声强测试在装载机噪声源分析中的应用

    目前ZL50G型装载机是我国装载机行业功率较大的一种机型,也是主要机型。被广泛地应用于建筑、公路、铁路等建设施工中。噪声水平是工程机械的评价指标之一。高噪声不仅对人的健康和环境造成危害,而且也直接影响产品本身质量和使用效果,增加能耗,缩短产品使用寿命。对企业而言,最关键的是影响到销售竞争能力。欧、美等发达地区对工程机械噪声限制较严,特别是2000年5月欧盟颁布了新的室外使用设备环境噪声排放标准,对装载机的噪声提出了更加严格的要求。

    要进行装载机噪声控制,首先要分析其噪声的来源和大小,其大小通常用声压、声功率和声强来表示。但声压是标量,难以通过它找出噪声的方向和位置;声功率的测量需要昂贵的消声室或混响室;而声强是矢量,既代表了声场中某点声能量的大小、又代表了该点声能流动的方向,比声压更能反映声源的本质,同时测试过程中受环境的影响小。随着信号处理技术、计算机技术的发展,使得声强测量技术在噪声源识别与定位中得到广泛应用。本文采用声强法测量方法,对装载机近声场进行噪声测试,获得其声场的分布,并进行噪声声强的谱分析,确定装载机主要噪声源,在此基础上提出了相应的噪声控制措施。

    1 声强测量的基本原理

    1. 1 声强定义

    设空间某点A,A点r方向的声强定义

Ir(t) =P(t)Ur(t) (1)

    式中:Ir(t)–A点r方向的声强

    Ur(t)—A点r方向的空气质点振动速度

    P(t)—A点的声压

    t—时间

   式(1)中所定义的声强称为瞬时声强,工程实际中常用的是一段时间内瞬时声强的平均值。称为时均声强,简称声强Ir(t)。

    1. 2 声强测量的双传声器法

    一般情况下,我们将声强测量方法分为两种,一种是传声器与测速传感器结合即p-u法,可以同时测出声压和速度,然后根据式(1)可以直接得到声强值,所以这种量方法的效率很高。但是,这种方法中质点速度不易直接测得。另外一种是双传声器方法又称p-p法,两传声器A和B安装相距一小段距离,设两传声器的声学中心的连线方向为x,当声波沿x方向行进时,所测出的两个声压pA(t)及pB(t)之间存在梯度。据

    有

    设两传声器声学中心之间的距离为d,当d小于波长K时,可以近似的改写为,于是上式可改写为

    两传声器之间中点的声压可以认为是pA(t)及pB(t)的平均值

    则x方向的瞬时声强为

    取其时间平均就可以得到x方向上的有功声强[[1]。

    2 装载机声强测试系统及测试方法