国际标准3746.docx
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国际标准3746
国际标准ISO3746
第二版1995年8月15日
声学—用声压进行噪音源的声功率级测定—在反射面上使用包围测量表面的调查方法
内容
页码
1
范围
1
2
规范化参考
3
3
定义
3
4
声响环境
4
5
仪器设备
5
6
试验中声源的安装和操作
5
7
声压级测量
7
8
加权A表面声压级和加权A声功率级的计算
10
9
需要记录的信息
12
10
需要汇报的信息
13
附录
A
声响环境的鉴定程序
14
B
半球状表面上的话筒排列
17
C
平行六面体表面上的话筒排列
21
D
脉冲噪声的检测指南
26
E
参考书目
27
©ISO1995
版权所有。
除非另有指定，如果没有得到出版商的书面许可，本出版物中的任何部分都不允许以任何方式或以其他电子的或机械的方式，包括影印和微缩摄影，进行复制或者使用。
国际标准组织
CasePostale56·CH-1211日内瓦20·瑞士
瑞士印刷
前言
ISO（国际标准组织）是一个全国标准协会（ISO成员国）的全球性联盟。
准备国际标准的工作通常是通过ISO技术委员会来执行。
如果某项主题有一个为其而建立起的技术委员会，而对这一主题感兴趣的每一个成员国都有权在那个委员会上作为那项主题的代表。
与ISO有联系的政府及非政府的国际组织也参与其中的工作。
在所有的电气工艺标准化问题上，ISO与国际电气工艺委员会（IEC）进行着紧密的合作。
由技术委员会采纳的国际标准草案在各成员国之间传阅进行表决。
如果作为国际标准进行公布，则需要得到成员国投票表决达75%以上的赞成票。
国际标准ISO3746由声学技术委员会ISO/TC43，噪音SC1小组委员会准备材料。
第二版已经过技术修订，取消并代替第一版（ISO3746：
1979）。
附录A、B和C是本国际标准中的一部分内容。
附录D和E只提供一些信息。
简介
0.1本国际标准是ISO3740系列中的一部分，它详细说明了各种测定机器、设备及其组件的声功率级的方法。
选择ISO3740系列方法之一的时候，我们有必要采用最适合于噪音测试条件和目的的方法。
在ISO3740中提供了帮助你进行选择的一般准则。
ISO3740系列只给出有关试验中机器或设备的操作及安装条件的一般原则。
如果可能的话，应该就安装和操作条件下的技术规范参考某一特定型号的机器或设备的测试规则。
0.2本国际标准详细说明了在测量表面上包围音源时测量声压级的方法以及计算由音源产生的声功率级的方法。
包围表面方法可以用于任何三级精确度（参阅表0.1）中，而在本国际标准中使用的是第三级精确度。
使用本国际标准需要完成如表0.1中所述的某些资格标准。
如果不能符合相关的资格标准，就只可能使用ISO3747或ISO9614了。
用于特定系列机器或设备的噪音测试规则应该毫无疑问地基于ISO3740或ISO9614系列中一个或多个基本文献的要求。
如果测量是在典型的机房内进行的，其中声源已经正常安装，这就需要对背景噪音或不需要的反射进行修正。
本国际标准中指定的方法允许声功率级作为加权A值直接从加权A声压级测量中进行测定。
0.3在本国际标准中，来自声压级测量的声功率级计算基于这样的前提，即声源的声功率输出在平均时间和空间条件下与声压的均方成正比。
表0.1—在反射面上用包围表面的方法测试噪音源的声功率级并给出三种不同的精确度等级的国际标准概述
参数
ISO3745
精确法
一级
ISO3744
工程法
二级
ISO3746
调查法
三级
测量环境
半消声室内
室外或室内
室外或室内
测量环境1）的稳定性标准
K2≤0.5dB
K2≤2dB
K2≤7dB
声源体积
最好小于测试房间的0.5%
无限制：
只受有效性测试环境的限制
无限制：
只受有效性测试环境的限制
噪音特性
任意（宽带、窄带、离散频率、稳定、不稳定、脉冲等）
背景噪音1）的限制
ΔL≥10dB（如有可能，超过15dB）
K1≤0.4dB
ΔL≥6dB（如有可能，超过15dB）
K1≤1.3dB
ΔL≥3dB
K1≤3dB
测量点数量
≥10
≥92）
≥42）
仪器设备：
a）声级计至少应遵守
b）结合声级计至少应遵守
c）频带滤波器设置至少应遵守
a）IEC651中指定的类型1
b）IEC804中指定的类型1
c）IEC1260中指定的等级1
a）IEC651中指定的类型1
b）IEC804中指定的类型1
c）IEC1260中指定的等级1
a）IEC651中指定的类型2
b）IEC804中指定的类型2
—
测定表述为可重现性标准误差的LWA方法的精确性
σR≤1dB
σR≤1.5dB
σR≤3dB（如果K2<5dB）
σR≤4dB（如果5dB≤K2≤7dB）
如果离散音调不很突出，那么σR的值会大于1dB。
1）K1和K2给出的数值应该符合测定声功率频谱频率范围内的每个频带。
如果要测定加权A声功率级，相同的标准可适用于K1A和K2A。
2）在给定的条件下，我们允许减少话筒安装的数量。
声学—用声压进行噪音源的声功率级试验—在反射面上用包围测量表面的调查方法
1范围
1.1概述
本国际标准详细说明了一种测量表面包围声源的测试声压级的方式，以便计算由噪音源产生的声功率级。
该方法要求测量环境和仪器设备以及获得表面声压级的技术，从表面声压级中计算出声功率级，产生三级精确度的结果。
创建各种类型设备的特定噪音测量规则并根据本国际标准投入使用是很重要的。
对于每个类型的设备来说，这种噪音测试规则将会给出试验中设备的安装、加载和操作条件，以及根据本国际标准中规定的测量表面和话筒排布进行选择的详细要求。
注1：
某特定类型设备的噪音测量规则应该给出有关被选特定表面的详细资料，因为使用不同形状的测量表面可能产生同一声源声功率级的不同估值。
1.2噪音和噪音源的类型
本国际标准中指定的方法适用于所有噪音类型的测量。
注2：
ISO12001中列出了不同类型噪音的分类（稳定、不稳定、准稳定、脉冲等）。
本国际标准适用于各种类型和大小（例如：
器具、机器、元件、组件等）的噪音源。
注3：
根据本国际标准进行的测量可能在非常高或非常长的声源，例如烟囱、灰尘、输送设备和多源工业装置中不能适用。
1.3测试环境
适用于根据本国际标准进行测量的测试环境可能是室内或室外，存在一个或多个反射平面，符合特定的要求。
1.4测量的不确定性
对于会辐射出稳定宽带噪音的声源来说，除了少数之外，根据本国际标准进行的试验将产生不大于3dB（如果根据附录A测定的K2A小于5dB）或4dB（如果K2A在5dB至7dB之内）的加权A声功率级的可重现性标准误差。
对于离散音调的声源来说，可重现性标准误差通常大于1dB（参阅表1）。
根据本国际标准给出的过程测定的噪音源声功率级的单值可能在数量上不同于测量不确定性范围内的真实值。
测定声功率级的不确定性由几个影响结果的因素产生，有些与测试地点的环境条件有关，另一些与实验技术有关。
如果某一特定噪音源将被传送至几个不同测试地点的每一处，并且如果在每一处测试地点上那个噪音源的声功率级将根据本国际标准进行测定的话，结果就会很分散。
试验中级的标准误差可以计算出来（参阅ISO7574-4：
1985，附录B中的举例）。
除了少数例外，这些标准误差不会超过表1中列出的误差。
表1中的数值是可重现性σR的标准误差，ISO7574-1中有其定义。
表1中的数值考虑到使用本国际标准过程中测量的不确定性的累积影响，但不包括因操作条件或安装条件下产生的变化造成的声功率输出中的差异（例如，转速、线电压）。
测量的不确定性取决于制成于表1中可重现性的标准误差以及所需的置信度。
例如，对于一个正常的声功率级分配来说，声源声功率级的预计值为被测值±1，656σR的范围内时置信度为90%，声源声功率级的预计值为被测值±1，96σR的范围内时置信度为95%。
若需更多的举例，请参考ISO7574系列及ISO9296。
表1—根据本国际标准测定的加权A声功率级可重现性的标准误差的估计上限值
应用
可重现性，σR的最高标准误差
dB
用于在兴趣频率范围内发出具有相对“平坦”频谱噪音的声源。
3
用于发出含有明显离散音调的噪音的声源。
4
注4：
如果K2A大于或等于5dB，σR可能比表1的数值大1dB。
注5：
用于特定系列声源的噪音测试规则可以具有较低的可重现性标准误差值（参阅注8）。
注6：
表1中列出的标准误差与本国际标准中定义的测试条件和过程有关，而与噪音源本身无关。
这些误差中只有个别是因为测试地点、室外大气条件的变化、测试房间或室外环境的几何形状、反射平面的回响特点、室内测试房间内壁的吸音、背景噪音以及仪器设备类型和校准之间的差异而产生的。
它们也可能因为实验技术，包括测量表面的大小和形状、话筒排列的数量和位置、声源位置、合成次数以及环境更正的测定等的差异。
标准误差还会受到与采用声源附近区域的测量有关的错误的影响；这些错误取决于声源的性质，但通常会因较短的测量距离和较低的频率（低于250Hz）而使错误增多。
注7：
如果测量在几个测试地点进行，对于给定声源产生的声功率试验结果可能比表1中标准误差所暗指的要好一些。
注8：
对于具有相似声功率频谱以及相似操作条件的相似大小的特定系列的声源来说，可重现性的标准误差可以小于表1中列出的数值。
因此，如果具体误差可以从适当的实验室间的测试结果中获得的话，引用本国际标准用于特定类型的机器或设备的噪音测试规则产生的标准误差可能小于表1中列出的数值。
注9：
如表1中所列出的可重现性标准误差包括与在相同条件下对同一噪音进行重复测量有关的不确定性（参阅ISO7574-1的可重现性的标准误差）。
这个不确定性通常远远小于与从一个测试地点至另一个测试地点的可变性相关的不确定性。
然而，如果对于特定声源保持稳定的操作或安装条件有困难的话，可重现性标准误差相对表1中列出的数值而言可能不会小。
在该情况下，在声源上获得可重现的声功率级数据有困难这一事实应该在测试报告中进行记录和陈述。
注10：
本国际标准的程序及表1中列出的标准误差均适用于单个机器上的测量。
同一系列或型号的一批机器的声功率级的特征化需要采用随机取样技术，在该技术中指定了置信区间，并且其结果根据统计的上限进行表述。
在应用这些技术的时候，必须了解或估计至全部的标准误差，包括ISO7574-1中所定义的产品标准误差，这是同一批次内单个机器之间声功率输出上差异的测量。
机器批次特征化的统计方法在ISO7574-4中进行介绍。
2规范化参考
以下标准包含各项条款，通过参考本文，它们构成了本国际标准的条款。
在其发表的时候，这里所指的版本均为有效。
所有版本都可能修订，而且基于本国际标准的协仪各方均被鼓励对以下所指的大部分最近版本标准的应用可能性进行研究。
ICE和ISO的成员国保留对当前有效的国际标准的登记权。
ISO354：
1985，声学—在混响室内的吸音测量
ISO3744：
1994，声学—用声压-在反射平面上基本自由场内的工程方法进行噪音源声功率级的测定
ISO3745：
1977，声学—噪音源声功率级的测定—消声和半消声室内的精确方法
ISO3747：
1987，声学—噪音源声功率级的测定—使用参考声源的调查方法
ISO4871：
—1），声学—机械和设备噪音辐射值的声明和证实
ISO6926：
1990，声学—噪音源声功率级的测定—参考声源性能和校准的要求
ISO7574-1：
1985，声学—测定和证实机械和设备声称的噪音辐射值的统计方法—第1部分：
一般考虑及定义
ISO7574-4：
1985，声学—测定和证实机械和设备声称的噪音辐射值的统计方法—第4部分：
成批机器声称值的方法
IEC651：
1979，声级计，第1修正案：
1993
IEC804：
1985，平均整体声级计，第1修正案：
19879及第2修正案：
1993
IEC942：
1988，声校准器
3定义
以下定义适用于本国际标准。
3.1声压，p：
由于声音的存在而叠加在静压力上的脉动压力。
以帕斯卡为单位。
注11：
声压的强度可以用几种方式来表述，例如瞬间声压、最大声压、或者指定时间和空间（例如，测量表面上）内声压均方的平方根。
3.2声压级，Lp：
10乘以以10为底、声压平方与参考声压平方之比的对数。
声压级单位为分贝。
应该指出使用的频率加权或频带宽和时间加权（S，F或I，参阅IEC651）。
参考声压为20μPa（2x10-5Pa）。
注12：
例如，带时间加权S的加权A声压级是LpAs。
3.2.1时均声压级，Lpeq.T：
在测量时间间隔T内的连续稳定声音的声压级具有与同时间一起变化的待研究声音相同的均方声压：
Lpeq.T：
=10lg[1/T∫T0100.1Lp（t）dt]dB
=10lg[1/T∫T0p2（t）/p02dt]dB…
（1）
时均声压级单位为分贝，并且应该用符合IEC804要求的仪器进行测量。
注13：
时均声压级通常为加权A，并且由通常缩写为LpA的LpAeq.T来表示。
注14：
一般而言，下标“eq”和“T”被省略，因为时均声压级必须在某个特定的测量时间间隔内测定。
3.2.2单件声压级，Lp.1s：
指定时间T（或指定测量时间T）内单个声源的时间积分声压级经规范为T0=1s。
它的单位为分贝，并由以下公式得出：
Lp.1s=10lg[1/T0∫T0p2（t）/p02dt]dB
=Lpeq.T+10lgT/T0dB…
（2）
3.2.3测量时间间隔：
测定时均声压级的操作阶段或操作循环的一份或多份。
3.3测量表面：
包含测量点所在声源的假想表面S。
测量表面在一个或多个反射平面上终止。
3.4表面声压级，Lpf：
测量表面上所有话筒位置的时均声压级的平均功率，使用背景噪音修正K1（3.13）和环境修正K2（3.14）。
单位为分贝。
3.5声功率，W：
由声源辐射的空中传播声功率的单位时间内的速率。
单位为分贝。
3.6声功率级，Lw：
10乘以以10为底、由试验中声源辐射出的声功率与参考声功率之比的对数。
单位为分贝。
应该指出所使用的频带宽的频率加权。
参考声功率为1pW（10-12W）。
注15：
例如，加权A的声功率为LwA。
3.7所关心的频率范围：
一般而言，所关心的频率范围包括具有从25Hz到8,000Hz中心频率的八音度带。
3.8基准箱：
最小的平行六面体矩形假定平面，正好包含了声源并在反射面或平面上终止。
3.9特征源体积，d0：
基准箱对角线的一半长度，由基准箱及其邻近反射面内的图像所组成。
3.10测量距离，d：
从基准箱到箱型测量表面间的距离。
3.11测量半径，r：
半球形测量表面的半径。
3.12背景噪音：
来自试验中声源之外的所有的噪音。
注16：
背景噪音可能包括空中传播、结构性振动以及仪器设备中电子噪音等。
3.13背景噪音修正，K1：
说明表面声压级上背景噪音影响的修正术语；K1从属频率，单位为分贝。
加权A情况下的修正表示为K1A。
3.14环境修正，K2：
说明表面声压级上被反射或吸收的影响修正术语；K2从属频率，单位为分贝。
加权A情况下的修正表示为K2A。
3.15脉冲噪音索引（脉冲）：
通过由一个声源辐射出的噪音可以成为“脉冲”的数量。
（参阅附录D）单位为分贝。
4声响环境
4.1概述
根据本国际标准适合于测量的测试环境包括一个平坦的室外区域或室内，能够符合4.2的资格要求并且根据4.3的要求充分地避开背景噪音。
4.2测试环境充分的标准
附录A介绍了确定环境修正K2A的强度，用于解释测试环境与理想条件之间的误差。
对于本国际标准来说，环境修正K2A（参阅表0.1和8.3）的值应该小于或等于7dB。
注17：
如果环境修正K2A值超过7dB，建议使用参考声源的办法（ISO3747）或ISO9614的办法。
4.3背景噪音的标准
平均话筒的定位，背景噪音的加权A声压级应该至少比试验中的声压级低3dB（参阅表0.1和8.2）。
5仪器设备
5.1概述
包括话筒和电缆在内的仪器设备系统应该符合IEC651中指定的2型仪器的要求，或者在积分平均声级计中，它应该符合IEC804中指定的2型仪器的要求。
5.2校准
每一系列的测量期间，应该在话筒上使用一个具有±0.3dB（IEC942中指定的第1级）精确度的声级校准器来确认所关心的频率范围内一个或多个频率上整个测量系统的校准情况。
与校准器的一致性应该用ICE942的要求每年进行一次确认，与仪器设备系统的一致性应该用IEC651的要求（集成系统中使用IEC804），在实验室进行校准可追溯到适当的测量标准，至少每两年进行一次确认。
应该记录下与有关IEC标准相一致的最后一次确认的日期。
5.3话筒的挡风玻璃
如果在室外进行测量，建议使用挡风玻璃。
确保挡风玻璃的使用不会影响仪器设备的精确度。
6试验中声源的安装和操作
6.1概述
试验中声源的安装和操作方式可能对于由声源辐射出的声功率产生重大的影响。
这一条文详细说明了这些条件，它们将最小化因试验中声源的安装和操作条件产生的误差。
在有关试验中声源的安装和操作事项中应该遵守噪音测试规定中的指示，如果存在这种指示的话。
特别对于较大声源来说，噪音测试规定详细说明基准箱中应该包括哪些元件、组件、辅助设备、电源等是很重要的。
6.2声源位置
试验中的声源应该根据一个或多个地点的反射面或平面进行安装，好象普通用途的安装一样。
如果存在好几个可能的情况，或者如果未知典型的安装条件，应该在测试报告中进行并说明特殊的安排。
如果可以选择测试环境内的声源位置，应该留出充足的空间，这样测量表面才能根据7.1的要求展开对试验中声源的研究。
6.3声源安装
在许多情况下，辐射出的声功率取决于试验中声源的支持或安装条件。
无论哪种典型的安装条件为试验中设备而存在的时候，如果可行，都应该使用或模拟出那个条件。
如果不存在或者不能用典型的安装条件进行测试，应该采取小心的态度，避免由用于测试的安装系统产生的声源的声输出发生变化。
应该采取相应的措施来降低来自设备所安装的结构产生的声辐射。
注18：
许多较小的声源，虽然它们本身就是较差的低频声音辐射源，但是因为安装上的原因，当它们的振动能量辐射至足以成为有效辐射源的表面时，它们就可能辐射出更多的低频声音。
在该情况下，如果可行，应该在试验中器件和支撑面之间插入减振固定件，这样对支撑面的振动辐射以及声源上反应均降低到最低程度。
在该情况下，安装基座应该具有足够大的机械阻抗，防止其产生过多的振动和声音辐射。
如果试验中器件未以减振方式固定在典型现场安装中，那么就不应该使用这种减振固定件。
注19：
耦合条件，例如原动机和从动机之间的耦合条件，可能会对试验中声源的声辐射产生可观的影响。
6.3.1手持式机械和设备
这种机械和设备应该用手来暂停或指导工作，这样就不会有结构性声音通过任何不属于试验中机器的附加设备辐射出去。
如果试验中声源要求为其操作提供支持，那么支撑结构应该为小型设备，考虑作为试验中声源的组成部分，并且在机器试验标准中加以说明。
6.3.2平面安装和墙面安装的机械和设备
这种机械和设备应该安放在一个反射（声学上坚硬的）平面（地面，墙面）之上。
特别用于墙面安装的平面安装的机器应该安装在声学上坚硬的墙面前面的声学上坚硬的地面之上。
桌面设备应该放置在至少离室内任何墙面1.5米的地方，除非根据试验中设备要求的试验标准需要一张操作用的桌子或台座。
这种设备应该放置在测试桌顶部的中央处。
6.4辅助设备
应该采取小心的态度，确保与试验中声源连接的任何典型的电子导线、管道或空气灰尘不会向测试环境中辐射出相当数量的声能。
如果可行，必须用于试验中声源操作并且不从属于声源（参阅表6.1）的所有辅助设备应该位于测试环境的外面。
如果不可行，辅助设备应该包括在基准箱内，并且其操作条件应该在测试报告中予以说明。
6.5测试时的声源操作
在测量期间，，如果相关测试标准中指定的操作条件中的某个条件存在于试验中机器或设备的特定型号中，那么就应该使用这些操作条件。
如果没有测验标准，应该操作声源，如果有可能，以一种典型的正常使用方式进行。
在该情况下，应该选择以下的一种或多种操作条件：
—指定负载和操作时的设备；
—满载（如与上面条件不同）时的设备；
—无负载时的设备（空转）；
—涉及正常使用产生的最大声音所表示的操作条件下的设备；
—仔细定义条件下具有模拟负载操作的设备；
—在操作条件下具有典型工作周期的设备。
声源的声功率级可能为任何所需的操作条件（例如，加载、设备速度、温度等）所确定。
这些测试条件应该事先进行选择，并且在测试期间应该保持不变。
在进行任何噪音的测试之前，声源应该处于所需的操作条件下。
如果噪音辐射取决于辅助操作参数，诸如正在处理的材料类型或者正在使用的工具类型，只要是可行的，应该选择这些参数，只会产生最小的误差，并且属于典型的操作。
特定系列机器的噪音测验标准应该详细说明进行测试的工具和材料。
出于某些特殊的目的，可以适当地定义一个或多个操作条件，在这种方法下相同系列机器的噪音辐射极具可重复性，并且对该系列机器最为普通和典型的操作条件都涵盖在内。
这些操作条件应该在特定的测验标准中进行定义。
如果使用模拟操作条件，应该选择它们给出试验中声源正常使用的典型声功率级。
如果合适，几种不同操作条件产生的结果，每一种持续限定的时间，应该由能量平均组成来产生一个综合性全部操作过程的结果。
声学测量期间声源的操作条件应该在测试报告中进行全面的说明。
7声压级的测量
7.1选择测量表面
为了便于话筒位置在测量表面上的定位，应该定义一个假定的基准箱。
定义这个基准箱的体积时，从声源处突出的部分不是重要的声能辐射源，因此可以忽略不计。
这些突出部分应该在特定噪音试验标准中被看作为不同的设备类型。
话筒位于测量表面上，一个假定的区域面S包含了声源以及基准箱，并在反射面上终止。
试验中声源的位置、测量表面以及话筒位置由一个坐标系来定义，该坐标系水平面上的横轴x和y与基准箱的长和宽平行。
典型的声源体积d0如图1所示。
以下两种外形中的一种可以用作测量表面：
a）半径为r的半球形面或不完全半球形面；
b）各边与基准箱各边平行的矩形平行六面体；在这里，测量距离d为测量表面与基准箱之间的距离。
通常安装在以及/或者将在不利声学条件（例如，有许多反射物体和大量的背景噪音）下的室内或空间进行测量的声源时，选择一个较小的测量距离是合适的，并且通常规定选择一个平行六面体的测量表面。
通常安装以及/或者将在令人满意的声学条件下的较大开阔区域进行测量的声源时，通常选择一个较大的测量距离，并且在该情况下，最好选择半球形测量表面。
测量一系列相似声源（例如，相同型号的机器或给定系列的设备）的时候，需要使用相同形状的测量表面。
注20：
应该参考与研究中的特定声源相关的特定噪音试验标准，了解详细的信息。
基准箱的结构、测量表面的大小和形状以及测量距离d或半球r的半径，应该在试验报告中进行说明。
7.2半球形测量表面
半球应该位于由基准箱及其邻近反射面中的镜像所组成的箱体中央，如图1中的Q点。
半球形测量表面的半径r应该等于或大于典型声源体积d0的两倍且
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