声学动力割草机器辐射的空气噪声测量方法.docx
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声学动力割草机器辐射的空气噪声测量方法
国际标准ISO
11094
1991年11月01日第一版
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声学—动力草坪割草机、草坪拖拉机、草坪和园艺拖拉机、专业割草机和带有割草附加装置的草坪及园艺拖拉机辐射的空气噪声测量试验规范
翻译：
万玉丽
校对：
任越光
技术审查：
毛万春
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编号ISO11094：
1991（E）
前言
ISO（国际标准化组织）是由各国标准化团体（ISO成员团体）组成的世界性联合会，制定国际标准的工作通常由ISO的各技术委员会完成，各成员团体若对某技术委员会已确立的标准项目感兴趣，均有权参加该委员会的工作。
与ISO保持联系的各国际组织（官方的和非官方的）也可参加有关工作。
在电工技术标准方面ISO与国际电工委员会（IEC）保持密切合作关系。
由技术委员会正式通过的国际标准草案提交各成员团体表决，国际标准需取得至少75%的成员团体的表决同意才能正式通过。
本国际标准ISO11094由ISO/TC43声学技术委员会SC1噪声分委员会和ISO/TC23农林拖拉机和机械技术委员会SC13电动草坪和园林设备分委员会负责起草。
本标准的附录A为规范性附录。
引言
本国际标准描述了一种动力割草机器辐射的空气噪声测量方法，这种方法与ISO4872标准基本一致。
这种方法详述了机器的A计权声功率级的确定。
获得的测量值是描述试验机器声频输出功率特性的基本量。
机器的A计权声功率级是通过麦克风位置处的A计权声压级值计算得出的，这些麦克风布置在假想的半球表面上，假想的半球面包含试验机器。
然而，布置比ISO4872标准中较少数量的麦克风认为是恰当的。
声学动力草坪割草机、草坪拖拉机、草坪和园艺拖拉机、专业割草机和带有割草附加装置的草坪及园艺拖拉机辐射的空气声测量
试验规范
11 范围
本国际标准规定了机器定置或运动时，在规定的机器附近的麦克风位置测量A计权声压级的方法，从这些测量值可以计算出机器的A计权声功率级。
标准定义了在部分反射面上近似自由场的声学测量要求，包括指定的吸波材料或天然草地（见4.1）。
试验机器的操作和安装条件进行了详细说明。
注1：
为了进行噪声控制,例如在低噪声机器的研发时,也应用频率分析的其他方法。
本标准适用于以下在娱乐、装饰和室内区域使用的私人或专业（商业）用途的割草机：
动力草坪割草机：
步行割草机、自推式割草机、装有旋刀式和滚筒式割草系统的乘坐式割草机、和电源驱动和电池驱动的电动割草机、内燃机驱动的割草机；
带有割草附加装置或割草系统、由电池和（或）内燃机驱动、以修剪为目的草坪和园艺拖拉机或其它多用途园林机械；
专业（商业）割草机和草坪护理设备。
本标准不适用于：
带有割草系统但不是机器驱动而是由机器的车轮传动装置驱动的牵引机器；
割草和收割草的农业和林业机械。
本标准不描述以下内容：
操作者位置处的声压级测量（如，操作者耳旁噪声）；
发出噪声的方向性特点和脉冲噪声成分的确定，因为这些特性是不相关的；
频率特性的确定，例如为了进行噪声控制,在低噪声机器的研发时,通常应用倍频带或三分之一倍频带频率分析。
注2：
假设噪声谱不包含离散频率，则根据本国际标准确定的A计权声功率级的重复性标准偏差大约为1dB。
如果包含离散频率，则重复性标准偏差可以大于1dB。
1dB的重复性标准偏差反映所有不确定测量因素的累积效应，不包括批量生产的不同机器和不同试验场地的辐射噪声的变化。
注3：
对于不同的试验场地，重复性标准偏差可能为2dB。
人工试验场地表面可能给出了最小的重复性标准偏差。
2规范性引用文件
下列标准所包含的条文，通过在本标准中的引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，并且鼓励根据本标准达成协议的各方探讨使用下列标准最新版本的可能性。
研究是否可使用以下这些标准的最新版本。
国际标准化组织和国际电工委员会成员确定现行标准的有效性。
ISO354：
1985声学混响室中声音的吸收测量
ISO4046：
1978纸、纸板、纸浆及其术语词汇
ISO4872：
1978声学室外施工设备发出的空气噪音测量符合噪音限值的检验方法
ISO5395：
1990动力草坪割草机、草坪拖拉机、草坪和园艺拖拉机、专业割草机及带有割草附加装置的草坪和园艺拖拉机定义、安全要求及试验规程
IEC651:
1979声级计
IEC804:
1985积分声级计
IEC942:
1988声校准器
3定义
ISO5359规定的和下列术语和定义适用于本国际标准。
为了使用者方便，重复列出了ISO5395中的一些定义。
3.1声压级，
声压的平方与基准声压的平方之比的以10为底的对数乘以10，以dB表示，基准声压为20μPa（2×10-5Pa）。
A计权声压级的符号为
。
3.2A计权表面声压级，
测量表面的平均计权声压级（见条款8）。
它以dB表示。
3.3声功率级，
给定声功率与基准声功率之比的以10为底的对数，以dB表示，基准声功率为1pW（10-12W）。
A计权声功率级的符号为
。
3.4测量表面
假想的包含试验机器面积为S的表面，麦克风布置在假想的半球表面上。
3.5背景噪声
在测量表面麦克风位置，非试验机器产生的所有噪声的A计权声压级。
3.6发动机（电动机）最大转速
当切割机构啮合时，按照割草机制造商说明书和（或）操作指南，综合考虑所有偏差，发动机（电动机）获得的最高转速。
[ISO5395:
1990,1.3.23]
3.7集草器
收集割下的碎草和其他异物的器具或联合器具。
[ISO5395:
1990,1.3.17]
3.8割草宽度
在垂直于机器行走方向所测得的割草带宽度或切割圆直径。
[ISO5395:
1990,1.3.9]
3.9方向性名称
当操作者在正常的操作位置处，那些涉及车辆、割草机或部件行驶或定位方向的名称，如前、向前、后、右、右手边、左手边。
3.10机器
用于所有割草机械的术语，如带有割草附加装置的草坪拖拉机。
4声学环境
4.1试验环境的标准
4.1.1一般要求
试验环境应为平坦的开阔空间（如果有坡度，则不能超过5/100），半径大约为球形测量表面半径三倍的环形区域内视野开阔，不能有声音反射物（如建筑物、树、柱、纸板等）。
4.1.2和4.1.3给出了两种供选择的测量表面。
对于室内测量，在测量室内的声场应与自由场相似，并且测量值应与室外利用开阔的人工表面测量一样。
4.1.2人工表面
依照ISO354测量，表1给出了人工表面应有的吸声系数。
表1吸声系数
频率
Hz
吸声系数
公差
125
0.1
±0.1
250
0.3
±0.1
500
0.5
±0.1
1000
0.7
±0.1
2000
0.8
±0.1
4000
0.9
±0.1
吸波材料应铺在坚实的反射面上，最小尺寸为3.6m×3.6m，铺在试验环境中心。
支承结构的构造应能使声学性能满足吸波村料的要求。
这种结构应能支承割草机使其避免挤压吸波材料。
注4：
附录A为满足这些要求的材料和结构的示例。
4.1.3天然草地
试验环境至少沿水平测量方向应由高质量的杂草覆盖，测量前应依照6.1要求修剪至一定高度。
测量表面应无剪下的碎草和散落的碎片，并且防潮、无霜和无雪。
4.2背景噪声的标准
在麦克风位置，背景噪声的A计权声压级应低于试验机器工作噪声的A计权声压级至少6dB,最好超过10dB（见7.3）。
4.3气候条件
在开阔试验场，风速应小于8m/s，最好不超过5m/s。
当风速超过1m/s时，麦克风应带有合适的防风罩，并根据制造商的说明书规定，对由于使用防风罩的影响进行适当修正。
试验的环境温度应不低于5℃。
5仪器
5.1测量声学数据用仪器
仪器的设计，应能确定基于能量的时间平均的A计权声压级。
测量系统的偏差应不超过IEC651中相关条文规定的对于1类仪器的偏差。
如果用到积分声级计，则它应符合IEC804中对于1类仪器的要求。
为了减小观察者对测量的影响，麦克风应由电缆线更好的联接测量仪器。
观察者不应站在任何麦克风与声功率需要确定的机器之间，也不应接近任何麦克风。
为了保证与IEC651的要求一致，测量仪器应在相应的实验室内用符合IEC9421级校准器要求的校准器进行校准，校准周期应不超过2年。
至少每次测量前后，从麦克风到整个测量系统（包括麦克风电缆线，如果用到）用精度为±0.3dB的声学校准器在一个或更多的频率下对其进行校准。
校准频率应从250Hz到1000Hz的正常范围内。
校准器应每年进行检查，以核实它的输出在技术指标的范围内。
注5：
适用于这些测量的仪器代表之一为1类声级计，它满足IEC651用于测量稳定噪声的要求。
注6：
另一代表为积分器，它对特定时间间隔内的方信号进行模拟的或数字的积分。
5.2测量气候条件用仪器
测量风速的风速计，精度应为风速限值的±10%。
测量环境温度的温度计，精度应为±1℃。
测量大气压力的气压表，精度应为±1kPa。
5.3测量机器工况用仪器
测量发动机、电动机、割草装置等转速的转速表，精度应为测量值范围的±1%。
测量电源驱动电动机器电缆插头和电池驱动电动机器端头电压的电压表，精度应为测量值范围的±1%。
6试验机器的操作和场地
6.1选择附加装置和调整割草系统
机器应按制造厂的规定进行装配和完成。
如果机器的集草器由制造厂提供或在制造厂可以买到，可以装备好集草器和不装有集草器。
对于滚筒式割草机，应能对其旋转滚筒和（或）定置切削刀用以下两种方式之一进行调整，这种方式应在试验报告中提及：
─ISO4046中规定的克重为80g/m2的一张牛皮纸，至少沿切割宽度的50%被切割，或
─静止状态时，用标准的带规测量旋转滚筒和定置切削刀之间的间隙，其间隙应不超过整个切割宽度0.15mm。
滚筒式割草机的刀片或刀齿应用SAE20/50级润滑油润滑。
如果机器的最大切割高度超过30mm，则切割高度应调整至最低位置，但是不要低于30mm（试验环境中草的高度，见4.1）。
如果机器的最大切割高度小于30mm，则切割高度应调整至最高位置。
机器应在坚硬的、平整的表面上对其切割高度进行调整。
注7：
对于滚筒式割草机，应注意避免连续工作（非割草时）引起的刀片过热，因此，应适当地中断机器运行以便进行冷却和润滑。
6.2机器预处理
在噪声测量之前，试验机器应先磨合至少2h。
在磨合期间应调整滚筒式割草机的刀片或刀齿，避免它们之间相互接触。
噪声测量前，为了使测量稳定，机器应先工作大约10min。
对于切割宽度超过0.6m的滚筒式割草机，在这期间，割草装置应分离，避免损坏刀片。
稳定阶段后应立即进行噪声测量。
6.3发动机运行
燃油或燃油/机油混合物，机油的重量和品质特性都应符合制造商的规定。
开始测量时，燃油箱容积最多为满时的一半。
6.4电驱动电动机运行
对于带有主控制电动机的机器，如果设计成只用交流电供电，或交流电和直流皆可供电，则应使用交流供电，电压应为额定电压的±2%，频率则依据使用该机器国家的常用频率定为为50Hz或60Hz。
如果设计成只用直流电供电，直流供电电压为额定电压的±2%；而对整流子式电动机电压为额定电压的±1%，最大频率偏差为±1%。
机器设计成供电电压为一定的电压范围时，则应供应最高电压，电压偏差与以上相同。
有负载时供电电压的测量，对于不可拆开的电缆应在插头处测量，对于可拆开的电缆应在电器插座处测量，但是决不允许在延长电缆的入口处测量。
6.5电池驱动电动机操作
噪声测量前，电池应按制造厂规定充满电，但是，对于铅酸电池，当有负载时电池电压降低至开始测量时有负载时电池电压的0.9倍时不允许继续使用，对于其它电池，降低至0.8倍时就不允许使用。
电池电压应在电池端头处测量。
6.6机器定置时的操作和定位
在割草时有地轮驱动的解除啮合或分离机构的非自驱式、自驱式或骑式机器，应在机器定置时测量噪声。
且地轮驱动机构分离，操作者不在现场，发动机或电机处在最大转速，割草装置为最大运行速度（见3.6）。
定置式机器应放在试验表面上测量，使机器主要部件（不包括手柄，集草器等）几何中心的投影与麦克风位置座标系的中心一致。
如果采用与本标准4.1.2一致的人工表面，也应使机器的投影中心与麦克风位置座标系的中心一致。
机器的纵轴应与X轴方向一致。
6.7机器行驶时的操作和定位
在割草时无地轮驱动的解除啮合或分离机构的自驱式或骑式机器，则应在机器行驶时测量噪声，并且操作者在正常位置。
发动机或电机处在最大转速，割草装置为最大运行速度（见3.6）。
如果机器装有变速齿轮，它的行驶速度不依赖于割草装置的速度，则机器应选择最低的行驶速度。
然而，如果机器的行驶速度依赖于割草装置的速度，则机器应选择与割草装置的最大转速相一致的行驶速度。
行驶期间，机器主要部件几何中心的投影应与麦克风位置座标系的X轴方向一致。
行驶方向从X轴正向通过座标系原点驶向X轴负向。
7A计权声压级的测量
7.1测量表面和麦克风位置
测量表面应为包含试验机器和试验表面的假想半球面，面积为
。
半球面半径r取决于试验机器的割草宽度，应为：
a）r=4m,割草宽度不超过1.2m；
b）r=10m，割草宽度超过1.2m。
注8：
这个准则符合ISO4872要求。
然而，经验表明，割草宽度不超过2m时半球面半径为4m时就能满足要求。
半球面上应布置6个麦克风测量位置，表2列出了坐标值，位置如图1所示。
单位：
m
r:
半球面半径
图1半球面上的麦克风位置（见表2）
表2麦克风位置坐标
麦克风位置
x/r
y/r
z
1
+0.7
+0.7
1.5m
2
-0.7
+0.7
1.5m
3
-0.7
-0.7
1.5m
4
+0.7
-0.7
1.5m
5
-0.27
+0.65
0.71r
6
+0.27
-0.65
0.71r
7.2声压级测量
测量应采用频率加权特性A。
如果采用积分声级计测量，结果为所需要的能量平均声压级。
如果采用声级计测量，则用时间加权特性S。
采用其它仪器时，则应采用等效的时间加权。
对于定置式机器，测量时间间隔（观察周期）至少为15s。
对于行驶的机器，测量时间间隔应等于机器匀速行驶2m的所需时间，即从x=+1m到x=-1m。
如果采用声级计测量且波动在5dB范围之内，根据本国际标准认为噪声是稳定的，且噪声值为测量时间间隔内最大值与最小值的平均值。
如果波动较大，则在测量时间内以相等的时间间隔，读取三到五个数据，按照公式
（1）（见8.1）计算出每个麦克风位置处能量平均声压级。
应测量三组声压级，依照8.1计算出三组表面声压级。
这三组表面声压级的算术平均值为依照8.2确定机器表面声功率级的表面声压级。
如果想得到最大声功率级，应至少测量三次声压级
，如果从这些测量中得到的声功率级相互间大于1dB，则应增加测量次数直到相互间声功率级不大于1dB，最大的声功率级即为机器的声功率级。
注9：
对于行驶中机器的声压级测量，如果采用声级计测量，大多情况下，当机器通过测量表面中心时声级计的瞬时读数即为机器的声压级。
7.3背景噪声的修正
为排除背景噪声的影响，各个麦克风位置处的A计权声压级应按表3进行修正。
表3背景噪声的修正系数
声源声压级与单独背景声压级之差
修正系数
＜6
测量无效
6
1.0
7
1.0
8
1.0
9
0.5
10
0.5
＞10
0
dB
8表面声压级和声功率级计算
8.1A计权表面声压级计算，
A计权表面声压级
由A计权声压级
测量值（修正后的值，见7.3和注10）按下面公式计算得到。
dB……………………
（1）
其中，
为能量平均A计权表面声压级，单位为dB（基准声压为20μPa）；
为第
个麦克风位置处的A计权声压级，如果有必要应对背景噪声和其它影响进行修正。
单位为dB（基准声压为20μPa）；
N为总的测量次数，通常N等于麦克风位置的个数。
注10：
公式
（1）通常用于确定能量平均声压级，例如，波动噪声（见7.2）
温度、湿度、试验环境的海拔和麦克风风罩的影响，如果有必要，可根据制造商说明书对其A计权声压级值进处修正。
8.2A计权声功率级计算，
机器的A计权声功率级，
，单位为分贝（基准声功率为1pW），可按下面公式计算得出。
dB……………………
（2）
其中，
为能量平均A计权表面声压级，单位为dB（基准声压为20μPa）；
为测量表面的面积（
）,单位为
（基准面积
）；
表4为给定半径
的半球面的
值和
值。
表4声功率级计算用数值
dB
4
100
20
10
628
28
9需要记录的内容
依照本国际标准的要求，适当收集并记录9.1至9.8中的内容。
9.1一般数据
a）试验室名称和地点，即测量地点。
b）测量的文件号和日期。
c）试验公司或组织的名称和地址
9.2试验机器的描述
a）条款1规定的设备类别
b）条款1规定的割草系统
c）制造商或经销商，商标
d）型号或类型，编号
e）割草附件或附加装置
f）集草器装置
g）条款1规定的机器的动力源
h）刀片的数量
i）刀片的类型、直径（单位为mm）、有无集草器、有无用于传送剪下的碎草的独立风扇或风机
j）总的割草宽度（单位为mm或m）
9.3供电、燃油和润滑
a）供电：
直流、交流、额定电压、额定频率、电池电压和容量；测量期间电压和频率的偏差。
b）燃油：
汽油、柴油、燃油或机油混合物、燃油箱容量，单位为l。
c）机油：
品质特性和重量，单位为l
d）液压马达用油
9.4机器的预处理
a）试验前磨合时间，单位为h。
b）每组测量前的稳定时间，单位为min。
9.5机器的运行条件
a）切割高度的调整，单位为mm。
b）速度控制的设置。
c）滚筒式割草机刀片和刀齿的调整。
d）发动机或电机的转速，单位为r/min。
e）刀片或卷筒的旋转速度，单位为r/min。
f）定置运行或有操作者的行驶操作。
g）测量期间的行驶速度，单位为km/h或m/s。
h）地轮驱动的齿轮或其它变速器的设置。
i）有、无集草器装置的操作。
9.6试验环境
a）试验环境的描述：
尺寸，单位为m；无反射物。
b）大气条件：
气温，单位为℃；气压，单位为kPa；风速，单位为m/s和风向，离地2.0m处测量。
9.7仪器
a）测量声学数据的仪器：
制造厂、型号、编号，包括辅助设备（如挡风罩），因温度、海拔等进行的修正。
b）声学校准仪器：
校准器的制造厂、型号、编号、上述a）中的仪器的校准方法和最近一次的校准日期、校准地点。
c）测量气候条件的仪器：
名称、制造厂。
d）测量运行条件的仪器：
名称、制造厂。
9.8声学数据
a）测量表面：
半球面的半径，单位为m；面积，单位为m2。
b）每个麦克风位置处的每组A计权声压级测量，直到满足7.2中的要求即多次测量结果间不超过1dB。
c）麦克风位置处背景噪声的A计权声压级的测量，单位为dB。
d）关于仪器的修正，例如麦克风挡风罩。
e）在满足上述c）条件下，能量平均A计权表面声压级的计算，
，单位为dB（基准声压为20μPa）。
f）A计权声功率级的计算，
，单位为分贝（基准声功率为1pW）。
A计权表面声压级
按上述e）确定。
g）对噪声的主观感觉进行评述。
10报告的内容
报告中应记录那些依据9记录下的，对测量目的有重要作用的数据。
通常，以下数据是重要的。
10.1一般数据
9.1中a）、b）和c）已记录的。
10.2试验机器的描述
9.2中a）、b）、c）、d）、e）、f）、g）、h）、i）和j）已记录的。
10.3供电、燃油和润滑
9.3中a）和b）已记录的（除了燃油箱容积）。
10.4机器的运行条件
9.5中a）、c）、d）、e）、f）和h）已记录的。
10.5试验环境
9.6中b）已记录的（只有温度）。
10.6声学数据
9.8中a）已记录的（只有半径）、f）已记录的（圆整至整数分贝和完全依照本国际标准进行噪声值的确定的评述）和g）已记录的。
附录A
（规范性附录）
实例：
满足要求的人工表面的材料和结构（见4.1.2）
A.1材料
纤维，厚20mm，空气阻力为11kN·s/m4，密度为25kg/m3。
A.2结构
如图A.1所示，测量场地的人工地板被分成了9块联合平板，每块长、宽均为1.20m。
如图A.1所示，结构的背面层（a）由19mm厚两侧都涂有塑料材料的纤维板组成。
这样的纤维板譬如用于厨房家具的构造。
为了防潮，纤维板的切割边应由一层塑料漆涂层保护。
地板的外侧为双柱式铝型材（d），柱高为20mm。
此异形材料的各段也可用螺丝固定在联合平板的各边，起到隔离物或联结点作用。
测量时，割草机放置在中间的联合平板上。
割草机在其它两个联合平板上驱动或停放，以便测量速度等。
T形截面铝型材（c）以型材的边长20mm的间距安装。
这些型材也提供准确的标记，以便于将割草机放置在测量场地中间。
纤维板上面由尺寸已切割好的毡类隔离材料（b）覆盖。
对割草机既不在上停放也不在上驱动的联合平板,其毡类隔离材料（图A.1中A类型表面），由简单的金属丝网覆盖，金属丝网系在边沿和联结点上。
为此,这种型材应有洞。
因此，这种材料既得到了合适的固定，当它受污染后还可以更换毡类隔离材料。
对于金属丝网（e）,筛格宽度10mm和丝径0.8mm被证明是合适的。
这种金属丝网能充分地保护表面但不受声学条件影响。
然而，对于承受机器行驶的区域（图A.1中B类型表面）,简单的金属网保护是不够的。
对于这种表面，采用直径为3.1mm和筛格宽度为30mm的焊接钢丝组成的格栅（f）被证明是合适的。
上述测量场地的构造有两个优点：
准备时既不需要太多时间也不费力，并且所有的这些材料易得到。
事实上，麦克风位置不是直接位于测量场地地板的上方。
如果地面是平坦的并且是坚硬的（如混凝土或沥青场地），麦克风可以比较容易地安装在支座上。
当布置麦克风时，事实上，应考虑依照测量场地的地板表面确定麦克风的高
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