RU2092796C1 - Method measuring level of noise in pressure chambers and device for its realization - Google Patents
Method measuring level of noise in pressure chambers and device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2092796C1 RU2092796C1 RU94005580A RU94005580A RU2092796C1 RU 2092796 C1 RU2092796 C1 RU 2092796C1 RU 94005580 A RU94005580 A RU 94005580A RU 94005580 A RU94005580 A RU 94005580A RU 2092796 C1 RU2092796 C1 RU 2092796C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sound
- calibration
- measuring
- pressure chamber
- receiver
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области акустических измерений, преимущественно для измерения уровней эксплуатационного шума в отсеках водолазных и медицинских барокамер, подвергаемых акустической аттестации, а также в бароаппаратах и других объектах, отличающихся переменными эксплуатационными величинами удельного акустического (волнового) сопротивления газовой среды. The invention relates to the field of acoustic measurements, mainly for measuring operational noise levels in compartments of diving and medical pressure chambers subjected to acoustic certification, as well as in pressure chambers and other objects characterized by variable operational values of specific acoustic (wave) resistance of the gas medium.
Изменение волнового сопротивления газовой среды в барокамерах связано с особенностями режимов их эксплуатации и обусловлено изменениями статического давления, температуры и газового состава этой среды, что приводит к определенным трудностям при измерении шума в отсеках барокамер. The change in the wave resistance of the gas medium in the pressure chambers is associated with the peculiarities of the modes of their operation and is due to changes in the static pressure, temperature and gas composition of this medium, which leads to certain difficulties in measuring noise in the compartments of the pressure chambers.
Известен способ акустических измерений в барокамерах, не требующий корректировки результатов измерений, связанных с изменением физических параметров газовой среды, а также устройство для реализации этого способа, состоящее из приемника звука пьезокерамического типа, установленного внутри барокамеры и соединенного микрофонными кабелями через электрогермоввод с усилительными, анализирующими и индикаторными приборами, размещенными снаружи ее корпуса [1]
Недостатком данного способа и устройства является низкая чувствительность приемников звукового давления пьезокерамического типа (порядка 100 МкВ/Па против 100 МВ/Па для других типов приемников) и высокий уровень собственных шумов пьезокерамики, не позволяющих достоверно производить измерения уровней звука в газах ниже 80 дБ.A known method of acoustic measurements in pressure chambers that does not require correction of measurement results associated with changes in the physical parameters of the gas medium, as well as a device for implementing this method, consisting of a piezoceramic type sound receiver installed inside the pressure chamber and connected by microphone cables through an electro-pressure input with amplifying, analyzing and indicator devices located outside of its housing [1]
The disadvantage of this method and device is the low sensitivity of the piezoelectric type sound pressure receivers (of the order of 100 MkV / Pa against 100 MV / Pa for other types of receivers) and the high level of intrinsic noise of the piezoceramics, which do not allow reliable measurements of sound levels in gases below 80 dB.
В качестве прототипа выбран способ измерения шума в барокамерах с корректировкой результатов в зависимости от изменения характеристик приемника звука, работающего при переменных физических параметрах газовой среды, путем предварительной градуировки используемого приемника в гипербарическом газе, параметры которого соответствуют исследуемому эксплуатационному режиму барокамеры [2] Устройство для реализации данного способа состоит из электроакустического приемника звука конденсаторного типа, микрофонных кабелей, преобразовательных, анализирующих и индикаторных приборов, а также средств моделирования эксплуатационного режима барокамеры и калибровки измерительного приемника звука калибровочных барокамеры и источника звука, средств поддержания и контроля параметров газовой среды. Непосредственно перед измерением шума в исследуемой барокамере используемый микрофон калибруется одним из стандартных способов [3] в калибровочной барокамере, параметры газовой среды которой соответствуют параметрам среды на эксплуатационном режиме исследуемой барокамеры. Данная процедура ввиду своей сложности выполняется в лабораторных условиях. Определенные при калибровке коэффициенты изменения чувствительности микрофона учитываются путем корректировки амплитудно-частотной характеристики шума, измеренной этим микрофоном на эксплуатационном режиме барокамеры. As a prototype, a method for measuring noise in pressure chambers with adjusting the results depending on changes in the characteristics of a sound receiver operating at variable physical parameters of the gas medium by pre-calibrating the used receiver in hyperbaric gas, the parameters of which correspond to the operating mode of the pressure chamber under study [2], is selected. This method consists of a condenser-type electro-acoustic sound receiver, microphone cables, a transducer analyzing and indicator instruments, as well as means for modeling the operational mode of the pressure chamber and calibration of the measuring sound receiver of the calibration pressure chamber and sound source, means for maintaining and monitoring the parameters of the gas environment. Immediately before measuring the noise in the pressure chamber under study, the microphone used is calibrated using one of the standard methods [3] in the calibration pressure chamber, the parameters of the gas medium of which correspond to the parameters of the medium in the operating mode of the pressure chamber under study. This procedure, due to its complexity, is performed in the laboratory. The coefficients of change in the microphone sensitivity determined during calibration are taken into account by adjusting the amplitude-frequency characteristics of the noise measured by this microphone in the operating mode of the pressure chamber.
Недостатком данного способа является невозможность его использования для оперативного измерения шума в гипербарических объектах, установленных на мобильных носителях, например судах, автотранспорте и т.п. ввиду сложности создания и поддержания эксплуатационных параметров газовой среды в калибровочной барокамере и трудоемкости процесса предварительной калибровки, требующего значительных затрат времени и материальных средств. The disadvantage of this method is the impossibility of its use for the operational measurement of noise in hyperbaric objects installed on mobile carriers, such as ships, vehicles, etc. due to the complexity of creating and maintaining the operational parameters of the gaseous medium in the calibration pressure chamber and the complexity of the preliminary calibration process, which requires a significant investment of time and material resources.
Целью изобретения является обеспечение оперативного измерения шума в барокамерах, установленных на мобильных объектах, без предварительной калибровки приемника звука в калибровочной барокамере. The aim of the invention is the provision of operational measurement of noise in pressure chambers installed on mobile objects, without first calibrating the sound receiver in the calibration pressure chamber.
Поставленная цель достигается тем, что калибровка звука производится непосредственно в исследуемой барокамере с помощью калибровочного источника звука, установленного также внутри барокамеры и образующего с приемником звука общий измерительный тракт, при этом измерения производятся в следующей последовательности: при атмосферном давлении в исследуемой барокамере, а также после вывода ее на эксплуатационный режим и создания соответствующих параметров газовой среды на калибровочный источник звука в исследуемых частотных полосах подаются фиксированные по амплитуде калибровочные сигналы с генератора синусоидальных напряжений и фиксируются показания измерительного тракта, соответственно Nко и Nкр (дВ), затем калибровочный источник отключается и производится измерение амплитудно-частотной характеристики шума с фиксированием величин звукового давления Lр (дБ), после чего расчетным путем определяются истинные значения звуковых давлений (Lри), учитывающие изменение характеристики чувствительности приемника звука.This goal is achieved in that the sound is calibrated directly in the pressure chamber under investigation using a calibration sound source, also installed inside the pressure chamber and forming a common measuring path with the sound receiver, while the measurements are made in the following sequence: at atmospheric pressure in the pressure chamber under study, as well as after bringing it to the operational mode and creating the corresponding parameters of the gas medium to the calibration sound source in the studied frequency bands ayutsya fixed amplitude calibration signals from the generator sinusoidal voltages and fixed readings of the measuring path respectively N ko and N cr (dB), then the calibration source is disconnected and the measurement is made of amplitude-frequency characteristics of the noise with the fixation values sound pressure L p (dB) after whereby the true sound pressure values (L ri ) are determined by calculation, taking into account the change in the sensitivity characteristics of the sound receiver.
Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для измерения уровня шума в барокамере калибровочный источник звука также установлен внутри барокамеры на одной оси с измерительным приемником звука, соединен кабелем с генератором синусоидальных напряжений и образует с приемником звука общий измерительный тракт, при этом генератор синусоидальных напряжений смонтирован в блоке с измерительным прибором снаружи барокамеры. This goal is also achieved by the fact that in the device for measuring the noise level in the pressure chamber, the calibration sound source is also installed inside the pressure chamber on the same axis as the sound measuring receiver, is connected by a cable to the sinusoidal voltage generator and forms a common measuring path with the sound receiver, while the sinusoidal voltage generator mounted in a block with a measuring device outside the pressure chamber.
Калибровочный источник звука устанавливается от измерительного приемника звука на расстоянии не менее r = 2D2/λ, м (где D диаметр приемника; λ длина звуковой волны калибровочного сигнала).The calibration sound source is installed from the measuring sound receiver at a distance of at least r = 2D 2 / λ, m (where D is the diameter of the receiver; λ is the sound wavelength of the calibration signal).
В качестве калибровочного источника звука может быть использован малогабаритный электроакустический преобразователь пьезокерамического типа или капсюль, аналогичный капсюлю измерительного приемника звука конденсаторного типа. As a calibration sound source, a small-sized piezoceramic-type electroacoustic transducer or capsule similar to the capsule of a capacitor-type measuring sound receiver can be used.
Схема устройства для измерения уровней звукового давления в барокамерах при повышенном давлении газовой среды представлена на чертеже. A diagram of a device for measuring sound pressure levels in pressure chambers at elevated gas pressure is shown in the drawing.
Устройство состоит из измерительного узла 1, включающего измерительный приемник звука (микрофон) 2 конденсаторного типа и установленный на его оси с помощью штатива 3 на расстоянии "r" калибровочный источник звука 4, которые с помощью микрофонных кабелей 5 и 6, через электрогермоввод 7 корпуса барокамеры 8, соединены с входом микрофонного усилителя 9, узкополосным частотным фильтром 10, генератором синусоидальных напряжений 11 и индикаторным блоком 12, которые для удобства могут быть смонтированы в одном корпусе в виде переносного измерительного прибора 13. The device consists of a measuring unit 1, including a measuring sound receiver (microphone) 2 of a condenser type and a calibration sound source 4 mounted on its axis using a tripod 3 at a distance of “r”, which, using microphone cables 5 and 6, through an electro-pressure input 7 of the pressure chamber housing 8 are connected to the input of a microphone amplifier 9, a narrow-band frequency filter 10, a sinusoidal voltage generator 11 and an indicator unit 12, which for convenience can be mounted in a single housing in the form of a portable measuring Device 13.
Для измерения уровней звукового давления в исследуемом частотном диапазоне шума в газовой среде барокамеры предлагаемым способом выполняются следующие операции. To measure sound pressure levels in the studied frequency range of noise in the gas chamber of the pressure chamber of the proposed method, the following operations are performed.
Измерительный узел 1 размещается в исследуемом месте отсека барокамеры 8, с помощью кабелей 5 и 6 через электрогермоввод 7 барокамеры 8 подключается к измерительному прибору 13. При атмосферном давлении производится калибровка измерительного приемника звука 2 в исследуемом диапазоне частот шума, для чего с генератора 11 подаются узкополосные синусоидальные сигналы на калибровочный источник звука 4, при этом с помощью усилителя 9, узкополосного фильтра 10 и индикаторного блока 12 фиксируются полученные показания измерительного тракта (Nко, дБ).The measuring unit 1 is located in the studied location of the compartment of the pressure chamber 8, using cables 5 and 6 through the electro-lead 7 of the pressure chamber 8 it is connected to the measuring device 13. At atmospheric pressure, the measuring sound receiver 2 is calibrated in the studied noise frequency range, for which narrow-band signals are supplied from the generator 11 sinusoidal signals to the calibration sound source 4, while using the amplifier 9, the narrow-band filter 10 and the indicator unit 12, the obtained readings of the measuring path ( Nco , dB) are recorded.
После выведения барокамеры 8 на эксплуатационный режим, создания соответствующих ему параметров газовой среды производится калибровка измерительного приемника звука 2 указанным выше образом при выключенных штатных источниках звука, при этом также фиксируются показания измерительного тракта (Nкр, дБ).After putting the pressure chamber 8 into operational mode, creating the corresponding parameters of the gaseous medium, the measuring sound receiver 2 is calibrated in the above manner when the standard sound sources are turned off, while the readings of the measuring path (N cr , dB) are also recorded.
На эксплуатационном режиме барокамеры, при работе ее штатных источников звука и отключенном калибровочном источнике звука 4, производится измерение амплитудно-частотной характеристики эксплуатационного шума. При этом в исследуемом частотном диапазоне фиксируются измеренные величины звуковых давлений (Lр, дБ), не учитывающие изменения характеристики чувствительности измерительного приемника звука 2, связанные с изменением волнового сопротивления газовой среды.In the operational mode of the pressure chamber, when its regular sound sources and the calibration sound source 4 are off, the amplitude-frequency characteristics of operational noise are measured. At the same time, in the frequency range under study, the measured sound pressure values (L p , dB) are recorded, not taking into account changes in the sensitivity characteristics of the measuring sound receiver 2 associated with a change in the wave resistance of the gas medium.
Истинные значения уровней звуковых давлений (Lри, дБ) в исследуемых частотных полосах шума в барокамерах определяются на основании проведенных замеров расчетным путем по формуле:
Lри= Lр- 20lgM + ΔM, дБ
где 20 lgM паспортная чувствительность используемого измерительного звука, дБ;
ΔM поправка на изменение чувствительности измерительного приемника звука в среде повышенного статического давления, дБ;
ΔM = (Nко- Nкр) + (20lgρрCp- 20lgρoCo)- при использовании в качестве калибровочного источника звука преобразователя, выходные характеристики которого не зависят от параметров среды, например преобразователя пьезокерамического типа;
при использовании в качестве калибровочного источника звука капсюля, аналогичного капсюлю измерительного приемника звука конденсаторного типа, поправка ΔM умножается на 0,5;
ρoCo, ρрCр волновые сопротивления атмосферного воздуха и гипербарической среды, Па•с/м (заранее рассчитаны для номинальных эксплуатационных режимов и принимаются по данным таблиц).The true values of sound pressure levels (L ri , dB) in the studied noise frequency bands in pressure chambers are determined on the basis of measurements made by calculation using the formula:
L ri = L p - 20lgM + ΔM, dB
where 20 lgM passport sensitivity of the used measuring sound, dB;
ΔM correction for the change in the sensitivity of the measuring sound receiver in an environment of high static pressure, dB;
ΔM = (N to - N cr) + (20lgρ p C p - 20lgρ o C o) - when used as calibration inverter sound source output characteristics which are independent of the parameters of the environment, for example piezoceramic transducer type;
when using a capsule as a calibration source of sound, similar to a capsule of a measuring sound receiver of a condenser type, the correction ΔM is multiplied by 0.5;
ρ o C o , ρ r C p wave resistance of atmospheric air and hyperbaric medium, Pa • s / m (pre-calculated for nominal operating conditions and taken according to the tables).
Преимущества предлагаемого способа и устройства для измерения уровней эксплуатационного шума в барокамерах по сравнению с прототипом заключаются в возможности проведения оперативных акустических измерений в барокамерах, установленных на мобильных объектах, повышении точности измерений, снижении материальных затрат и времени на предварительную градуировку измерительного приемника звука путем проведения его градуировки на эксплуатационном режиме исследуемой барокамеры, непосредственно перед измерениями уровня шума. The advantages of the proposed method and device for measuring operational noise levels in pressure chambers in comparison with the prototype are the possibility of conducting operational acoustic measurements in pressure chambers installed on mobile objects, improving the accuracy of measurements, reducing material costs and time for preliminary calibration of the sound measuring receiver by calibrating it in the operational mode of the studied pressure chamber, immediately before the noise level measurements.
Claims (5)
Lри = Lp - 20lgM + ΔM, дБ,
где 20 lg M паспортная чувствительность используемого измерительного приемника звука, дБ;
ΔM - поправка на изменение чувствительности измерительного приемника звука в среде повышенного статического давления, дБ;
ΔM = (Nко - Nкр) + (20lgρpCp - 20lgoCo) - при использовании в качестве калибровочного источника звука преобразователя, выходные характеристики которого не зависят от параметров среды, например преобразователя пьезокерамического типа; при использовании в качестве калибровочного источника звука капсюля, аналогичного капсюлю измерительного приемника звука конденсаторного типа, поправка ΔM умножается на 0,5;
ρoCo, ρpCp - волновые сопротивления атмосферного воздуха и гипербарической среды, Па•с/м (заранее рассчитаны для номинальных эксплуатационных режимов и принимаются по данным таблиц).1. The method of measuring the noise level in the pressure chambers, which consists in calibrating the measuring sound receiver, measuring the amplitude-frequency characteristics of the noise in the operating mode of the studied pressure chamber and subsequent adjustment according to the results of the calibration of the measured noise characteristics, characterized in that the sound receiver is calibrated directly in the studied pressure chamber with using a calibration sound source, also installed inside the pressure chamber and forming a common measuring path with the sound receiver In this case, the measurements are made in the following sequence: at atmospheric pressure in the pressure chamber under study, as well as after putting it into operation and creating the corresponding parameters of the gaseous medium, calibration signals from the sinusoidal voltage generator, amplitude-fixed, are fed to the calibration sound source in the studied frequency bands and recorded readings of the measuring path, respectively to N and N cr (dB), then the calibration sound source is turned off and the amplitude is measured udno-frequency characteristics of the noise with the sound pressure fixing quantities L p (dB), then the calculated true values are determined by the sound pressure (L ri) by the formula
L ri = L p - 20lgM + ΔM, dB,
where 20 lg M passport sensitivity of the used measuring sound receiver, dB;
ΔM - correction for changes in the sensitivity of the measuring sound receiver in an environment of high static pressure, dB;
ΔM = (N to - N cr) + (20lgρ p C p - 20lg o C o) - when used as calibration inverter sound source output characteristics which are independent of the parameters of the environment, for example piezoceramic transducer type; when using a capsule as a calibration source of sound, similar to a capsule of a measuring sound receiver of a condenser type, the correction ΔM is multiplied by 0.5;
ρ o C o , ρ p C p - wave resistance of atmospheric air and hyperbaric medium, Pa • s / m (pre-calculated for nominal operating conditions and taken according to the tables).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94005580A RU2092796C1 (en) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | Method measuring level of noise in pressure chambers and device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94005580A RU2092796C1 (en) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | Method measuring level of noise in pressure chambers and device for its realization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94005580A RU94005580A (en) | 1995-12-27 |
| RU2092796C1 true RU2092796C1 (en) | 1997-10-10 |
Family
ID=20152616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94005580A RU2092796C1 (en) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | Method measuring level of noise in pressure chambers and device for its realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2092796C1 (en) |
-
1994
- 1994-02-14 RU RU94005580A patent/RU2092796C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Murry T. Hyperbaric Chamber Noice during a Dive to 100ft - JASA, 1972, v.51, p.1362-1365. Thomas W.G. Calibration of condenser microphones under increased atmospheric pressures. - JASA, 1972, v.51, p.6-14. Колесников А.Е. Акустические измерения. - Л.: Судостроение, 1983, с.31. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fletcher et al. | The frequency—Sensitivity of normal ears | |
| JPS5847026B2 (en) | How to calibrate acoustic radiation transducers | |
| JPH03500583A (en) | Equipment for inspecting audio signal processing systems | |
| EP0971629B1 (en) | A device and process for measuring acoustic reflectance | |
| RU2092796C1 (en) | Method measuring level of noise in pressure chambers and device for its realization | |
| US11940309B2 (en) | Method for determining a fluid flow parameter within a vibrating tube | |
| Siegel | Cross-talk in otoacoustic emission probes | |
| RU2042123C1 (en) | Multiprofile acoustic leak detector and process of its tuning | |
| US5448904A (en) | Acoustic calibration apparatus for calibrating plethysmographic acoustic pressure sensors | |
| SU714660A1 (en) | Impedance characteristics measuring device | |
| SU822389A1 (en) | Hydrophone graduating device | |
| SU1030685A1 (en) | Method and device for dynamic graduation of pressure converter in impact pipe | |
| JPS6348099A (en) | Inspection device | |
| Horiuchi et al. | Uncertainty analysis for pressure sensitivities of laboratory standard microphones | |
| SU1201704A1 (en) | Acoustic leak detector | |
| Corliss et al. | A Cavity Pressure Method for Measuring the Gain of Hearing Aids | |
| RU94005580A (en) | METHOD OF MEASURING NOISE LEVEL IN BARCAMERAS AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| SU815544A1 (en) | Device for testing articles for fluid-tightness | |
| SU1668929A1 (en) | Method of quality control of cryogenic vacuum vessel heat insulation | |
| SU123569A1 (en) | The method of determining the diffraction coefficient of the measuring microphones | |
| SU634115A1 (en) | Noise level meter | |
| Enyakov et al. | A Russian-Chinese international comparison of hydrophone calibration methods | |
| Behar | A calibrator for noise dosimeters | |
| SU1048504A1 (en) | Device for monitoring noise level from separate source | |
| Whittle et al. | A new approach to the measurement of very low acoustic noise levels |