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ISO 5136 声学法测定风道末端装置、空气终端装置、阻尼器和阀门辐射的空气噪声和末端声功率的实验室测量方法

1. 检测项目：详细说明各种检测方法及其原理

ISO 5136标准的核心是实验室条件下，通过管道声学方法精确测定空气处理设备（如消声器、风口、阀体、风机盘管等）辐射至下游或上游管道中的空气声功率级。其方法本质是一种管道法，区别于混响室法或半消声室法，特别适用于与管道系统连接的设备。

主要检测方法及其原理如下：

方法概述：将被测设备（EUT）安装于一个专门的实验室管道系统中。该系统能模拟设备在实际应用中的安装条件，并提供一个已知的、可重复的声学环境。当气流和声音通过被测设备时，其产生的噪声会沿下游（或上游）管道传播。通过在管道特定位置测量声压级，并结合管道的声学特性（如衰减、模态分布），计算出被测设备辐射进入管道的声功率级。
测量原理——声压测量与声功率推导：
1. 声压测量：在测试管道的直管段，使用一个或多个传声器进行声压级测量。传声器可固定于管壁（壁面传声器法）或通过探管伸入管道内部（探管法），以避开近场和流动干扰，获取代表平面波的声压级。
2. 背景噪声修正：需测量背景噪声（通常关闭被测设备但保持相同气流状态下的噪声），以确保测量信号的有效性。
3. 管道衰减修正：计算从测量截面到被测设备辐射声功率的参考截面之间的管道声衰减。这通过测量或计算管道的衰减系数来实现。
4. 气流噪声修正：当气流流经传声器或探管时会产生气流噪声（再生噪声）。标准要求通过无源测量（如使用流线型鼻锥或声学软管）或通过测量不同流速下的噪声并外推至零流速的方法，对此进行修正，以分离出设备自身辐射的声学信号。
5. 声功率计算：最终，设备辐射的声功率级 $L_W$ 通过测量截面的平均声压级 $L_p$ 、管道横截面积 $S$ 、以及上述各种修正项计算得出。基本公式可简化为： $L_W = L_p + 10 \lg(S/S_0) + K$ ，其中 $K$ 为包含了管道衰减、背景噪声修正、气流噪声修正、环境条件修正等的综合修正因子。
6. 倍频程或分数倍频程分析：测量通常在标准倍频程（如63 Hz至8 kHz）或1/3倍频程上进行，以提供详细的频谱信息。
可选择的测量配置：
- 下游辐射测量：测量设备向下游管道辐射的噪声。这是最常见的情况。
- 上游辐射测量：测量设备向上游管道辐射的噪声（如风机通过进风口辐射的噪声）。
- 声压-声强法（辅助方法）：在特定条件下，也可使用管道截面上的声强扫描来测定声功率。

2. 检测范围：列举不同应用领域的检测需求

ISO 5136的检测方法主要服务于需要对管道传播噪声进行严格评估和控制的领域。

暖通空调（HVAC）系统：
- 空气终端装置：如送风口、回风口、散流器的辐射噪声评估，对于高静压风口尤其重要。
- 风道末端装置：如变风量（VAV）末端、定风量（CAV）末端、风机动力型末端（FPB）在调节风量时产生的噪声。
- 阻尼器和阀门：风阀、调节阀、防火阀在部分关闭时产生的气流再生噪声和振动辐射噪声。
- 消声器：评价消声器的插入损失或自身辐射噪声（当气流通过时）的关键标准方法。
- 空气处理机组（AHU）内部组件：如冷却/加热盘管、过滤段的流动噪声。
建筑声学与环保：
- 为建筑房间的室内噪声级预测提供准确的声源数据（管道传播声功率）。
- 评估通风系统对相邻安静区域（如会议室、病房、教室）的噪声干扰。
工业通风与工艺系统：
- 工业风机、除尘设备、工艺排气口等通过管道系统辐射的噪声评估。
- 用于控制工业厂界噪声或工作场所噪声的职业健康评估。
设备研发与质量控制：
- 制造商用于产品声学性能的研发、优化和型式检验。
- 作为产品认证和声学标签（如有）的依据。
- 对比不同产品或不同设计方案的声学优劣。
轨道交通与车辆通风：
- 列车、地铁的通风空调系统风道内设备的噪声测试。

3. 检测标准：引用国内外相关文献

ISO 5136方法是国际公认的管道噪声测量基础标准。其技术框架和原理被众多国际和国家标准所引用或等效采用，形成了完整的标准体系。

国际上，该标准与ISO 7235（管道消声器测量规范）、ISO 3740系列（声功率测定系列标准）等技术文件相互补充和引用。在声学基础测量方面，ISO 3745（精密级声功率测定-消声室和半消声室法）提供了最高精度的参考方法，而ISO 5136则是针对管道系统的专用精密方法。气流噪声的测量与修正则参考了ISO 5135（空气末端装置声学与气流性能实验室测量）等相关文献中阐述的技术。

在国内，建筑工业领域广泛采用与该国际标准技术内容协调一致的行业标准。例如，在《供暖通风与空气调节设备噪声声功率级的测定-工程法/准工程法》等国家标准中，对管道法测量有具体规定和参考。机械工业领域关于风机、压缩机等设备的噪声测试标准中，涉及管道进出口噪声测量时，其核心方法也源于ISO 5136的技术原理。这些文献共同构成了管道设备空气噪声实验室测量的完整技术依据。

4. 检测仪器：介绍主要检测设备及其功能

实施ISO 5136检测需要一套精密的实验室设施和仪器系统。

核心测试设施：
- 试验管道系统：由刚性、隔声良好的直管段组成，内壁平滑以最小化自身流动噪声和声衰减。包括上游稳定段、安装被测设备的测试段、下游测量段。管道尺寸需与被测设备接口匹配，并配备调节流量的装置。
- 声学消声末端：安装在测试管道末端，用于提供无反射的声学终端，防止声波反射影响测量。通常为高性能的矩形或圆形消声器。
- 气流发生与控制系统：包括风机、变频器、气流调节阀、流量测量装置（如孔板、文丘里管、流量喷嘴配合压差传感器），用于在测试段产生稳定、可精确控制的气流速度与静压条件。
主要声学与辅助测量设备：
- 测量传声器：高精度电容传声器，需满足IEC 61672规定的1级精度要求。频率范围应覆盖所需分析的频带（通常20 Hz - 10 kHz以上）。
- 传声器安装装置：
  - 探管传声器：将小型传声器置于流线型探管头部，可深入管道内部，有效避免管壁边界层湍流噪声干扰。探管可横向或纵向移动以进行截面扫描。
  - 壁面传声器安装座：将传声器通过一个刚性安装座固定于管壁特定位置，安装座设计需保证传声器膜片与管道内壁平齐，并可能配有防风罩。
- 声学分析系统：
  - 多通道数据采集前端：用于同步采集多个传声器信号及压力、流量等模拟信号。
  - 实时频谱分析仪或专业声学测量软件：能进行倍频程/1/3倍频程分析，具备积分平均、背景噪声自动扣除、数据存储与处理功能。软件通常集成标准计算流程，自动完成衰减修正、气流噪声修正等复杂计算。
- 辅助传感器：
  - 静压探头与压力传感器：测量测试段上游和下游的静压，以确定被测设备的工作压降。
  - 温度与湿度传感器：监测测试条件下的空气温度和相对湿度，用于声速计算和空气密度修正。
  - 大气压力计：测量环境大气压。
校准设备：
- 声校准器：用于在测量前后对传声器系统进行精确的声压级校准（如94 dB或114 dB，1 kHz）。
- 活塞发声器：用于更高精度的声压级校准。
- 所有压力、流量、温度传感器均需按相关计量规范进行定期校准溯源。