Aspekty teoretyczne pomiarów wibroakustycznych w zastosowaniach praktycznych (Theoretical aspects of vibroacoustic measurements in practical applications)

Radziszewski, Leszek (2017)
Aspekty teoretyczne pomiarów wibroakustycznych w zastosowaniach praktycznych (Theoretical aspects of vibroacoustic measurements in practical applications).
Monografie, Studia, Rozprawy (M90).
Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce.
ISBN 978-83-65719-01-0
stron: 184

Preview

Tekst Radziszewski_Aspekty_M90.pdf Download (624kB) | Preview

Streszczenie

Zagadnieniem badawczym rozważanym w pracy jest analiza niepewności pomiarów zaburzeń akustycznych przetwornikami piezoelektrycznymi lub mikrofonami. Przestawione zostały zasady budowy przetworników zawierających czujniki piezoelektryczne służące do pomiarów drgań, siły, ciśnienia oraz emisji akustycznej, jak również analiza ich modeli mechanicznych. Omówiono też budowę mikrofonów do pomiarów ciśnienia akustycznego oraz zasady wyznaczania niepewności standardowej pomiarów metodą typu A oraz B. Obiektem badań jest silnik o zapłonie samoczynnym z wtryskiem bezpośrednim – Perkins AD3.152 UR. Silnik w czasie badań pracował w warunkach stacjonarnych i zasilany był paliwem mineralnym oraz biopaliwami. Przeprowadzono analizę statystyczną wyników pomiarów wybranych deskryptorów ciśnienia w cylindrze oraz ciśnienia w przewodach wtryskowych tego silnika. Wykazano, że w określonych warunkach pracy silnika istnieją podstawy do odrzucenia hipotezy o zgodności rozkładów otrzymanych wyników z rozkładem normalnym. Wyznaczono niepewność standardową analizowanych deskryptorów. Zaproponowano wykorzystanie współczynnika zmienności odchylenia standardowego ciśnienia do analizy pracy silnika. Uzyskane wartości niepewności pomiarów tego współczynnika potwierdziły możliwość stosowania go w celach diagnostycznych oraz do sterowania pracą silnika. Zbudowano modele genetyczno-rozmyte GFSm zmian ciśnienia w cylindrze oraz ciśnienia wtrysku w funkcji kąta obrotu wału korbowego. Przeprowadzono analizę możliwości rozpoznawania gatunku paliwa wtryskiwanego do cylindra, wykorzystując w tym celu deskryptory sygnału ciśnienia. Analizie statystycznej poddano też wyniki pomiarów hałasu komunikacyjnego drogowego, rejestrowanego przez dwie stacje monitorujące w Kielcach, w latach 2013-2015, w zależności od dnia tygodnia i pory doby, tj. z podziałem na: doby, noce, dnie oraz wieczory. Wskazano na różnice między wynikami równoważnego poziomu dźwięku wyznaczanego przez każdą z tych stacji. Analizując wartości median równoważnego poziomu dźwięku oraz uwzględniając niepewność pomiaru dla wyszczególnionych pór doby, zauważono, niezależnie od stacji pomiarowej, następujące różnice: między porą dnie-noce – około 6 dB, między porą dnie-wieczory – około 2 dB, między porą wieczory-noce – około 4 dB. Porównując wyniki pomiarów zarejestrowane przez te dwie stacje, zauważono, oprócz różnic między wartościami median, różnice między wartościami niepewności pomiarów. Analizując rozkłady statystyczne zarejestrowanego równoważnego poziomu dźwięku w latach 2013-2015 dla całej doby wykazano, że istnieją podstawy do odrzucenia hipotezy zerowej o zgodności otrzymanych wyników z rozkładem normalnym. Wykazano też, iż dla niektórych dni tygodnia i określonej pory podstaw takich nie ma. (The issue under consideration in this publication is the analysis of the uncertainty that exists in measurements of acoustic disturbances performed with piezoelectric transducers or microphones. In addition to the design of converters based on piezoelectric sensors for measuring vibrations, force, pressure and acoustic emission and to the analysis of their mechanical models, the readers are provided with the design of microphones for measuring acoustic pressure. Type A and Type B evaluations of standard uncertainty are explained and discussed. The studies were focused on Perkins AD3.152 UR diesel engine operating under stationary conditions and powered with mineral fuels and biofuels. The results of the measurements of selected descriptors of the pressure in the cylinder and injection pipes were subjected to statistical analysis. It was demonstrated that under certain conditions of operation, there was sufficient evidence to reject the null hypothesis that the distribution of the results obtained was normal. Standard uncertainty of the descriptors under analysis was determined. The authors proposed to use the coefficient of variation of pressure in the analysis of engine operation. The measurement uncertainties obtained for this coefficient confirmed its suitability for diagnostic purposes and for engine work control. The genetic fuzzy approach was used to construct the models of changes in the in-cylinder pressure and in the injection pressure as a function of crank angle. Pressure signal descriptors were used to analyse possible fuel type recognition options for the fuel injected into the cylinder. Statistical analysis was also used for the measurement results of road traffic noise recorded by two noise monitoring stations in Kielce between 2013 and 2015, split into 24h periods, nights, days and evenings. The differences between the equivalent sound levels registered by each station were indicated. Analysis of the equivalent sound level median, taking into account measurement uncertainty for the times of the 24h interval, showed the following differences independent of the monitoring station: about 6 dB between daytime and nighttime, about 2 dB between daytime and evenings, and about 4 dB between evenings and nighttime. The comparison of data recorded by both stations revealed different values of measurement uncertainties in addition to the differences between the medians. Analysis of statistical distributions of the recorded equivalent sound levels in the period 2013 to 2015 for the 24h interval indicated sufficient evidence to reject the null hypothesis that the distribution of the results obtained was normal. There were no grounds to reject it for some of the days of the week and times of the 24h intervals.)

Biblioteka Cyfrowa

Podgląd