Акустическая безэховая камера
Что такое акустическая безэховая камера?
Акустические безэховые камеры (БЭК) представляют собой комнаты или помещения, в которых создается пространство без шумовых помех и отражений звуковой волны.
Примеры акустических камер
Для чего предназначена акустическая безэховая камера?
Акустические безэховые камеры предназначены для измерений и испытаний на соответствие шумовых характеристик устройств, заявленным значениям или требованиям стандартов (ГОСТ ISO 3745, ГОСТ Р ИСО 3744 и др.).
В акустических безэховых камерах проводят измерения шумовых характеристик в диапазоне от 20 до 138 дБ, со звуковой частотой от 20 Гц до 20 кГц. Целью таких испытаний является определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению.
Принцип действия акустических камер
Принцип действия акустических камер основан на поглощении акустических волн (звука) панелями, изготовленными из звукопоглощающих материалов из волокнистых пористых материалов, таких как войлок, пенопласт и т.п. и характеризуются коэффициентом звукопоглощения (КЗП) в соответствии со стандартом ISO 10534-1. Панели имеют как правило клиновидную форму, которая позволяет эффективно рассеивать звуковую энергию, преобразуя ее в тепло. Клиновидная геометрия обеспечивает плавное изменение акустического сопротивления среды, гарантируя сведение к минимуму отражения звука от поверхностей. В результате безэховая камера обеспечивает необходимый уровень звукоизоляции, как от внешнего, так и от внутреннего шума, что повышает точность акустических измерений.
Поверхности из звукопоглощающих материалов
Область применения безэховых акустических камер
Основной функцией камер является исследование излучаемой акустики, исходящей от различного рода устройств: бытовой техники, промышленного оборудования и приборов. Например, акустические безэховые камеры могут использоваться для тестирования и измерения чувствительности микрофонов, громкоговорителей и иной звукозаписывающей аппаратуры, а также для изучения шумов, создаваемых промышленным оборудованием и построения диаграмм направленности излучения.
Конструкция акустических камер
Камеры как правило делают из сборно-разборного несущего металлического каркаса, что позволяет их модернизировать и наращивать в зависимости от габаритов испиваемых изделий. Камеры комплектуются виброизолированным фальшполом, имеют от 1 до 3 контуров ограждений с уровнем относительной шумоизоляции 150 дБ. Конструкция предусматривает двери или ворота, а также окна с шумоизоляцией, а также систему шумоглушителей для приточной-вытяжной вентиляции, проходные панели для ввода-вывода сигнальных кабелей и измерительного оборудования и систему удаления выхлопных газов и СО2. Для перемещения внутри полностью безэховой камеры используется виброизолированный решетчатый фальшпол, выдерживающий вес до 250 кг и позволяющий персоналу выполнять все требуемые виды работ.
Конструкция акустических камер
Разновидности акустических камер
Акустические камеры делятся на три вида: заглушенные камеры, полузаглушенные камеры и реверберационные камеры. В заглушенных акустических камерах все поверхности, а именно пол, потолок и стены полностью покрыты звукопоглощающими материалами. В полузаглушенных (ПАК, ПЗЭК) или полубезэховых акустических камерах пол такими панелями не застилается. В реверберационных акустических камерах, в отличие от заглушенных и полузаглушенных, внутренние поверхности не поглощают, а максимально отражающие звук. Материалом для таких поверхностей служат стальные или алюминиевые листы, а также бетон.
Акустические реверберационные камеры
Испытания акустическим шумом в прямом поле
Отдельным видом акустических испытаний является воздействие акустическим шумом – так называемые испытания в прямом поле. В данном случае камеры как таковой нет, поскольку испытуемый образец окружается динамиками, формирующими мощную звуковую волну. Такие испытания можно назвать виброакустическим воздействием изделий и материалов на прочность и устойчивость. Данные акустические комплексы должны соответствовать требованиям ГОСТ РВ 20.57.305-98. Формируемый акустический шум (среднеквадратичное значение) находится на уровне 140 дБ, а пиковое – 160 дБ.
Такому звуковому давлению подвержены, например, узлы ракетных систем и электронные приборы выводимой полезной нагрузки спутников, поэтому испытания акустическим шумом является обязательным элементом тестирования, принятой в авиакосмической отрасли.
Виброакустические испытания
Как тихо в безэховой камере?
Для безэховых камер важной характеристикой является не столько уровень шума (хотя шумом в обычном смысле этого слова назвать нельзя), сколько разница между уровнем фоновым и измеряемым шумом. Фоновый шум должен быть существенно ниже измеряемого и находиться в диапазоне от -10 до - 20 Дб. Если говорить об абсолютных цифрах, то уровень шума в безэховой камере может доходить до 0 Дб и ниже (за 0 принят уровень шума, воспринимаемый человеческим ухом). Иначе говоря, в таких камерах человек не будет слышать никаких посторонних шумов, кроме собственных звуков, например, из-за биения сердца.
Недостатки безэховых камер
Безэховые камеры по сути являются тонким измерительным инструментом, чувствительным к температуре и влажности окружающей среды, внешним шумам и вибрациям, поэтому требуют детальной проработки места монтажа и установки. Помимо этого, звукопоглощающий материал, которым облицовываются поверхности поврежден старению, является достаточно мягким и при неаккуратной эксплуатации может быть поврежден.
Заключение
Создание акустических безэховых камер, безусловно, является проектным бизнесом. Каждая установка индивидуальна, поэтому требуется учесть назначение камеры, частотные характеристики, габариты, способ размещения испытываемых приборов и образцов, необходимость в поворотных механизмах, возможность масштабирования и особенности объекта и конкретной точки монтажа. В цепочке поставки участвуют производители оборудования, разработчики камеры, сертификационные органы, монтажные бригады и наладчики. К сожалению, на практике были случаи, когда испытательное оборудование и, в частности, безэховые камеры, спроектированные и поставленные без учета всех факторов либо выполняли свои задачи не полностью, либо вовсе не были запущены и в результате заморожены. В этой связи рекомендуем заказывать проект под ключ у квалифицированных специалистов. Мы не скрываем, что обладаем более чем 10-летным опытом поставок камер различных конструкций и назначения, поэтому силами компании 2TEST готовы реализовать ваш проект.
