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技术文章
振动 – 声学诱导法——IEC 60068-2-65-2013

IEC 60068-2-65-2013.pdf   


一、标准概述


IEC 60068-2-65:2013 规定了用声激振动法测试产品在高声压环境下因声能诱发结构振动而承受能力的试验方法。


二、适用范围


本标准适用于确定部件、设备或其他产品在由特定声压级环境引起的声学振动作用下的耐受能力的试验。


三、试验条件与所需仪器


试验条件

  • 声压级通常需≥120 dB,频谱采用1/3倍频程或倍频程。

  • 声场分两种:混响室法(扩散声场,能量从各方向均匀作用于试样)和行波管法(气动湍流从一侧激励试样外表面)。

  • 控制采用多点控制,取多个检查点的平均值控制声压级。频率范围一般为20 Hz~10 kHz。试验后检查机械弱点、性能退化及结构完整性。

所需仪器

  • 电声换能器、混响室或行波管、声学喇叭、传声器阵列及声压级计、滤波器。

  • 电磁式振动试验台:安装固定试样并监测其声学振动响应,是本标准区别于普通声学测量的关键设备。

  • 加速度传感器测振动响应及信号分析与控制系统多点控制。

四、试验过程与要求

试验目的

  1. 对试样进行初始检测并记录,将其安装固定在振动试验台(振动台/台架)上,固定方式模拟实际使用状态。

  2. 安装后进行预扫频,确定共振频率,避免试验中持续激励共振点。传声器布置于检查点,从中选取参考点用于多点控制。

试验设备

  1. 电声换能器:最常用的激励设备,将电信号转换为高声压声能。

  2. 混响室或行波管:混响室产生扩散声场,能量从各方向均匀作用试样;行波管产生平行入射声波,从一侧激励试样外表面。

  3. 传声器阵列及声压级计:符合IEC 61672-1的1级或2级声级计,配合传声器阵列布置于检查点,用于多点控制。

  4. 电磁式振动试验台:安装固定试样,使其在高声压声场中承受声学激励,并可配合加速度传感器监测试样的振动响应,是本标准区别于普通声学测量的关键设备。

  5. 加速度传感器:安装于试样或振动试验台上,实时测量声学激励引起的结构振动响应。

  6. 信号分析与控制系统:实现多点平均控制,调节声源输出使检查点声压级稳定在规定值。

试验过程

  1. 试验前:对试样进行初始检测并记录,将其安装固定在振动试验台上,固定方式模拟实际使用状态。安装后预扫频确定共振频率,避免试验中持续激励共振点。传声器布置于检查点,选取参考点用于多点控制。

  2. 声场建立与控制:混响室法通过扬声器阵列在封闭室内形成扩散声场,能量从各方向均匀作用于试样;行波管法通过气动声源经声学喇叭以近似平行入射方式从一侧激励试样。声压级采用多点控制,取各参考点信号平均值调节声源输出,使检查点声压级达到规定值,可选整体控制或1/3倍频程控制。

  3. 试验暴露:在规定声压级和频谱下持续暴露试样,暴露时间由产品规范确定。试验过程中实时监控声压级,确保其稳定在容差范围内。

  4. 试验后评价:先检查外观,再置于标准大气下恢复至少1小时,复测电气及机械性能,与试验前数据对比判定是否通过。如有要求,还需在试验期间或试验后进行功能测试。

试验要求

  • 声压级:通常≥120 dB才需进行。

  • 频谱:1/3倍频程或倍频程,由产品规范指定。

  • 声场类型:混响室法或行波管法。

  • 控制方式:多点控制,取多个参考点平均值控制声压级。

  • 频率范围:一般20 Hz~10 kHz。

  • 分析积分时间:按标准设定,保证控制稳定性和可重复性。

  • 试验后:检查机械完整性与性能退化,标准大气下恢复≥1 h后复测判定。


五、恢复条件

恢复步骤

  1. 试验结束后,立即关闭声源,将试样从振动试验台上取下。

  2. 快速进行外观初检,记录可见的机械损伤(裂纹、变形、松动等)。

  3. 将试样放入标准大气环境中静置恢复。

  4. 恢复时间满足要求后,进行电气及机械性能复测,与试验前数据对比判定。

关键要求

  • 恢复时间:至少 1 小时。

  • 恢复环境:标准大气条件,温度 15℃~35℃,相对湿度 25%~75%,气压 86 kPa~106 kPa。

  • 复测内容:电气性能与机械性能,必须与试验前初始检测数据逐项对比。

  • 如产品规范另有规定,按其规定执行。

注意事项

  • 恢复期间试样不得受任何外界机械冲击或额外激励。

  • 若试验后试样出现明显损坏,仍需完成规定恢复时间后再复测,不可跳过恢复直接判定。

  • 恢复环境应在试验前即准备就绪,避免因环境未达标而额外延长等待时间。

  • 外观初检应在取下试样后尽快完成,防止损伤状态在转移过程中发生变化。


六、设备要求

  • 声源系统

  • 电声换能器:最常用,将电信号转换为高声压声能,需具备足够功率输出,使声场达到≥120 dB。

  • 声学喇叭:高效耦合声能至声场,提升声能利用率。

  • 声场发生装置

  • 混响室:封闭空间内形成扩散声场,声能从各方向均匀作用于试样整个外表面。

  • 行波管:气动声源经声学喇叭产生近似平行入射声波,从一侧激励试样外表面。

  • 声压级测量与控制系统

  • 传声器阵列及声压级计:符合 IEC 61672-1 的 1 级或 2 级声级计,布置于检查点,用于多点控制。

  • 滤波器:实现 1/3 倍频程或倍频程频谱分析。

  • 信号分析与控制系统:实现多点控制,取各参考点传声器信号平均值调节声源输出,使检查点声压级稳定在规定值,分析积分时间按标准设定。

  • 振动试验台

  • 安装固定试样并监测其声学振动响应,是本标准区别于普通声学测量的关键设备。固定方式模拟实际使用状态,安装后需预扫频确定共振频率,避免试验中持续激励共振点。

  • 振动响应监测

  • 加速度传感器:安装于试样或振动试验台上,实时测量声学激励引起的结构振动响应。


七、其他注意事项


  • 试验方法选择:混响室法与行波管法产生的声场类型不同,激励效果不同,结果不可直接混用,需按产品规范指定方法执行。

  • 声场均匀性验证:正式试验前必须验证声场均匀性,确保检查点声压级差异在容差范围内,否则多点控制无效。

  • 频率范围覆盖:一般为20 Hz~10 kHz,低频段声源功率需求大,需确认设备能力是否满足。

  • 功能测试时机:如产品规范要求试验期间进行功能监测,需提前布好测试线缆,避免中途开腔破坏声场。

  • 安全防护:≥120 dB声压级对人体有严重伤害,试验期间人员必须远离混响室或行波管,需设置联锁保护。

  • 设备校准:传声器和声级计需在试验前后进行校准,确保测量数据可追溯。

  • 试样数量:如需多个试样,应在同一声场条件下同时试验,避免分次试验导致声场条件不一致。


结语

     IEC 60068-2-65:2013 声学试验的核心在于:高声压级、准确的声场控制、规范的恢复与判定流程。三个环节缺一不可——设备选型决定声场质量,过程控制决定试验有效性,恢复与判定决定结论可信度。实际执行中务必以产品规范为最高依据,本标准仅提供通用方法,切勿脱离产品规范单独使用。


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