ISO 8579-1:2002 — 齒輪單元驗收規範 — 第 1 部分：空氣傳聲測試規範
ISO 8579-1:2002 (齒輪單元驗收規範 — 第 1 部分：空氣傳聲測試規範) 是一項專門標準，詳細說明了測量與報告封閉式齒輪單元輻射空氣噪音的詳細、可重複程序。它是一項 驗收規範：其目的在於讓製造商與客戶驗證新製或修復之齒輪箱是否符合合約協議之聲學性能等級。此使其與 振動分析區分開來，後者檢查結構振動以偵測與診斷故障。ISO 8579-1 則關注量化總 聲功率級 ，以用於環境噪音控制與職業健康目的——單一、可辯護之“合格或不合格”數值，而非診斷頻譜。
1. 範圍與測量原理
該標準的範圍是確定封閉式齒輪單元與齒輪馬達的空氣傳聲排放 — 指定位置的聲壓級與聲功率級 — 。由於其作為驗收規範的功能，其程序旨在驗證供應商與採購商之間預先協定的聲學規範是否符合要求。其主導原則是 聲功率級 ——此為聲源之固有屬性，獨立於觀測者位置——係從一組 聲壓級 測量值計算得出，這些測量值取自包圍齒輪箱之假想表面上多個精確定義之點。透過在單元周圍各處採樣壓力，此方法捕捉總輻射聲能，而非任意單一位置之壓力。
2. 測試環境與條件
標準此部分對測試地點與方式提出嚴格要求，以確保所測得之聲音僅來自齒輪箱本身。測試必須在近似 自由場 之聲學環境中進行——附近無反射表面干擾測量。無響室為理想選擇，但大型開放戶外區域亦可使用。關鍵在於，來自所有其他來源之背景噪音——包括驅動測試齒輪箱之馬達——必須單獨測量，且必須比 低 6 dB 齒輪箱噪音，且最好低超過 10 dB。若背景噪音過大，將污染結果並使測試無效。齒輪單元亦必須在指定負載與轉速下運轉，因為兩者對產生之噪音及 齒輪嚙合頻率 主導之音調有顯著影響。
3. 儀器
該標準規定了測量鏈中設備的性能等級。它要求使用一個 第1型（Class 1）精密聲級計，符合相關 IEC 標準的麥克風與濾波器組，確保高準確度與一致性。此外還需要 聲學校準器 相同精度等級的裝置,並規定整套系統——麥克風、量測儀與纜線——須在聲音測量作業前後立即使用該裝置進行校準。這種前後夾校的做法 校正 確認儀器的靈敏度在測試期間未發生漂移，這對有效的驗收結果至關重要。
4. 測量程序
這是該標準規範性的核心內容。它要求定義一個假想的 測量表面 完全包覆齒輪箱——通常是一個長方體（箱型）測量面，與機組參考表面保持固定距離，一般為1公尺。該標準接著規定了該表面上麥克風位置的最少數量與確切位置；對於長方體測量面，通常是一組 九個測點 涵蓋四個側面、頂部及其間的關鍵位置。齒輪箱在協議所定的穩態負載與轉速下運轉時,會在每個測點記錄聲壓級。透過多點取樣,才能對聲場進行正確的平均化處理,並考量輻射噪音的方向性。
5. 聲功率級的計算
本節提供將原始讀數轉換為結果所需的數學運算。首先,在各麥克風位置測得的聲壓級——屬對數dB值——會被 對數平均 以得出整個測量面的平均聲壓級。該平均值接著用於計算 聲功率級（Lw),此計算會納入假想測量面的面積(S)。最終的聲功率級是一個以dB表示的單一數值,代表齒輪箱所輻射出的總聲能。由於它與測量距離及環境無關,因此是驗收測試中具決定性的指標。
6. 應記錄與呈報的資訊
為使結果明確、可比較且完全可追溯,最後一節列出正式測試報告中必須包含的所有項目。除計算所得的聲功率級本身外,還包括:
- 齒輪機組說明: 型號、序號及其他識別資訊。
- 運轉條件： 輸入轉速、輸出扭矩，以及潤滑劑類型與溫度。
- 測試環境: 房間及麥克風位置的說明與示意圖。
- 儀器設備： 每一台使用的儀器，包含序號與校正日期。
- 背景噪音： 個別背景噪音測量的結果。
這種嚴謹的文件記錄支持了測試的有效性，並可在發生爭議時可靠地重現。
7. 標準背後的關鍵概念
- 聲功率與聲壓的比較： 該標準決定聲音 功率,即音源所輻射出的總聲能。這有別於聲 壓力，這才是麥克風實際感測到的量，並會隨著與設備的距離而衰減。聲功率是驗收測試中更一致、更可轉移的指標。
- 驗收測試規範,而非診斷工具: 該標準是一套標準化的合格／不合格判定程序。客戶可在採購合約中訂明可接受的最大聲功率等級，而ISO 8579-1則提供了經雙方認可的合規性驗證方法。
- 振動-聲學關聯： 儘管該標準測量的是空氣傳播噪音,但噪音的根本成因卻是齒輪箱殼體的結構振動,而這種振動又是由輪齒嚙合所驅動。因此,較高的噪音水平往往與齒輪嚙合頻率及其邊帶處的高振動相關——而諸如 齒輪缺陷，會提高振動的磨損或不對中，通常也會同時提高輻射噪音。
8. ISO 8579-1 實務：噪音、振動與診斷
ISO 8579-1所給出的聲學驗收數值,能告訴採購方齒輪箱是否安靜到足以安裝,但單憑此數值本身,並無法揭示 為何 一台機組是否嘈雜、其狀況隨使用時間如何變化，這正是振動測量所要回答的問題。由於空氣噪音與結構振動源自同一齒嚙合過程，因此隨時間逐漸變吵的機組，通常其振動頻譜也在訴說同樣的故事——嚙合頻率能量升高、邊帶增多，或出現因齒面剝落而產生的新衝擊成分。
在現場，工程師會以機上振動檢查來補充供應商的 ISO 8579-1 噪音證書。可攜式雙通道分析儀，例如 Balanset-1A 直接在齒輪箱軸承座上測量振動,擷取出現嚙合頻率音調與邊帶的頻譜,如此便能對噪音較大的齒輪箱進行診斷,而不僅僅是評級。若需要具體的齒輪振動數值限制, ISO 20816-9齒輪傳動振動限值 工具已提供一個，則該 齒輪嚙合頻率計算器 能準確指出應留意的頻率,而 噪音距離衰減計算器 有助於將測得的聲級與距離相互關聯，用於職業噪音規劃。
9. 官方標準
ISO 8579-1由國際標準化組織(ISO)發布並維護,完整的規範性條文——包括確切的麥克風座標組、平均化公式及報告範本——可透過ISO Store取得。本文所做的概述,旨在傳達該標準的目的、原理與程序,但任何正式的驗收測試,都應依照完整發布的文件進行,以確保完全合規。
