ISO 10767-1:1996
(Main)Hydraulic fluid power — Determination of pressure ripple levels generated in systems and components — Part 1: Precision method for pumps
Hydraulic fluid power — Determination of pressure ripple levels generated in systems and components — Part 1: Precision method for pumps
Specifies a precision method for the determination of pressure ripple levels and source impedance generated in hydraulic fluid power systems and components by positive-displacement hydraulic pumps.
Transmissions hydrauliques — Détermination des niveaux d'onde de pression engendrés dans les circuits et composants — Partie 1: Méthode de précision pour les pompes
La présente partie de l'ISO 10767 prescrit une méthode de détermination d'une valeur nominale des niveaux d'onde d'écoulement de la source, d'impédance de la source et d'onde de pression, engendrés par des pompes hydrauliques volumétriques. Les valeurs nominales sont obtenues sous la forme de a) l'amplitude d'onde d'écoulement de la source, en litres par seconde, sur dix harmoniques individuelles de fréquence de pompage; b) l'amplitude d'impédance de la source, en newtons secondes par mètre à la puissance cinq [(N-s)/m5], et phase, en degrés, sur dix harmoniques individuelles de fréquence de pompage; c) l'amplitude d'onde de pression anéchoïque, en bars1), sur 10 harmoniques de la fréquence de pompage; d) l'onde de pression anéchoïque efficace globale, en bars; e) l'amplitude d'onde de pression acoustique de court-circuit, en bars, sur dix harmoniques de fréquence de pompage; f) l'onde de pression acoustique de court-circuit efficace, globale, en bars. La présente partie de l'ISO 10767 est applicable à tous les types de pompes volumétriques fonctionnant dans des conditions stabilisées, indépendamment de la taille, à condition que la fréquence de pompage se situe dans la gamme de 50 Hz à 400 Hz.
Fluidna tehnika - Hidravlika - Ugotavljanje tlačnih konic pri nihanju tlaka v sistemih in sestavinah - 1. del: Natančen postopek za črpalke
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10767-1
First edition
1996-04-01
Hydraulic fluid power - Determination of
pressure ripple Ievels generated in Systems
and components -
Part 1:
Precision method for Pumps
- Determination des niveaux d ‘onde de
Transmissions hydrauliques
Pression engendrb dans /es circuits et composants -
Partie 7: Methode de prbcision pour /es pompes
Reference number
ISO 10767-1:1996(E)
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ISO 10767=1:1996(E)
Contents
Page
1
Scope .
1
.................................................................................
Definitions
2
Instrumentation . .
2
Pump installation . .
................. ......................................................... 3
Test conditions
............... ................................... .................................... 3
Test rig
6
Test procedure . .
8
Test report . .
9
Identification Statement (Reference to this part of ISO 10767)
Annexes
10
A Errors and classes of measurement .
11
B Data reduction algorithms .
21
.......................................
C Sources of data-reduction Software
22
D Bibliography . .
0 ISO 1996
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronie or mechanrcal, including photocopying and
microfilm, wrthout permission in writing from the publisher.
International Organrzation for Standardization
Case Postale 56 l CH-l 211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
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0 ISO ISO 107674:1996(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national Standards bodies (ISO member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Esch member body interested in a subject ior
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees at-e
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard ISO 10767-1 was prepared by Technical Committee
ISOnC 131, Fluid power Systems, Subcommittee SC 8, Product testing
and contamination control.
ISO 10767 consists of the following Parts, under the general title Hydraulic
fluid power - Determination of pressure ripple levels genera ted in s ys-
tems and components:
- Part 7: Precision method for Pumps
- Part 2: Simplified method for Pumps
- Part 3: Me thod for motors
Annexes A and B form an integral part of this part of ISO 10767. Annexes
C and D are for information only.
Ill
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@Tl ISO
ISO 10767=1:1996(E)
Introduction
In hydraulic fluid power Systems, power is transmitted and controlled
through a liquid under pressure within an enclosed circuit. Positive-
displacement Pumps are components that convert rotary mechanical
power into hydraulic fluid power. During the process of converting mech-
anical power into hydraulic power, flow and pressure fluctuations and
structure-borne vibrations are generated.
These fluid-borne and structure-borne vibrations, which are generated pri-
marily by the unsteady flow produced by the pump, are transmitted
through the System at levels depending upon the characteristics of the
pump and the circuit. Thus, the determination of the pressure ripple gen-
erated by a pump is complicated by the interaction between the pump and
the circuit. The method adopted to measure the pressure ripple levels of
a pump should, therefore, be such as to eliminate this interaction.
The measurement technique described in this part of ISO 10767 isolates
the pump flow and/or pressure ripple from the effects of such circuit
interactions, by mathematical processing of pressure ripple measurements
(see refs. [1] to [8]). A figure of merit for the pump is obtained which al-
lows Pumps of different types and manufacture to be compared as
pressure ripple generators. This will enable the pump designer to evaluate
the effect of design modifications on the pressure ripple levels produced
by the pump in Service. lt will also enable the hydraulic System designer
to avoid selecting Pumps having high pressure ripple levels.
The method is based upon the application of plane wave transmission line
theory to the analysis of pressure fluctuations in hydraulic systems[g]. By
evaluating the impedance characteristics of the circuit into which the
pump discharges and the impedance of the pump itself, it is possible to
isolate the Source flow ripple and/or pressure ripple of the pump from the
interactions of the circuit. The impedance characteristics of the circuit tan
be evaluated by analysis of pressure ripple measurements at two or more
positions along a Pipe, where the pipe is connected to the discharge port
of the pump. However, to characterize the impedance of the System
completely, it is not sufficient to measure the pressure ripple generated
by the pump alone, as insufficient information is available for the im-
pedance of the pump to be evaluated. The secondary-Source method uses
another Source of pressure ripple at the opposite end of the discharge line.
The measurement of this pressure ripple enables the pump Source im-
pedance to be evaluated. Sufficient information is then available to evalu-
ate the Source flow ripple and pressure ripple of the pump.
Because of the complexity of the analysis, data processing is preferably
carried out using a digital Computer. Suitable Software packages are avail-
able from two sources (see annex C).
iv
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ISO 10767=1:1996(E)
INTERNATIONAL STANDARD 0 ISO
Hydraulic fluid power - Determination of pressure
ripple levels generated in Systems and
components -
Part 1:
Precision method for Pumps
2 Definitions
1 Scope
For the purposes of this part of ISO 10767, the fol-
This part of ISO 10767 specifies a procedure for the
lowing definitions apply.
determination of a rating of the Source flow ripple,
Source impedance and pressure ripple levels gener-
ated by positive-displacement hydraulic Pumps.
2.1 Source flow ripple: Fluctuating component of
Ratings are obtained as the following:
flowrate generated within the pump, which is inde-
pendent of the characteristics of the connected cir-
a) the Source flow ripple amplitude, in litres per
cuit.
second, over ten individual harmonics of pumping
frequency;
2.2 flow ripple: Fluctuating component of flowrate
in the hydraulic fluid, caused by interaction of the
b) the Source impedance amplitude, in newton sec-
Source flow ripple with the System.
onds per metre to the power of five [(Ws)
m51,
I
and Phase, in degrees, over ten individual har-
2.3 pressure ripple: Fluctuating component of
monics of pumping frequency;
pressure in the hydraulic fluid, caused by interaction
of the Source flow ripple with the System.
c) the anechoic pressure ripple amplitude, in barsl),
over ten harmonics of pumping frequency;
2.4 anechoic pressure ripple: Pressure ripple that
d) the Overall r.m.s. anechoic pressure ripple, in bars;
would be generated at the pump discharge port when
discbarging into an infinitely long rigid pipe of the
e) the blocked acoustic pressure ripple amplitude, in
Same internal diameter as the pump discharge Port.
bars, over ten harmonics of pumping frequency;
2.5 blocked acoustic pressure ripple: Pressure
f) the Overall r.m.s. blocked acoustic pressure ripple,
ripple that would be generated at the pump discharge
in bars.
port when discbarging into a circuit of infinite im-
pedance.
This part of ISO 10767 is applicable to all types of
positive-displacement pump operating under steady-
state conditions, irrespective of size, provided that the 2.6 impedance: Complex ratio of the pressure ripple
pumping frequency is in the range from 50 Hz to to the flow ripple occurring at a given Point in a hy-
400 Hz. draulic System and at a given frequency.
1) 1 bar=105 Pa =105 N/m*
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0 ISO
ISO 10767=1:1996(E)
2.7 sou rce impeda nee: Impedance of a pump at
3.3 Frequency analysis sf pressure ripple
the disch arge Port.
A suitable instrument shall be used to measure the
amplitude and Phase of the pressure ripple, for at
2.8 harmonic: Sinusoidal component of the press-
least ten harmonics of the pumping frequency.
ure ripple or flow ripple occurring at an integral mul-
tiple of the pumping frequency.
The instrument shall be capable of measuring the
pressure ripple from two or three pressure trans-
NOTE 1 A harmonic may be represented by its amplitude
ducers (6.7) such that, for a particular harmonic, the
and Phase, or alternatively by its real and imaginary compo-
nents. measurements from each transducer are synchro-
nized in time with respect to each other. This may be
achieved by sampling the pressure ripple from each
2.9 pumping frequency: Frequency given by the
pressure transducer simultaneously, or by sampling
product of shaft rotational frequency and the number
each pressure transducer separately but with respect
of pumping elements on that shaft. lt is expressed in
to a trigger Signal obtained from a fixed reference on
hertz.
the pump shaft or secondaty Source drive, as appro-
priate.
2.10 shaft rotational frequency: Frequency (in
hertz) given by the shaft rotational Speed (in r/min)
The instruments shall have an accuracy and resolution
divided by 60.
for harmonic measurements as follows, over the fre-
quency range from 50 Hz to 4 000 Hz:
a) amplitude within + 1 %;
-
3 Instrumentation
Phase within + 1 ”;
b) -
c) frequency within + 0,5 %.
-
3.1 Static measurements
Compliance with the above tolerantes will result in
The instruments used to measure
an uncertainty in the Overall r.m.s. pressure ripple
rating of within + 10 %.
-
mean fluid flow,
a)
4 Pump installation
mean fluid pressure,
b)
c) shaft rotational Speed, and
4.1 General
fluid temperature
d)
The pump shall be installed in the attitude recom-
mended by the manufacturer and mounted in such a
shall meet the temperature for “industrial class” ac-
manner that the response of the mounting-to-pump
curacy of measurement, i.e. class C given in
Vibration is minimized.
annex A.
4.2 Drive Vibration
3.2 Dynamit measurements
The Prime mover and associated drive couplings shall
not generate torsional Vibration in the pump shaft. If
The instruments used to measure pressure ripple
necessary, the pump and the driving unit shall be
shall have the following characteristics:
isolated from each other to eliminate Vibration gener-
ated by the Prime mover.
resonant frequency > 30 kHz;
a)
4.3 Reference Signal
b) Iinearity < + 1 %.
-
A means of producing a reference Signal relative to
The instruments need not respond to steady-state
the pump shaft rotation shall be included. The Signal
pressure, and it may be advantageous to filter out any
steady-state Signal component using a high-pass filter. shall be an electrical pulse occurring once per revoi-
This filter shall not introduce an additional amplitude ution, with sharply defined rising and falling edges.
or Phase error exceeding 1 % or Z ”, respectively, at This Signal is used as a measure of the shaft rotational
the pumping frequency. Speed and may be used, if necessary, to provide a
2
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,
0 ISO ISO 107674:1996(E)
trigger Signal and/or Phase reference for the pressure
6 Test rig
ripple analysis instrument.
6.1 General
5 Test conditions
The test rig shall be installed generally as shown in
5.1 General
figure 1. The test rig shall include all fluid filters, fluid
coolers, reservoirs, loading valves and any ancillary
The required operating conditions shall be maintained
Pumps required to meet the pump hydraulic operating
throughout each test within the limits specified
conditions. Specific features are described in 6.2 to
in table 1.
6.13.
5.2 Fluid temperature
6.2 Test fluid
The temperature of the fluid shall be that measured
at the pump inlet. The type of test hydraulic fluid and the quality of fil-
tration shall be in accordance with the pump manu-
facturer ’s recommendations.
5.3 Fluid density and viscosity
The density and viscosity of the fluid shall be known
6.3 Pump
to an accuracy within the limits specified in table2.
The pump shall be installed in the “as-delivered”
5.4 Fluid bulk modulus
condition.
The isentropic tangent bulk modulus of the fluid shall
be known to an accuracy within the Iimits specified in
6.4 Inlet line
table2. As this is not always feasible, B.4.2 details a
method by which the bulk modulus may be evaluated
The internal diameter of the inlet line to the pump
with a sufficiently high accuracy.
shall be in accordance with the pump manufacturer ’s
recommendations. To prevent air leaking into the cir-
cuit, care shall be exercised when assembling the in-
- Permissible variations in test
Table 1
let lines. The supply pressure shall be in accordance
conditions
with the pump manufacturer ’s recommendations and,
Test Parameter Permissible
if necessary, a boost pump shall be used.
Variation
Mean flow & 2 %
6.5 Inlet pressure gauge
Mean pressure + 2 %
at the
The inlet pressure gauge shall be mounted
Shaft rotational frequency + 1 %
same height as the inlet fitting or shall be ca Iibrated
Temperature & 2 “C
for any height differente therefrom.
Table 2 - Required accuracy of fluid property 6.6 Pump discharge port connection
data
The adaptor connecting the pump discharge port to
Required accuracy
Property
the discharge pipe shall have an internal diameter
which does not differ from the discharge pipe diam-
+ 2 %
Densityl)
eter by more than 10 % at any Point. Any such vari-
& 5 %
Viscosityl)
ations in internal diameter shall occur over a length
Isentropic tangent bulk
not exceeding twice the internal diameter of the Pipe.
& 5 %
modulus*)
The adaptor shall be arranged in Order to prevent the
formation of air pockets in it. The discharge pipe shall
1) See reference [IO].
be mounted in line with the pump discharge port
2) See reference [Ill.
without any changes in direction.
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ISO 10767=1:1996(E)
Torsional Vibration
isolation coupling
(if required)
Elec tric
/
motor
Pressuregauge
Pressuregauge
Poin
Secondary
T
Source
o--
est pump 0----
/
/ I
1 Pressure-relief
Load valve -- -l
valve
!-
Temperature
indicator
Straight rigid
pipe (sec figure 2)
Figure 1 - Circuit diagram for secondary-Source test rig
the pumping frequency. When the series of tests in-
6.7 Pump discharge line
cludes a range of pump Speeds, the dimensions shall
The discharge pipe shall be a uniform, rigid, straight be selected in relation to the minimum pumping fre-
metal Pipe. Pressure transducers shall be mounted in that series. The Overall length of the
wenw f0,minr
discharge Pipe, Z, and the distance of the pressure
along its length, as shown in figure2. The internal di-
transducers from the pump, xl, + and x3, are specified
ameter of the pipe shall be between 80 % and
in table 3.
120 % of the diameter of the pump discharge Port.
The pipe shall be supported in such a manner that
pipe Vibration is minimized.
Table 3 - Pipe length and transducer positions:
Method 1
The pressure transducers shall be mounted such that
their diaphragms are flush with the inner wall of the
Pipe length and
Minimum pumping frequency, Hz
pipe to within + 0,5 mm. No valves, pressure gauges
transducer
* 100
or flexible hoses shall be installed between the pump positions 5OG tkm,& 100
I . I
discharge port and Point “A” as shown on figure 1.
%
Xl 0,15 m + 1 % 0,l m + 1
1 %
X2 0,85 m i 1 % 0,43 ml
Two alternative specifications for the pump discharge
1,85 m - T 1 % 0,9 m -Fl - %
X3
line are given, depending on whether the isentropic
at least 2 m at least 1 m
1
tangent bulk modulus of the fluid is known within the
Iimits specified in table2. These alternatives are
henceforth known as “method 1” and “method 2 ”.
6.7.2 Method 2
Method 1 is acceptable for use in all situations. How-
ever, if the isentropic tangent bulk modulus is known
Two pressure transducers are required for this
within the limits specified in table 2, economies tan
method, set up as shown in figure2. The length of the
be made by using method 2.
discharge pipe and the positions of the pressure
transducers shall be selected according to the pump-
If method 1 is used, set up the pump discharge line
ing frequency. When the series of tests includes a
as specified in 6.7.1. If method 2 is used, set it up as
range of pumping frequencies, the dimensions shall
specified in 6.7.2.
be selected in relation to the maximum pumping fre-
quency in that series. The ratio of maximum to mini-
6.7.1 Method 1
mum Speed for a selected transducer spacing shall
Three pressure transducers are required for this not exceed 4:l. If the Speed range of a test series
method, set up as shown in figure2. The dimensions exceeds this limit, different transducer spacings will
of the discharge pipe shall be selected according to be required.
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,
0 ISO ISO 10767=1:1996(E)
1
-
L Rigid straight L Pressuretransducer
Mounting block
(method 1 only)
Pipe
Mounting block for loading valve, relief
Pump Pressuretransducers
valve,pressuregaugeandsecondarysource
Figure 2 - Arrangement of discharge pipe
The distance between the pressure transducers shall Use the secondary Source (6.11) to generate pressure
ripple. Measure the amplitude and Phase relationship
be as given by the following equation, to within 1 %:
between the pressure transducers for a range of fre-
Beff x 1 0510) quencies spanning the complete range of interest
JC
X2
(7.3.2) with one transducer used as a reference. For
- + = (67 x hl, rm>
piezo-resistive transducers, the reference transducer
tan be calibrated statically using, for example, a
where
dead-weight testing machine. If piezo-electric trans-
ducers and Charge amplifiers are employed, a cali-
o MEIX is the maximum pumping frequency, in
f,
brated piezo-resistive transducer may be used as a
hertz;
reference for dynamic calibration purposes. The am-
B is the effective bulk modulus, in bars (see
plitude and Phase differentes at each frequency shall
eff
.
.
B 3) t be known to an accuracy of within 3 % and 2” for
method 1, or 3 % and 0,5” for method 2. These dif-
is the density, in kilograms per cubic
e
ferences shall be corrected in the tests (see
metre.
clause 7).
The first pressure transducer shall be located as close
as possible to the pump flange and no more than
x2 - x,) m away. The length Z shall be at least
(
6.8 Load valve
(x2 + Iod) m, where d is the internal diameter of the
Pipe.
Loading of the pump shall be effected using a needle
valve or equivalent. A valve with freely moving Parts,
such as a pressure-relief valve, shall not be used for
6.7.3 Calibration of pressure transducers
loading purposes.
Calibration of the pressure transducers and Signal
conditioning is necessary. Relative calibration shall be
performed by mounting the pressure transducers in 6.9 Relief valve
a common block such that they measure the same
A relief valve may be fitted for safety purposes. The
pressure ripple. This common block shall be such that
the pressure transducers are at the same axial pos- valve shall be set to relieve at a pressure at least
ition and not more than 20 mm apart. 20 % greater than the mean test pressure.
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restriction to flow when open, in Order to prevent ex-
6.10 Pressure gauge
cessive attenuation of the pressure ripple from the
secondary Source.
A pressure gauge shall be fitted as shown in figure 1,
together with a throttling valve to reduce gauge os-
cillation. Alternatively, a pressure transducer may be
6.13 Mounting
used.
The discharge Pipe, valves and secondary Source shall
be mounted such as to prevent excessive Vibration,
6.11 Secondary Source
and shall be adequately supported.
6.11.1 A device capable of generating pressure
ripple shall be fitted as shown in figure 1.
7 Test procedure
6.11.2 The pressure ripple from the secondary
7.1 General
Source shall span the frequency range from the
pumping frequency of the test pump to at least ten
The test procedure involves two separate Parts:
times the pumping frequency.
evaluation of the Source impedance and of the Source
flow ripple. The Source flow ripple cannot be evalu-
6.11.3 The pressure ripple from the secondary
ated without first evaluating the Source impedance.
Source shall have a periodic waveform. The secondary
Data acquisition and data reduction are normally per-
Source may produce either a multi-harmonic pressure
formed separately.
ripple waveform or a pressure ripple waveform which
may be swept in discrete frequency Steps to cover
Prior to the commencement of a series of tests, op-
the range specified in 6.1 1.2. Pressure ripple shall be
erate the pump for a sufficient period of time to purge
measurable at a minimum of ten frequencies over this
air from the System and to stabilize all variables, in-
range. The harmonic frequencies from the secondary
cluding the condition of the fluid, to within the Iimits
Source shall not vary by more than 0,5 % once a
given in table 1.
stable running condition has been achieved.
7.2 Test series
6.11.4 lt is necessary that the frequencies of the
components of the pressure ripple from the second-
For each test, repeat the procedure described in 7.3
ary Source be different from those of the test pump,
to 7.5.
in Order that they may be measured without inter-
ference.
The test is invalid if the peak-to-peak value of the
pressure ripple at any one pressure transducer is
greater than 50 % of the value of the mean pressure.
6.11.5 Devices which are suitable for the secondary
[lf necessary, it may be possible to avoid this con-
Source include the following.
dition by altering the pipe length I (6.7).]
Positive-displacement pump: a Piston pump is
likely to provide strong harmonic components
73 . Evaluation of Source impedance
over a broader frequency range than, for example,
a gear pump, and is thus likely to be more suit-
In this part of the test the pressure ripple from the
able.
secondary Source is considered. lt is essential that
this be measured in isolation from the pressure ripple
Intermittent bleed-off, such as valve with a ro-
produced by the test pump. This may be achieved by
tating spool allowing flow to pass to the return
satisfying each of the following criteria.
line over part of its rotation.
a) The pressure ripple shall be measured only at
Electromechanical Vibrator and Piston ar-
harmonic frequencies of the secondary Source. If
rangement.
a trigger Signal is required by the instrument, this
is also taken from the secondary Source.
6.12 Ball valve
b) The pressure ripple analysis instrument shall
A ball valve shall be used to isolate the secondaty Sample the pressure ripple Signals over a suf-
Source from the high-pressure part of the circuit. This ficiently long period of time to provide the re-
valve shall be sufficiently large to present negligible quired frequency resolution.
6
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c) The harmonic frequencies of the secondary is the nearest harmonic frequency from
Source shall not coincide with those of the pump the secondary Source above the ith har-
(6.1 1). monic frequency from the test pump.
lt should be noted that a Variable-Speed secondary
7.3.1 Open the ball valve (6.12). Operate the sec-
Source will normally be necessary to comply with the
ondary Source for a sufficient period of time for it to
above requirements.
resch a stable condition before taking any measure-
ment.
7.4 Evaluation of Source flow ripple,
anechoic pressure ripple and blocked acoustic
7.3.2 Measure at least ten frequency components
pressure ripple
from the pressure transducers, sufficient to span the
frequency range from the pumping frequency of the
Stop the secondary Source and close the ball valve. If
test pump to beyond ten times that pumping fre-
a trigger Signal is required by the pressure ripple
auencv.
analysis instrument, this shall be from the shaft of the
test pump (4.3).
7.3.3 If method 1 is used (6.7.1) analyse the press-
ure ripple using the procedure described in B.4.
At each pressure transducer, measure ten harmonics
of the pressure ripple from the test pump.
7.3.4 If method 2 is used (6.7.2) analyse the press-
ure ripple using the procedure described in B.5.
7.4.1 Method 1
If method 1 is used (6.7.1) evaluate the Speed of
7.3.5 Select whether a distributed-Parameter or
Sound using the procedure described in B.4.2. Evalu-
Iumped-Parameter mathematical model is to be used,
ate the harmonic amplitudes of the Source flow ripple
as described in B.6. Apply a mathematical model to
using the procedure described in B.7.1.
the Source impedance using the procedure described
in B.6.1 for a distributed-Parameter model, or 8.6.2 for
a Iumped-Parameter model. 7.4.2 Method 2
If method 2 is used (6.7.2) evaluate the harmonic
7.3.6 In certain circumstances it may be possible to
amplitudes of the Source flow ripple using the pro-
obtain good correlation between the experimentally
cedure described in 8.7.2.
measured Source impedance and the mathematical
model. Should this be the case, the curve-fitting
NOTE 2 A close approximation to the waveform of the
technique is inappropriate. lt is then necessary to
Source flow ripple tan be obtained by summing the individ-
evaluate the Source impedance at the harmonic fre-
ual sinusoidal components taking their relative phases into
quencies of the pump by linear interpolation. In Order
account. lt is sometimes desirable to be able to reconstruct
to perform this, the Source impedance at a pump
the waveform of the Source flow ripple in this way. In Order
harmonic frequency shall be evaluated by interpolat- to do this, the values of the Phase of the Source flow ripple
are required in addition to the amplitude. If a distributed-
ing between the measured Source impedance at the
Parameter Source impedance model was used in the analy-
nearest frequency above and below the pump har-
sis, more representative results will be obtained by referring
monic frequency, providing that these frequencies
the measured Source flow ripple from the pump discharge
comply with the following:
port to a Point within the pump. A procedure for performing
this is described in reference [2]. This is not necessary to
(fi: -fo/lO)
comply with this part of ISO 10767.
6
75 . Calculation of anechoic pressure ripple
where
rating
is the frequency of the ith harmonic from
f
i
Evaluate the harmonic amplitudes of the anechoic
the test pump;
pressure ripple using the procedure described in B.8.
is the fundamental frequency of the test
f 0
Use the harmonic components of the anechoic
oumD:
pressure ripple to provide the Overall anechoic press-
is the nearest harmonic frequency fror-n ure ripple rating for the pump. Determine the Overall
fi
anechoic pressure ripple rating, in bars, from the ex-
the secondary Source above the ith har-
monic frequency from the test pump; Pression
7
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 10767=1:1996(E)
8.2 Test data
P,2, +PZ, +P,23 + . . +P,21())/2
I
Jc ’
etc. are the amplitudes of the
whef-e Pa II p, 2l p, 3l
anechoic pressure ripple, in bars, at the corresponding
harmonic number. a) Description of pump:
type of pump (e.g. external gear, axial Piston)
including any ancillary equipment;
7.6 Calculation of blocked acoustic pressure
ripple rating
type of displacement (e.g. fixed or variable);
Evaluate the harmonic amplitudes of the blocked
pump maximum displacement;
acoustic pressure ripple using the procedure de-
scribed in B.9.
4) type of displacement controller and setting;
Use the harmonic components of the blocked acous-
5) number of pumping elements;
tic pressure ripple to provide the Overall blocked
acoustic pressure ripple rating for the pump. Deter-
6) diameter of discharge Port, in millimetres.
mine the Overall blocked acoustic pressure ripple
rating, in bars, from the expression
b) Mounting and installation conditions of pump:
I
2 2 2 2
Pb,l + Pb,2 + pb,3 + --- + Pb,l 0
1) description of pump mounting conditions;
etc. are the amplitudes
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 10767-1:1998
01-december-1998
)OXLGQDWHKQLND+LGUDYOLND8JRWDYOMDQMHWODþQLKNRQLFSULQLKDQMXWODNDYVLVWHPLK
LQVHVWDYLQDKGHO 1DWDQþHQSRVWRSHN]DþUSDONH
Hydraulic fluid power -- Determination of pressure ripple levels generated in systems and
components -- Part 1: Precision method for pumps
Transmissions hydrauliques -- Détermination des niveaux d'onde de pression engendrés
dans les circuits et composants -- Partie 1: Méthode de précision pour les pompes
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 10767-1:1996
ICS:
23.100.10 +LGUDYOLþQHþUSDONHLQPRWRUML Pumps and motors
SIST ISO 10767-1:1998 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST ISO 10767-1:1998
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SIST ISO 10767-1:1998
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10767-1
First edition
1996-04-01
Hydraulic fluid power - Determination of
pressure ripple Ievels generated in Systems
and components -
Part 1:
Precision method for Pumps
- Determination des niveaux d ‘onde de
Transmissions hydrauliques
Pression engendrb dans /es circuits et composants -
Partie 7: Methode de prbcision pour /es pompes
Reference number
ISO 10767-1:1996(E)
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SIST ISO 10767-1:1998
ISO 10767=1:1996(E)
Contents
Page
1
Scope .
1
.................................................................................
Definitions
2
Instrumentation . .
2
Pump installation . .
................. ......................................................... 3
Test conditions
............... ................................... .................................... 3
Test rig
6
Test procedure . .
8
Test report . .
9
Identification Statement (Reference to this part of ISO 10767)
Annexes
10
A Errors and classes of measurement .
11
B Data reduction algorithms .
21
.......................................
C Sources of data-reduction Software
22
D Bibliography . .
0 ISO 1996
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronie or mechanrcal, including photocopying and
microfilm, wrthout permission in writing from the publisher.
International Organrzation for Standardization
Case Postale 56 l CH-l 211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
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SIST ISO 10767-1:1998
0 ISO ISO 107674:1996(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national Standards bodies (ISO member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Esch member body interested in a subject ior
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees at-e
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard ISO 10767-1 was prepared by Technical Committee
ISOnC 131, Fluid power Systems, Subcommittee SC 8, Product testing
and contamination control.
ISO 10767 consists of the following Parts, under the general title Hydraulic
fluid power - Determination of pressure ripple levels genera ted in s ys-
tems and components:
- Part 7: Precision method for Pumps
- Part 2: Simplified method for Pumps
- Part 3: Me thod for motors
Annexes A and B form an integral part of this part of ISO 10767. Annexes
C and D are for information only.
Ill
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SIST ISO 10767-1:1998
@Tl ISO
ISO 10767=1:1996(E)
Introduction
In hydraulic fluid power Systems, power is transmitted and controlled
through a liquid under pressure within an enclosed circuit. Positive-
displacement Pumps are components that convert rotary mechanical
power into hydraulic fluid power. During the process of converting mech-
anical power into hydraulic power, flow and pressure fluctuations and
structure-borne vibrations are generated.
These fluid-borne and structure-borne vibrations, which are generated pri-
marily by the unsteady flow produced by the pump, are transmitted
through the System at levels depending upon the characteristics of the
pump and the circuit. Thus, the determination of the pressure ripple gen-
erated by a pump is complicated by the interaction between the pump and
the circuit. The method adopted to measure the pressure ripple levels of
a pump should, therefore, be such as to eliminate this interaction.
The measurement technique described in this part of ISO 10767 isolates
the pump flow and/or pressure ripple from the effects of such circuit
interactions, by mathematical processing of pressure ripple measurements
(see refs. [1] to [8]). A figure of merit for the pump is obtained which al-
lows Pumps of different types and manufacture to be compared as
pressure ripple generators. This will enable the pump designer to evaluate
the effect of design modifications on the pressure ripple levels produced
by the pump in Service. lt will also enable the hydraulic System designer
to avoid selecting Pumps having high pressure ripple levels.
The method is based upon the application of plane wave transmission line
theory to the analysis of pressure fluctuations in hydraulic systems[g]. By
evaluating the impedance characteristics of the circuit into which the
pump discharges and the impedance of the pump itself, it is possible to
isolate the Source flow ripple and/or pressure ripple of the pump from the
interactions of the circuit. The impedance characteristics of the circuit tan
be evaluated by analysis of pressure ripple measurements at two or more
positions along a Pipe, where the pipe is connected to the discharge port
of the pump. However, to characterize the impedance of the System
completely, it is not sufficient to measure the pressure ripple generated
by the pump alone, as insufficient information is available for the im-
pedance of the pump to be evaluated. The secondary-Source method uses
another Source of pressure ripple at the opposite end of the discharge line.
The measurement of this pressure ripple enables the pump Source im-
pedance to be evaluated. Sufficient information is then available to evalu-
ate the Source flow ripple and pressure ripple of the pump.
Because of the complexity of the analysis, data processing is preferably
carried out using a digital Computer. Suitable Software packages are avail-
able from two sources (see annex C).
iv
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SIST ISO 10767-1:1998
ISO 10767=1:1996(E)
INTERNATIONAL STANDARD 0 ISO
Hydraulic fluid power - Determination of pressure
ripple levels generated in Systems and
components -
Part 1:
Precision method for Pumps
2 Definitions
1 Scope
For the purposes of this part of ISO 10767, the fol-
This part of ISO 10767 specifies a procedure for the
lowing definitions apply.
determination of a rating of the Source flow ripple,
Source impedance and pressure ripple levels gener-
ated by positive-displacement hydraulic Pumps.
2.1 Source flow ripple: Fluctuating component of
Ratings are obtained as the following:
flowrate generated within the pump, which is inde-
pendent of the characteristics of the connected cir-
a) the Source flow ripple amplitude, in litres per
cuit.
second, over ten individual harmonics of pumping
frequency;
2.2 flow ripple: Fluctuating component of flowrate
in the hydraulic fluid, caused by interaction of the
b) the Source impedance amplitude, in newton sec-
Source flow ripple with the System.
onds per metre to the power of five [(Ws)
m51,
I
and Phase, in degrees, over ten individual har-
2.3 pressure ripple: Fluctuating component of
monics of pumping frequency;
pressure in the hydraulic fluid, caused by interaction
of the Source flow ripple with the System.
c) the anechoic pressure ripple amplitude, in barsl),
over ten harmonics of pumping frequency;
2.4 anechoic pressure ripple: Pressure ripple that
d) the Overall r.m.s. anechoic pressure ripple, in bars;
would be generated at the pump discharge port when
discbarging into an infinitely long rigid pipe of the
e) the blocked acoustic pressure ripple amplitude, in
Same internal diameter as the pump discharge Port.
bars, over ten harmonics of pumping frequency;
2.5 blocked acoustic pressure ripple: Pressure
f) the Overall r.m.s. blocked acoustic pressure ripple,
ripple that would be generated at the pump discharge
in bars.
port when discbarging into a circuit of infinite im-
pedance.
This part of ISO 10767 is applicable to all types of
positive-displacement pump operating under steady-
state conditions, irrespective of size, provided that the 2.6 impedance: Complex ratio of the pressure ripple
pumping frequency is in the range from 50 Hz to to the flow ripple occurring at a given Point in a hy-
400 Hz. draulic System and at a given frequency.
1) 1 bar=105 Pa =105 N/m*
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SIST ISO 10767-1:1998
0 ISO
ISO 10767=1:1996(E)
2.7 sou rce impeda nee: Impedance of a pump at
3.3 Frequency analysis sf pressure ripple
the disch arge Port.
A suitable instrument shall be used to measure the
amplitude and Phase of the pressure ripple, for at
2.8 harmonic: Sinusoidal component of the press-
least ten harmonics of the pumping frequency.
ure ripple or flow ripple occurring at an integral mul-
tiple of the pumping frequency.
The instrument shall be capable of measuring the
pressure ripple from two or three pressure trans-
NOTE 1 A harmonic may be represented by its amplitude
ducers (6.7) such that, for a particular harmonic, the
and Phase, or alternatively by its real and imaginary compo-
nents. measurements from each transducer are synchro-
nized in time with respect to each other. This may be
achieved by sampling the pressure ripple from each
2.9 pumping frequency: Frequency given by the
pressure transducer simultaneously, or by sampling
product of shaft rotational frequency and the number
each pressure transducer separately but with respect
of pumping elements on that shaft. lt is expressed in
to a trigger Signal obtained from a fixed reference on
hertz.
the pump shaft or secondaty Source drive, as appro-
priate.
2.10 shaft rotational frequency: Frequency (in
hertz) given by the shaft rotational Speed (in r/min)
The instruments shall have an accuracy and resolution
divided by 60.
for harmonic measurements as follows, over the fre-
quency range from 50 Hz to 4 000 Hz:
a) amplitude within + 1 %;
-
3 Instrumentation
Phase within + 1 ”;
b) -
c) frequency within + 0,5 %.
-
3.1 Static measurements
Compliance with the above tolerantes will result in
The instruments used to measure
an uncertainty in the Overall r.m.s. pressure ripple
rating of within + 10 %.
-
mean fluid flow,
a)
4 Pump installation
mean fluid pressure,
b)
c) shaft rotational Speed, and
4.1 General
fluid temperature
d)
The pump shall be installed in the attitude recom-
mended by the manufacturer and mounted in such a
shall meet the temperature for “industrial class” ac-
manner that the response of the mounting-to-pump
curacy of measurement, i.e. class C given in
Vibration is minimized.
annex A.
4.2 Drive Vibration
3.2 Dynamit measurements
The Prime mover and associated drive couplings shall
not generate torsional Vibration in the pump shaft. If
The instruments used to measure pressure ripple
necessary, the pump and the driving unit shall be
shall have the following characteristics:
isolated from each other to eliminate Vibration gener-
ated by the Prime mover.
resonant frequency > 30 kHz;
a)
4.3 Reference Signal
b) Iinearity < + 1 %.
-
A means of producing a reference Signal relative to
The instruments need not respond to steady-state
the pump shaft rotation shall be included. The Signal
pressure, and it may be advantageous to filter out any
steady-state Signal component using a high-pass filter. shall be an electrical pulse occurring once per revoi-
This filter shall not introduce an additional amplitude ution, with sharply defined rising and falling edges.
or Phase error exceeding 1 % or Z ”, respectively, at This Signal is used as a measure of the shaft rotational
the pumping frequency. Speed and may be used, if necessary, to provide a
2
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SIST ISO 10767-1:1998
,
0 ISO ISO 107674:1996(E)
trigger Signal and/or Phase reference for the pressure
6 Test rig
ripple analysis instrument.
6.1 General
5 Test conditions
The test rig shall be installed generally as shown in
5.1 General
figure 1. The test rig shall include all fluid filters, fluid
coolers, reservoirs, loading valves and any ancillary
The required operating conditions shall be maintained
Pumps required to meet the pump hydraulic operating
throughout each test within the limits specified
conditions. Specific features are described in 6.2 to
in table 1.
6.13.
5.2 Fluid temperature
6.2 Test fluid
The temperature of the fluid shall be that measured
at the pump inlet. The type of test hydraulic fluid and the quality of fil-
tration shall be in accordance with the pump manu-
facturer ’s recommendations.
5.3 Fluid density and viscosity
The density and viscosity of the fluid shall be known
6.3 Pump
to an accuracy within the limits specified in table2.
The pump shall be installed in the “as-delivered”
5.4 Fluid bulk modulus
condition.
The isentropic tangent bulk modulus of the fluid shall
be known to an accuracy within the Iimits specified in
6.4 Inlet line
table2. As this is not always feasible, B.4.2 details a
method by which the bulk modulus may be evaluated
The internal diameter of the inlet line to the pump
with a sufficiently high accuracy.
shall be in accordance with the pump manufacturer ’s
recommendations. To prevent air leaking into the cir-
cuit, care shall be exercised when assembling the in-
- Permissible variations in test
Table 1
let lines. The supply pressure shall be in accordance
conditions
with the pump manufacturer ’s recommendations and,
Test Parameter Permissible
if necessary, a boost pump shall be used.
Variation
Mean flow & 2 %
6.5 Inlet pressure gauge
Mean pressure + 2 %
at the
The inlet pressure gauge shall be mounted
Shaft rotational frequency + 1 %
same height as the inlet fitting or shall be ca Iibrated
Temperature & 2 “C
for any height differente therefrom.
Table 2 - Required accuracy of fluid property 6.6 Pump discharge port connection
data
The adaptor connecting the pump discharge port to
Required accuracy
Property
the discharge pipe shall have an internal diameter
which does not differ from the discharge pipe diam-
+ 2 %
Densityl)
eter by more than 10 % at any Point. Any such vari-
& 5 %
Viscosityl)
ations in internal diameter shall occur over a length
Isentropic tangent bulk
not exceeding twice the internal diameter of the Pipe.
& 5 %
modulus*)
The adaptor shall be arranged in Order to prevent the
formation of air pockets in it. The discharge pipe shall
1) See reference [IO].
be mounted in line with the pump discharge port
2) See reference [Ill.
without any changes in direction.
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SIST ISO 10767-1:1998
ISO 10767=1:1996(E)
Torsional Vibration
isolation coupling
(if required)
Elec tric
/
motor
Pressuregauge
Pressuregauge
Poin
Secondary
T
Source
o--
est pump 0----
/
/ I
1 Pressure-relief
Load valve -- -l
valve
!-
Temperature
indicator
Straight rigid
pipe (sec figure 2)
Figure 1 - Circuit diagram for secondary-Source test rig
the pumping frequency. When the series of tests in-
6.7 Pump discharge line
cludes a range of pump Speeds, the dimensions shall
The discharge pipe shall be a uniform, rigid, straight be selected in relation to the minimum pumping fre-
metal Pipe. Pressure transducers shall be mounted in that series. The Overall length of the
wenw f0,minr
discharge Pipe, Z, and the distance of the pressure
along its length, as shown in figure2. The internal di-
transducers from the pump, xl, + and x3, are specified
ameter of the pipe shall be between 80 % and
in table 3.
120 % of the diameter of the pump discharge Port.
The pipe shall be supported in such a manner that
pipe Vibration is minimized.
Table 3 - Pipe length and transducer positions:
Method 1
The pressure transducers shall be mounted such that
their diaphragms are flush with the inner wall of the
Pipe length and
Minimum pumping frequency, Hz
pipe to within + 0,5 mm. No valves, pressure gauges
transducer
* 100
or flexible hoses shall be installed between the pump positions 5OG tkm,& 100
I . I
discharge port and Point “A” as shown on figure 1.
%
Xl 0,15 m + 1 % 0,l m + 1
1 %
X2 0,85 m i 1 % 0,43 ml
Two alternative specifications for the pump discharge
1,85 m - T 1 % 0,9 m -Fl - %
X3
line are given, depending on whether the isentropic
at least 2 m at least 1 m
1
tangent bulk modulus of the fluid is known within the
Iimits specified in table2. These alternatives are
henceforth known as “method 1” and “method 2 ”.
6.7.2 Method 2
Method 1 is acceptable for use in all situations. How-
ever, if the isentropic tangent bulk modulus is known
Two pressure transducers are required for this
within the limits specified in table 2, economies tan
method, set up as shown in figure2. The length of the
be made by using method 2.
discharge pipe and the positions of the pressure
transducers shall be selected according to the pump-
If method 1 is used, set up the pump discharge line
ing frequency. When the series of tests includes a
as specified in 6.7.1. If method 2 is used, set it up as
range of pumping frequencies, the dimensions shall
specified in 6.7.2.
be selected in relation to the maximum pumping fre-
quency in that series. The ratio of maximum to mini-
6.7.1 Method 1
mum Speed for a selected transducer spacing shall
Three pressure transducers are required for this not exceed 4:l. If the Speed range of a test series
method, set up as shown in figure2. The dimensions exceeds this limit, different transducer spacings will
of the discharge pipe shall be selected according to be required.
---------------------- Page: 10 ----------------------
,
SIST ISO 10767-1:1998
0 ISO ISO 10767=1:1996(E)
1
-
L Rigid straight L Pressuretransducer
Mounting block
(method 1 only)
Pipe
Mounting block for loading valve, relief
Pump Pressuretransducers
valve,pressuregaugeandsecondarysource
Figure 2 - Arrangement of discharge pipe
The distance between the pressure transducers shall Use the secondary Source (6.11) to generate pressure
ripple. Measure the amplitude and Phase relationship
be as given by the following equation, to within 1 %:
between the pressure transducers for a range of fre-
Beff x 1 0510) quencies spanning the complete range of interest
JC
X2
(7.3.2) with one transducer used as a reference. For
- + = (67 x hl, rm>
piezo-resistive transducers, the reference transducer
tan be calibrated statically using, for example, a
where
dead-weight testing machine. If piezo-electric trans-
ducers and Charge amplifiers are employed, a cali-
o MEIX is the maximum pumping frequency, in
f,
brated piezo-resistive transducer may be used as a
hertz;
reference for dynamic calibration purposes. The am-
B is the effective bulk modulus, in bars (see
plitude and Phase differentes at each frequency shall
eff
.
.
B 3) t be known to an accuracy of within 3 % and 2” for
method 1, or 3 % and 0,5” for method 2. These dif-
is the density, in kilograms per cubic
e
ferences shall be corrected in the tests (see
metre.
clause 7).
The first pressure transducer shall be located as close
as possible to the pump flange and no more than
x2 - x,) m away. The length Z shall be at least
(
6.8 Load valve
(x2 + Iod) m, where d is the internal diameter of the
Pipe.
Loading of the pump shall be effected using a needle
valve or equivalent. A valve with freely moving Parts,
such as a pressure-relief valve, shall not be used for
6.7.3 Calibration of pressure transducers
loading purposes.
Calibration of the pressure transducers and Signal
conditioning is necessary. Relative calibration shall be
performed by mounting the pressure transducers in 6.9 Relief valve
a common block such that they measure the same
A relief valve may be fitted for safety purposes. The
pressure ripple. This common block shall be such that
the pressure transducers are at the same axial pos- valve shall be set to relieve at a pressure at least
ition and not more than 20 mm apart. 20 % greater than the mean test pressure.
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SIST ISO 10767-1:1998
0 ISO
ISO 10767~1:1996(E)
restriction to flow when open, in Order to prevent ex-
6.10 Pressure gauge
cessive attenuation of the pressure ripple from the
secondary Source.
A pressure gauge shall be fitted as shown in figure 1,
together with a throttling valve to reduce gauge os-
cillation. Alternatively, a pressure transducer may be
6.13 Mounting
used.
The discharge Pipe, valves and secondary Source shall
be mounted such as to prevent excessive Vibration,
6.11 Secondary Source
and shall be adequately supported.
6.11.1 A device capable of generating pressure
ripple shall be fitted as shown in figure 1.
7 Test procedure
6.11.2 The pressure ripple from the secondary
7.1 General
Source shall span the frequency range from the
pumping frequency of the test pump to at least ten
The test procedure involves two separate Parts:
times the pumping frequency.
evaluation of the Source impedance and of the Source
flow ripple. The Source flow ripple cannot be evalu-
6.11.3 The pressure ripple from the secondary
ated without first evaluating the Source impedance.
Source shall have a periodic waveform. The secondary
Data acquisition and data reduction are normally per-
Source may produce either a multi-harmonic pressure
formed separately.
ripple waveform or a pressure ripple waveform which
may be swept in discrete frequency Steps to cover
Prior to the commencement of a series of tests, op-
the range specified in 6.1 1.2. Pressure ripple shall be
erate the pump for a sufficient period of time to purge
measurable at a minimum of ten frequencies over this
air from the System and to stabilize all variables, in-
range. The harmonic frequencies from the secondary
cluding the condition of the fluid, to within the Iimits
Source shall not vary by more than 0,5 % once a
given in table 1.
stable running condition has been achieved.
7.2 Test series
6.11.4 lt is necessary that the frequencies of the
components of the pressure ripple from the second-
For each test, repeat the procedure described in 7.3
ary Source be different from those of the test pump,
to 7.5.
in Order that they may be measured without inter-
ference.
The test is invalid if the peak-to-peak value of the
pressure ripple at any one pressure transducer is
greater than 50 % of the value of the mean pressure.
6.11.5 Devices which are suitable for the secondary
[lf necessary, it may be possible to avoid this con-
Source include the following.
dition by altering the pipe length I (6.7).]
Positive-displacement pump: a Piston pump is
likely to provide strong harmonic components
73 . Evaluation of Source impedance
over a broader frequency range than, for example,
a gear pump, and is thus likely to be more suit-
In this part of the test the pressure ripple from the
able.
secondary Source is considered. lt is essential that
this be measured in isolation from the pressure ripple
Intermittent bleed-off, such as valve with a ro-
produced by the test pump. This may be achieved by
tating spool allowing flow to pass to the return
satisfying each of the following criteria.
line over part of its rotation.
a) The pressure ripple shall be measured only at
Electromechanical Vibrator and Piston ar-
harmonic frequencies of the secondary Source. If
rangement.
a trigger Signal is required by the instrument, this
is also taken from the secondary Source.
6.12 Ball valve
b) The pressure ripple analysis instrument shall
A ball valve shall be used to isolate the secondaty Sample the pressure ripple Signals over a suf-
Source from the high-pressure part of the circuit. This ficiently long period of time to provide the re-
valve shall be sufficiently large to present negligible quired frequency resolution.
6
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SIST ISO 10767-1:1998
0 ISO
ISO 10767~1:1996(E)
c) The harmonic frequencies of the secondary is the nearest harmonic frequency from
Source shall not coincide with those of the pump the secondary Source above the ith har-
(6.1 1). monic frequency from the test pump.
lt should be noted that a Variable-Speed secondary
7.3.1 Open the ball valve (6.12). Operate the sec-
Source will normally be necessary to comply with the
ondary Source for a sufficient period of time for it to
above requirements.
resch a stable condition before taking any measure-
ment.
7.4 Evaluation of Source flow ripple,
anechoic pressure ripple and blocked acoustic
7.3.2 Measure at least ten frequency components
pressure ripple
from the pressure transducers, sufficient to span the
frequency range from the pumping frequency of the
Stop the secondary Source and close the ball valve. If
test pump to beyond ten times that pumping fre-
a trigger Signal is required by the pressure ripple
auencv.
analysis instrument, this shall be from the shaft of the
test pump (4.3).
7.3.3 If method 1 is used (6.7.1) analyse the press-
ure ripple using the procedure described in B.4.
At each pressure transducer, measure ten harmonics
of the pressure ripple from the test pump.
7.3.4 If method 2 is used (6.7.2) analyse the press-
ure ripple using the procedure described in B.5.
7.4.1 Method 1
If method 1 is used (6.7.1) evaluate the Speed of
7.3.5 Select whether a distributed-Parameter or
Sound using the procedure described in B.4.2. Evalu-
Iumped-Parameter mathematical model is to be used,
ate the harmonic amplitudes of the Source flow ripple
as described in B.6. Apply a mathematical model to
using the procedure described in B.7.1.
the Source impedance using the procedure described
in B.6.1 for a distributed-Parameter model, or 8.6.2 for
a Iumped-Parameter model. 7.4.2 Method 2
If method 2 is used (6.7.2) evaluate the harmonic
7.3.6 In certain circumstances it may be possible to
amplitudes of the Source flow ripple using the pro-
obtain good correlation between the experimentally
cedure described in 8.7.2.
measured Source impedance and the mathematical
model. Should this be the case, the curve-fitting
NOTE 2 A close approximation to the waveform of the
technique is inappropriate. lt is then necessary to
Source flow ripple tan be obtained by summing the individ-
evaluate the Source impedance at the harmonic fre-
ual sinusoidal components taking their relative phases into
quencies of the pump by linear interpolation. In Order
account. lt is sometimes desirable to be able to reconstruct
to perform this, the Source impedance at a pump
the waveform of the Source flow ripple in this way. In Order
harmonic frequency shall be evaluated by interpolat- to do this, the values of the Phase of the Source flow ripple
are required in addition to the amplitude. If a distributed-
ing between the measured Source impedance at the
Parameter Source impedance model was used in the analy-
nearest frequency above and below the pump har-
sis, more representative results will be obtained by referring
monic frequency, providing that these frequencies
the measured Source flow ripple from the pump discharge
comply with the following:
port to a Point within the pump. A procedure for performing
this is described in reference [2]. This is not necessary to
(fi: -fo/lO)
comply with this part of ISO 10767.
6
75 . Calculation of anechoic pressure ripple
where
rating
is the frequency of the ith harmonic from
f
i
Evaluate the harmonic amplitudes of the anechoic
the test pump;
pressure ripple using the procedure described in B.8.
is the fundamental frequency of the test
f 0
Use the harmonic components of the anechoic
oumD:
pressure ripple to provide the Overall anechoic press-
is the nearest harmonic frequency fror-n ure ripple rating for the pump. Determine the Overall
fi
anechoic pressure ripple rating, in bars, from the ex-
the secondary Source above the ith har-
monic frequency from the test pump; Pression
7
--------
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10767-I
Première édition
1996-04-01
Transmissions hydrauliques -
Détermination des niveaux d’onde de
pression engendrés dans les circuits et
composants -
Partie 1:
Méthode de précision pour les pompes
- Determina tion of pressure ripple levels genera ted
H ydaulic fluid po wer
in systems and components -
Part 1: Precision method for pumps
Numéro de référence
KO 10767-1:1996(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 107674:1996(F)
Sommaire
Page
........................... ......................................... 1
1 Domaine d’application
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
3 Instruments
2
. . .I.
4 Installation de la pompe
3
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 Conditions d’essai
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
6 Montage d’essai
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
7 Mode opératoire d’essai
.......................................................................... 8
8 Rapport d’essai
9 Phrase d’identification (Référence à la présente partie de
................................ ............................................. 10
I’ISO 10767)
Annexes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
A Erreurs et classes de mesurage
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
B Algorithmes de compression de données
................ 22
C Sources de logiciels de compression de données
23
D Bibliographie .
0 ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
0 ISO
ISO 107674:1996(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 10767-I a été élaborée par le comité techni-
que ISOJTC 131, Transmissions hydrauliques et pneumatiques, sous-
comité SC 8, Essais des produits et contrôle de la contamination.
L’ISO 10767 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
Détermination des niveaux d’onde
néra I Transmissions hydrauliques -
de pression engendrés dans les circuits et composants:
- Partie 1: Méthode de précision pour les pompes
- Partie 2: Méthode simplifiée pour les pompes
- Partie 3: Méthode pour les moteurs
Les annexes A et B font partie intégrante de la présente partie de I’ISO
10767. Les annexes C et D sont données uniquement à titre d’infor-
mation.
---------------------- Page: 3 ----------------------
0 ISO
ISO 10767=1:1996(F)
Introduction
issions hydrauliques, l’énergie
Dans les systèmes de transm es t trans mise
et commandée par un liquide sous pression circulant en cire uit fermé . Les
pompes volumétriques sont des composants qui convertissent la puis-
sance mécanique rotative en transmission hydraulique. Pendant le pro-
cessus de conversion de la puissance mécanique en puissance
hydraulique, des fluctuations d’écoulement et de pression et des vi-
brations transmises par la structure sont engendrées.
Ces vibrations transmises par le fluide et par la structure, qui sont engen-
drées principalement par l’écoulement instable produit par la pompe, sont
transmises au travers du système à des niveaux qui dépendent des ca-
ractéristiques de la pompe et du circuit. Ainsi, la détermination de l’onde
de pression engendrée par une pompe est compliquée par l’interaction
entre la pompe et le circuit. La méthode adoptée pour mesurer les niveaux
d’onde de pression d’une pompe doit, par conséquent, être telle qu’elle
élimine cette interaction.
La technique de mesurage décrite dans la présente partie de I’ISO 10767
isole l’onde de pression et/ou d’écoulement de la pompe des effets de ces
interactions de circuit, par un processus mathématique de mesurages
d’onde de pression (voir références [1] à [8]). On obtient un facteur de
mérite pour la pompe, qui permet à des pompes de types et de fabrication
différents d’être comparées en tant que générateurs d’onde de pression.
Cela permet au concepteur de la pompe d’évaluer l’effet des modifications
de conception sur les niveaux d’onde de pression produits par la pompe
en fonctionnement. Cela permet également au concepteur du système
hydraulique d’éviter de choisir des pompes dont les niveaux d’onde de
pression sont élevés.
Cette méthode est basée sur l’application d’une théorie de ligne de
transmission d’ondes planes à l’analyse des fluctuations de pression dans
des systèmes hydrauliques [9]. En évaluant les caractéristiques de I’im-
pédante du circuit dans lequel la pompe refoule et l’impédance de la
pompe elle-même, il est possible d’isoler l’onde d’écoulement et/ou l’onde
de pression de la source de la pompe des interactions du circuit. Les ca-
ractéristiques de l’impédance du circuit peuvent être évaluées en analy-
sant les mesurages d’onde de pression en deux ou plusieurs endroits le
long d’une tuyauterie, lorsque la tuyauterie est raccordée à l’orifice de re-
foulement de la pompe. Cependant, afin de caractériser entièrement I’im-
pédante du système, il n’est pas suffisant de mesurer l’onde de pression
engendrée par la pompe seule, car des informations insuffisantes sont
disponibles pour que l’impédance de la pompe soit évaluée. La méthode
de la source secondaire utilise une autre source d’onde de pression à
l’extrémité opposée de la conduite de refoulement. Le mesurage de cette
onde de pression permet à l’impédance de la source de la pompe d’être
évaluée. Des informations suffisantes sont alors disponibles pour évaluer
l’onde d’écoulement et l’onde de pression de la source de la pompe.
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
0 ISO
SO 107674:1996(F)
En raison de la complexité de l’analyse, un traitement de données est ef-
fectué, de préférence en utilisant un ordinateur numérique. Des logiciels
appropriés sont disponibles à partir de deux sources (voir annexe C).
---------------------- Page: 5 ----------------------
Page blanche
---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE 0 KO ISO 10767-1:1996(F)
Transmissions hydrauliques - Détermination des
niveaux d’onde de pression engendrés dans les circuits
et composants -
Partie 1:
Méthode de précision pour les pompes
La présente partie de I’ISO 10767 est applicable à
1 Domaine d’application
tous les types de pompes volumétriques fonctionnant
dans des conditions stabilisées, indépendamment de
la taille, à condition que la fréquence de pompage se
La présente partie de I’ISO 10767 prescrit une mé-
situe dans la gamme de 50 Hz à 400 Hz.
thode de détermination d’une valeur nominale des ni-
veaux d’onde d’écoulement de la source,
d’impédance de la source et d’onde de pression, en-
gendrés par des pompes hydrauliques volumétriques.
2 Définitions
Les valeurs nominales sont obtenues sous la forme
de
Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 10767,
les définitions suivantes s’appliquent.
a) l’amplitude d’onde d’écoulement de la source, en
litres par seconde, sur dix harmoniques indivi-
2.1 onde d’écoulement de la source: Composant
duelles de fréquence de pompage;
fluctuant de débit engendré à l’intérieur de la pompe,
qui est indépendant des caractéristiques du circuit
l’amplitude d’impédance de la source, en newtons
b)
relié.
la puissance cinq
secondes par mètre à
[(Ns)/m5], et phase, en degrés, sur dix harmoni-
2.2 onde d’écoulement: Composant fluctuant de
ques individuelles de fréquence de pompage;
débit dans le fluide hydraulique, provoqué par I’inter-
action entre l’onde d’écoulement de la source et le
c) l’amplitude d’onde de pression anéchoïque, en
système.
bars), sur 10 harmoniques de la fréquence de
pompage;
2.3 onde de pression: Composant fluctuant de
pression dans le fluide hydraulique, provoqué par
d) l’onde de pression anécho’ique efficace globale,
l’interaction entre l’onde d’écoulement de la source
en bars;
et le système.
e) l’amplitude d’onde de pression acoustique de
2.4 onde de pression anéchoïque: Onde de pres-
court-circuit, en bars, sur dix harmoniques de fré-
sion qui serait engendrée à l’orifice de refoulement
quence de pompage;
de la pompe lorsqu’elle refoule dans une tuyauterie
rigide infiniment longue, de même diamètre intérieur
f) l’onde de pression acoustique de court-circuit ef-
ficace, globale, en bars. que l’orifice de refoulement de la pompe.
1) 1 bar=105 Pa =105 N/m2
---------------------- Page: 7 ----------------------
0 ISO
ISO 10767=1:1996(F)
2.5 onde de pression acoustique de II est inutile que les instruments réagissent à une
pression de régime permanent, et il peut être avanta-
court-circuit: Onde de pression qui serait engendrée
geux de filtrer tout composant de signal de régime
à l’orifice de refoulement de la pompe lorsqu’elle re-
permanent en utilisant un filtre passe-haut. Ce filtre
foule dans un circuit d’impédance infinie.
ne doit pas introduire une amplitude ou une erreur de
Rapport complexe de l’onde de phase supplémentaire qui dépasse 1 % ou 2 %, res-
2.6 impédance:
pectivement, à la fréquence de pompage.
pression avec l’onde d’écoulement se produisant à un
point donné dans un système hydraulique et à une
fréquence donnée.
3.3 Analyse de fréquence de l’onde de
pression
2.7 impédance de la source: Impédance d’une
pompe à l’orifice de refoulement.
Un instrument approprié doit être utilisé pour mesurer
l’amplitude et la phase de l’onde de pression, sur au
2.8 harmonique: Composant sinusoïdal de l’onde
moins dix harmoniques de la fréquence de pompage.
de pression ou de l’onde d’écoulement se produisant
à un multiple entier de la fréquence de pompage. L’instrument doit pouvoir mesurer l’onde de pression
depuis deux ou trois capteurs de pression (6.7), de
NOTE 1 Une harmonique peut être représentée par son
façon que, pour une harmonique particulière, les me-
amplitude et sa phase, ou bien par ses composants réels
surages effectués à partir de chaque capteur soient
et imaginaires.
synchronisés dans le temps les uns par rapport aux
autres. Cela peut être obtenu en échantillonnant
2.9 fréquence de pompage: Fréquence donnée par
l’onde de pression depuis chaque capteur de pression
le produit de la fréquence de rotation de l’arbre et le
simultanément ou en échantillonnant chaque capteur
nombre d’éléments de pompage sur cet arbre. Elle
de pression séparément mais par rapport à un signal
est exprimée en hertz.
de déclenchement obtenu depuis une référence fixe
sur l’arbre de la pompe ou l’entraînement de la source
2.10 fréquence de rotation de l’arbre: Fréquence,
secondaire, celui qui convient.
en hertz, donnée par la vitesse de rotation de l’arbre,
en tours par minute, divisée par 60.
L’instrument doit avoir une précision et une résolution
pour les mesurages d’harmoniques comme suit, sur
la gamme de fréquences 50 Hz à 4 000 Hz:
3 Instruments
a) amplitude de + 1 %;
-
3.1 Mesurages statiques
b) phase de + 1”;
-
Les instruments utilisés pour mesurer
c) fréquence de + 0,5 %.
-
a) le débit moyen du fluide, La conformité aux tolérances ci-dessus entraînera une
incertitude dans la valeur nominale d’onde de pres-
b) la pression moyenne du fluide, sion efficace globale de + 10 %.
-
c) la vitesse de rotation de l’arbre et
4 Installation de la pompe
d) la température du fluide
4.1 Généralités
doivent satisfaire aux exigences de précision de me-
surage de ((classe industrielle)), à savoir classe C,
La pompe doit être installée dans la position recom-
données dans l’annexe A.
mandée par le fabricant et montée de façon telle que
la réaction du montage à la vibration de la pompe soit
minimisée.
3.2 Mesurages dynamiques
4.2 Vibration de l’entraînement
Les inst ruments utilisés pour mesurer l’onde de
presston doivent avoir les caractéristiques suivantes:
uple ments as-
Le moteur d’entraîne ment et les acco
vi brat ion
sociés ne doivent pas en gendrer de
a) fréquence de résonance 2 30 kHz;
torsionnell e de l’arbre de la pom pe. Si néces saire, la
I
b) linéarité < + 1 %. pompe et I unité d’en traînement doive nt être isolées
-
2
---------------------- Page: 8 ----------------------
0 ISO ISO 10767=1:1996(F)
l’une de l’autre pour éliminer la vibration engendrée
par le moteur d’entraînement. Tableau 2 - Précision exigée concernant les
données de propriété du fluide
Propriété Précision exigée
I
4.3 Signal de référence
Masse volumiquel) + 2 %
Viscositél) + 5 %
-
Un moyen de produire un signal de référence à la ro-
Masse de compressibilité
tation de l’arbre de la pompe doit être inclus. Le signal
+ 5 %
-
isentropique tangentielle*)
doit être une impulsion électrique survenant une fois
par révolution, avec des flancs montants et descen-
1) Voir référence CIO].
dants distincts. Ce signal est utilisé comme mesure
2) Voir référence [Il].
de la vitesse de rotation de l’arbre et peut être utilisé,
si nécessaire, pour fournir une référence de phase
et/ou un signal de déclenchement pour l’instrument
5.4 Module de compressibilité
d’analyse de l’onde de pression.
Le module de compressibilité isentropique tangentiel
du fluide doit être connu avec une précision contenue
dans les limites prescrites dans le tableau2. Comme
cela n’est pas toujours faisable, B.4.2 détaille une
5 Conditions d’essai
méthode par laquelle le module de compressibilité
peut être évalué avec une précision suffisamment
élevée.
5.1 Généralités
6 Montage d’essai
Les conditions de fonctionnement exigées doivent
6.1 Généralités
être conservées tout au long de chaque essai, dans
les limites prescrites dans le tableau 1.
Le montage d’essai doit être installé comme repré-
senté à la figure 1. Le montage d’essai doit comporter
Tableau 1 - Écarts admissibles dans des tous les filtres de fluide, refroidisseurs de fluide, ré-
conditions d‘essai servoirs, soupapes de charge et toutes pompes an-
nexes exigés pour satisfaire aux conditions de
Paramètre d’essai Écarts admissibles
fonctionnement hydraulique de la pompe. Les carac-
téristiques spécifiques sont décrites de 6.2 à 6.13.
+ 2 %
Écoulement moyen -
+ 2 %
Pression moyenne -
6.2 Fluide d’essai
Fréquence moyenne de rotation
+ 1 %
de l’arbre
Le type d’essai hydraulique et la qualité du filtrage
& 2 “C
Température doivent être conformes aux recommandations du fa-
bricant de la pompe.
6.3 Pompe
5.2 Température du fluide
La pompe doit être installée telle qu’elle a été livrée.
La température du fluide doit être celle mesurée à
6.4 Conduite d’aspiration
l’aspiration de la pompe.
Le diamètre intérieur de la conduite d’aspiration de la
pompe doit être conforme aux recommandations du
fabricant de la pompe. Afin d’empêcher des fuites
5.3 Masse volumique et viscosité
d’air dans le circuit, il convient de faire attention lors
de l’assemblage des conduites d’aspiration. La pres-
La masse volumique et la viscosité du fluide doivent
sion d’alimentation doit être conforme aux recom-
être connues avec une précision contenue dans les
mandations du fabricant de la pompe et, si
limites prescrites dans le tableau 2.
nécessaire, une pompe relais doit être utilisée.
3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 107674:1996(F)
Accouplement d’isolation
à vibration torsionnelCe
(si nécessaire)
Manomètre Manomètre
a
,
1
1 c:
Indicateur de
température
Tuyauterie rigide
droite (voir figure 2)
- Diagramme de circuit pour montage d’essai de source secondaire
Figure 1
pression doivent être montés sur sa longueur, comme
6.5 Manomètre à l’aspiration
représenté à la figure2. La tuyauterie doit être sup-
portée de façon telle que la vibration de la tuyauterie
Le manomètre à l’aspiration doit être monté à la
soit réduite.
même hauteur que le raccord de l’aspiration ou doit
être étalonné pour toute différence de hauteur.
Les capteurs de pression doivent être montés de fa-
çon telle que leurs diaphragmes affleurent à la paroi
6.6 Raccordement à l’orifice de refoulement
intérieure de la canalisation à k 0,5 mm. Ni soupape
ni manomètre ni tuyau flexible ne doivent être instal-
de la pompe
lés entre l’orifice de refoulement de la pompe et le
L’adaptateur raccordan t l’orifice de refo ulem ent de la
point ((A)) comme représenté à la figure 1.
tuyauterie de refoulement doit avoir un
pompe à la
Deux autres spécifications sont données pour la
diamètre intérieur qui n’est pas différent du diamètre
conduite de refoulement de la pompe, selon que l’on
de la tuyauterie de refoulement de plus de 10 % en
connaît le module de compressibilité isentropique
tout point. Ces variations dans le diamètre intérieur
tangentiel du fluide dans les limites précisées dans le
doivent se produire sur une longueur ne dépassant
tableau2. Ces possibilités sont connues sous le nom
pas deux fois le diamètre intérieur de la tuyauterie.
de ((méthode 1)) et ((méthode 2)). La méthode 1 peut
L’adaptateur doit être disposé de façon à empêcher
être utilisée dans toutes les situations. Cependant, si
la formation de poches d’air à l’intérieur de celle-ci.
le module de compressibilité isentropique tangentiel
La tuyauterie de refoulement doit être montée
est connu dans les limites précisées dans le
en ligne avec l’orifice de refoulement de la pompe,
tableau 2, il est possible de faire des économies en
sans aucun changement de sens.
utilisant la méthode 2.
Si la méthode 1 est utilisée, monter la conduite de
6.7 Conduite de refoulement de la pompe
refoulement de la pompe conformément à 6.7.1. Si
La tuyauterie de refoulement doit être une conduite l’on utilise la méthode 2, la monter conformément à
métallique droite, rigide et uniforme. Les capteurs de 6.7.2.
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 10767-1:1996(F)
Tuyauterie rigide apteur de pression
(méthodelseulement)
Bloc demontagepoursoupapedechargement,
L Pompe Capteursde pression
soupapedesûreté,manomètreetsourcesecondaire
Figure 2 - Disposition de la tuyauterie de refoulement
6.7.1 Méthode 1 doivent être choisies selon la fréquence de pompage.
Lorsque la série d’essais comporte une gamme de
Trois capteurs de pression sont exigés pour cette fréquences de pompage, les dimensions doivent être
choisies par rapport à la fréquence de pompage
méthode et montés comme représenté à la figure2.
maximale dans cette série. Le rapport de vitesse
Les dimensions de la tuyauterie de refoulement doi-
vent être choisies selon la fréquence de pompage. maximale à minimale pour un espacement choisi de
Lorsque la série d’essais comporte une gamme de capteur ne doit pas dépasser 4:l. Si la gamme de vi-
tesses d’une série dépasse cette limite, des espa-
vitesses de pompe, les dimensions doivent être choi-
cements différents pour les capteurs sont exigés.
sies par rapport à la fréquence de pompage minimale,
Omi”’ dans cette série. La longueur totale de la
f
La distance entre les capteurs de pression doit être
tuyauterie de refoulement, 2, et la distance des cap-
telle qu’elle est donnée par l’équation suivante, à
teurs de pression à la pompe, x1, x2 et x3, sont pres-
crits dans le tableau 3. 1 % près:
JK
Tableau 3 - Longueur de la tuyauterie et
x2 - x1 =
(67 x Ai, max>
positions des capteurs: Méthode 1
Longueur de la Fréquence minimale de pompage,
où
tuyauterie et
Hz
positions des
est la fréquence de pompage maximale,
f O,max
506 fb,i,< 100 100
capteurs
* , * I
en hertz;
0,15 m + 1 % 0,l m + 1 %
Xl
0,43 m+ 1 %
0,85 m I 1 % B est le module de compressibilité effectif,
X2
eff
1,85 m T 1 % 0,9 m -tQ %
- -
en bars, (voir B.3);
X3
l au moins 2 m au moins 1 m
est la masse volumique, en kilogrammes
e
par mètre cube.
Le premier capteur de pression doit être situé aussi
6.7.2 Méthode 2
près que possible de la bride de la pompe et pas plus
loin que (x2 -
x1) m. La longueur Z doit être au moins
Deux capteurs de pression sont nécessaires pour
(x2 + 1 Od) m, où d est le diamètre intérieur de la
cette méthode et ils doivent être montés comme re-
tuyauterie.
présenté à la figure2. La longueur de la tuyauterie de
refoulement et les positions des capteurs de pression
5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 10767~1:7996(F) 0 ISO
.
6.7.3 Étalonnage des capteurs de pression 6.11.2 L’onde de pression depuis la source secon-
daire doit couvrir la gamme de fréquences depuis la
L’étalonnage des capteurs de pression et le condi-
fréquence de pompage de la pompe d’essai jusqu’à
tionnement du signal sont nécessaires. Un étalonnage
au moins dix fois la fréquence de pompage.
relatif doit être réalisé en montant les capteurs de
pression dans un bloc commun de façon qu’ils me-
6.11.3 L’onde de pression depuis la source secon- .
surent la même onde d’essai. Ce bloc commun doit
daire doit avoir une forme périodique. La source se-
être tel que les capteurs de pression sont dans la
condaire doit produire soit une forme d’onde de
même position axiale et pas éloignés de plus de
pression multiharmonique, soit une forme d’onde de
20 mm.
pression qui peut être balayée en étapes de fré-
quence discrète afin de couvrir la gamme précisée en
Utiliser la source secondaire (6.1 1) pour engendrer
6.11.2. L’onde de pression doit pouvoir être mesurée
une onde de pression. Mesurer la relation amplitude
à un minimum de dix fréquences sur cette gamme.
et phase entre les capteurs de pression pour une
Les fréquences harmoniques depuis la source secon-
gamme de fréquences couvrant la gamme complète
daire ne doivent pas varier de plus de 0,5 % une fois
concernée (7.3.2) en utilisant un capteur comme ré-
que la condition de fonctionnement stable a été ob-
férence. Pour les capteurs piézo-résistifs, le capteur
tenue.
de référence peut être étalonné statiquement en uti-
lisant, par exemple, une machine d’essai à poids mort.
6.11.4 II est nécessaire que les fréquences des
Si des capteurs piézo-électriques et des amplifi-
composants de l’onde de pression depuis la source
cateurs de charge sont utilisés, un capteur piézo-
secondaire soient différentes de celles de la pompe
résistif étalonné peut être utilisé comme référence
d’essai, afin qu’elles puissent être mesurées sans in-
aux effets d’étalonnage dynamique. L’amplitude et les
terférence.
différences de phase à chaque fréquence doivent être
connues à 3 % et 2” près pour la méthode 1, ou à
3 % et 0,5” pour la méthode 2. Ces différences doi- 6.11.5 Les dispositifs suivants se trouvent parmi les
dispositifs possibles qui sont adaptés à la source se-
vent être corrigées dans les essais (voir article 7).
condaire.
6.8 Distributeur de charge
Pompe volumétrique: une pompe à piston est
a)
susceptible de fournir des composants harmoni-
Le chargement de la pompe doit être effectué en uti-
ques forts sur une gamme de fréquences plus
lisant un robinet à pointeau ou l’équivalent. Un distri-
large, par exemple, qu’une pompe à engrenages,
buteur ayant des pièces mobiles, comme un limiteur
et elle est donc sans doute plus appropriée.
de pression, ne doit pas être utilisé aux effets de
chargement.
Système de purge intermittent, comme un cla-
b)
pet à tiroir rotatif qui permet à l’écoulement de
passer dans la ligne de retour pendant une partie
6.9 Soupape de sûreté
de sa rotation.
Une soupape de sûreté peut être montée à des effets
Dispositif piston et vibrateur électro-
d
de sécurité. La soupape doit être réglée pour réduire
mécanique.
la pression lorsque celle-ci est supérieure d’au moins
20 % à la pression d’essai moyenne.
6.12 Clapet sphérique
6.10 Manomètre
Un clapet sphérique peut être utilisé pour isoler la
source secondaire de la partie de pression élevée du
Un manomètre doit être monté comme représenté à
circuit. Ce clapet doit être suffisamment grand pour
la figure 1, avec un clapet de réglage afin de réduire
présenter une restriction négligeable à l’écoulement
l’oscillation de la jauge. Autrement, il est possible
lorsqu’il est ouvert, afin d’éviter une atténuation ex-
d’utiliser un capteur de pression.
cessive de l’onde de pression depuis la source se-
condaire.
6.11 Source secondaire
6.13 Montage
6.11.1 Un dispositif capable d’engendrer une onde
de pression doit être monté comme représenté à la tuyauterie de refoule ment, les soupapes et la
figure 1. rce secondaire doiven t être mon tées de fa çon à
---------------------- Page: 12 ----------------------
0 ISO ISO 10767-1:1996(F)
7.3.1 Ouvrir le clapet sphérique (6.12). Faire fonc-
éviter une vibration excessive, et doivent avoir un
tionner la source secondaire pendant une durée suffi-
support approprié.
sante pour qu’elle atteigne une position stable avant
d’effectuer des mesurages.
7 Mode opératoire d’essai
7.3.2 Mesurer au moins dix composants de fré-
7.1 Généralités
quence depuis les capteurs de . pression, suffisant
pour couvrir la gamme de fréquences depuis la fré-
Le mode opératoire d’essai comporte deux parties
quence de pompage de la pompe d’essai jusqu’à dix
séparées: évaluation de l’impédance de la source
fois cette fréquence de pompage.
d’une part et de l’onde d’écoulement de la source
d’autre part. L’onde d’écoulement de la source ne
peut être évaluée sans que l’impédance de la source
7.3.3 Si la méthode 1 est utilisée (6.7.1), analyser
ait été préalablement évaluée. L’acquisition des don-
l’onde de pression en utilisant la procédure décrite en
nées et la compression des données sont géné-
B4 . .
ralement effectuées séparément.
Avant de commencer une série d’essais, faire fonc-
7.3.4 Si la méthode 2 est utilisée (6.7.2), analyser
tionner la pompe pendant une durée suffisante pour
l’onde de pression en utilisant la procédure décrite en
purger l’air du système et pour stabiliser toutes les
B5 . .
variables, y compris l’état du fluide, dans les limites
données dans le tableau 1.
7.3.5 Choisir si un modèle mathématique de para-
mètre réparti ou de paramètre concentré doit être
7.2 Séries d’essais
utilisé, comme décrit en B.6. Appliquer un modèle
mathématique à l’impédance de la source en utilisant
Pour chaque essai, répéter le mode opératoire décrit
la procédure décrite en B.6.1 pour un modèle de pa-
en 7.3 à 7.5.
ramètre réparti, ou en B.6.2 pour un modèle de para-
mètre concentré.
L’essai est nul si la valeur crête à crête de l’onde de
pression à l’un ou à l’autre capteur de pression est
supérieure à 50 % de la valeur de la pression
7.3.6 Dans certaines circonstances, il peut être pos-
moyenne. [Si nécessaire, il est possible d’éviter cette
sible d’obtenir une bonne corrélation entre I’impé-
situation en modifiant la longueur de la tuyauterie Z
dance de la source mesurée de façon expérimentale
(6.7) .]
et le modèle mathématique. Si c’est le cas, la techni-
que d’ajustement de courbe n’est pas appropriée. II
7.3 Évaluation de l’impédance de la source
est alors nécessaire d’évaluer l’impédance de la
source aux fréquences harmoniques de la pompe par
Dans cette partie de l’essai, l’onde de pression depuis
interpolation linéaire. Dans ce but, l’impédance de la
la source secondaire est prise en considération. II est
source à une fréquence harmonique de pompe doit
essentiel que cela soit mesuré isolément de l’onde
être évaluée par interpolation entre l’impédance de la
de pression produite par la pompe d’essai. Cela peut
source mesurée à la fréquence la plus proche au-
être obtenu en respectant chacun des critères sui-
dessus et au-dessous de la fréquence harmonique de
vants.
la pompe, à condition que ces fréquences soient
conformes à ce qui suit:
a) L’onde de pression ne doit être mesurée qu’à des
fréquences harmoniques de la source secondaire.
Si un signal de déclenchement est exigé par
l’instrument, celui-ci doit également être pris de-
puis la source secondaire.
où
b) L’instrument d’analyse de l’onde de pression doit
est la fréquence de I’harmonique ileme de
f i
échantillonner les signaux d’onde de pression sur
la pompe d’essai;
une durée suffisante pour fou
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10767-I
Première édition
1996-04-01
Transmissions hydrauliques -
Détermination des niveaux d’onde de
pression engendrés dans les circuits et
composants -
Partie 1:
Méthode de précision pour les pompes
- Determina tion of pressure ripple levels genera ted
H ydaulic fluid po wer
in systems and components -
Part 1: Precision method for pumps
Numéro de référence
KO 10767-1:1996(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 107674:1996(F)
Sommaire
Page
........................... ......................................... 1
1 Domaine d’application
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
3 Instruments
2
. . .I.
4 Installation de la pompe
3
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 Conditions d’essai
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
6 Montage d’essai
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
7 Mode opératoire d’essai
.......................................................................... 8
8 Rapport d’essai
9 Phrase d’identification (Référence à la présente partie de
................................ ............................................. 10
I’ISO 10767)
Annexes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
A Erreurs et classes de mesurage
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
B Algorithmes de compression de données
................ 22
C Sources de logiciels de compression de données
23
D Bibliographie .
0 ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
0 ISO
ISO 107674:1996(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 10767-I a été élaborée par le comité techni-
que ISOJTC 131, Transmissions hydrauliques et pneumatiques, sous-
comité SC 8, Essais des produits et contrôle de la contamination.
L’ISO 10767 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
Détermination des niveaux d’onde
néra I Transmissions hydrauliques -
de pression engendrés dans les circuits et composants:
- Partie 1: Méthode de précision pour les pompes
- Partie 2: Méthode simplifiée pour les pompes
- Partie 3: Méthode pour les moteurs
Les annexes A et B font partie intégrante de la présente partie de I’ISO
10767. Les annexes C et D sont données uniquement à titre d’infor-
mation.
---------------------- Page: 3 ----------------------
0 ISO
ISO 10767=1:1996(F)
Introduction
issions hydrauliques, l’énergie
Dans les systèmes de transm es t trans mise
et commandée par un liquide sous pression circulant en cire uit fermé . Les
pompes volumétriques sont des composants qui convertissent la puis-
sance mécanique rotative en transmission hydraulique. Pendant le pro-
cessus de conversion de la puissance mécanique en puissance
hydraulique, des fluctuations d’écoulement et de pression et des vi-
brations transmises par la structure sont engendrées.
Ces vibrations transmises par le fluide et par la structure, qui sont engen-
drées principalement par l’écoulement instable produit par la pompe, sont
transmises au travers du système à des niveaux qui dépendent des ca-
ractéristiques de la pompe et du circuit. Ainsi, la détermination de l’onde
de pression engendrée par une pompe est compliquée par l’interaction
entre la pompe et le circuit. La méthode adoptée pour mesurer les niveaux
d’onde de pression d’une pompe doit, par conséquent, être telle qu’elle
élimine cette interaction.
La technique de mesurage décrite dans la présente partie de I’ISO 10767
isole l’onde de pression et/ou d’écoulement de la pompe des effets de ces
interactions de circuit, par un processus mathématique de mesurages
d’onde de pression (voir références [1] à [8]). On obtient un facteur de
mérite pour la pompe, qui permet à des pompes de types et de fabrication
différents d’être comparées en tant que générateurs d’onde de pression.
Cela permet au concepteur de la pompe d’évaluer l’effet des modifications
de conception sur les niveaux d’onde de pression produits par la pompe
en fonctionnement. Cela permet également au concepteur du système
hydraulique d’éviter de choisir des pompes dont les niveaux d’onde de
pression sont élevés.
Cette méthode est basée sur l’application d’une théorie de ligne de
transmission d’ondes planes à l’analyse des fluctuations de pression dans
des systèmes hydrauliques [9]. En évaluant les caractéristiques de I’im-
pédante du circuit dans lequel la pompe refoule et l’impédance de la
pompe elle-même, il est possible d’isoler l’onde d’écoulement et/ou l’onde
de pression de la source de la pompe des interactions du circuit. Les ca-
ractéristiques de l’impédance du circuit peuvent être évaluées en analy-
sant les mesurages d’onde de pression en deux ou plusieurs endroits le
long d’une tuyauterie, lorsque la tuyauterie est raccordée à l’orifice de re-
foulement de la pompe. Cependant, afin de caractériser entièrement I’im-
pédante du système, il n’est pas suffisant de mesurer l’onde de pression
engendrée par la pompe seule, car des informations insuffisantes sont
disponibles pour que l’impédance de la pompe soit évaluée. La méthode
de la source secondaire utilise une autre source d’onde de pression à
l’extrémité opposée de la conduite de refoulement. Le mesurage de cette
onde de pression permet à l’impédance de la source de la pompe d’être
évaluée. Des informations suffisantes sont alors disponibles pour évaluer
l’onde d’écoulement et l’onde de pression de la source de la pompe.
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
0 ISO
SO 107674:1996(F)
En raison de la complexité de l’analyse, un traitement de données est ef-
fectué, de préférence en utilisant un ordinateur numérique. Des logiciels
appropriés sont disponibles à partir de deux sources (voir annexe C).
---------------------- Page: 5 ----------------------
Page blanche
---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE 0 KO ISO 10767-1:1996(F)
Transmissions hydrauliques - Détermination des
niveaux d’onde de pression engendrés dans les circuits
et composants -
Partie 1:
Méthode de précision pour les pompes
La présente partie de I’ISO 10767 est applicable à
1 Domaine d’application
tous les types de pompes volumétriques fonctionnant
dans des conditions stabilisées, indépendamment de
la taille, à condition que la fréquence de pompage se
La présente partie de I’ISO 10767 prescrit une mé-
situe dans la gamme de 50 Hz à 400 Hz.
thode de détermination d’une valeur nominale des ni-
veaux d’onde d’écoulement de la source,
d’impédance de la source et d’onde de pression, en-
gendrés par des pompes hydrauliques volumétriques.
2 Définitions
Les valeurs nominales sont obtenues sous la forme
de
Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 10767,
les définitions suivantes s’appliquent.
a) l’amplitude d’onde d’écoulement de la source, en
litres par seconde, sur dix harmoniques indivi-
2.1 onde d’écoulement de la source: Composant
duelles de fréquence de pompage;
fluctuant de débit engendré à l’intérieur de la pompe,
qui est indépendant des caractéristiques du circuit
l’amplitude d’impédance de la source, en newtons
b)
relié.
la puissance cinq
secondes par mètre à
[(Ns)/m5], et phase, en degrés, sur dix harmoni-
2.2 onde d’écoulement: Composant fluctuant de
ques individuelles de fréquence de pompage;
débit dans le fluide hydraulique, provoqué par I’inter-
action entre l’onde d’écoulement de la source et le
c) l’amplitude d’onde de pression anéchoïque, en
système.
bars), sur 10 harmoniques de la fréquence de
pompage;
2.3 onde de pression: Composant fluctuant de
pression dans le fluide hydraulique, provoqué par
d) l’onde de pression anécho’ique efficace globale,
l’interaction entre l’onde d’écoulement de la source
en bars;
et le système.
e) l’amplitude d’onde de pression acoustique de
2.4 onde de pression anéchoïque: Onde de pres-
court-circuit, en bars, sur dix harmoniques de fré-
sion qui serait engendrée à l’orifice de refoulement
quence de pompage;
de la pompe lorsqu’elle refoule dans une tuyauterie
rigide infiniment longue, de même diamètre intérieur
f) l’onde de pression acoustique de court-circuit ef-
ficace, globale, en bars. que l’orifice de refoulement de la pompe.
1) 1 bar=105 Pa =105 N/m2
---------------------- Page: 7 ----------------------
0 ISO
ISO 10767=1:1996(F)
2.5 onde de pression acoustique de II est inutile que les instruments réagissent à une
pression de régime permanent, et il peut être avanta-
court-circuit: Onde de pression qui serait engendrée
geux de filtrer tout composant de signal de régime
à l’orifice de refoulement de la pompe lorsqu’elle re-
permanent en utilisant un filtre passe-haut. Ce filtre
foule dans un circuit d’impédance infinie.
ne doit pas introduire une amplitude ou une erreur de
Rapport complexe de l’onde de phase supplémentaire qui dépasse 1 % ou 2 %, res-
2.6 impédance:
pectivement, à la fréquence de pompage.
pression avec l’onde d’écoulement se produisant à un
point donné dans un système hydraulique et à une
fréquence donnée.
3.3 Analyse de fréquence de l’onde de
pression
2.7 impédance de la source: Impédance d’une
pompe à l’orifice de refoulement.
Un instrument approprié doit être utilisé pour mesurer
l’amplitude et la phase de l’onde de pression, sur au
2.8 harmonique: Composant sinusoïdal de l’onde
moins dix harmoniques de la fréquence de pompage.
de pression ou de l’onde d’écoulement se produisant
à un multiple entier de la fréquence de pompage. L’instrument doit pouvoir mesurer l’onde de pression
depuis deux ou trois capteurs de pression (6.7), de
NOTE 1 Une harmonique peut être représentée par son
façon que, pour une harmonique particulière, les me-
amplitude et sa phase, ou bien par ses composants réels
surages effectués à partir de chaque capteur soient
et imaginaires.
synchronisés dans le temps les uns par rapport aux
autres. Cela peut être obtenu en échantillonnant
2.9 fréquence de pompage: Fréquence donnée par
l’onde de pression depuis chaque capteur de pression
le produit de la fréquence de rotation de l’arbre et le
simultanément ou en échantillonnant chaque capteur
nombre d’éléments de pompage sur cet arbre. Elle
de pression séparément mais par rapport à un signal
est exprimée en hertz.
de déclenchement obtenu depuis une référence fixe
sur l’arbre de la pompe ou l’entraînement de la source
2.10 fréquence de rotation de l’arbre: Fréquence,
secondaire, celui qui convient.
en hertz, donnée par la vitesse de rotation de l’arbre,
en tours par minute, divisée par 60.
L’instrument doit avoir une précision et une résolution
pour les mesurages d’harmoniques comme suit, sur
la gamme de fréquences 50 Hz à 4 000 Hz:
3 Instruments
a) amplitude de + 1 %;
-
3.1 Mesurages statiques
b) phase de + 1”;
-
Les instruments utilisés pour mesurer
c) fréquence de + 0,5 %.
-
a) le débit moyen du fluide, La conformité aux tolérances ci-dessus entraînera une
incertitude dans la valeur nominale d’onde de pres-
b) la pression moyenne du fluide, sion efficace globale de + 10 %.
-
c) la vitesse de rotation de l’arbre et
4 Installation de la pompe
d) la température du fluide
4.1 Généralités
doivent satisfaire aux exigences de précision de me-
surage de ((classe industrielle)), à savoir classe C,
La pompe doit être installée dans la position recom-
données dans l’annexe A.
mandée par le fabricant et montée de façon telle que
la réaction du montage à la vibration de la pompe soit
minimisée.
3.2 Mesurages dynamiques
4.2 Vibration de l’entraînement
Les inst ruments utilisés pour mesurer l’onde de
presston doivent avoir les caractéristiques suivantes:
uple ments as-
Le moteur d’entraîne ment et les acco
vi brat ion
sociés ne doivent pas en gendrer de
a) fréquence de résonance 2 30 kHz;
torsionnell e de l’arbre de la pom pe. Si néces saire, la
I
b) linéarité < + 1 %. pompe et I unité d’en traînement doive nt être isolées
-
2
---------------------- Page: 8 ----------------------
0 ISO ISO 10767=1:1996(F)
l’une de l’autre pour éliminer la vibration engendrée
par le moteur d’entraînement. Tableau 2 - Précision exigée concernant les
données de propriété du fluide
Propriété Précision exigée
I
4.3 Signal de référence
Masse volumiquel) + 2 %
Viscositél) + 5 %
-
Un moyen de produire un signal de référence à la ro-
Masse de compressibilité
tation de l’arbre de la pompe doit être inclus. Le signal
+ 5 %
-
isentropique tangentielle*)
doit être une impulsion électrique survenant une fois
par révolution, avec des flancs montants et descen-
1) Voir référence CIO].
dants distincts. Ce signal est utilisé comme mesure
2) Voir référence [Il].
de la vitesse de rotation de l’arbre et peut être utilisé,
si nécessaire, pour fournir une référence de phase
et/ou un signal de déclenchement pour l’instrument
5.4 Module de compressibilité
d’analyse de l’onde de pression.
Le module de compressibilité isentropique tangentiel
du fluide doit être connu avec une précision contenue
dans les limites prescrites dans le tableau2. Comme
cela n’est pas toujours faisable, B.4.2 détaille une
5 Conditions d’essai
méthode par laquelle le module de compressibilité
peut être évalué avec une précision suffisamment
élevée.
5.1 Généralités
6 Montage d’essai
Les conditions de fonctionnement exigées doivent
6.1 Généralités
être conservées tout au long de chaque essai, dans
les limites prescrites dans le tableau 1.
Le montage d’essai doit être installé comme repré-
senté à la figure 1. Le montage d’essai doit comporter
Tableau 1 - Écarts admissibles dans des tous les filtres de fluide, refroidisseurs de fluide, ré-
conditions d‘essai servoirs, soupapes de charge et toutes pompes an-
nexes exigés pour satisfaire aux conditions de
Paramètre d’essai Écarts admissibles
fonctionnement hydraulique de la pompe. Les carac-
téristiques spécifiques sont décrites de 6.2 à 6.13.
+ 2 %
Écoulement moyen -
+ 2 %
Pression moyenne -
6.2 Fluide d’essai
Fréquence moyenne de rotation
+ 1 %
de l’arbre
Le type d’essai hydraulique et la qualité du filtrage
& 2 “C
Température doivent être conformes aux recommandations du fa-
bricant de la pompe.
6.3 Pompe
5.2 Température du fluide
La pompe doit être installée telle qu’elle a été livrée.
La température du fluide doit être celle mesurée à
6.4 Conduite d’aspiration
l’aspiration de la pompe.
Le diamètre intérieur de la conduite d’aspiration de la
pompe doit être conforme aux recommandations du
fabricant de la pompe. Afin d’empêcher des fuites
5.3 Masse volumique et viscosité
d’air dans le circuit, il convient de faire attention lors
de l’assemblage des conduites d’aspiration. La pres-
La masse volumique et la viscosité du fluide doivent
sion d’alimentation doit être conforme aux recom-
être connues avec une précision contenue dans les
mandations du fabricant de la pompe et, si
limites prescrites dans le tableau 2.
nécessaire, une pompe relais doit être utilisée.
3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 107674:1996(F)
Accouplement d’isolation
à vibration torsionnelCe
(si nécessaire)
Manomètre Manomètre
a
,
1
1 c:
Indicateur de
température
Tuyauterie rigide
droite (voir figure 2)
- Diagramme de circuit pour montage d’essai de source secondaire
Figure 1
pression doivent être montés sur sa longueur, comme
6.5 Manomètre à l’aspiration
représenté à la figure2. La tuyauterie doit être sup-
portée de façon telle que la vibration de la tuyauterie
Le manomètre à l’aspiration doit être monté à la
soit réduite.
même hauteur que le raccord de l’aspiration ou doit
être étalonné pour toute différence de hauteur.
Les capteurs de pression doivent être montés de fa-
çon telle que leurs diaphragmes affleurent à la paroi
6.6 Raccordement à l’orifice de refoulement
intérieure de la canalisation à k 0,5 mm. Ni soupape
ni manomètre ni tuyau flexible ne doivent être instal-
de la pompe
lés entre l’orifice de refoulement de la pompe et le
L’adaptateur raccordan t l’orifice de refo ulem ent de la
point ((A)) comme représenté à la figure 1.
tuyauterie de refoulement doit avoir un
pompe à la
Deux autres spécifications sont données pour la
diamètre intérieur qui n’est pas différent du diamètre
conduite de refoulement de la pompe, selon que l’on
de la tuyauterie de refoulement de plus de 10 % en
connaît le module de compressibilité isentropique
tout point. Ces variations dans le diamètre intérieur
tangentiel du fluide dans les limites précisées dans le
doivent se produire sur une longueur ne dépassant
tableau2. Ces possibilités sont connues sous le nom
pas deux fois le diamètre intérieur de la tuyauterie.
de ((méthode 1)) et ((méthode 2)). La méthode 1 peut
L’adaptateur doit être disposé de façon à empêcher
être utilisée dans toutes les situations. Cependant, si
la formation de poches d’air à l’intérieur de celle-ci.
le module de compressibilité isentropique tangentiel
La tuyauterie de refoulement doit être montée
est connu dans les limites précisées dans le
en ligne avec l’orifice de refoulement de la pompe,
tableau 2, il est possible de faire des économies en
sans aucun changement de sens.
utilisant la méthode 2.
Si la méthode 1 est utilisée, monter la conduite de
6.7 Conduite de refoulement de la pompe
refoulement de la pompe conformément à 6.7.1. Si
La tuyauterie de refoulement doit être une conduite l’on utilise la méthode 2, la monter conformément à
métallique droite, rigide et uniforme. Les capteurs de 6.7.2.
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 10767-1:1996(F)
Tuyauterie rigide apteur de pression
(méthodelseulement)
Bloc demontagepoursoupapedechargement,
L Pompe Capteursde pression
soupapedesûreté,manomètreetsourcesecondaire
Figure 2 - Disposition de la tuyauterie de refoulement
6.7.1 Méthode 1 doivent être choisies selon la fréquence de pompage.
Lorsque la série d’essais comporte une gamme de
Trois capteurs de pression sont exigés pour cette fréquences de pompage, les dimensions doivent être
choisies par rapport à la fréquence de pompage
méthode et montés comme représenté à la figure2.
maximale dans cette série. Le rapport de vitesse
Les dimensions de la tuyauterie de refoulement doi-
vent être choisies selon la fréquence de pompage. maximale à minimale pour un espacement choisi de
Lorsque la série d’essais comporte une gamme de capteur ne doit pas dépasser 4:l. Si la gamme de vi-
tesses d’une série dépasse cette limite, des espa-
vitesses de pompe, les dimensions doivent être choi-
cements différents pour les capteurs sont exigés.
sies par rapport à la fréquence de pompage minimale,
Omi”’ dans cette série. La longueur totale de la
f
La distance entre les capteurs de pression doit être
tuyauterie de refoulement, 2, et la distance des cap-
telle qu’elle est donnée par l’équation suivante, à
teurs de pression à la pompe, x1, x2 et x3, sont pres-
crits dans le tableau 3. 1 % près:
JK
Tableau 3 - Longueur de la tuyauterie et
x2 - x1 =
(67 x Ai, max>
positions des capteurs: Méthode 1
Longueur de la Fréquence minimale de pompage,
où
tuyauterie et
Hz
positions des
est la fréquence de pompage maximale,
f O,max
506 fb,i,< 100 100
capteurs
* , * I
en hertz;
0,15 m + 1 % 0,l m + 1 %
Xl
0,43 m+ 1 %
0,85 m I 1 % B est le module de compressibilité effectif,
X2
eff
1,85 m T 1 % 0,9 m -tQ %
- -
en bars, (voir B.3);
X3
l au moins 2 m au moins 1 m
est la masse volumique, en kilogrammes
e
par mètre cube.
Le premier capteur de pression doit être situé aussi
6.7.2 Méthode 2
près que possible de la bride de la pompe et pas plus
loin que (x2 -
x1) m. La longueur Z doit être au moins
Deux capteurs de pression sont nécessaires pour
(x2 + 1 Od) m, où d est le diamètre intérieur de la
cette méthode et ils doivent être montés comme re-
tuyauterie.
présenté à la figure2. La longueur de la tuyauterie de
refoulement et les positions des capteurs de pression
5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 10767~1:7996(F) 0 ISO
.
6.7.3 Étalonnage des capteurs de pression 6.11.2 L’onde de pression depuis la source secon-
daire doit couvrir la gamme de fréquences depuis la
L’étalonnage des capteurs de pression et le condi-
fréquence de pompage de la pompe d’essai jusqu’à
tionnement du signal sont nécessaires. Un étalonnage
au moins dix fois la fréquence de pompage.
relatif doit être réalisé en montant les capteurs de
pression dans un bloc commun de façon qu’ils me-
6.11.3 L’onde de pression depuis la source secon- .
surent la même onde d’essai. Ce bloc commun doit
daire doit avoir une forme périodique. La source se-
être tel que les capteurs de pression sont dans la
condaire doit produire soit une forme d’onde de
même position axiale et pas éloignés de plus de
pression multiharmonique, soit une forme d’onde de
20 mm.
pression qui peut être balayée en étapes de fré-
quence discrète afin de couvrir la gamme précisée en
Utiliser la source secondaire (6.1 1) pour engendrer
6.11.2. L’onde de pression doit pouvoir être mesurée
une onde de pression. Mesurer la relation amplitude
à un minimum de dix fréquences sur cette gamme.
et phase entre les capteurs de pression pour une
Les fréquences harmoniques depuis la source secon-
gamme de fréquences couvrant la gamme complète
daire ne doivent pas varier de plus de 0,5 % une fois
concernée (7.3.2) en utilisant un capteur comme ré-
que la condition de fonctionnement stable a été ob-
férence. Pour les capteurs piézo-résistifs, le capteur
tenue.
de référence peut être étalonné statiquement en uti-
lisant, par exemple, une machine d’essai à poids mort.
6.11.4 II est nécessaire que les fréquences des
Si des capteurs piézo-électriques et des amplifi-
composants de l’onde de pression depuis la source
cateurs de charge sont utilisés, un capteur piézo-
secondaire soient différentes de celles de la pompe
résistif étalonné peut être utilisé comme référence
d’essai, afin qu’elles puissent être mesurées sans in-
aux effets d’étalonnage dynamique. L’amplitude et les
terférence.
différences de phase à chaque fréquence doivent être
connues à 3 % et 2” près pour la méthode 1, ou à
3 % et 0,5” pour la méthode 2. Ces différences doi- 6.11.5 Les dispositifs suivants se trouvent parmi les
dispositifs possibles qui sont adaptés à la source se-
vent être corrigées dans les essais (voir article 7).
condaire.
6.8 Distributeur de charge
Pompe volumétrique: une pompe à piston est
a)
susceptible de fournir des composants harmoni-
Le chargement de la pompe doit être effectué en uti-
ques forts sur une gamme de fréquences plus
lisant un robinet à pointeau ou l’équivalent. Un distri-
large, par exemple, qu’une pompe à engrenages,
buteur ayant des pièces mobiles, comme un limiteur
et elle est donc sans doute plus appropriée.
de pression, ne doit pas être utilisé aux effets de
chargement.
Système de purge intermittent, comme un cla-
b)
pet à tiroir rotatif qui permet à l’écoulement de
passer dans la ligne de retour pendant une partie
6.9 Soupape de sûreté
de sa rotation.
Une soupape de sûreté peut être montée à des effets
Dispositif piston et vibrateur électro-
d
de sécurité. La soupape doit être réglée pour réduire
mécanique.
la pression lorsque celle-ci est supérieure d’au moins
20 % à la pression d’essai moyenne.
6.12 Clapet sphérique
6.10 Manomètre
Un clapet sphérique peut être utilisé pour isoler la
source secondaire de la partie de pression élevée du
Un manomètre doit être monté comme représenté à
circuit. Ce clapet doit être suffisamment grand pour
la figure 1, avec un clapet de réglage afin de réduire
présenter une restriction négligeable à l’écoulement
l’oscillation de la jauge. Autrement, il est possible
lorsqu’il est ouvert, afin d’éviter une atténuation ex-
d’utiliser un capteur de pression.
cessive de l’onde de pression depuis la source se-
condaire.
6.11 Source secondaire
6.13 Montage
6.11.1 Un dispositif capable d’engendrer une onde
de pression doit être monté comme représenté à la tuyauterie de refoule ment, les soupapes et la
figure 1. rce secondaire doiven t être mon tées de fa çon à
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0 ISO ISO 10767-1:1996(F)
7.3.1 Ouvrir le clapet sphérique (6.12). Faire fonc-
éviter une vibration excessive, et doivent avoir un
tionner la source secondaire pendant une durée suffi-
support approprié.
sante pour qu’elle atteigne une position stable avant
d’effectuer des mesurages.
7 Mode opératoire d’essai
7.3.2 Mesurer au moins dix composants de fré-
7.1 Généralités
quence depuis les capteurs de . pression, suffisant
pour couvrir la gamme de fréquences depuis la fré-
Le mode opératoire d’essai comporte deux parties
quence de pompage de la pompe d’essai jusqu’à dix
séparées: évaluation de l’impédance de la source
fois cette fréquence de pompage.
d’une part et de l’onde d’écoulement de la source
d’autre part. L’onde d’écoulement de la source ne
peut être évaluée sans que l’impédance de la source
7.3.3 Si la méthode 1 est utilisée (6.7.1), analyser
ait été préalablement évaluée. L’acquisition des don-
l’onde de pression en utilisant la procédure décrite en
nées et la compression des données sont géné-
B4 . .
ralement effectuées séparément.
Avant de commencer une série d’essais, faire fonc-
7.3.4 Si la méthode 2 est utilisée (6.7.2), analyser
tionner la pompe pendant une durée suffisante pour
l’onde de pression en utilisant la procédure décrite en
purger l’air du système et pour stabiliser toutes les
B5 . .
variables, y compris l’état du fluide, dans les limites
données dans le tableau 1.
7.3.5 Choisir si un modèle mathématique de para-
mètre réparti ou de paramètre concentré doit être
7.2 Séries d’essais
utilisé, comme décrit en B.6. Appliquer un modèle
mathématique à l’impédance de la source en utilisant
Pour chaque essai, répéter le mode opératoire décrit
la procédure décrite en B.6.1 pour un modèle de pa-
en 7.3 à 7.5.
ramètre réparti, ou en B.6.2 pour un modèle de para-
mètre concentré.
L’essai est nul si la valeur crête à crête de l’onde de
pression à l’un ou à l’autre capteur de pression est
supérieure à 50 % de la valeur de la pression
7.3.6 Dans certaines circonstances, il peut être pos-
moyenne. [Si nécessaire, il est possible d’éviter cette
sible d’obtenir une bonne corrélation entre I’impé-
situation en modifiant la longueur de la tuyauterie Z
dance de la source mesurée de façon expérimentale
(6.7) .]
et le modèle mathématique. Si c’est le cas, la techni-
que d’ajustement de courbe n’est pas appropriée. II
7.3 Évaluation de l’impédance de la source
est alors nécessaire d’évaluer l’impédance de la
source aux fréquences harmoniques de la pompe par
Dans cette partie de l’essai, l’onde de pression depuis
interpolation linéaire. Dans ce but, l’impédance de la
la source secondaire est prise en considération. II est
source à une fréquence harmonique de pompe doit
essentiel que cela soit mesuré isolément de l’onde
être évaluée par interpolation entre l’impédance de la
de pression produite par la pompe d’essai. Cela peut
source mesurée à la fréquence la plus proche au-
être obtenu en respectant chacun des critères sui-
dessus et au-dessous de la fréquence harmonique de
vants.
la pompe, à condition que ces fréquences soient
conformes à ce qui suit:
a) L’onde de pression ne doit être mesurée qu’à des
fréquences harmoniques de la source secondaire.
Si un signal de déclenchement est exigé par
l’instrument, celui-ci doit également être pris de-
puis la source secondaire.
où
b) L’instrument d’analyse de l’onde de pression doit
est la fréquence de I’harmonique ileme de
f i
échantillonner les signaux d’onde de pression sur
la pompe d’essai;
une durée suffisante pour fou
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.