機(jī)器設(shè)備噪聲測(cè)試的新方法
 
　　對(duì)機(jī)器設(shè)備噪聲測(cè)量*通常的方法是用聲級(jí)計(jì)進(jìn)行聲壓級(jí)測(cè)量，然而在不少場(chǎng)合，這種人們十分熟悉的方法卻顯得無能為力。例如：在正在運(yùn)行的多臺(tái)機(jī)器的機(jī)房里，需要測(cè)定各臺(tái)機(jī)器的噪聲時(shí)；或者要在生產(chǎn)成品的流水線上逐臺(tái)檢測(cè)每臺(tái)產(chǎn)品的噪聲時(shí)，都會(huì)由于其他聲源的影響以及反射聲的傳入使得聲級(jí)計(jì)無法顯示被測(cè)產(chǎn)品直接輻射的噪聲。隨著科技的發(fā)展，人們自然想到了聲強(qiáng)法。但是目前聲強(qiáng)法的測(cè)試儀器較貴，而且測(cè)試又較復(fù)雜，仍處于研究階段。于是，人們對(duì)聲波的測(cè)試開展了振動(dòng)法的研究。希望通過測(cè)量機(jī)器表面振動(dòng)量的方法來確定機(jī)器所輻射的噪聲量，通常稱為空氣噪聲的振動(dòng)測(cè)試法。多年理論分析和應(yīng)用研究的結(jié)果表明，這是一種十分簡(jiǎn)便而有效的方法。在十分惡劣的環(huán)境條件下，幾乎可以不受環(huán)境噪聲和反射聲的影響，用一種特殊計(jì)權(quán)的測(cè)振儀就可通過測(cè)定機(jī)器表面的振動(dòng)量，來確定其噪聲輻射值。目前這種方法已成功地用于生產(chǎn)實(shí)際。

　　采用測(cè)振法在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試產(chǎn)品的噪聲是在其他方法都無法簡(jiǎn)便、迅速、經(jīng)濟(jì)和準(zhǔn)確的解決產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)噪聲檢測(cè)的情況下而提出的。西德、美國等國家開展此項(xiàng)技術(shù)研究已有多年了，德國BBC公司花費(fèi)了十幾馬克研究振動(dòng)法，并成功地將此項(xiàng)技術(shù)用于接觸器的現(xiàn)場(chǎng)噪聲檢測(cè)上。美國經(jīng)過多年的研究，已在**MIL標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定用振動(dòng)法測(cè)定微電機(jī)的噪聲。國際ISO標(biāo)準(zhǔn)化組織已公布了測(cè)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(cè)振法的。經(jīng)過十多年的試驗(yàn)研究，明確了要得到振動(dòng)法的實(shí)際應(yīng)用，必須解決如下6個(gè)方面得到技術(shù)問題，即：

（1） 必須獲得各機(jī)電產(chǎn)品的實(shí)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(jì)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(jī)器表面振動(dòng)的關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)；
（5） 必須解決空氣動(dòng)力噪聲疊加及修正問題；
（6） 對(duì)于"流水線"上的檢測(cè)還必須解決簡(jiǎn)化測(cè)點(diǎn)的問題。
　　通過對(duì)電機(jī)、電器、電冰箱的試驗(yàn)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(dòng)噪聲測(cè)量?jī)x，就是屬于此種儀器。

基本原理

　　聲音是機(jī)械振動(dòng)的結(jié)果，當(dāng)物體出現(xiàn)聲頻范圍內(nèi)的機(jī)械振動(dòng)時(shí)，就會(huì)使周圍介質(zhì)也發(fā)生相應(yīng)振動(dòng)，從而以聲波的形式向外輻射聲音。聲波的輻射實(shí)質(zhì)上就是機(jī)械振動(dòng)波能量傳遞的過程，所以，對(duì)振動(dòng)聲輻射研究的前提，首先是波的形式問題。

　　對(duì)于一個(gè)無限大平面板振動(dòng)時(shí)所輻射的聲波應(yīng)該是平面波，在理想的平面波聲場(chǎng)中聲強(qiáng)是均勻的，任何一處的聲強(qiáng)有效值與該處的聲壓有效值、振動(dòng)速度有效值之間的關(guān)系是較為簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，即：

式中 I -- 聲強(qiáng)W/m2
　　 V -- 振動(dòng)速度m m/s
　　 P -- 聲壓 Pa
　　 PC -- 聲阻抗 瑞利（聲歐）
　　如果臨**板介質(zhì)與平板一起振動(dòng)，則平面的振動(dòng)速度可以看成臨近介質(zhì)的聲波振動(dòng)速度，由此可以直接得到近場(chǎng)聲強(qiáng)，或聲強(qiáng)級(jí)，從而算出聲功率級(jí)。

　　然而實(shí)際機(jī)器的振動(dòng)卻很少是平而波，從遠(yuǎn)場(chǎng)來看，很多尺寸不大的機(jī)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(duì)球面波的理論分析更接近實(shí)際。

　　顯然，對(duì)一個(gè)脈動(dòng)球所輻射聲波的聲強(qiáng)，除與振動(dòng)強(qiáng)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(dòng)球的振動(dòng)形式m有關(guān)，另外還反映了振動(dòng)聲的輻射效率問題。實(shí)際機(jī)器的振動(dòng)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(qiáng)級(jí)（LI），再按測(cè)得聲強(qiáng)級(jí)所在面的面積可算出聲功率級(jí)Lw。

　　應(yīng)用這種儀器，對(duì)幾種產(chǎn)品驗(yàn)證測(cè)試：
　　對(duì)比測(cè)試基礎(chǔ)是以在精密級(jí)半消聲室內(nèi)用相應(yīng)產(chǎn)品的國標(biāo)或國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行聲功率級(jí)測(cè)定計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn)。用振動(dòng)法測(cè)定機(jī)器聲功率級(jí)可以有兩種狀態(tài)，一種是在消聲室內(nèi)相同運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)比測(cè)試，另一種則是生產(chǎn)線上現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)法測(cè)定結(jié)果與消聲室聲壓法測(cè)定結(jié)果比較。
　　實(shí)際驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算表明測(cè)振法測(cè)定機(jī)器聲功率級(jí)與在消聲室內(nèi)用聲壓法的測(cè)定結(jié)果有很強(qiáng)的相關(guān)性和較高的精度。

　　實(shí)際驗(yàn)證的結(jié)果足以證明振動(dòng)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(shí)際輻射效率指數(shù)曲線那么測(cè)振法的應(yīng)用范圍將會(huì)更加寬廣。

　　從批量隨機(jī)抽樣的驗(yàn)證結(jié)果還證明，振動(dòng)法的測(cè)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(shí)際輻射效率曲線的求取規(guī)律性是否很強(qiáng)，是否準(zhǔn)確。

　　振動(dòng)法的優(yōu)點(diǎn)在于可以避免空氣噪聲測(cè)試時(shí)由于背景聲和反射聲造成的影響，所以，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)噪聲控制時(shí)，可以在幾臺(tái)機(jī)器同時(shí)運(yùn)行的情況下，分別測(cè)定各臺(tái)機(jī)器的噪聲，并進(jìn)行分析。因此，也適用于電機(jī)的負(fù)載噪聲測(cè)量。特別是負(fù)載噪聲的測(cè)試方法今后將以差值疊加法為發(fā)展方向，使振動(dòng)法的應(yīng)用更為有利。相信進(jìn)一步的應(yīng)用會(huì)更加證明這種方法的優(yōu)越性。