǎn)場噪聲功率級，對應(yīng)不同尺寸的聲源，輻射效率指數(shù)計權(quán)網(wǎng)絡(luò)是可按尺寸大小調(diào)節(jié)的。這樣，振動噪聲檢測儀的應(yīng)用范圍廣了。 
應(yīng)用這種儀器，對幾種產(chǎn)品驗證測試： 
對比測試基礎(chǔ)是以在級半消聲室內(nèi)用相應(yīng)產(chǎn)品的國標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行聲功率級測定計算結(jié)果為準(zhǔn)。用振動法測定機器聲功率級可以有兩種狀態(tài)，一種是在消聲室內(nèi)相同運行狀態(tài)下對比測試，另一種則是生產(chǎn)線上現(xiàn)場振動法測定結(jié)果與消聲室聲壓法測定結(jié)果比較。 
實際驗證結(jié)果的統(tǒng)計分析計算表明測振法測定機器聲功率級與在消聲室內(nèi)用聲壓法的測定結(jié)果有很強的相關(guān)性和較高的精度。幾種產(chǎn)品驗證測試的統(tǒng)計分析計算結(jié)果列入表1 
表1振動法與消聲室聲壓法測定結(jié)果統(tǒng)計分析計算表 
產(chǎn)品類別 兩方法相關(guān)系數(shù)r 兩方法平均差  兩方法差的標(biāo)準(zhǔn)偏差σn-1 
電 機   0.999      0.015dB     0.65dB 
電 器   0.996      -0.53dB     0.9dB 
冰 箱   0.892      0.67dB     0.98dB 
實際驗證的結(jié)果足以證明振動法的生命力和可推廣性。如果其他各類產(chǎn)品都能得到相應(yīng)的實際輻射效率指數(shù)曲線那么測振法的應(yīng)用范圍將會加寬廣。 
從批量隨機抽樣的驗證結(jié)果還證明，振動法的測試精度是可以保證的，而且還相當(dāng)高。當(dāng)然，主要決定于實際輻射效率曲線的求取規(guī)律性是否很強，是否準(zhǔn)確。 
振動法的優(yōu)點在于可以避免空氣噪聲測試時由于背景聲和反射聲造成的影響，所以，對于現(xiàn)場噪聲控制時，可以在幾臺機器同時運行的情況下，分別測定各臺機器的噪聲，并進(jìn)行分析。因此，也適用于電機的負(fù)載噪聲測量。特別是負(fù)載噪聲的測試方法今后將以差值疊加法為發(fā)展方向，使振動法的應(yīng)用為有利。相信進(jìn)一步的應(yīng)用會加證明這種方法的優(yōu)越性。
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