1 FH D Fachhochschule Düsseldorf Maschinenbau und Verfahrenstechnik Dieter Reinartz Lärmschutz,...

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FH DFachhochschule DüsseldorfMaschinenbau und Verfahrenstechnik

Dieter Reinartz Lärmschutz, 07.12.2006

Messung der Geräuschemission von Maschinen

• Grundlagen

• Geräuschmessverfahren-Regelwerke-Richtlinien

• Messung einer Vergleichsschallquelle

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„Eines Tages wird der Mensch den Lärm ebenso unerbittlich bekämpfen müssen wie die Cholera und die Pest.“

Robert Koch (1910)Arzt und Bakteriologe1843 - 1910

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Schalldruck / Schalldruckpegel / Schallschnelle

dB p~

p~ 20lg =

p~

p~ 10lg = Lp

020

2 ~p : Schalldruck Pa

0p~ = 2*10-5 Pa, Bezugsschalldruck

Schalldruckpegel an der Schmerzschwelle:

dBLp 134105lg201020

100lg20 6

6

pv

a

Schallschnelle:

(cos = 1) „Ohmsche Gesetz“ der Akustik

a: Schallausbreitungsgeschwindigkeit m/s

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Schallleistung / SchallleistungspegelSchallleistung W: entfernungs- und raumunabhängig

Schallleistungspegel:

dBW

WLW

0

lg10W: Schallleistung WW0 = 1*10-12 W = 1 pW, Bezugsschallleistung

Schallleistung W = 1 W:

dBLW 12010lg1010

1lg10 12

12

5



Schallintensität / Schallintensitätspegel

p t v tt

n p t v tn

t

W/m2

W/m2

I = p v cos n.

n.~ ~ W/m2

dBI

IL ni

0

lg10 I0=1pW/m2, Bezugsschallintensität

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Zusammenhang zwischen den Pegelgrößen

W = p v S = p

a S = I S.

n.

2.

n.~ ~

~

S

S 10lg +

p~p~

10lg = S p~S p~

10lg = Lw0

2

0020

2

dBS

SL

S

SLL ipW

00

lg10lg10

W

dB

S: Messflächeninhalt m2; S0 = 1 m2, Bezugsflächeninhalt

7Akustische Felder

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Normalkurven gleicher Lautstärkepegel

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Geräuschmessverfahren – Regelwerke - Richtlinien

Hallraumverfahren; DIN EN ISO 3741 (GK1), 3743-1 (GK2) und 3743-2 (GK2)

Hüllflächenverfahren; DIN EN ISO 3744 (GK2), 3745 (GK1), 3746 (GK3)(Schalldruckpegel als zu messende Größe), sowie DIN EN ISO 9614-1 (GK2), 9614-2 (GK2) und 9614-3 (GK1) (Schallintensitätspegel als zu messende Größe)

Vergleichsverfahren; DIN EN ISO 3747 (GK3 bzw. GK2)(Schalldruckpegel als zu messende Größe)

Kanalverfahren; DIN EN ISO 5136 (GK2)(Schalldruckpegel als zu messende Größe)

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Hallraum-Verfahren

Schalldruckpegelmessungen

DIN EN ISO 3741, Ausgabe: 2001-01 und Berichtigung 1, Ausgabe: 2002-12Akustik - Bestimmung der Schallleistungspegel von Geräuschquellen ausSchalldruckmessungen; Hallraumverfahren der Genauigkeitsklasse 1.Norm-Entwurf, Ausgabe: 2006-06DIN EN ISO 3743-1, Ausgabe: 1995-09Akustik – Bestimmung der Schallleistungspegel von Geräuschquellen; Verfahren derGenauigkeitsklasse 2 für kleine, transportable Quellen in Hallfeldern – Teil 1:Vergleichsverfahren in Prüfräumen mit schallharten WändenNorm-Entwurf, Ausgabe: 2006-07 DIN EN ISO 3743-2, Ausgabe: 1996-12Akustik – Bestimmung der Schallleistungspegel von Geräuschquellen ausSchalldruckmessungen; Verfahren der Genauigkeitsklasse 2 für kleine, transportableQuellen in Hallfeldern – Teil 2: Verfahren für Sonder-Hallräume.

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Vergleichsverfahren nach DIN EN ISO 3747

prpWrW LLLL

= Terz-Schallleistungspegel des Prüflings (dB),

= Terz-Schallleistungspegel der Vergleichsschallquelle (dB),

= mittlerer Terz-Schalldruckpegel im Hallraum für den Prüfling (dB) und

= mittlerer Terz-Schalldruckpegel im Hallraum für die Vergleichsschallquelle (dB).

pL

WL

WrL

prL

dB

gfls. Fremdgeräuschkorrektur durchführen!1K

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Direktmethode

6273

273

400

427lg25

81lg1034,4lg10

00 B

B

fV

aS

S

A

A

ALL pW dB

Im Einzelnen bedeuten: Lw = Schallleistungspegel des Prüflings (dB),

= mittlerer Schalldruckpegel im Raum (dB) in einem bestimmten Frequenzband, = äquivalente Schallabsorptionsfläche des Raumes (m2); (bestimmbar über die Nachhallzeit des Hallraumes nach ISO 354),

= 1 m2, S = Gesamtfläche des Hallraumes (m2), V = Volumen des Raumes (m3 ), f = entsprechende Bandmittenfrequenz (Hz), a = Schallgeschwindigkeit bei der Temperatur (m/s), = Temperatur (°C), B = atmosphärischer Druck (Pa),

= 1,013105 (Pa).

pL

A0

Keine Richtwirkung – Nicht geeignet für impulshaltige Geräusche!

A

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Hüllflächen – oder Freifeldverfahren nach DIN EN ISO 3744/5/6

spfw LLL

21' KKLL ppf

0

lg10S

SLS

LK

1,0110

1 1lg10

wrw LLA

SK

4 1lg102

Schallleistungspegel:

Messflächen-Schalldruckpegel:

Messflächenmaß:S0=1m2

Fremdgeräuschkorrektur:

Umgebungskorrektur:

dB

dB

dB

dB

dB

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Fremdgeräuschkorrektur dB

dBLdBK

GK

dBmöglichstdBLdBK

GK

dBmöglichstdBLdBK

GK

AA 33

:3

)15(63,1

:2

)15(104,0

:1

1

1

1

)( 11 AKK

15



A/SUmgebungskorrektur

dBK

GK

dBK

GK

dBK

GK

A 7

:3

2

:2

5,0

:1

2

2

2

Umgebung nicht geeignet

)( 2K

)( 2AK

dBKK A )( 22

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Mikrofonanordnung auf der Halbkugel-Messfläche (ISO 3744)(Vorderansicht)

Hauptmikrofonpositionen

zusätzliche Mikrofonpositionen

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Mikrofonanordnung auf der Halbkugel-Messfläche (ISO 3744)(Draufsicht)

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Bezugsquader, Messfläche, -abstand, -punkte und –flächeninhalt (Lw5 und Lw6)

S = 15,7 m2

Ls = 12 dB15 Mikrofonpositionen+1 auf der Saugseite+2 auf der Druckseite

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Kanal - Verfahren

DIN EN ISO 5136, Ausgabe: 2003-10Akustik – Bestimmung der von Ventilatoren und anderen Strömungsmaschinenin Kanäle abgestrahlten Schallleistung – Kanalverfahren.

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Schlitzrohrsonde (Turbulenzschirm, Friedrich-Sonde), B&K, Typ UA 0436

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Mittlerer Schalldruckpegel nach DIN EN ISO 5136 pL

Kombinierte Frequenzgangkorrektur C = C1 + C2 + C3,4

C1 Freifeldkorrektur des Mikrofons dB (Herstellerangabe)

C2 Frequenzgangkorrektur der Schlitzrohrsonde dB

Strömungsgeschwindigkeits-/ Modal-Frequenzgangkorrektur dB

000

lg10lg10a

a

S

SLL pw

CLL pmp 2

4dS

00

.

a

a10lg

4,3c

Schallleistungspegel des in den Messkanal abgestrahlten Schalls:

Gleichung für ebeneWellen

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Schallintensitätsmessungen

DIN EN ISO 9614-1, Ausgabe: 1995-06Akustik - Bestimmung der Schallleistungspegel von Geräuschquellen ausSchallintensitätsmessungen - Teil 1: Messung an diskreten Punkten, DIN EN ISO 9614-2, Ausgabe: 1996-12Akustik - Bestimmung der Schallleistungspegel von Geräuschquellen ausSchallintensitätsmessungen - Teil 2: Messung mit kontinuierlicher AbtastungundDIN EN ISO 9614-3, Ausgabe: 2003-04Akustik – Bestimmung der Schallleistungspegel von Geräuschquellen ausSchallintensitätsmessungen – Teil 3: Scanning-Verfahren der Genauigkeitsklasse 1

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Schallintensitätsmessungen

Unterdrückung von Fremdschallleistungspegeln

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Messflächenwahl und Schallquellenortung (Teilflächen)

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Messverfahren: a) punktweise Messung, b) kontinuierliches Abtasten (Scanning)

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Messunsicherheiten der drei Geräuschmessverfahren

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Kanal-Prüfstand mit reflexionsarmen Kanalabschluss

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Doppelseitiger reflexionsarmer Kanalabschluss

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Reflexionsfaktoren und Stehwellenverhältnis des Messkanals

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Messverfälschung bei derMessung von Schaufeltönen

31



4000 5000 6000 7000 8000 9000 100001/m in

0

500

1000

1500

2000

2500H z

50

60

70

80

90

100

110

120

dBR M S

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

0

500

1000

1500

2000

2500H z

80 90 100 110 120 130

dBR M S

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

s4000

6000

8000

100001/m in

4000 5000 6000 7000 8000 9000 100001/m in

50

70

90

110

130dB R M S

G esam tpegel1-te O rdnung12-te O rdnung

Mikrofon

PAK 5.3 www.muellerbbm-vas.de

Editors: 3_D _standard_drehzahl /P age 1 /3D _S tandard_D rehzahl_sr4.pak_flystudent /PAK/M ESSD ATEN / teka /Lam inar_drossel_290404_2_F1

Kal.: 0 .0116683 V /Freq.-Sp.: 6400 H z; M ean: 3200 H zN _FL: 801 ; N _BLK: 2048 ; D F: 8H zAVG : 3 ; O V L: 90% ; W IN : H ann ingAcquisition: 29.04.2004 14:31:46

APS M axim um

http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de/Ström ungstechnik und Akustik

student 08.02.2006 14:37:55 h

160.0 H z 123.568 dB (lin) 48.0 H z 116.474 dB (lin) 96.0 H z 114.929 dB (lin) 32.0 H z 114.661 dB (lin)

TE K ALam inar_D rossel

Fachhochschu le D üsse ldorfF H D

D rehzah l

Darstellung einer akustischen Messung

32



6

5

10

4

Ausgewählte Mikrofonpositionen 4,5,6 und 10 für die Messung des Gesamt-Schall-leistungspegels Lw einer Vergleichsschallquelle (Laborversuch 14.12.06 u. 11.01.07)

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