SVENSK STANDARD SS-EN ISO 9614-3 Fastställd 2002-11-15 Utgåva 1 Akustik Bestämning av ljudeffektnivåer hos bullerkällor med hjälp av ljudintensitet Del 3: Precisionsmetod för mätning med svepmetod (ISO 9614-3:2002) Acoustics Determination of sound power levels of noise sources using sound intensity Part 3: Precision method for measurement by scanning (ISO 9614-3:2002) ICS 17.140.01 Språk: svenska Publicerad: oktober 2004 Copyright SIS. Reproduction in any form without permission is prohibited.
Europastandarden gäller som svensk standard. Europastandarden fastställdes 2002-11-15 som SS-EN ISO 9614-3 och har utgivits i engelsk språkversion. Detta dokument återger i svensk språkversion. De båda språkversionerna gäller parallellt. The European Standard has the status of a Swedish Standard. The European Standard was 2002-11-15 approved and published as SS-EN ISO 9614-3 in English. This document contains a Swedish language version of. The two versions are valid in parallel. Upplysningar om sakinnehållet i standarden lämnas av SIS, Swedish Standards Institute, telefon 08-555 520 00. Standarder kan beställas hos SIS Förlag AB som även lämnar allmänna upplysningar om svensk och utländsk standard. Postadress: SIS Förlag AB, 118 80 STOCKHOLM Telefon: 08-555 523 10. Telefax: 08-555 523 11 E-post: sis.sales@sis.se. Internet: www.sis.se
EUROPASTANDARD EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM Provläsningsexemplar / Preview EN ISO 9614-3 November 2002 ICS 17.140.01 Svensk version Akustik Bestämning av ljudeffektnivåer hos bullerkällor med hjälp av ljudintensitet Del 3: Precisionsmetod för mätning med svepmetod (ISO 9614-3:2002) Acoustique Détermination par intensimétrie des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit Partie 3: Méthode de précision pour mesurage par balayage (ISO 9614-3:2002) Acoustics Determination of sound power levels of noise sources using sound intensity Part 3: Precision method for measurement by scanning (ISO 9614-3:2002) Akustik Bestimmung der Schalleistungspegel von Geräuschquellen aus Schallintensitätsmessungen Teil 3: Scanning-Verfahren der Genauigkeitsklasse 1 (ISO 9614-3:2002) Denna standard är den officiella svenska versionen av. För översättningen svarar SIS. Denna Europastandard antogs av CEN den 9 oktober 2002. CEN-medlemmarna är förpliktade att följa fordringarna i CEN/CENELECs interna bestämmelser som anger på vilka villkor denna Europastandard i oförändrat skick skall ges status som nationell standard. Aktuella förteckningar och bibliografiska referenser rörande sådana nationella standarder kan på begäran erhållas från CENs centralsekretariat eller från någon av CENs medlemmar. Denna Europastandard finns i tre officiella versioner (engelsk, fransk och tysk). En version på något annat språk, översatt under ansvar av en CENmedlem till sitt eget språk och anmäld till CENs centralsekretariat, har samma status som de officiella versionerna. CENs medlemmar är de nationella standardiseringsorganen i Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Grekland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Malta, Nederländerna, Norge, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. CEN European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung Central Secretariat: rue de Stassart 36, B-1050 BRUSSELS 2002 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members Ref. Nr. Sv
Sida 2 Innehåll Förord... 4 Orientering... 5 1 Omfattning... 7 2 Normativa hänvisningar... 7 3 Termer och definitioner... 8 4 Allmänna krav... 12 4.1 Bullerkällans storlek... 12 4.2 Karaktär hos buller utstrålat av källan... 13 4.3 Mätosäkerhet... 13 5 Akustisk miljö... 14 5.1 Kriterium för lämplig provningsmiljö... 14 5.2 Utifrån kommande intensitet... 14 5.3 Vind och gasflöden... 15 5.4 Temperatur... 15 5.5 Beskaffenhet hos omgivningen... 15 5.6 Atmosfäriska förhållanden... 15 6 Mätutrustning... 15 6.1 Allmänt... 15 6.2 Kalibrering och fältkontroll... 15 6.3 Tidsserier av ljudintensitet och ljudtryck... 16 7 Installation och drift av bullerkällan... 16 7.1 Allmänt... 16 7.2 Driftsförhållanden för den bullerkälla som ska provas... 16 8 Mätning av ljudintensitetsnivåkomponenter i normalens riktning... 17 8.1 Bestämning av mätyta... 17 8.2 Bestämning av svepbanor och segment... 17 8.3 Mätningar... 18 8.4 Ytterligare åtgärder... 21 9 Bestämning av ljudeffektnivå... 21 9.1 Beräkning av partiell ljudeffekt för varje delyta av mätytan... 21 9.2 Beräkning av normaliserad ljudeffektnivå... 21 10 Information att rapportera... 21 Bilaga A (informativ) Symboler som används i denna del av ISO 9614... 24 Bilaga B (normativ) Beräkning av fältindikatorer... 26 Bilaga C (normativ) Förfarande för att uppnå önskad noggrannhetsgrad... 29 Bilaga D (informativ) Inverkan av luftflöde på mätning av ljudintensitet... 33 Bilaga E (informativ) Inverkan av ljudabsorption inom mätytan... 34 Bilaga F (informativ) Mätyta och svepförfarande... 35 Bilaga G (informativ) Förfarande för att erhålla tidsmedelvärdesbildade intensiteter och kvadrerade ljudtryck ur en följd av korttidsmedelvärdesbildade intensiteter och kvadrerade ljudtryck... 36 Bilaga H (informativ) Normalisering av ljudeffektnivå... 37 Sida
Sida 3 Bilaga I (informativ) Fältindikatorer använda i ISO 9614-1, -2 och -3... 39 Litteraturförteckning... 40 Bilaga ZA (informativ) Samband mellan denna Europastandard och EG-direktiv... 42
Sida 4 Förord Denna internationella standard har utarbetats av ISO/TC 43 Acoustics och antagits som Europastandard av CEN/TC 211 Acoustics. Denna Europastandard skall ges status av nationell standard, antingen genom publicering av en identisk text eller genom ikraftsättning senast maj 2003, och motstridande nationella standarder skall upphävas senast maj 2003. Denna Europastand har utarbetats under mandat som CEN fått av Europeiska kommissionen och EFTA. Den stöder grundläggande krav i EGs direktiv. Sambandet med EG-direktiv beskrivs i Bilaga ZA, som ingår som en informativ del i denna standard. Enligt CEN/CENELECs interna bestämmelser skall följande länder fastställa denna Europastandard: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Grekland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Malta, Nederländerna, Norge, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. Ikraftsättningsnotering Texten i den internationella standarden ISO 9614-3:2002 har godkänts av CEN som Europastandard utan någon ändring.
Sida 5 Orientering 0.1 Den ljudeffekt som utstrålas från en ljudkälla är till sitt värde lika med integralen av skalärprodukten av ljudintensitetsvektorn och den tillhörande vektorn för ytelementet över en godtycklig yta som fullständigt omsluter ljudkällan. Andra internationella standarder som beskriver metoder för bestämning av ljudeffektnivåer hos bullerkällor, huvudsakligen ISO 3740 t.o.m. ISO 3747, anger utan undantag ljudtrycksnivån som den storhet som primärt ska mätas. Sambandet mellan ljudintensitetsnivå och ljudtrycksnivå i en godtycklig punkt beror på ljudkällans egenskaper, egenskaperna hos mätmiljön och fördelningen av mätpositioner i förhållande till ljudkällan. Metoderna som anges i ISO 3740 t.o.m. ISO 3747 är inte alltid tillämpbara, av följande skäl. a) Särskilda mätrum krävs om hög noggrannhet erfordras. Det är ofta omöjligt att installera och köra stora utrustningar i sådana mätrum. b) De kan inte användas i närvaron av höga bakgrundsnivåer som genereras av andra ljudkälor än den som ska undersökas. 0.2 Denna del av ISO 9614 anger metoder för bestämning av ljudeffektnivåer hos ljudkällor, inom vissa onoggrannhetsområden, under provningsförhållanden som är mindre begränsade än de som krävs av ISO 3740 t.o.m. ISO 3747. Det rekommenderas att personal som utför ljudintensitetsmätningar enligt denna del av ISO 9614 är tillräckligt tränad och erfaren. 0.3 Denna del av ISO 9614 kompletterar ISO 9614-1, ISO 9614-2 och ISO 3740 t.o.m. ISO 3747-serien, vilka beskriver olika metoder för bestämning av ljueffektnivåer hos maskiner och utrustning. Den skiljer sig från ISO 3740 t.o.m. ISO 3747-serien i huvudsakligen tre avseenden. a) Mätning utföres av såväl ljudintensitet som ljudtryck. b) Osäkerheten i ljudeffektnivå bestämd med metoden som anges i denna del av ISO 9614 klassificeras enligt resultaten i särskilda tilläggsmätningar och beräkningar som utföres i anslutning till mätningarna på det provade objektet. c) Nuvarande begränsningar hos intensitetsmätutrustning som uppfyller IEC 61043 begränsar mätområdet till tersbanden 50 Hz t.o.m. 6,3 khz. Oktavbandsvärden och bandbegränsade A-vägda värden beräknas från de föreliggande tersbandsvärdena. 0.4 Integralen, över en godtycklig yta som fullständigt omsluter ljudkällan, av skalärprodukten av ljudintensitetsvektorn och den tillhörande vektorn för ytelementet utgör ett mått på den ljudeffekt som utstrålas direkt till luften från alla ljudkällor som befinner sig innanför den omslutande ytan och utesluter ljud som utstrålas från ljudkällor belägna utanför denna yta. I praktiken fungerar denna uteslutning endast om den provade ljudkällan och andra yttre ljudkällor är stationära över tiden. I närvaron av ljudkällor utanför mätytan kan varje system innanför mätytan absorbera en del av den energi som infaller mot det. Den totala ljudeffekt som absorberas innanför mätytan kommer att uppträda som ett negativt bidrag till den provade ljudkällans effekt och kan orsaka ett fel i ljudeffektbestämningen. För att minimera det fel som uppstår är det därför nödvändigt att avlägsna allt ljudabsorberande material som befinner sig innanför mätytan och som normalt inte förekommer under driften av ljudkällan. Denna metod bygger på stickprovsmätning av intensiteten i normalens riktning, avseende mätytan, genom att föra en intensitetsprob kontinuerligt längs specificerade banor. Det resulterande felet i stickprovet är en funktion av den rumsliga variationen hos intensitetens komponent i ytnormalens riktning, vilken beror av ljudkällans direktivitet, den valda mätytan, mönstret och hastigheten i svepet med proben samt närheten av ovidkommande bullerkällor utanför mätytan.
Sida 6 Noggrannheten i mätningen av ljudintensitetskomponenten i normalens riktning i en viss position är känslig för skillnaden mellan den lokala ljudtrycksnivån och den lokala ljudintensitetsnivån i normalens riktning. En stor skillnad kan uppstå när intensitetsvektorn i en mätposition är riktad med stor vinkel (närmare 90 ) mot mätytans lokala normal.. Alternativt kan den lokala ljudtrycksnivån innehålla starka bidrag från ljudkällor utanför mätytan, men som kan innehålla ett obetydligt nettoflöde av ljudenergi, såsom i ett efterklangsfält i en kammare; eller så kan ljudfältet vara starkt reaktivt på grund av närfält och/eller stående vågor. Noggrannheten i bestämningen av ljudeffektnivå påverkas väsentligt av ett ljudenergiflöde in i volymen, som omslutes av mätytan, genom en del av denna yta, även om den i princip kompenseras av ett ökat flöde ut genom den återstående delen av mätytan. Detta tillstånd förorsakas av starka ovidkommande ljudkällor utanför mätytan. Denna del av ISO 9614 begränsar sådana situationer genom att uppställa relevanta kriterier.
Sida 7 Akustik Bestämning av ljudeffektnivåer hos bullerkällor med hjälp av ljudintensitet Del 3: Precisionsmetod för mätning med svepmetod 1 Omfattning 1.1 Denna del av ISO 9614 beskriver en metod för mätning av ljudintensitetskomponenten längs normalen till en mätyta som valts så att den omsluter bullerkällan (bullerkällorna) vars ljudeffektnivå ska bestämmas. Ytintegrering av intensitetskomponenten längs normalen till mätytan approximeras genom att dela upp mätytan i en följd av segment och svepa intensitetsproben över varje segment längs en kontinuerlig bana som täcker hela segmentet. Mätinstrumentet bestämmer medelvärdet av intensitetskomponenten längs normalen samt medelvärdet av det kvadrerade ljudtrycket över varaktigheten för varje svep. Svepet kan utföras antingen manuellt eller med hjälp av ett mekaniskt system. Oktavbandsnivå eller bandbegränsad vägd ljudeffektnivå beräknas ur de mätta tersbandsvärdena. Metoden är tillämplig på alla källor för vilka en fysiskt stationär mätyta kan definieras, och på vilken bullret genererat av provföremålet och av andra signifikanta yttre bullerkällor är stationärt i tiden. Bullerkällan definieras genom valet av mätyta. Metoden kan appliceras i särskilda provningsmiljöer som uppfyller alla relevanta krav i denna del av ISO 9614. Denna del av ISO 9614 anger vissa hjälpförfaranden, beskrivna i Bilaga C, att följas i samband med bestämningen av ljudeffekt. Resultaten används för att indikera kvaliteten hos bestämningen och därmed noggrannhetsgraden. Om det visar sig att kvaliteten hos bestämningen inte uppfyller kraven i denna del av ISO 9614 måste mätförfarandet ändras på det sätt som anvisas. Denna del av ISO 9614 är inte tillämpbar på frekvensband där bullerkällans ljudeffekt befunnits negativ vid mätningen. 1.2 Denna del av ISO 9614 är tillämpbar på källor belägna i en miljö som varken är så variabel i tiden att noggrannheten i mätningen av ljudintensitet reduceras i oacceptabel grad, eller utsätter intensitetsmätproben för gasflöden av oacceptabel hastighet eller instabilitet (se 5.2.2, 5.3 och 5.4). I vissa fall finner man att provningsförhållandena är alltför svåra för att uppfylla kraven i denna del av ISO 9614. Bakgrundsnivåerna kan t.ex. överskrida mätinstrumentets dynamiska kapabilitet eller variera alltför mycket under provningen. I sådana fall är inte metoden som anges i denna del av ISO 9614 lämplig för bestämning av bullerkällans ljudeffektnivå. 2 Normativa hänvisningar Följande standarder innehåller krav som, genom referenser i denna text, även utgör krav i denna del av ISO 9614. Vid tiden för publiceringen gällde de utgåvor som anges. Alla standarder är föremål för revidering och parter som gör upp avtal baserade på denna del av ISO 9614 uppmanas att undersöka möjligheterna att tillämpa de senaste utgåvorna av nedan angivna standarder. IEC- och ISO-medlemmar tillhandahåller förteckningar över gällande internationella standarder. IEC 60651, Sound level meters IEC 60942:1998, Electroacoustics Sound calibrators IEC 61260, Electroacoustics Octave-band and fractional-octave-band filters IEC 61043:1993, Electroacoustics Instruments for the measurement of sound intensity Measurements with pairs of pressure sensing microphones
Sida 8 GUM:1993, Guide to the expression of uncertainty in measurement. BIMP, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML. 3 Termer och definitioner För denna del av ISO 9614 gäller följande definitioner. ANM. Symbolerna som används i denna del av ISO 9614 anges i Bilaga A. Definitioner för fältindikatorer ges i Bilaga B. 3.1 ljudtrycksnivå, L p Tio gånger 10-logaritmen av kvoten mellan tidsmedelvärdet av kvadraten på ljudtrycket och kvadraten på referensljudtrycket. ANM. 1 Referensljudtrycket är 20 µpa. ANM. 2 Ljudtrycksnivå uttrycks i decibel. 3.2 momentan ljudintensitet, I r (t) Momentant ljudenergiflöde per ytenhet och tidsenhet i den lokala momentana akustiska partikelhastighetens riktning. ANM. Detta är en vektorstorhet som är lika med produkten av det momentana ljudtrycket i en punkt och den tillhörande partikelhastigheten: där r r I = p( t) u( t) (1) p(t) u r (t) t är det momentana ljudtrycket i en punkt; är den tillhörande partikelhastigheten i samma punkt; är tiden. 3.3 ljudintensitet, I r Tidsmedelvärdet av I r (t) i ett ljudfält som är stationärt i tiden: r 1 T r I = lim T I ( t) dt T 0 (2) där T ANM. I är integrationstiden. Vidare är det teckenförsedda beloppet av I r ; i denna del av ISO 9614 har tecknet valts så att energiflödet som går ut från bullerkällan genom mätytan mäts positivt; I det teckenlösa beloppet av I r.
Sida 9 3.4 ljudintensitet längs normalen, I n Ljud-intensitetens komponent längs normalen till en mätyta definierad av enhetsnormalvektorn n r : I n r r = I n (3) där n r är enhetsnormalvektorn riktad ut från volymen som innesluts av mätytan. 3.5 ljudintensitetsnivå längs normalen, L In Logaritmiskt mått för det teckenlösa värdet av ljudintensiteten i normalens riktning, I n, enligt: L I = 10 lg n I I n 0 db (4) där I 0 är referensljudintensiteten (=10-12 W m -2 ) ANM. 1 Den uttrycks i decibel. ANM. 2 När I n är negativ uttrycks nivån som (-) XX db, utom vid användning för bestämning av δ pi 0 (se 3.10). 3.6 Ljudeffekt 3.6.1 partiell ljudeffekt, Pi Tidsmedelvärdet av ljudenergiflödet per tidsenhet genom en delyta av en mätyta, enligt: P i = I n S (5) i i där I n i Si är det teckenförsedda beloppet av medelvärdet av ljudintensiteten längs normalen, mätt över delytan i på mätytan; är arean hos delytan i ANM. 1 När den medelvärdesbildade ljudintensitetsnivån I n i ur ekvationen L I för en delyta i uttrycks som XX db, beräknas värdet av n XX / 10 ni I 010 I = (6) ANM. 2 När den medelvärdesbildade ljudintensitetsnivån I n i ur ekvationen L I för en delyta i uttrycks som (-)XX db, beräknas värdet av n I XX / 10 ni = I 010 (7)