柴油發電機的 ISO 8528認證: 噪音、振動和溫度測量

Case Study
Diesel generator manufacturer, India
By Tanmay Deshpande, Application Manager, and Harshal Khonde, NVH Application Engineer, Welan Technologies

在過去的十年里，工業、住宅、商業綜合體、教育機構以及最關鍵的醫院對不間斷供電的需求有了大規模的增長。在許多這些地點，備用電力是由柴油發電機組(DG)提供的。
一個大型的印度柴油發電機組制造商的住宅，商業和特殊應用使用 Dewesoft 數據采集解決方案，以滿足指定的認證標準的聲音，振動和溫度，釋放他們的產品在市場上。

根據印度中央污染控制委員會(CPCB)的規范，柴油發電機組必須符合低于75dba 的噪音標準，并須按照 ISO 8528的噪音水平標準進行測試。這些發電機制造與隔音罩，以獲得最佳的噪音水平和功率性能。

國際評級標準

對于任何柴油發電機組的標準規則是批準的聲音，振動和溫度測量是 ISO 8528。本標準定義了各種發電機組的應用、額定值和性能分類，這些發電機組包括往復式內燃機、交流電發電機和任何相關的控制裝置、開關設備和輔助設備。
ISO 8528-6:2005定義了發動機驅動發電機組的測試方法、一般測試要求以及功能測試和驗收測試。功能測試必須一直進行，并且通常在制造商的工廠進行。
該標準定義了六種類型的評級:
?  緊急備用電源(ESP)
? 首要權力(PRP)
? 有限時間運行功率(LTP)
? 持續供電(COP)
? 數據中心電源(DCP)
? 低功率發電機組的最大功率(MAX)(小于12kWe)

確定的標準是年運行時期望、負載變化性和負載因子。
ISO 8528-1:2005中的分類旨在通過向客戶提供比較不同制造商的發電機組額定值的共同基礎，幫助使發電機組制造商和客戶保持一致。

因此，座艙蓋外殼是工業柴油發電機組的主要組成部分，發動機性能取決于座艙蓋。為了獲得最佳的座艙蓋性能，設計者主要需要在柴油發電機的聲音水平和溫度之間變戲法。
柴油發電機組的效率直接取決于隔音罩和各種參數，如進口溫度、環境溫度、座艙蓋進出溫度、散熱器、進出水溫度、振動和聲級。
柴油發電機的產品認證

總部位于浦那的工業工程公司——印度底特律威蘭科技有限公司是由一群具有扎實工業經驗的技術專家組成的。在聲音、振動、靜態和動態傳感器、測試和測量設備以及分析系統等領域，他們處于為業界提供技術解決方案的前沿。
我們的客戶是最大的柴油發電機組制造商之一，在住宅，商業和特殊應用。該公司通過獲取和采用最新技術以及內部研發，遵循國際標準。生產3千伏安到1000千伏安的柴油發電機組。具有任何容量的柴油發電機組都符合規定的認證標準。只有經過認證，發電機組才能在市場上銷售。
Dewesoft 數據采集產品為柴油發電機組參數的快速測量提供了有效的解決方案。在這種情況下，我們使用 DEWE-43A 和KRYPTON數據采集系統。
DEWE-43A 是一個8通道數據記錄系統，用于麥克風和加速度計輸入，氪8通道用于熱電偶輸入。內含的 DewesoftX 軟件很容易設置和非常交互式。有多種設計選擇來設置通訊顯示屏。
感興趣的已定義參數如下:

?  聲音功率,
? 溫度測量,
? 發動機進氣溫度,
? 天篷在溫度上,
? 環境溫度,
? 交流發電機進/出,
? 散熱器水進/出溫度,
? 座艙蓋外的溫度,
? 兩個測量點在時間和/或位置上的溫度差,
? 高于和低于 AVM (防振動安裝)的振動

主要應用是同時測量這些參數，并且只在特定的時間間隔和不同的負載。柴油發電機組參數的測量規則建議對溫度、發動機安裝處的振動和噪聲進行連續監測。

測量設置

在測量中，在這種情況下，使用了17個傳感器，包括8個熱電偶，一個振動傳感器，和6個自由場麥克風用于噪聲測量。根據客戶要求，需要對聲音、振動和溫度數據進行連續監測。因此，上述所有參數的測量必須在1分鐘后進行。用于這種特殊測量的儀器和傳感器列在下面。

數據采集系統設置

?  DEWE-43A-8通道數據記錄系統
? KRYPTON 8 × TH-8通道溫度輸入

DEWE-43A 是一個通用的 USB 數據采集系統，具有通用模擬輸入、數字計數器輸入和雙 CAN 總線接口。適用于各種動態數據采集應用。

KRYPTON 是一個堅固的分布式數據采集模塊，帶有 EtherCAT 接口，用于模擬和數字 i/o 和 IP67級保護。KRYPTON DAQ 模塊有多種配置，從小的單通道模塊到大的16通道模塊，可以測量溫度、電壓、電流、 IEPE/ICP 和應變計信號。

KRYPTON EtherCAT信號調理模塊

傳感器和傳感器

?  6倍自由場麥克風
? 1x 壓阻式振動傳感器
? 1x k 型熱電偶
? 7x j 型熱電偶

測量與分析軟件

? DewesoftX數據采集軟件
? DSA (數字信號分析儀)軟件選項
? 聲功率軟件選項

DewesoftX 軟件可以從模擬、數字、 CAN、 GPS、視頻、串行和許多其他數據源獲取、存儲、可視化和分析數據。該軟件的最新版本名為 DewesoftX。
測量參數

軟件中的通道設置

在 DewesoftX 軟件頻道設置中設置了以下記錄參數:
?  觸發條件: 快速觸發
? 采樣率: 5000 s/通道
? 減價: 0.2 s
? 頻道數量: 15個

溫度測量

除了基本的溫度測量，我們還在 DewesoftX 軟件中添加了簡單的數學運算。我們想測量離開的空氣溫度(LAT)和 Delta t，這兩個溫度之間的差異: 冠層溫度和環境溫度。根據標準，Delta t 值應該小于7攝氏度。在測量過程中使用 DewesoftX 軟件，從設計上設置了報警指示器。

噪音測量

該標準根據發電機組的座艙蓋尺寸，定義了不同數量的噪聲測量點。這些點用等效連續聲級(Leq)模式的 dB (a)值測量，最終結果用所有點的對數平均值計算。我們建立了計算最終平均結果的算術函數。

振動測量

在柴油發電機組中，發動機和交流發電機組裝有防振安裝(AVM) ，以避免振動傳遞到地板。通過測量 AVM 下面和上面的振動，計算振動的傳遞率，以檢查隔離架的隔離度。這是通過使用 Dewesoft‘ Math’函數計算出來的。

測量和分析

設置測量屏幕，查看由數學函數添加的溫度、振動、噪聲等標準測量參數和個性化測量參數。

聲功率測量

室外設備的噪音排放標準(2000/14/EC) ，歐盟噪音排放指令是一個 CE 標記指令，適用于該指令第12和13條提到的57種類型的設備，包括發電機組。
根據 CE 標準，如果一個印度制造商想出口發電機組到任何歐盟國家，他們需要符合 ISO 3744標準的聲功率。我們已經利用 Dewesoft 的聲功率解決方案，設置麥克風的位置，按照標準。聲功率設置是較少的時間消耗，并與所有標準的聲功率。
ISO 3744:2010規定了確定噪音源的聲功率級或聲能級的方法。這是通過在包圍噪聲源的表面上測量聲壓級來實現的。
被測試的機器或設備被放置在一個近似于一個或多個反射面附近的自由聲場的環境中。聲功率級(即在噪音爆發或瞬態噪音發出的情況下)是根據這些測量結果計算出由噪音源產生的聲功率級(以頻帶或頻率 a 加權計算)。

圖5. 聲功率測量的儀器設置。

聲功率測量有一個預定義的測量設置，其中我們必須選擇 ISO 標準，幾何，麥克風的數量，以及它們的位置和校正系數根據 ISO 標準。

圖6. Dewesoft 軟件中的聲功率模塊和設置。

測量了柴油發電機的聲功率級和相應的聲壓級。根據標準，我們還可以通過易于使用的導引界面添加背景噪聲校正因子和計量校正因子。

總結

實時測量和信號調理，以及數據存儲觸發事件，是成功的這個特殊的15千伏安柴油發電機組。結果表明，dBA 的等效噪聲水平偏高，邊際值較小。預期值小于75 dBA。平均值與計算結果相吻合。溫度測量和 LAT 值均低于可接受的極限值。
包括設置時間，傳感器安裝，測量與特定觸發條件，一切都在一個小時內完成。使用 Dewesoft 硬件和軟件的總體經驗相當省時，易于設置，易于測量，最重要的是非常復雜的分析選項是由 DewesoftX 軟件提供的可定制顯示。
根據測量要求和加載條件，很容易生成特定觸發時間間隔的報告。
在發電機行業，除了性能，最重要的產品特點是產生的能源質量。這可以通過幾個能量分析參數進行評估，并且很容易用 Dewesoft 功率分析軟件進行測試。