Medición de potencia acústica según ISO 3744 con OpenTest

Según normativas como la Directiva de Ruido de Maquinaria de la UE, cada vez más productos -desde juguetes y herramientas eléctricas hasta equipos informáticos- deben declarar su nivel de potencia acústica en las etiquetas y en la documentación, en lugar de limitarse a afirmar que son "suficientemente silenciosos".

Para dispositivos de oficina típicos como los ordenadores portátiles, el ruido en reposo suele estar en torno a 30 dB(A), mientras que en funcionamiento a plena carga puede acercarse a 40 dB(A). Estas cifras se obtienen normalmente a partir de mediciones de potencia acústica realizadas de acuerdo con la norma ISO 3744 y normas relacionadas.

Presión sonora frente a potencia acústica

Una fuente de ruido emite potencia acústica, mientras que lo que medimos con un micrófono es la presión sonora.

La presión sonora varía con el tamaño de la sala, la reverberación y la distancia al micrófono, mientras que la potencia acústica es la propia "energía sonora" de la fuente y no cambia con la instalación ni con el entorno. Eso convierte a la potencia acústica en una métrica mejor para especificar el ruido externo de un producto.

En términos sencillos:

• La potencia acústica es la causa: la energía emitida por la fuente (unidad: W / dB);
• La presión sonora es el efecto: el nivel de presión sonora que oímos y medimos (unidad: Pa / dB).

La norma ISO 3744 define cómo hacerlo en un "campo esencialmente libre sobre un plano reflectante": se disponen micrófonos alrededor de la fuente sobre una superficie de medida envolvente, se miden los niveles de presión sonora en esa superficie y, a continuación, se aplican las correcciones y cálculos especificados para obtener niveles de potencia acústica estables y comparables.

Dispositivo bajo prueba: un ordenador portátil de uso diario

Supongamos que nuestro DUT es un portátil de oficina de 17 pulgadas. El objetivo es determinar su nivel de potencia acústica ponderada A en diferentes condiciones de funcionamiento (en reposo, carga de oficina, carga completa), con el fin de:

• Comparar diferentes diseños de refrigeración y estrategias de control de ventiladores;
• Proporcionar datos normalizados para la documentación del producto o el cumplimiento normativo;
• Aportar datos de referencia para la ingeniería de calidad sonora (por ejemplo, si el ruido del ventilador resulta molesto).

El entorno de ensayo es una cámara semi-anecoica con un suelo reflectante. El portátil se coloca sobre el plano reflectante y se disponen varias posiciones de micrófono a su alrededor (usando un bastidor hemisférico o una malla regular). En conjunto, el montaje cumple los requisitos de la norma ISO 3744 para la superficie de medición y el entorno.

Sistema de medida: módulo de potencia acústica SonoDAQ Pro + OpenTest

En la parte de hardware utilizamos SonoDAQ Pro junto con micrófonos de medida, dispuestos alrededor del portátil según la norma.

OpenTest se conecta a SonoDAQ a través del protocolo openDAQ. En la interfaz de configuración de canales, se seleccionan los canales que se van a utilizar y se configuran parámetros como la sensibilidad y la frecuencia de muestreo.

De la norma a la plataforma: ¿por qué usar OpenTest para potencia acústica?

OpenTest es la plataforma de nueva generación de CRYSOUND para ensayos acústicos y de vibraciones. Admite tres modos-Measure, Analysis & Sequence-que cubren tanto los laboratorios de I+D como los ensayos repetitivos de producción.

Para aplicaciones de potencia acústica, OpenTest implementa una solución basada en presión sonora totalmente conforme con la ISO 3744 (método de ingeniería), y que también cubre la ISO 3745 (método de precisión) y la ISO 3746 (método de inspección). Puede seleccionar de forma flexible la clase de ensayo según el entorno de prueba y los requisitos de exactitud. La plataforma incluye plantillas de informes de potencia acústica específicas que generan directamente informes conformes con las normas, evitando el trabajo manual repetitivo en Excel.

En cuanto al hardware, OpenTest se conecta a dispositivos DAQ multimarcas mediante openDAQ, ASIO, WASAPI y NI-DAQmx, lo que permite la gestión unificada de sistemas CRYSOUND SonoDAQ, RME, NI y otros. Desde unos pocos canales para verificación hasta grandes arrays de micrófonos, todo se puede gestionar dentro de una única plataforma de software.

Tres pasos: ejecución de un flujo de trabajo estandarizado de potencia acústica según ISO 3744

Paso 1: Configuración de parámetros y preparación del entorno

Después de crear un nuevo proyecto en OpenTest:

1. En la vista de configuración de canales, seleccione los canales de micrófono que se van a utilizar y configure la sensibilidad, la frecuencia de muestreo, la ponderación en frecuencia y otros parámetros.
2. Cambie a Measure > Sound Power y establezca los parámetros de medición:
   • Método de ensayo y parámetros relacionados con la superficie de medición;
   • Distribución de las posiciones de micrófono;
   • Tiempo de medición;
   • Otros parámetros correspondientes a la norma ISO 3744.

Este paso convierte de forma efectiva las cláusulas de la norma en una plantilla de escenario de OpenTest reutilizable.

Paso 2: medir primero el ruido de fondo y después el ruido en funcionamiento

Según la norma ISO 3744, se deben medir los niveles de presión sonora en la misma superficie de medición con el dispositivo apagado y con el dispositivo en marcha, para poder realizar las correcciones por ruido de fondo.

En OpenTest, esto se implementa como dos operaciones claras:

• Adquirir ruido de fondo
  Haga clic en el icono de adquisición de ruido de fondo en la barra de herramientas. OpenTest registra el ruido ambiente durante la duración predefinida.
  • En el método de inspección, OpenTest actualiza el LAeq de cada canal una vez por segundo; en los métodos de ingeniería y de precisión, actualiza una vez por segundo el LAeq de cada banda de 1/3 de octava.
• Adquirir ruido en funcionamiento
  Tras la adquisición del fondo, haga clic en el icono Test. OpenTest realizará lo siguiente:
  a. Registrar el ruido en funcionamiento del portátil durante la duración predefinida;
  b. Actualizar los niveles de presión sonora en tiempo real una vez por segundo;
  c. Almacenar automáticamente la ejecución como un conjunto de datos para su reproducción y comparación posteriores.

Paso 3: de múltiples mediciones a un único informe estandarizado

Tras completar varias condiciones de funcionamiento (por ejemplo: reposo, trabajo de oficina típico, estrés a plena carga):

• En la vista de conjunto de datos, seleccione los registros que desee comparar y superpóngalos para observar las diferencias de potencia acústica en diferentes condiciones;
• En el Selector de datos, haga clic en el icono de guardar para exportar los archivos de forma de onda correspondientes y las tablas de datos CSV para su posterior procesamiento o archivado;
• Haga clic en Report en la barra de herramientas, rellene la información del proyecto y del dispositivo, seleccione los conjuntos de datos que se van a incluir, ajuste los gráficos y las tablas y exporte un informe de Excel con un solo clic.

El informe incluye las condiciones de medición, la superficie de medición, los niveles de potencia acústica por bandas o ponderados A, las correcciones por ruido de fondo y otra información clave. Puede utilizarse directamente para revisiones internas o para presentaciones reglamentarias/a clientes, siguiendo la misma idea que otras soluciones estandarizadas de informes de potencia acústica.

De una única prueba de portátil a una plataforma reutilizable de potencia acústica

Realizar una prueba de potencia acústica según ISO 3744 en un portátil es solo un ejemplo. Más importante aún:

• El escenario estandarizado de OpenTest puede clonarse para impresoras, electrodomésticos, herramientas eléctricas y muchos otros productos;
• Los arrays de micrófonos multicanal y el hardware SonoDAQ pueden reutilizarse en diferentes proyectos dentro de la misma plataforma;
• El flujo de trabajo de ensayo y el formato del informe quedan "bloqueados" por el software, lo que facilita la transferencia, la revisión y la auditoría entre equipos.

Si está creando o mejorando su capacidad de medición de potencia acústica, considere utilizar la norma ISO 3744 como columna vertebral y OpenTest como la plataforma que conecta entorno, adquisición, análisis e informes en una cadena repetible, de modo que cada ensayo sea claramente trazable y pueda transformarse más fácilmente de un experimento puntual en un activo de ingeniería.

Visite www.opentest.com para obtener más información sobre las funciones de OpenTest y las soluciones de hardware, o póngase en contacto con el equipo de CRYSOUND rellenando el formulario "Get in touch" que aparece a continuación.