本标准规定了用测量表面振动来确定机器表面振动所辐射的空气声功率的测量方法。本标准仅适用于由封闭固体结构表面振动辐射噪声的情况，而不适用于由空气动力产生噪声的情况。本标准所规定的方法主要适用于稳态声源。 GB/T 16539-1996 声学 振速法测定噪声源声功率级 用于封闭机器的测量 GB/T16539-1996 标准下载解压密码：www.bzxz.net
本标准规定了用测量表面振动来确定机器表面振动所辐射的空气声功率的测量方法。本标准仅适用于由封闭固体结构表面振动辐射噪声的情况，而不适用于由空气动力产生噪声的情况。本标准所规定的方法主要适用于稳态声源。

GB/T16539—1996
本标准是在我国相应工作基础上，并参考了ISO/TR7849一1987《用测振法确定机器辐射的空气噪声》文件编制的。
在1979年该国际标准草案第一一稿提出之前，我国已对该项技术进行了研究，经十多年的研究和应用表明我国在应用技术和标准化方面有较大发展，工业生产也迫切需要这方面的技术能早日以标准的形式推广应用，所以及时制订本国家标准，以适应我国经济技术发展和工业生产的需要，是很必要的。影响此项技术标准化的因素主要有四方面，一是作为标准，该方法的应用范围尚须进一步明确，二是实际应用中，同类机器辐射指数曲线标准化的问题；三是用一般仪器测试的复杂性；四是对测试方法精度的认识。对这些问题我国均已得到较好的解决，经过大量的试验及计算分析得到了一些机器（如电机、电器、电冰箱等）辐射指数的标准化曲线；同时，我国还研制了带有这些标准化曲线计权网络及A计权的振动噪声检测仪，使测振法测试更为简便实用。在此基础上经过大量实验验证，证明了此方法的工程精度；同时限定了此方法仅适用于对封闭机器的测试。从而推动了本标准的制订。这些方面也反映了本标准对ISO/TR7849—87的改进。本标准的附录 A、附录 B、附录 C、附录 D、附录 E、附录 F均为标准的附录。本标准由全国声学标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：机械部上海电器科学研究所、中国航空工业总公司上海航空测控技术研究所。本标准主要起草人：陈业绍、穆景坤。278
1范围
中华人民共和国国家标准
声学振速法测定噪声源声功率级用于封闭机器的测童
Acoustics-Determination of sound power levels ofnoise sources using vibration velocity--Measurement for seal machineryGB/T16539—1996
本标准规定了用测量表面振动来确定机器表面振动所辐射的空气声功率的测量方法。此方法特别适用于那些由于背景噪声很高或其他环境影响较大而不可能按GB3767，GB3768，GB6881，GB6882，GB10069等用声压法测定机器噪声的基础标准或专业标准规定直接正确测定空气噪声的场合。本标准仅适用于由封闭固体结构表面振动辐射噪声的情况，而不适用于由空气动力产生噪声的情况。本标准所规定的方法主要适用于稳态声源。计算辐射系数的导则由附录D给出。推荐频段的选择由附录E给出。本标准所规定的程序，可以通过测量表面各部分的振动来确定整个机器结构振动辐射的声功率。本标准测定A计权声功率级结果的准确度为2级，其测量方法的不确定度不大于2dB。对于声辐射指数未知而采用理论值进行测量时，其测定结果的准确度至少应达到3级，否则不宜采用本标准的方法。
2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中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，使用本标准的各方应探讨使用本标准最新版本的可能性。GB3238—82声学量的级及其基准值GB3240-82声学测量中的常用频率（negISO266:1975）GB3241—82声和振动分析用的1/1和1/3倍频程滤波器（neqIEC225:1966）GB3767-1996声学声压法测定噪声源声功率级反射面上方近似自由场的工程法（eqvISO3744--1994)
GB3768-1996声学声压法测定噪声源声功率级反射面上方采用包络测量表面的简易法(eqvISO3746--1995)
GB3785一83声级计的电声性能及测试方法GB6881—86声学噪声源声功率级的测定混响室精密法和工程法（neqISO3741:1975，neq ISO 3742:1975,neq ISO 3743:1976)声学噪声源声功率级的测定消声室和半消声室精密法（negISO3745：1977）GB 6882—86
GB10069.1—88旋转电机噪声测定方法及限值噪声工程测定方法国家技术监督局1996-09-13批准1997-03-01实施
3总则
GB/T16539-1996
本标准适合于在下列情况下确定机器表面振动所辐射的空气噪声：当背景噪声（例如其他机器的噪声或房间各面的反射声)比被测机器直接辐射的噪声还要高时；
当需要将结构噪声与空气动力噪声分离开时（也就是说在新的声强测试技术不便于应用的那些场合)，
一当需要确定整个声源的结构噪声是来自机器的结构噪声还是来自机组的另一部分时；一当需要确定机器负载时的噪声又要排除被拖动负载及其他噪声影响时。本标准提出的试验程序，特别适用于机器的外表形状比较简单的声源。对于相关性很好的一些简单声源（零阶振源或点振源)则更容易处理。可以按理想化的结构（如球、平板、圆柱体)用相应的理论处理。对于大多数机器，其振动速度的分布取决于相应频率振动模态、机器结构特性和激励力等因素，而其辐射因数不仅与上述诸因数有关而且还与辐射面尺寸、相关频率声波在空气中的波长有关。所以，通常用实验的方法来求取同种类型机器的辐射因数，本标准也给出有关实验程序。通常，对辐射因数大于一的情况就粗略地假定辐射系数为一。4定义
本标准采用下列定义。bzxZ.net
4.1结构声structure-borne sound通过机器固体结构传递在可听声频率范围的振动。它可以由固体结构表面的振动速度或振动加速度来表征。
4.2封闭机器seal machine
是指机械结构振动噪声主要通过封闭于机器外表面辐射的那类机器设备。4.3振动速度vibratoryvelocity位移的时间变化率的矢量。其振动速度的均方根值（r.m.s）用符号V表示，单位为米每秒，m/s注：振动位移是振动速度对时间的积分，频率为时，正弦振动位移有效值(r.m.s)D由下式计算：D= 2元
振动加速度是振动速度对时间的微分，频率为了时，正弦振动加速度有效值(r.m.s)A由下式计算：A=2元/V
4.4振动速度级Lyvibralroyvelocitylevel,Lv速度与基准速度之比的以10为底的对数乘以20,单位为贝[尔],B。但通常用dB为单位，以分贝(dB)为单位的速度级由式(1)表示：Iw = 10 g v
式中：V—-在有效频带范围内振动速度有效值；V,基准速度，一般等于 10-°m/s(=1 nm/s)。注
1空气声和结构声基准速度V。的性质同空气中平面波的声强级，声压级和振动速度级的性质一样，其值几乎相等。所以本标准通常采用V。=5×10*m/s。2上面公式中列出的V。值为GB3238的基准值；使用中应注意对不同基准值会得到不同的速度级.所以实际应用中必须指明基准速度。
4.5辐射因数αradiation factor，o280
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表示声辐射效率的因数，由式(2)计算：a
式中：p.一—机器振动面辐射的声功率，W；S。——振动表面面积(见3.8条）,m\，p
pc-—空气声阻抗(p:空气平均密度，c:空气声速）,Pa·s/m，vz——S，面上振动速度有效值的平方均值，mm/s。a,p,,2是在同一时期的三个量。4.6辐射指数radiation index
用10 igg来表示。
4.7空气声功率级 Lwairborne sound power level,Lw(2)
给出的声功率与参考声功率之比，取以10为底对数的10倍。有时按指定的频率宽度表示，例如倍频程声功率级，1/3倍频程声功率级等。空气声功率级以分贝为单位表示（参考声功率：1pW)。对于机器表面规定部分的空气声功率级Lw.由式（3)给出：Lws = 10 lg
式中：p.相关机器表面辐射的声功率，W，p。—基准声功率(10-12W1 PW),W。4. 8 振动测量面 vibration measurement surface测量位置分布所需而假定的表面或部分表面。其面积用符号S，表示。4.9附加结构振动速度级extraneous struoture-borne velocity level.....(3)
当机器没有工作或其他无关的振源影响时，所测定到的振动速度级。附加结构声是由被测机器之外的其他结构产生的，如由联结的合机组产生的。4. 10 零阶球源 sphcrical source of zero order在整个外表面上按同一相位相同幅值进行的球形振动。5测试仪器
5.1概述
本标准对测试仪器及其所用传感器作了规定，大多数情况下适于用轻便的加速度计，当然特殊情况用其他类型的仪器和测试技术也是需要的。（例如非接触传感器，激光多普勒测试方法等）。5.2振动传感器
振动传感器应能装在振动表面上。作为宽频率范围的振动测量，优先采用压电加速度计。在特殊场合选用传感器时，应按环境条件的要求选择传感器的参数。
采用加速度计时，其频响的平直部分应与测量频率范围一致。加速度计的上限频率应设置在加速度计的1/3谐振频率处。
只要灵敏度足够，应尽可能采用轻的加速度计，使传感器的动态质量远小于附着点结构的动态质量[对于平板应为0.2ch2/f，见公式B2]。5.3测量放大器
由传感器产生的信号应经过电荷放大器、积分器、放大器、滤波并指示出有效值：结构噪声测量用的仪器还应采用符合标准要求并带有A计权及辐射指数计权网络的测振仪。该仪器应有分贝值的指示，其精度应符合GB3785标准规定的0型或1型声级计精度的要求。5.4滤波器
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用于结构噪声测量测振仪的滤波器，除一般测振仪必备的高低通滤波器外，还应备有下列滤波器：一应备有符合GB3241标准要求的带通滤波器；一符合GB3785标准1型精度要求的A计权网络；一若有可能，最好有符合被测机器辐射指数10lga曲线的计权网络滤波器。这些辐射指数曲线应作为标准化的曲线订于相应机器的有关测试方法标准中。5.5校检
备有一般带通滤波器的测振仪应每年在计量部门检验。备有辐射指数计权网络的振动噪声检测仪，应在指定的专业计量检测部门每年检验一次。6安装及工况
6.1大多数情况下，声功率的辐射取决于安装和工况两种因素，通常按6.2和6.3条考虑。但对于有相应空气声测量规程的机器则应按其规程的规定进行。6.2对机器的说明
如果机器的部件或辅助设备都有声辐射，则应规定测试时辅助设备的运行状态。对附加结构声源应予以说明。
注：本标准规定的规程若不能直接测定附加结构噪声时，必要时可以对联结系统的振动频谱进行比较或进行相关测量。
6.3安装
机器的安装尽可能按最终实际使用的情况安装，如果机器的结构表面覆盖了非结构材料（如隔声材料),则传感器应安装在非结构材料的表面上(见附录B)。6.4运行状态
机器应在能代表正常使用的状态下运行。下列运行状态的一种或多种是合适的（见6.1条）：a）机器处于额定负载或额定运行状态下；b）如果与a)有区别的话，机器处于满负荷状态下；c）机器处于空载(空转)；
d）机器运行在声辐射最大的正常使用状态下；e）机器带模拟负载，在规定状态下运行。7振动测量面上振动速度的测定
7.17.2到7.8条的规定属于一般性质的规程，对于有相应机器的专业测试规程，则可采用一些特殊的规定。
注：测试结果的精度很大程度取决于测点的分布和数量以及振动测量面上振动速度的分布；当个别带宽有很强的单音调成分时，该方法的不确定度可能会增大。7.2振动测试面
7.2.1合适的测量面应按7.2.2到7.2.4条规定的准则来选择。注：当选择测试面时应考虑任何初始测试的结果(7.2.4)和辐射面积的组成(例如有加强构件)。7.2.2相同结构的机器
如果机器具备相同的结构并且几何对称，其激励力也是均匀对称的，那么，初始测试的结果已证明所有单元结构在任何频段的相应平均速度级都是等效的，这样就可以在单一结构上进行测试。7.2.3测点均匀分布
将振动测量面划分成N个面积相等为S./N的部分，测点则配置于每个部分面的中心。7.2.4测点不均匀分布
如果从初始结果中已知振动测试面的某些部分比其他部分的振动更强烈，则应在较强的那部分上282
更密集地配置测点。
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在此情况下，各测点i则代表该部分面积Ssi。7.3测点数
振动测量面上初始测点数的选择应按表1进行。表1初始测点数
振动测量面面积 S.,m2
1测点数
2%S。=1 m2
如果在任何频段内，测得的以分贝计的最高和最低振动速度级之差大于表1给出的测点数，则必须增加测点数。此外相应频带中有显著的纯音成分存在时，也应增加测点测点数应成倍地增加直到振动速度级的平均值L(见8.2条）的偏差控制在1dB范围内为止。7.4环境条件
测试设备应按生产厂的说明书考虑环境条件（见5.2条）来选择。用与阻抗变换器在一体的传感器，可以降低电缆的影响。
7.5测试程序
在规定的运行条件下，各测点在规定的频率范围内按懒带测定振动速度级L，。振动速度级L可以按附录F由加速度级L。来计算或由加速度信号直接积分而得（见5.4)这可以避免计算。注：如仅确定A计权振动速度级，则应积分。对于有辐射指数计权和A计权的振动噪声检测仪，则可直接测定各测点的计权噪声级（一般用计权速度级Lvi）。
测量时间的选择应适合于结构辐射声的特征和信号处理技术。例如，对于稳态声，在中心频率200Hz及以上时，其测量时间至少10s；对于随时间变化的声音，则以在规定运行方式下能确切反映机器噪声变化的测量来选择测量时间：如果初始测量表明个别点的附加结构噪声的振动速度级(或加速度级，见附录E)与机器运行时的噪声级之差少于10dB，则应用适当的方法（见6.2的注）进行修正（见8.1)：7.6传感器的安装
传感器的安装应尽可能地做到在有效频率范围内精确地反映测量面上测点的真实振动速度。传感器的振动轴线应按ISO5348的规定，垂直于振动表面。推荐的安装方法见附录A。7.7传感器质量的影响
特别推荐用轻的传感器（见5.2)，若不具备这样的传感器，则对均匀结构（平板、圆柱体)可以按附录B进行修正对其他结构，这个修正的精度尚不明确。7.8辐射因数的确定
机器的辐射因数应按附录D推荐的方法测定，或按8.3.2条进行计算。8计算
8.1附加(外界)结构声的修正
所测声级应按表2进行附加(外界)结构噪声的修正。283
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表2附加结构噪声修正
机器运行时振动速度(加速度)级与附加结构声级之差从振动速度（加速度）级减去的修正系数K：8.2振动测试面上振动速度级平均值的确定3
按7.5条测定的振动速度级，由式（4)计算（若有必要还应按8.1条及附录B在每个频段内进行修正)各测点i=1，N的速度级：
Lvi - Lv' - K + K.i
式中：Lw—未修正的实测振动速度级；K—附加结构修正因数；
Km——传感器质量修正因数(见附录 B)。振动测量面S.上的平均分贝值L，可以按式(5)和式(6)中适合的一-个公式计算：a）按7.2.3条均匀分布测点
b）按7.2.4条不均勾分布测点
L = 10 lg[
Lv = 10 lg[
8.3结构声辐射引起的空气声功率级计算8.3.1基本概念
根据8.2条计算的Zv数值按式(7)由(2)及(3)式推导出来的）计算声功率级Lws分贝值：+10 1gg午10 lg）
Lws = Lu + [10 lg .
式中：Lv——测量面上的速度级均值(基准速度50mm/s)dB,按8.2条计算；S.—相应测量面面积,m\；
-辐射因数；
pC——空气特性阻抗;
S。1m,
（pC)。=400N·s/m（即空气在20℃，气压为105Pa时的阻抗）。（4)
若需要A计权空气声功率级则应按附录C从频帮声功率级来计算。对辐射指数已确定的机器，若用带相应辐射指数及A计权的振动噪声检测仪测定，则式（7)应改为：
Lws = Lv + io lg s
8.3.2辐射指数10lga的测取
（8）
如果辐射指数是按附录D对相应频带测量求得的，则该频带的空气声功率级应按式（7)确定。如果辐射指数已做在仪器上，则空气声功率级应按式(11)计算。8.3.3辐射指数10lga的理论计算若被测机器可作为一种零阶振动球形声辐射模式考虑(如尺度远小于主要振动波长的小振源），则可以按图1或式(9)求得辐射指数：284
式中：f-频率,Hz;
空气中的声速，m/s,
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10 g =- 10 Ig[1 + 0.1 (fa)]
d-—声源的特征尺寸（零阶球源的直径），m，即d～VS/元或d～2V其中，S为声源近似的辐射面积，V为声源体积。
空气声功率级则按式(7)计算。
1、其结果通常会高于声功率级的辐射值；2.其他声源的辐射指数见附录D，3.对尺寸很大又不宜用此方法计算时，可以按。=1的原则处理，即用A计权速度级，按式（8)计算声功率级，但此结果的精度可能会不太高。
fd, Hz?m
图1以频率f和特征尺寸d为函数的零阶球源辐射指数10lga9记录资料
9.1被测机器
应记录如下资料：
a）机器的说明（尺寸，辐射结构的组成单元）；b）安装状态，
c）运行状态；
d）测试环境；
e）若有要求，在测试期间对机器不同声源的鉴别；f）试验数据。
9.2测试条件
应记录如下资料：
a）空气温度℃；
b）大气压Pa。
9.3测试设备
应记录如下资料：
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a）测量用仪器设备，包括型号，生产厂及编号；b）频率分析仪的带宽，
c）测试系统的频率响应；
d）对测试系统的校准方法，校准数据和校准方位；e）传感器的安装。
9.4声学数据
应记录如下资料：
a）测试面的说明，它的尺寸和测点分布（给图）；b）各测点的振动速度级（对各频带或A计权）或用振动噪声检测仪测定的计权速度级；c）若需要，对附加结构声和传感器质量在各频段（或A计权)的修正分贝值；d）各频段（或A计权)速度级均值亡以及参考速度值；e）有关的振动测试面面积S.；
f）辐射指数10lgg以及推导方法（见8.3.2到8.3.4)；g）各频带结构声导致的空气声功率级Lws或A计权声功率级。286
A1传感器安装的建议
应遵守ISO5348提出的一些建议。GB/T16539-1996
附录A
（标准的附录）
传感器的使用
优先采用将传感器用螺钉旋紧在振动测量面上的安装方法，但对于上限到10kHz的测量，采用生产厂推荐的胶粘方法更方便，对于10kHz以下，用薄层蜡粘也可以，但不适于温度较高的振动表面。对于光滑的钢平面，在2.5kHz以下也可以用磁铁，其被测的最大加速度取决于附着力以及传感器加上磁铁的质量，对常规磁铁，其对板的最大附着力是平板厚度的函数，如图A1所示。如果磁铁质量为110名，用于30g的传感器，则厚度大于4mm的钢板能承受的最大允许加速度为1000m/s2，有关数据应参考制造厂提供的资料。如果振动面不光滑平整或者涂有油漆磁铁的附着力将会显著降低，这样，测试就会不可靠，将接触面筹光可能会比用粘胶花的时间更多。120
钢板厚,mm
图A1常规磁铁最大附着力与板厚的关系A2传感器电缆布放的推荐方法
由于电缆部分的相对振动，将会在电路中产生附加电势，为此，应将电缆在尽可能靠近传感器的地方与机器紧固在一起。（见图A2）这个问题也可以用带阻抗器的传感器来解决。287
77777777
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一聚固
图A2电缆的安装
附录B
（标准的附录）
传感器影响的修正
在频率@（2元f)时振动速度修正按式(B1)计算：式中V*-无传感器时的振动速度：V
振动速度测量值；
V- = y\|1 +za/z!
Z。频率为の时沿加速度测量方向，隔离加速度来源的复数机械阻抗；-频率为α时，传感器安装点沿加速度测量方向结构激励点的复数机械阻抗，2-
（B1）
对于Z的详尽变化情况一一般不清楚，但允许对宽频带振动按额段测量并以单个频率修正。对于平板或曲率半径大于c/的单一曲面外壳，则可近似地按式（B2)修正： 8. 6(fm.)291/2
(picth)
式中：f
频带中心额率，Hz3
传感器及其附件的质量，kg；
平板材料密度，kg/m；
一在平板中纵波的速度,m/s；
h平板材料(壳体)的厚度，m。
式(B2)是按无限均勾平板受激后其阻抗为Z而推导出来的，（B2)
对测量频带宽度显著地超过最常见的谐振频率间隔平均值的情况，这种修正最精确，后者是常规结构典型密率均值的例子。对于一个平板或曲率半径很大的壳体，如果符合式(B3)则会满足这样的条件：Af
式中：Af—-测试频带的宽度,Hzs-
一平板或壳体（一个面）的表面积，m。3hcL
（B3）
对单-一频率的振动或靠近加强构件边界的测点式(B2)不适用。传感器质量的修正值K可叠加到振动速度级Lv上[按公式(7),并可按式(B4)计算：Km = 20 lg W
式中：V*/V'按需要由公式(B1)或(B2)求得。288
（B4）
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附录C
（标准的附录）
由倍频程或1/3倍频程频带功率级计算A计权声功率级的方法C1以分贝为单位的A计权声功率级LwA(参考声功率1pW)按式(C1)计算，me
LwA 10 lg >
100.1(Lwj+c,)
式中：Lw,-
第1倍频程或1/3倍频程频带功率级，dB：费费
jmx和C;分别由C2条和C3条按倍频程或1/3倍频程给出的数据确定。按倍频程计算，jmx7 的 C;值由表 C1 给出：C2
倍频程数对应的C,值
倍频程中心频率,Hz
C3按1/3倍频程计算，jmx一21的C,值由表C2给出：4
表C21/3倍频程数对应的C,值
1 /3 倍频程中心频率,Hz
1/3倍频程中心频率,Hz
1/3倍频程中心频率,Hz
附录D
（标准的附录）
—10, 9
确定辐射指数10 Igo的方法
（Ci)）
辐射指数101g应在6.3和6,4条规定的安装和工况条件下测定。确切地说，应该用通频带或宽频带激励而产生的相应运行状态(6.4)所要求的振动。其频带声功率级的测定应在混响室或自由场中按GB3767,GB6881,GB6882,GB10069.1，或ISO9614所规定的方法之-进行。振动速度级Z则按第7条和8.2条测定。将Lws,L以及10lgSs/S。的数值（见8.3)代入式（7)可得出相对于频率的10Iga曲线。推荐用1/3标准带通滤波器来测定辐射指数曲线。对一组相关机器，如已有试验上或理论上的证明，可以提出作为标准曲线的依据（如图4所示），则289
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