ÄÄNENABSORPTIOSUHTEEN MÄÄRITYS PUTKIMENETELMÄLLÄ (ISO 10534-2)

Yleistä

Materiaalin akustinen absorptiosuhde määritetään standardin ISO 10534-2:1998(E) mukaisesti impedanssiputkessa. Putkihalkaisijoita on kolme, jotta voidaan kattaa mahdollisimman laaja taajuusalue.

Mitattavat näytteet ovat kiekon (ympyräsylinterin) muotoisia ja tarvittava näytehalkaisija on taajuusalueesta riippuva. Menetelmä soveltuu erityisesti tuotekehitysvaiheeseen, kun halutaan vertailla useita materiaaleja keskenään ja optimoida lopputuotetta. Lopputuote testataan useimmiten ISO 354 standardin mukaan, johon Turku AMK tarjoaa akkreditoidun testauspalvelun.

Testattavat tuotteet

• villat, eristeet ja vaahtomuovit
• rei’itetyt levyt
• huovat ja kankaat
• ruiskutettavat pinnoitteet

Tuote voidaan testata taustaan kiinnitettynä tai alaslaskettuna, jolloin sen taakse jätetään halutun paksuinen ilmarako.

Näytekappaleiden koko

Kustakin testattavasta tuotteesta mitataan kolme näytettä, joista raportoidaan keskiarvo. Tämä johtuu siitä, että näyte on pieni ja materiaalit ovat harvoin tasalaatuisia. Jos tuote testataan usealla putkikoolla, kutakin putkikokoa varten mitataan kolme näytettä.

Näytteen halkaisija valitaan sen mukaan, mikä taajuusalue halutaan testata.

• 100,0 mm halkaisijaltaan olevan putken taajuusalue on 50 – 1600 Hz (600 mm)
• 63,5 mm halkaisijaltaan olevan putken taajuusalue on 80 – 3150 Hz (400 mm)
• 29,0 mm halkaisijaltaan olevan putken taajuusalue on 250 – 6300 Hz (600 mm)

Sulkeissa on esitetty näytteen maksimipaksuus.

Annetut taajuudet ovat kolmasosaoktaavien keskitaajuuksia ja tulokset raportoidaan kolmasosaoktaaveittain, ellei toisin sovita.

Pehmeästä materiaalista tehdyn näytteen halkaisija on sama kuin putken halkaisija. Kovasta materiaalista tehdyn näytteen halkaisija on putken halkaisijaa 0,20 mm pienempi.

Jos halutaan mitata taajuusalue 50–5000 Hz, tarvitaan kolme halkaisijaltaan 29 mm kokoista näytettä ja kolme halkaisijaltaan 100 mm kokoista näytettä eli yhteensä 6 näytettä.

Näytekappaleiden valmistus

Näyte leikataan kiekon muotoiseksi esimerkiksi vesileikkausta käyttäen. Turku AMK voi hoitaa näytteiden leikkauksen ostopalveluna.

Testausmenetelmä

Testattava materiaalinäyte sijoitetaan impedanssiputken sisälle sen toiseen päähän metallista taustaa vasten. Putken toiseen päähän asennetulla kaiuttimella toistetaan testiääni. Ääni etenee putken sisällä kaiuttimelta näytteeseen. Pintaan osuvan ja siitä takaisin heijastuvan äänen yhteisvaikutus mitataan putken sisällä olevin mikrofonein. Tuloksista määritetään näytteen akustinen absorptiosuhde normaalilla tulokulmalla.

Tuloksena ilmoitetaan absorptiosuhde 1/3-oktaavikaistoittain. Absorptiosuhteen perusteella määritetään tarvittaessa tuotteen absorptioluokka (A-E) standardin ISO 11654 mukaan.

Testituloksen vertailukelpoisuus ISO 354 nähden

Tässä kuvatulla putkimenetelmällä saadut tulokset koskevat normaalia äänen tulokulmaa eli tilannetta, jossa ääni kohdistuu kohtisuoraan tuotteen pintaa vasten. Putkimenetelmällä saadut absorptiosuhdearvot ovat yleensä hieman pienempiä (5–10%) kuin huonemenetelmällä (ISO 354) saadut arvot, koska huonemenetelmä huomioi myös pintaan vinosti osuvan äänen. Putkimenetelmällä saatuja absorptiosuhdearvoja voi käyttää turvallisesti, kun arvioidaan materiaalin vaikutusta huoneen jälkikaiunta-aikaan.

 

Kuva 1. Kaaviokuva mittauslaitteistosta.

 

Kuva 2. Esimerkki testituloksesta eräälle tuotteelle, jonka halkaisija oli 63,50 mm. Kuvassa on normaalin tulokulman absorptiosuhde a₀ taajuuden f funktiona.

 

Kuva 3. Mittausympäristö.

 

Tutkimuksiamme aiheesta

Oliva, D., Hongisto, V. (2013). Sound absorption of porous materials – Accuracy of existing prediction methods, Applied Acoustics 74 1473–1479.

Oliva, D., Keränen, J., Hongisto, V. (2010). Absorption modelling of multilayer constructions, Proceedings of Baltic-Nordic Acoustical Meeting NAM 2010, 10-12 May, 2010, Bergen, Norway.

Oliva, D., Häggblom, H., Keränen, J., Virjonen, P., Hongisto, V. (2008). Parametric study of layered absorption materials, Joint Baltic-Nordic Acoustics Meeting BNAM 2008, 17-19 Aug, Reykjavik, Iceland.

Oliva, D., Häggblom, H., Hongisto, V. (2010). Sound absorption of multi-layer structures – experimental study, Indoor Environment Laboratory, Turku, Finnish Institute of Occupational Health, Helsinki, Finland.

Tavarantoimitus ja sijainti

Laboratorio sijaitsee osoitteessa Joukahaisenkatu 7, 20520 Turku. Tavarantoimitusta koskevat ohjeet on täällä.