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环境的振动测量和振动测量技术

日期:2010年12月19日 13:47

    在环境问题中,振动测量包括两类:一是对引起噪声辐射的物体振动测量;二是对环境振动测量。


  物体振动测量  辐射噪声的物体振动测量,应该根据实际情况选择测点。不仅要测量发声物体的振动,还要测量振源(如电动机、齿轮或凸轮轴等)的振动和传导振动的物体的振动。


  声频范围的振动测量,一般取20~20000赫的均方根振动值(线性档或C 档振动值)。振动的频谱一般是用窄带分析(见噪声源测量)。振动值可以用加速度或速度或位移来表示(见振动的物理量),速度是与辐射噪声有密切关系的振动值。振动对人的影响常用加速度值描述。


  振源频率的测量应当扩展到20赫以下。可按振源基座三维正交方向测量振动加速度。机械振动在多数情况包括重要的离散分量(突出的单频振动)。在振动测量中要注意这一特点。


  在测量过程中,加速度计须要与被测物良好接触,否则会在垂直方向或水平方向产生相对移动,使测量结果产生严重误差。常用的压电加速度计可用金属螺栓、绝缘螺栓和云母垫圈、永久磁铁、胶合剂和胶合螺栓、蜡膜粘附等方法附着固定在振动物体上(见振动测量仪器)。不同的附着固定方法所安装的加速度计的频率响应如图。

 

  使用加速度计测振时,加速度计的感振方向和振动物体测点位置的振动方向应取一致。如果两个方向之间有夹角为α,则测量值的相对误差C=1-cosα。
  测量前应认真选择加速度计,其灵敏度、频率响应能满足测量要求,对于质量轻小的振动物体,附在它上面的加速度计的质量要足够小,以免影响振动的状态。估算加速度计附加质量的影响,通常用下式计算:

 

    式中αr为附有加速度计时对结构的加速度产生的响应;αs为无加速度计时结构的加速度响应;ms为振动结构的等效质量;ma为加速度计的质量。此外,测量前应充分了解温度、湿度、声场和电磁场等环境条件,以使加速度计和其他仪器能有效地工作。


  环境振动测量  造成人整体暴露在振动环境中的振动是环境振动。环境振动的特点一般是振动强度范围广,加速度有效值的范围约为3×10-3~3米/秒2,振动频率约为 1~80赫甚至为0.1~1赫的超低频。因此测量仪器应选择高灵敏度加速度计、低频振动测量放大器和窄带、1/1 或 1/3倍频带滤波器,或使用装有国际标准化组织(ISO)推荐的频率计数网络的环境振动测量仪,通过计数网络测量得到振动级。


  环境振动测量一般测量1~80赫范围内的振动,在X、Y、Z三个方向上的加速度有效值。环境振动可以通过测量值同振动标准所规定的数值进行比较来评价。为了准确测定传到人体的振动,振动测点应尽可能选在振动物体和人体表面接触的地方。站在地面或坐在平台上的人,如人体和支撑物之间没有缓冲垫,则拾振器应安置在地面或平台上;如人体和支撑物之间有柔软的垫层,则应在人体和垫层之间插入一刚性结构(如钢板),放置拾振器。


  在住宅、医院、办公室等建筑物内测量振动,应在室内地面中心附近选择3~5个测点进行测量;考虑楼房对振动的放大作用,应在建筑物各层都选择几个房间,进行测量。


  为了解环境振动源(运转的机器)的振动特征和影响范围,应在振动源的基础座上,以及距基础座5米、10米、20米等位置上选定测点,进行振动测量。


  测量公路两侧由于机动车辆引起的振动时,应在公路边缘上距边缘5米、10米、20米处选定测点,测量振动级。拾振器要水平放置在平坦坚硬的地面上,而不应放在沙地、泥地、草地上。


  测量环境振动和振源强度时,应在同一位置测量本底振动,振源的实际振动值按表修正。

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