液壓傳動(dòng) 油液噪聲特性測(cè)定 第2部分：管道中油液聲速的測(cè)量

ICS23.100.50

CCSJ20

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T×××××.2—××××

液壓傳動(dòng)油液噪聲特性測(cè)定第2部

分：管道中油液聲速的測(cè)量

Hydraulicfluidpower—Determinationoffluid-bornenoisecharacteristicsof

componentsandsystems—Part2:Measurementofspeedofsoundinafluidinapipe

(ISO15086-2：2000,MOD)

征求意見(jiàn)稿

××××-××-××發(fā)布××××-××-××實(shí)施

GB/T×××××.2—××××

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件是GB/TXXXXX《液壓傳動(dòng)油液噪聲特性測(cè)定》的第2部分。GB/TXXXXX已經(jīng)發(fā)布了以下部分：

——第1部分：通則；

——第2部分：管道中油液聲速的測(cè)量；

——第3部分：液壓阻抗的測(cè)量。

本文件修改采用ISO15086-2：2000《液壓傳動(dòng)油液噪聲特性測(cè)定第2部分：管道中油液聲速的

測(cè)量》。

本文件與ISO15086-2：2000的技術(shù)差異及其原因如下：

——更改了壓力波動(dòng)頻率范圍（見(jiàn)第1章，ISO15086-2：2000的第1章），以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條

件，提高可操作性；

——用規(guī)范性引用的GB/T17446替換了ISO5598：1985（見(jiàn)第3章），以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件，

提高可操作性；

——術(shù)語(yǔ)和定義中刪除了“3.8”，更改了“3.9”（見(jiàn)第3章，ISO15086-2：2000的第3章）；

——更改了用儀器測(cè)量諧波時(shí)的頻率范圍（見(jiàn)5.3，ISO15086-2：2000的5.3），以適應(yīng)我國(guó)的

技術(shù)條件，提高可操作性；

——更改了公式C.2、公式C.3、公式C.34、公式C.36（見(jiàn)附錄C，ISO15086-2：2000的附錄C），

以保持與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致性；

——更改了圖C.2傳感器的安裝位置（見(jiàn)圖C.2，ISO15086-2：2000的圖C.2），以適應(yīng)我國(guó)的

技術(shù)條件；

——將“回路的壓力波動(dòng)應(yīng)至少涵蓋封閉管路的第一階和第二階“反共振”頻率之間的頻率范圍”

更改為“回路的壓力波動(dòng)應(yīng)至少涵蓋封閉管路的第一階和第三階“反共振”頻率之間的頻率

范圍?！保ㄒ?jiàn)C.3，ISO15086-2：2000的C.3），以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件，提高可操作性；

——更改了迭代計(jì)算的要求（見(jiàn)C.3，ISO15086-2：2000的C.3），以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件，提

高可操作性。

本文件做了下列編輯性改動(dòng)：

——更改了規(guī)范性引用文件清單；

——將第4章中的符號(hào)以表的形式呈現(xiàn)，并增加了符號(hào)的單位和表注，后續(xù)表的編號(hào)順延；

——用資料性引用的ISO80000替換了ISO1000；

——用資料性引用的GB/T786.1替換了ISO1219-1:1991；,

——按照新國(guó)標(biāo)的要求重新繪制了圖1～圖3；

——更改了圖4中橫縱坐標(biāo)的符號(hào)和單位，刪除了“標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明”；

——增加了壓力傳感器校準(zhǔn)分布示例（見(jiàn)圖3），后續(xù)圖的編號(hào)順延；

——增加了管路示例（見(jiàn)圖C.1），后續(xù)圖的編號(hào)順延；

——糾正了ISO15086-2：2000的編輯性錯(cuò)誤，將附錄C,2.3中“因此公式（C.10）可寫(xiě)為”改為

“因此公式（C.22）可寫(xiě)為”，按照先后順序調(diào)整所有公式的編號(hào)。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。

II

GB/T×××××.2—××××

本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。

本文件由全國(guó)液壓氣動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC3)歸口。

本文件起草單位：浙江大學(xué)、廈門(mén)大學(xué)等。

本文件主要起草人：徐兵、葉紹干等。

III

GB/T×××××.2—××××

引言

液壓驅(qū)動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生的噪聲是其內(nèi)部所有機(jī)械結(jié)構(gòu)同時(shí)發(fā)出聲輻射的結(jié)果。單個(gè)元件的作用通常只占

總輻射聲能的一小部分。聲強(qiáng)測(cè)量表明，液壓油液中的脈動(dòng)能量（油液噪聲）是機(jī)器噪聲的主要來(lái)源。

因此，如何降低油液噪聲，對(duì)靜液壓驅(qū)動(dòng)設(shè)備的開(kāi)發(fā)十分必要。

GB/T×××××旨在規(guī)范液壓元件和系統(tǒng)油液噪聲特性的測(cè)定，由三個(gè)部分構(gòu)成。

——第1部分：通則。目的在于通過(guò)提供確定液壓元件和系統(tǒng)油液噪聲特性的傳遞矩陣?yán)碚摚瑸闇y(cè)

定油液噪聲的特性提供指導(dǎo)。

——第2部分：管道中油液聲速的測(cè)量。目的在于通過(guò)對(duì)安裝在管路中的壓力傳感器的測(cè)量，確定

管路內(nèi)封閉油液中的聲速的方法。

——第3部分：液壓阻抗的測(cè)量。目的在于通過(guò)對(duì)安裝在管路中的壓力傳感器的測(cè)量，確定液壓元

件阻抗特性的方法。

如果能精確獲得油液中的聲速，就能夠以適當(dāng)?shù)木葴y(cè)量液壓元件和系統(tǒng)的油液噪聲特性。GB/T

×××××.2基于平面波傳輸線(xiàn)理論在剛性管路中油液壓力波動(dòng)分析中的應(yīng)用，確定了管路油液中聲速

的測(cè)量方法。

IV

GB/T×××××.2—××××

液壓傳動(dòng)油液噪聲特性測(cè)定第2部分：管道油液中聲速的測(cè)量

1范圍

本文件描述了通過(guò)對(duì)安裝在管路中的壓力傳感器進(jìn)行測(cè)量，確定管路油液中聲速的方法。

本文件適用于穩(wěn)態(tài)工況下運(yùn)行的液壓回路，其壓力波動(dòng)的頻率范圍為10Hz～3000Hz。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T17446油液傳動(dòng)系統(tǒng)及元件詞匯（GB/T17446—2012，ISO5598:2008，IDT）

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T17446界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

流量波動(dòng)flowripple

液壓油液中流量的波動(dòng)。

3.2

壓力波動(dòng)pressureripple

由流量波動(dòng)源與系統(tǒng)的相互作用引起的液壓油液中壓力的變動(dòng)分量。

3.3

基頻fundamentalfrequency

理論分析的或由儀器測(cè)量的壓力波動(dòng)（或流量波動(dòng)）的最低頻率。

示例1：

轉(zhuǎn)速為Nr/s的液壓泵或液壓馬達(dá)的基頻為NHz。對(duì)于具有k個(gè)排量組件的液壓泵或馬達(dá)，如果在不同周期之間沒(méi)

有明顯的測(cè)量偏差，則基頻也可取為NkHz。

示例2：

數(shù)字頻率分析儀根據(jù)第一譜線(xiàn)的頻率定義基頻。

3.4

諧波harmonic

以基頻整數(shù)倍出現(xiàn)的壓力波動(dòng)或流量波動(dòng)的正弦分量。

注：諧波可以用其幅值和相位來(lái)表示，也可以用其實(shí)部和虛部來(lái)表示。

3.5

液壓噪聲發(fā)生器hydraulicnoisegenerator

在回路中產(chǎn)生流量波動(dòng)，從而導(dǎo)致壓力波動(dòng)，或在回路中產(chǎn)生壓力波動(dòng)，從而導(dǎo)致流量波動(dòng)的液壓

元件。

1

GB/T×××××.2—××××

3.6

測(cè)量管measurementpipe

安裝壓力傳感器的管路。

3.7

阻抗impedance

液壓系統(tǒng)中給定點(diǎn)在給定頻率下的壓力波動(dòng)與流量波動(dòng)的復(fù)數(shù)比。

3.8

聲反共振頻率acousticantiresonancefrequency

測(cè)量管入口阻抗幅值極小的頻率。

4符號(hào)和下標(biāo)

4.1符號(hào)

表1中列出的符號(hào)適用于本文件。

表1符號(hào)

符號(hào)說(shuō)明單位

3-1-1

A,A',B,B'與頻率相關(guān)的波傳播系數(shù)（復(fù)數(shù)）m?s?Pa

a,b與頻率相關(guān)的波傳播系數(shù)Hz

Be有效體積彈性模量Pa

3-1

c油液中的聲速m?s

d管路內(nèi)徑m

f諧波頻率Hz

fi測(cè)量時(shí)的頻率矢量Hz

f1第一階聲反共振頻率Hz

H校準(zhǔn)后兩個(gè)壓力傳感器信號(hào)之間的傳遞函數(shù)（復(fù)數(shù)）—

H'校準(zhǔn)時(shí)兩個(gè)壓力傳感器信號(hào)之間的傳遞函數(shù)（復(fù)數(shù)）—

H*兩個(gè)壓力傳感器信號(hào)之間的傳遞函數(shù)（復(fù)數(shù)）—

j虛數(shù)單位—

L傳感器1和2之間的距離（方法1）m

L'傳感器2和3之間的距離（方法1）m

l傳感器1到管路末端的距離（方法2）m

P1傳感器PT1的壓力波動(dòng)（復(fù)數(shù)）Pa

2

GB/T×××××.2—××××

P2傳感器PT2的壓力波動(dòng)（復(fù)數(shù)）Pa

P3傳感器PT3的壓力波動(dòng)（復(fù)數(shù)）Pa

3-1

Q12位置1的流量波動(dòng)，流動(dòng)方向從1到2（復(fù)數(shù)）m?s

3-1

Q21位置2的流量波動(dòng)，流動(dòng)方向從2到1（復(fù)數(shù)）m?s

3-1

Q23位置2的流量波動(dòng)，流動(dòng)方向從2到3（復(fù)數(shù)）m?s

Si對(duì)應(yīng)測(cè)量頻率fi的相干函數(shù)—

ε誤差（復(fù)數(shù)）—

ε的共軛復(fù)數(shù)（復(fù)數(shù)）—

x復(fù)數(shù)ε的實(shí)部—

y復(fù)數(shù)ε的虛部—

3

ρ油液密度kg/m

ν運(yùn)動(dòng)粘度mm2/s

ω角速度（2πf）rad/s

*

注：H,H',H,P1,P2,P3,Q12,Q21,Q23都是與頻率相關(guān)的符號(hào)，用大寫(xiě)字母表示。

本文件使用的單位符合ISO80000。

除非另有說(shuō)明，本文件圖形符號(hào)符合GB/T786.1。

4.2下標(biāo)

O——舊值

N——新值

5測(cè)量?jī)x器要求

5.1靜態(tài)測(cè)量

測(cè)量下列參數(shù)的儀器：

a)平均流量（僅適用于方法1）；

b)油液壓力；

c)油液溫度。

應(yīng)滿(mǎn)足附錄A中給出的C級(jí)測(cè)量精度的要求。

5.2動(dòng)態(tài)測(cè)量

用于測(cè)量壓力波動(dòng)的儀器應(yīng)具有以下特性：

a)共振頻率：≥30kHz；

b)線(xiàn)性度：±1%；

c)最好帶有加速度補(bǔ)償。

3

GB/T×××××.2—××××

儀器應(yīng)滿(mǎn)足附錄B中給出的A級(jí)測(cè)量精度的要求。儀器不需對(duì)穩(wěn)態(tài)壓力作出響應(yīng)。宜使用高通濾波器

過(guò)濾掉所有穩(wěn)態(tài)信號(hào)分量，濾波后的測(cè)量值不應(yīng)引入超過(guò)當(dāng)前測(cè)量值0.5%的幅值誤差或0.5°的相位誤

差。

5.3壓力波動(dòng)頻率分析

應(yīng)使用滿(mǎn)足如下要求的儀器測(cè)量壓力波動(dòng)的幅值和相位。

在特定諧波條件下，儀器應(yīng)能同時(shí)獲得每個(gè)壓力傳感器的壓力波動(dòng)，并相互同步。

儀器在10Hz～3000Hz的頻率范圍內(nèi)測(cè)量諧波時(shí)，應(yīng)具有以下準(zhǔn)確度和分辨率：

a)幅值：±0.5%；

b)相位：±0.5°；

c)頻率：±0.5%。

5.4不確定度

符合上述規(guī)范的測(cè)量?jī)x器可使聲速測(cè)量的不確定度小于±3%。

6液壓噪聲發(fā)生器

6.1通則

液壓噪聲發(fā)生器應(yīng)在壓力傳感器上產(chǎn)生足夠的壓力波動(dòng)水平，以便進(jìn)行精確測(cè)量。

液壓泵和馬達(dá)產(chǎn)生的壓力波動(dòng)由基頻及其諧波組成?；l等于旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速與排量組件（齒、葉片或

柱塞等）數(shù)量的乘積。

高頻響的液壓閥也可作為液壓噪聲發(fā)生器。

6.2發(fā)生器振動(dòng)

如有必要，測(cè)量管宜在結(jié)構(gòu)上與發(fā)生器隔離，減少振動(dòng)的影響。

7試驗(yàn)條件

7.1通則

試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)保持表2規(guī)定的試驗(yàn)條件。

7.2油液溫度

油液溫度應(yīng)為測(cè)量管入口處測(cè)量的溫度。

7.3油液密度和粘度

油液的密度和粘度應(yīng)符合表3規(guī)定的精度。

7.4平均油液壓力

平均油液壓力應(yīng)為測(cè)量管入口處測(cè)量的油液壓力。

7.5平均流量

平均流量應(yīng)在測(cè)量管下游測(cè)量（僅適用于方法1）。

4

GB/T×××××.2—××××

表2測(cè)試條件允許的變化范圍

試驗(yàn)參數(shù)允許的變化范圍

平均流量±2%

平均壓力±2%

溫度±2℃

表3油液特性參數(shù)的準(zhǔn)確度要求

油液特性準(zhǔn)確度

密度±2%

粘度±5%

8試驗(yàn)臺(tái)

8.1通則

如果在試驗(yàn)過(guò)程中壓力波動(dòng)幅值太小，無(wú)法進(jìn)行有效的頻譜分析，應(yīng)選擇其他噪聲發(fā)生器。

壓力傳感器安裝時(shí)應(yīng)確保其敏感膜片與管路內(nèi)壁平齊，誤差在±0.5mm以?xún)?nèi)。

根據(jù)所采用的試驗(yàn)方法，給出測(cè)量管和傳感器位置的規(guī)范。

8.2隔熱

應(yīng)在測(cè)量管兩端測(cè)量溫度，測(cè)量管兩端的溫差不應(yīng)超過(guò)2℃，否則應(yīng)在測(cè)量管上加裝隔熱層。

8.3方法1：三傳感器法

8.3.1該方法適用于同時(shí)測(cè)量聲速與液壓元件的其他液聲特性（如阻抗、源流量波動(dòng)或傳遞矩陣系數(shù)）。

測(cè)量管應(yīng)安裝在試驗(yàn)回路中需要測(cè)量聲速的位置。如有必要，可同時(shí)使用多個(gè)測(cè)量管。

測(cè)量管應(yīng)均勻平直，其內(nèi)徑應(yīng)為與其連接的管路或元件端口直徑的80%～120%。管路宜采用盡量減

少振動(dòng)的固定方式。

如果不需同時(shí)測(cè)量其他的液聲特性，應(yīng)在測(cè)量管的一端安裝液壓泵（如有必要，還應(yīng)安裝液壓噪聲

發(fā)生器）。另一端應(yīng)安裝加載閥（其閥芯組件不可自由移動(dòng)），如針閥。

應(yīng)在測(cè)量管的上游末端測(cè)量平均壓力。

8.3.2方法1需要三個(gè)壓力傳感器，其安裝布置如圖1所示。如需同時(shí)測(cè)量其他的液聲特性，應(yīng)根據(jù)

測(cè)量液聲特性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范選擇傳感器的間距。否則，壓力傳感器之間的距離L和L'應(yīng)符合表4的規(guī)定。

表4傳感器間距（方法1）

L330mm±2mm

L'470mm±2mm

測(cè)量管兩端與最近的壓力傳感器之間的距離應(yīng)至少為10d，其中d是管路的內(nèi)徑。傳感器之間的距離

L和L'如圖1所示，其測(cè)量誤差應(yīng)為±0.5mm。

測(cè)量管進(jìn)出口之間不應(yīng)連接其他元件。

5

GB/T×××××.2—××××

a壓力傳感器。

b

傳感器到測(cè)量管末端的距離x1≥10d，x2≥10d。

圖1測(cè)量管中三個(gè)壓力傳感器的布置

8.4方法2：反共振法

8.4.1由于系統(tǒng)中產(chǎn)生壓力共振，該方法不適用于同時(shí)進(jìn)行其他液聲特性的測(cè)量。

8.4.2試驗(yàn)回路如圖2a所示。加載閥應(yīng)使用針閥或類(lèi)似不包含自由移動(dòng)閥芯的閥。測(cè)量管采用一端

封閉的旁路連接形式與泵-加載閥回路相連。測(cè)量管中的油液溫度應(yīng)盡可能均勻，且使用針閥作為排氣

閥，排除氣泡。在進(jìn)行測(cè)量之前，打開(kāi)排氣閥沖洗管路，完成排氣并穩(wěn)定油液溫度。測(cè)量管排氣閥的一

端應(yīng)向下傾斜，且位于通流管路的下方，以防止測(cè)試過(guò)程測(cè)量管中滯留空氣。排氣閥應(yīng)安裝在靠近測(cè)量

管末端的位置，當(dāng)其關(guān)閉時(shí)，不會(huì)在管路末端產(chǎn)生明顯的額外容積。與測(cè)量管末端連接的連接件應(yīng)具有

與測(cè)量管相同的內(nèi)徑。

壓力傳感器PT1和PT2（見(jiàn)圖2a）位于測(cè)量管的兩端。PT2應(yīng)安裝在距離測(cè)量管路末端3d范圍以?xún)?nèi)，

其中d為管路內(nèi)徑。PT1應(yīng)安裝在距離測(cè)量管與主回路連接點(diǎn)的5d范圍內(nèi)。PT1與測(cè)量管之間的連接件內(nèi)徑

應(yīng)與測(cè)量管內(nèi)徑相同。圖2b的示例中，測(cè)量管端部安裝了包含針閥組件的專(zhuān)用連接件。

液壓泵應(yīng)在壓力傳感器上產(chǎn)生足夠的壓力波動(dòng)，以便進(jìn)行有效的頻譜分析。否則，應(yīng)將獨(dú)立的液壓

噪聲發(fā)生器連接到回路，如圖2a所示。

為使壓力波動(dòng)幅值最大化，液壓泵（或噪聲發(fā)生器）與加載閥的距離應(yīng)不大于測(cè)量管長(zhǎng)度的十分之

一。

安全閥的開(kāi)啟壓力至少比平均試驗(yàn)壓力高10%。

8.4.3測(cè)量管應(yīng)為均勻、剛性、平直金屬管。管路內(nèi)徑應(yīng)為所連接管路直徑的50%～100%。應(yīng)采用盡

量減少管路振動(dòng)的固定方式。

傳感器PT1到管路末端的距離l應(yīng)根據(jù)公式（1）中的第一階聲反共振頻率f1確定。

1B

le(1)

4f1

有效體積彈性模量Be可使用制造商提供的試驗(yàn)油液數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，不需精確的值。

頻率f1宜在100Hz～200Hz范圍內(nèi)選擇。

傳感器PT1到管路末端距離的測(cè)量誤差應(yīng)為±0.5mm。

6

GB/T×××××.2—××××

1112

1

1022

X3

94

l

PP

76

85

標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：

1——通流管；

2——溫度傳感器；

3——測(cè)量管；

4——排氣閥；

5——泵；

6——壓力傳感器PT2；

7——壓力傳感器PT1；

8——電機(jī)；

9——液壓噪聲發(fā)生器；

10——壓力計(jì)；

11——加載閥；

12——安全閥。

a)試驗(yàn)回路

7

GB/T×××××.2—××××

標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：

1——通流管；

2——溫度傳感器；

3——測(cè)量管；

4——排氣閥；

5——接油箱；

6——壓力傳感器PT2；

7——壓力傳感器PT1。

b)傳感器位置和排氣閥安裝示例

圖2典型反共振試驗(yàn)回路

8.5壓力傳感器的校準(zhǔn)

應(yīng)對(duì)壓力傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。將壓力傳感器安裝在公共油路塊中測(cè)量相同的壓力波動(dòng)以進(jìn)行相對(duì)校

準(zhǔn)。應(yīng)使所有壓力傳感器沿油路塊軸向流道同一橫截面周向分布，如圖3所示。

圖3壓力傳感器校準(zhǔn)分布示例

將一個(gè)傳感器作為參考，在一定頻率范圍內(nèi)測(cè)量各壓力傳感器之間的幅值和相位關(guān)系。

若傳感器之間的幅值差超過(guò)1%或相位差超過(guò)0.5°，需對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)分析中的差異進(jìn)行校正（見(jiàn)9.3

和10.3），并記錄校準(zhǔn)過(guò)程中得到的傳遞函數(shù)。

P1

H12(2)

P2

P3

H32(3)

P2

9試驗(yàn)程序（方法1）

9.1在試驗(yàn)開(kāi)始前，讓液壓系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，將系統(tǒng)中的空氣排出，并將所有油液的狀態(tài)參數(shù)

穩(wěn)定在表2給出的限值內(nèi)。

9.2取至少16個(gè)時(shí)間序列壓力傳遞函數(shù)的綜合平均值。

*P1

H12(4)

P2

*P3

H32(5)

P2

8

GB/T×××××.2—××××

*

計(jì)算一定頻率范圍內(nèi)基頻及其諧波頻率fi的相干函數(shù)Si。圖4給出了寬帶激勵(lì)情況下傳遞函數(shù)H12和

*

H32的典型示例。

**

a)傳遞函數(shù)H12,H32的模

**

b)傳遞函數(shù)H12,H32的相位

**

圖4傳遞函數(shù)H12和H32的典型示例

9.3使用從壓力傳感器校準(zhǔn)過(guò)程中（見(jiàn)8.5）獲得的傳遞函數(shù)H12和H32，利用公式(2)和公式(3)對(duì)綜

合平均傳遞函數(shù)H12和H32進(jìn)行校正。

*

H12

H12(6)

H12

*

H32

H32(7)

H32

**

如果不需校正（見(jiàn)8.5），則H12=H12，H32=H32。

9.4如附錄C中C.1所述，計(jì)算相關(guān)函數(shù)Si大于0.95所對(duì)應(yīng)頻率的聲速。Si相關(guān)函數(shù)的值總是一個(gè)

小等于1的正數(shù)?？捎肅.1中給出的最小二乘誤差法計(jì)算在一定頻率范圍內(nèi)的聲速。

9.5使用平均流量除以測(cè)量管的內(nèi)部橫截面積計(jì)算油液平均速度。若油液平均速度大于聲速測(cè)量值的

5%，則該方法無(wú)效，結(jié)果不應(yīng)用于試驗(yàn)報(bào)告。

10試驗(yàn)程序（方法2）

10.1在試驗(yàn)開(kāi)始之前，讓液壓系統(tǒng)和噪聲發(fā)生器（如適用）運(yùn)轉(zhuǎn)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，將系統(tǒng)中的空氣排出，

并將所有變量（包括油液的狀態(tài)參數(shù)）穩(wěn)定在表2給出的限值內(nèi)。特別注意體積彈性模量的影響。

在穩(wěn)定化期間，排氣閥宜完全打開(kāi)，讓油液通過(guò)測(cè)量管。在這一階段，宜調(diào)整加載閥，使其產(chǎn)生

的平均壓力略低于所需測(cè)試壓力0.5MPa。

9

GB/T×××××.2—××××

在使用壓力傳感器進(jìn)行測(cè)量之前，應(yīng)立即關(guān)閉排氣閥，必要時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)加載閥重新建立平均壓

力。

10.2取至少16個(gè)時(shí)間序列壓力傳遞函數(shù)的綜合平均值。

*P2

H21(8)

P1

10.3使用傳感器PT1和PT2校準(zhǔn)過(guò)程中獲得的傳遞函數(shù)H21=P2/P1（見(jiàn)8.5），使用公式（9）校正測(cè)

*

量傳遞函數(shù)H21。

*

H21

H21(9)

H21

*

如果不需要校正（見(jiàn)8.5），則H21=H21。

10.4識(shí)別并記錄傳遞函數(shù)H21取最大值時(shí)的頻率。按C.3計(jì)算聲速。

11試驗(yàn)報(bào)告

11.1通則

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包含以下信息：

a)測(cè)試單位的名稱(chēng)和地址；

b)測(cè)試人員姓名；

c)試驗(yàn)油液的相關(guān)參數(shù)；

d)測(cè)試日期和地點(diǎn)；

e)符合性聲明（見(jiàn)第12章）。

11.2測(cè)試數(shù)據(jù)

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包含以下試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

a)測(cè)量管的特性和安裝條件：

1)測(cè)量管特性（長(zhǎng)度、內(nèi)徑、壁厚、材質(zhì)）；

2)試驗(yàn)臺(tái)說(shuō)明（僅適用于方法2）；

3)液壓回路的說(shuō)明以及隔振和隔熱處理方式。

b)采用的試驗(yàn)方法（方法1或方法2）。

c)測(cè)量?jī)x器：

1)測(cè)量等級(jí)；

2)用于壓力波動(dòng)測(cè)量的設(shè)備詳情，包括型號(hào)、序列號(hào)和制造商；

3)頻率分析儀的帶寬；

4)儀表系統(tǒng)整體頻率響應(yīng)及上次校準(zhǔn)日期和方法；

5)壓力傳感器的校準(zhǔn)方法和上次校準(zhǔn)的日期和地點(diǎn)。

d)試驗(yàn)條件：

1)油液類(lèi)型；

2)運(yùn)動(dòng)粘度；

3)油液密度；

4)油液溫度；

10

GB/T×××××.2—××××

5)平均壓力；

6)平均流量（僅適用于方法1）。

11.3試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包含以下試驗(yàn)結(jié)果：

a)聲速；

b)測(cè)量管入口處的油液溫度和平均壓力。

12標(biāo)注說(shuō)明

當(dāng)選擇遵守本文件時(shí)，宜在試驗(yàn)報(bào)告、產(chǎn)品目錄和銷(xiāo)售文件中使用以下說(shuō)明：

“試驗(yàn)中聲速的確定符合GB/TXXXX《液壓傳動(dòng)油液噪聲特性測(cè)定第2部分：管道中油液聲速的

測(cè)量》”。

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GB/T×××××.2—××××

AA

附錄A

（規(guī)范性附錄）

平均值的誤差和測(cè)量等級(jí)

根據(jù)測(cè)量精度的要求，可選擇A、B或C三種測(cè)量等級(jí)中的一種進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)方法默認(rèn)變量平均值的測(cè)量值符合表A.1的C級(jí)。在特殊情況下，經(jīng)有關(guān)各方協(xié)商一致，可使用

A級(jí)或B級(jí)進(jìn)行更精確的測(cè)量。需要注意的是，測(cè)量使用A級(jí)和B級(jí)需要更精確的儀器和方法，會(huì)增加試驗(yàn)

的成本。

表A.1測(cè)量?jī)x器的允許系統(tǒng)誤差

測(cè)量等級(jí)ABC

平均流量

±0.5±1.5±2.5

%

平均壓力

±0.5±1.5±2.5

%

溫度

±0.5±1.0±2.0

°C

注：表A.1中給出的百分比限值是對(duì)應(yīng)被測(cè)值的大小，而不是試驗(yàn)（數(shù)據(jù)）的最大值或儀器的最大讀數(shù)。

12

GB/T×××××.2—××××

BB

附錄B

（規(guī)范性附錄）

動(dòng)態(tài)測(cè)量的誤差和等級(jí)

根據(jù)試驗(yàn)精度的要求，可選擇A、B或C三種動(dòng)態(tài)測(cè)量等級(jí)中的一種進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)方法默認(rèn)瞬時(shí)壓力的測(cè)量值符合表B.1的A級(jí)。

表B.1測(cè)量?jī)x器的允許系統(tǒng)誤差

動(dòng)態(tài)測(cè)量等級(jí)ABC

瞬時(shí)壓力

±1.5±3.0±5.0

%

注：表B.1中給出的百分比限值是對(duì)應(yīng)測(cè)量值的大小，而不是試驗(yàn)（數(shù)據(jù)）的最大值或儀器的最大讀數(shù)。

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GB/T×××××.2—××××

CC

附錄C

（規(guī)范性附錄）

數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化算法

C.1介紹

試驗(yàn)測(cè)量的諧波壓力波動(dòng)或傳遞函數(shù)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，以評(píng)估聲速。由于分析過(guò)程復(fù)雜，數(shù)

據(jù)處理最好使用頻率分析儀和數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行。

本附錄描述了數(shù)據(jù)處理所涉及的數(shù)學(xué)方法。

進(jìn)入一段恒定直徑管路的流量波動(dòng)是該點(diǎn)和同一管路中另一點(diǎn)壓力波動(dòng)的線(xiàn)性組合,管路如圖C.1

所示。

圖C.1管路示例

QAPBP

1212(C.1)

QAPBP2121

πjdL2

Aabcotj(C.2)

4jcabc

πjd2

B(C.3)

L

4jsinjcabab

c

2v

a2(C.4)

d

42vv

b22(C.5)

dd

C.2三傳感器法

C.2.1方法基礎(chǔ)

這種方法要求同時(shí)測(cè)量恒定直徑剛性管路內(nèi)三個(gè)不同位置的壓力波動(dòng)。

對(duì)于安裝有三個(gè)壓力傳感器PT1、PT2和PT3的剛性管路，傳感器相距分別為L(zhǎng)和L'，應(yīng)用公式(C.1)得

出：

QAPBP2121(C.6)

QAPBP2323(C.7)

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GB/T×××××.2—××××

在壓力傳感器PT2的上游：

QQ21230(C.8)

AAPBPBP2130(C.9)

因此：

BPBP

1013(C.10)

AAP22AAP

如果聲速精確已知，在任何頻率下方程(C.10)在理論上都成立。

在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)測(cè)量壓力波動(dòng)傳遞函數(shù)，上式的結(jié)果為非零。因此，方程(C.10)可以寫(xiě)成：

BB

1HH(C.11)

AA12AA32

把公式(C.2)～公式(C.5)代入上式，得到：

LLLL

HabHabab12sin(j)32sin(j)sin(j)(C.12)

ccc

C.2.2聲速計(jì)算步驟

要確定聲速，可使用最小二乘誤差方法得到總誤差E的最小值：

N

E(C.13)

1

N

總誤差E是對(duì)應(yīng)頻譜中每個(gè)頻率的幅值誤差的平方和(表示第1次到第N次諧波頻率對(duì)應(yīng)變量的

1

和)。

當(dāng)滿(mǎn)足以下條件時(shí)，總誤差E的值最?。?/p>

E

0(C.14)

c

因此：

()

()

0(C.15)

ccccNN

利用一階牛頓插值公式，可得：

()cc(C.16)

ONONc

()cc(C.17)

ONONc

將公式(C.16)和公式(C.17)中的N和N代入公式(C.15)：

()+cc()cc0(C.18)

OONOcccccONc

2(cc)+(C.19)

ONccOcOc

()(C.20)

OOcc

15

GB/T×××××.2—××××

2(ccON)2ReO2ReO(C.21)

cccc

聲速計(jì)算的迭代公式為：

Re

OcB

cc()初始迭代值ce(C.22)

NOO

cc

cc

當(dāng)NO0.0001時(shí)，迭代中止。

cN

其中：

cO——c的舊值；

c——c的新值。

N

C.2.3詳細(xì)計(jì)算

由公式(C.12)可得：

abjPLPLLL

1LabLabLLabcos(j)3cos(j)()cos(j)(C.23)

2

ccP22cPcc

和用復(fù)數(shù)表示為：

c

xyj(C.24)

xjy(C.25)

ccc

則：

xyj(C.26)

xjy(C.27)

ccc

xxyy

xyjxy(C.28)

ccccc

22

xy

(C.29)

cccc

因此公式(C.22)可寫(xiě)為：

N

xy

xycc

cc1(C.30)

NO2

N2

y

x

cc

1

16

GB/T×××××.2—××××

附錄D給出了該迭代運(yùn)算的MATLAB程序。

C.3封閉管路的“反共振”法

該方法對(duì)一端封閉的剛性管路的共振頻率進(jìn)行測(cè)量。該管路連接在液壓回路的X點(diǎn)。壓力傳感器位

于封閉管路的兩端。

X

1

l

PP