ISO 10534-2
(Main)Acoustics — Determination of acoustic properties in impedance tubes — Part 2: Two-microphones technique for normal sound absorption coefficient and normal surface impedance
Acoustics — Determination of acoustic properties in impedance tubes — Part 2: Two-microphones technique for normal sound absorption coefficient and normal surface impedance
Acoustique — Détermination des propriétés acoustiques aux tubes d’impédance — Partie 2: Méthode à deux microphones pour le coefficient d’absorption sonore normal et l’impédance de surface normale
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Date: 2023-06-01
0 pt, Tab stops: Not at 21.6 pt
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ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
18 pt
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ISO/TC 43/SC 2/WG 32
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Date: 2023-xx
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Secretariat: DIN
Style Definition: ANNEX
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Style Definition: AMEND Heading 1 Unnumbered: Font:
Bold
Formatted: Font: Bold, French (Switzerland)
Formatted: Font: Bold
Acoustics — Determination of acoustic properties in impedance tubes — Part 2:
Two-microphone technique for normal incidence sound absorption coefficient
and normal incidence surface impedance
Acoustique — Détermination des propriétés acoustiques aux tubes d’impédance —
Partie 2: Méthode à deux microphones pour le coefficient d’absorption sonore normal et
l’impédance de surface normale
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2023 Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or
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or posting on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be
requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of the
requester.
ISO copyright office
Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
www.iso.org
Printed in Switzerland
© ISO 2023 – All rights reserved
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
Contents Page
Foreword . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Definitions and symbols . 2
4 Principle . 6
5 Test equipment . 7
5.1 Construction of the impedance tube . 7
5.2 Working frequency range . 7
5.3 Length of the impedance tube . 8
5.4 Microphones. 8
5.5 Positions of the microphones . 9
5.6 Acoustic centre of the microphone . 10
5.7 Test sample holder . 10
5.8 Signal processing equipment . 11
5.9 Loudspeaker . 11
5.10 Signal generator . 11
5.11 Thermometer, barometer and relative humidity . 12
6 Preliminary test and measurements . 12
7 Test specimen mounting . 13
8 Test procedure . 14
8.1 Specification of the reference plane . 14
8.2 Determination of the sound velocity, wavelength and characteristic impedance . 15
8.3 Selection of the signal amplitude . 15
8.4 Selection of the number of averages . 15
8.5 Correction for microphone mismatch . 16
8.5.1 Measurement repeated with the channels interchanged . 16
8.5.2 Predetermined calibration factor . 17
8.6 Determination of the transfer function between the two locations . 19
8.6.1 Cross- and autospectra-based estimate . 19
8.6.2 Frequency-domain deconvolution . 19
8.6.3 Impulse-response based estimate . 20
8.7 Determination of the reflection coefficient . 21
8.8 Determination of the sound absorption coefficient . 21
8.9 Determination of the specific acoustic impedance ratio . 21
8.10 Determination of the specific acoustic admittance ratio . 21
9 Precision . 22
10 Test report . 22
Annex A (normative) Preliminary measurements . 26
A.1 Prior to or following each measurement session or test . 26
A.1.1 Microphone amplitude calibration . 26
A.1.2 Temperature measurement . 26
A.1.3 Air pressure measurement . 26
A.1.4 Relative humidity measurement . 26
A.1.5 Signal-to-noise ratio . 26
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iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
A.2 Periodic calibration . 27
A.2.1 Tube attenuation . 27
A.2.2 Determination of the acoustic centre of a microphone . 28
Annex B (normative) Procedure for the one-microphone technique . 29
Annex C (informative) Theoretical background . 30
Annex D (informative) Error sources . 32
D.1 General . 32
D.2 Bias errors . 32
D.2.1 Time aliasing (Non-periodic signals) . 32
D.2.2 Phase mismatch . 32
D.2.3 Amplitude mismatch . 32
D.3 Random error . 33
D.4 Accuracy of the transfer function . 33
Annex E (informative) Estimation of diffuse sound absorption coefficient of locally reacting
absorbers from the results of this part of ISO 10534 . 35
Annex F (informative) Estimation of intrinsic properties . 36
F.1 The two-cavity method . 36
F.2 The two-thickness method . 37
Bibliography . 38
Foreword . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Definitions and symbols . 2
4 Principle . 6
5 Test equipment . 7
5.1 Construction of the impedance tube . 7
5.2 Working frequency range . 7
5.3 Length of the impedance tube . 8
5.4 Microphones . 8
5.5 Positions of the microphones . 9
5.6 Acoustic centre of the microphone . 10
5.7 Test sample holder . 10
5.8 Signal processing equipment . 11
5.9 Loudspeaker . 11
5.10 Signal generator . 11
5.11 Thermometer, barometer and relative humidity . 12
6 Preliminary test and measurements . 12
7 Test specimen mounting . 13
8 Test procedure . 14
8.1 Specification of the reference plane . 14
8.2 Determination of the sound velocity, wavelength and characteristic impedance . 15
8.3 Selection of the signal amplitude . 15
8.4 Selection of the number of averages . 15
8.5 Correction for microphone mismatch . 16
8.5.1 Measurement repeated with the channels interchanged . 16
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iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
8.5.2 Predetermined calibration factor . 17
8.6 Determination of the transfer function between the two locations . 19
8.6.1 Cross- and autospectra-based estimate . 19
8.6.2 Frequency-domain deconvolution . 19
8.6.3 Impulse-response based estimate . 20
8.7 Determination of the reflection coefficient . 21
8.8 Determination of the sound absorption coefficient . 21
8.9 Determination of the specific acoustic impedance ratio . 21
8.10 Determination of the specific acoustic admittance ratio . 21
9 Precision . 22
10 Test report . 22
Annex A (normative) Preliminary measurements . 26
Annex B (normative) Procedure for the one-microphone technique . 29
Annex C (informative) Theoretical background . 30
Annex D (informative) Error sources . 32
Annex E (informative) Estimation of diffuse sound absorption coefficient of locally reacting
absorbers from the results of this part of ISO 10534 . 35
Annex F (informative) Estimation of intrinsic properties . 36
Bibliography. 38
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v
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ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards Formatted: Adjust space between Latin and Asian text,
Adjust space between Asian text and numbers
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for 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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documentsdocument should be noted. This document was drafted in accordance
with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see
www.iso.org/directiveswww.iso.org/directives).
Attention is drawnISO draws attention to the possibility that some of the elementsimplementation of this
document may beinvolve the subjectuse of (a) patent(s). ISO takes no position concerning the evidence,
validity or applicability of any claimed patent rights. in respect thereof. As of the date of publication of
this document, ISO had not received notice of (a) patent(s) which may be required to implement this
document. However, implementers are cautioned that this may not represent the latest information,
which may be obtained from the patent database available at www.iso.org/patents. ISO shall not be held
responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the
development of the document will be in the Introduction
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and/or on the Formatted: Adjust space between Latin and Asian text,
Adjust space between Asian text and numbers
ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents). does not constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World
Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.htmlwww.iso.org/iso/foreword.html. Formatted: English (United States)
International Standard ISO 10534-2This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 43, Formatted: English (United States)
Acoustics, Subcommittee SC 2, Building acoustics.
Formatted: English (United States)
Formatted: English (United States)
ISO 10534 currently consists of , in collaboration with the following parts:
Formatted: English (United States)
— Part 1: Method using standing wave ratio
— Part 2: 2-microphone techniqueEuropean Committee for normal incidence sound absorption Formatted: English (United States)
coefficientStandardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 126, Acoustics properties of building
products and normal incidence surface impedance Formatted: Font: Italic, English (United States)
Annexes Aof buildings, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and B Formatted: Foreword Text, Adjust space between Latin
and Asian text, Adjust space between Asian text and
form an integral part of this part of ISO 10534. Annexes C to G are for information only.CEN (Vienna
numbers
Agreement).
Formatted: Default Paragraph Font, English (United
States)
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10534-2:1998), which has been technically
revised. Formatted: English (United States)
© ISO 2023 – All rights reserved
vi
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
The main change of this ISO version is changes are as follows: Formatted: English (United States)
— the introduction of the measurement procedure to estimate the characteristic properties of porous Formatted: List Continue 1, Adjust space between Latin
and Asian text, Adjust space between Asian text and
materials (characteristic impedance, wavenumber, dynamic mass density, dynamic bulk modulus) in
numbers
an informative annex. The signal processing techniques have been updated since the first version of
this standard, which was published in 1998document.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
© ISO 2023 – All rights reserved
vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
Formatted: Justified
Acoustics — Determination of acoustic properties in
impedance tubes — Part 2: Two-microphone technique for
normal incidence sound absorption coefficient and normal
incidence surface impedance
1 Scope
This test method covers the use of an impedance tube, two microphone locations and a frequency analysis
system for the determination of the sound absorption coefficient of sound absorbing materials for normal
incidence sound incidence. It can also be applied for the determination of the acoustical surface
impedance or surface admittance of sound absorbing materials. As an extension, it can also be used to
assess intrinsic properties of homogeneous acoustical materials such as their characteristic impedance,
characteristic wavenumber, dynamic mass density and dynamic bulk modulus.
[1]
The test method is similar to the test method specified in ISO 10534-1 in that it uses an impedance tube Formatted: Pattern: Clear
with a sound source connected to one end and the test sample mounted in the tube at the other end.
Formatted: Pattern: Clear
However, the measurement technique is different. In this test method, plane waves are generated in a
Formatted: Pattern: Clear
tube by a sound source, and the decomposition of the interference field is achieved by the measurement
Formatted: Pattern: Clear
of acoustic pressures at two fixed locations using wall-mounted microphones or an in-tube traversing
microphone, and subsequent calculation of the complex acoustic transfer function and quantities
reported in the previous paragraph. The test method is intended to provide an alternative, and generally
[1]
much faster, measurement technique than that of ISO 10534-1 .
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Normal incidence absorption coefficients coming from impedance tube measurements are not
comparable with random incidence absorption coefficients measured in reverberation rooms according
Formatted: Pattern: Clear
[[2]]
to ISO 354. . The reverberation room method will (under ideal conditions) determine the sound
Formatted: Pattern: Clear
absorption coefficient for diffuse sound incidence. However, the reverberation room method requires
Formatted: Pattern: Clear
test specimens which are rather large. The impedance tube method is limited to studies at normal and
Formatted: Pattern: Clear
plane incidence and requires samples of the test object which are of the same size as the cross-section of
the impedance tube. For materials that are locally reacting only, diffuse incidence sound absorption Formatted: Pattern: Clear
coefficients can be estimated from measurement results obtained by the impedance tube method (see
Annex E).
Formatted: Pattern: Clear
+ jtω
Through the whole document, a e time convention is used.
2 Normative references
The following document is referred to in the text in such a way that some ot its content constitutes
requirements to this document. The latest edition of the referenced document (including any
amendments) applies.
ISO 266, Acoustics — Preferred frequencies
There are no normative references in this document.
3 Terms, Definitionsdefinitions and symbols
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
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1
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
ISO and IEC maintain terminologicalterminology databases for use in standardization at the following
addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https://www.iso.org/obphttps://www.iso.org/obp
Commented [eXtyles1]: URL Validation failed:
https://www.iso.org/obp returns an unknown connection
failure. (connection error "Error 12031:
— IEC Electropedia: available at https://www.electropedia.org/.https://www.electropedia.org/
ERROR_INTERNET_CONNECTION_RESET").
Formatted: English (United States)
3.1
sound absorption coefficient at normal incidence Formatted: Adjust space between Latin and Asian text,
Adjust space between Asian text and numbers, Tab stops:
α
n
Not at 19.85 pt + 39.7 pt + 59.55 pt + 79.4 pt + 99.25
ratio of the sound power dissipated inside the test object to the incident sound power for a plane wave
pt + 119.05 pt + 138.9 pt + 158.75 pt + 178.6 pt +
198.45 pt
at normal incidence
Formatted: English (United States)
Note 1 to entry: “Plane wave” here describes a wave whose value, at any moment, is constant over any plane
perpendicular to its direction of propagation. “Normal incidence” describes the direction of the longest axis of the
impedance tube.
3.2
sound pressure reflection coefficient at normal incidence
r
complex ratio of the reflected wave sound pressure amplitude to that of the incident wave in the reference
plane for a plane wave at normal incidence
3.3
reference plane
cross-section of the impedance tube for which the reflection factor r or the impedance Z or the admittance
G are determined and which is usually the surface of the test object, if flat
Note 1 to entry: The reference plane is assumed to be at x = 0.
3.4
normal-incidence surface impedance
Z
ratio of the complex sound pressure p(x= = 0) to the normal component of the complex sound particle Formatted: Font: Not Italic
velocity v(x= = 0) at an individual frequency in the reference plane defined as x= = 0
Formatted: Font: Not Italic
Formatted: Font: Not Italic
Note 1 to entry: The particle velocity vector has a positive direction pointing towards the interior of the tested
object.
3
Note 2 to entry: Z is expressed in newton second per cubic meter (Ns/m )
3.5
normal-incidence surface admittance
G
inverse of the normal-incidence surface impedance Z
3
Note 1 to entry: G is expressed in cubic meter per newton per second (m /N/s)
3.6
wave number in air
k
0
variable, expressed in radian per metre, defined by
© ISO 2023 – All rights reserved
2
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
k ω /2c π f /2c π / λ
00 0 0
k =ωλ/2c =π=f /2c π / Field Code Changed
00 0 0
where
ω
is the angular frequency,
f is the frequency,
c is the speed of sound in the air,
0
λ is the wavelength in air.
0
′ ′′ ′
Note 1 to entry: In general, the wave number is complex, so that k k− jk where k is the real component
0 0 0 0
′′
and k is the imaginary component (which is the attenuation constant).
0
Note 2 to entry: k′ is expression in radian per metre.
0
3.7
material characteristic wave number
k
c
variable, expressed in radian per meter, defined by
k ω / c 2/π f c ωρ / K
c eq eq
Field Code Changed
k =ω / c=2/π=f c ωρ / K
c eq eq
where
c is the speed of sound inside the material; Formatted Table
ρ is the material dynamic mass density (defined in 3.9);
Formatted: Pattern: Clear
eq
K
is the material bulk modulus (defined in 3.10) Formatted: Pattern: Clear
eq
3.8
material
...
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 10534-2
ISO/TC 43/SC 2
Acoustics — Determination of acoustic
Secretariat: DIN
properties in impedance tubes —
Voting begins on:
2023-07-07
Part 2:
Voting terminates on:
Two-microphone technique for
2023-09-01
normal sound absorption coefficient
and normal surface impedance
Acoustique — Détermination des propriétés acoustiques aux tubes
d’impédance —
Partie 2: Méthode à deux microphones pour le coefficient d’absorption
acoustique normal et l’impédance de surface normale
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. © ISO 2023
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 10534-2
ISO/TC 43/SC 2
Acoustics — Determination of acoustic
Secretariat: DIN
properties in impedance tubes —
Voting begins on:
Part 2:
Voting terminates on:
Two-microphone technique for
normal sound absorption coefficient
and normal surface impedance
Acoustique — Détermination des propriétés acoustiques aux tubes
d’impédance —
Partie 2: Méthode à deux microphones pour le coefficient d’absorption
acoustique normal et l’impédance de surface normale
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ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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or ISO’s member body in the country of the requester.
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
ISO copyright office
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
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IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
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BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
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LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
Published in Switzerland
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
ii
© ISO 2023 – All rights reserved
NATIONAL REGULATIONS. © ISO 2023
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and symbols . 1
4 Principle . 5
5 Test equipment .5
5.1 Construction of the impedance tube . 5
5.2 Working frequency range . 6
5.3 Length of the impedance tube . 7
5.4 Microphones . 7
5.5 Positions of the microphones . 7
5.6 Acoustic centre of the microphone . 8
5.7 Test sample holder. 8
5.8 Signal processing equipment . 9
5.9 Loudspeaker . 9
5.10 Signal generator. 9
5.11 Thermometer, barometer and relative humidity . 9
6 Preliminary test and measurements .10
7 Test specimen mounting .11
8 Test procedure .12
8.1 Specification of the reference plane .12
8.2 Determination of the sound velocity, wavelength and characteristic impedance .12
8.3 Selection of the signal amplitude . 13
8.4 Selection of the number of averages . 13
8.5 Correction for microphone mismatch . 13
8.5.1 Measurement repeated with the channels interchanged .13
8.5.2 Predetermined calibration factor . 14
8.6 Determination of the transfer function between the two locations .15
8.6.1 General .15
8.6.2 Cross- and autospectra-based estimate . 15
8.6.3 Frequency-domain deconvolution . 16
8.6.4 Impulse-response based estimate . 16
8.7 Determination of the reflection coefficient . 17
8.8 Determination of the sound absorption coefficient . 17
8.9 Determination of the specific acoustic impedance ratio . 17
8.10 Determination of the specific acoustic admittance ratio . 17
9 Precision .18
10 Test report .18
Annex A (normative) Preliminary measurements .21
Annex B (normative) Procedure for the one-microphone technique .23
Annex C (informative) Theoretical background .24
Annex D (informative) Error sources .26
Annex E (informative) Estimation of diffuse sound absorption coefficient α of locally
st
reacting absorbers from the results of this document .28
Annex F (informative) Estimation of intrinsic properties .29
Bibliography .31
iii
© ISO 2023 – All rights reserved
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 10534-2:2023(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. Each member body interested in a subject for 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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use
of (a) patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed
patent rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received
notice of (a) patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are
cautioned that this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent
database available at www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all
such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 43 Acoustics, Subcommittee SC 2,
Building acoustics, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical
Committee CEN/TC 126, Acoustics properties of building products and of buildings, in accordance with
the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10534-2:1998), which has been
technically revised.
The main changes are as follows:
— the introduction of the measurement procedure to estimate the characteristic properties of porous
materials (characteristic impedance, wavenumber, dynamic mass density, dynamic bulk modulus)
in an informative annex. The signal processing techniques have been updated since the first version
of this document.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
© ISO 2023 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
Acoustics — Determination of acoustic properties in
impedance tubes —
Part 2:
Two-microphone technique for normal sound absorption
coefficient and normal surface impedance
1 Scope
This test method covers the use of an impedance tube, two microphone locations and a frequency
analysis system for the determination of the sound absorption coefficient of sound absorbing materials
for normal incidence sound incidence. It can also be applied for the determination of the acoustical
surface impedance or surface admittance of sound absorbing materials. As an extension, it can also be
used to assess intrinsic properties of homogeneous acoustical materials such as their characteristic
impedance, characteristic wavenumber, dynamic mass density and dynamic bulk modulus.
[1]
The test method is similar to the test method specified in ISO 10534-1 in that it uses an impedance
tube with a sound source connected to one end and the test sample mounted in the tube at the other
end. However, the measurement technique is different. In this test method, plane waves are generated
in a tube by a sound source, and the decomposition of the interference field is achieved by the
measurement of acoustic pressures at two fixed locations using wall-mounted microphones or an in-
tube traversing microphone, and subsequent calculation of the complex acoustic transfer function and
quantities reported in the previous paragraph. The test method is intended to provide an alternative,
[1]
and generally much faster, measurement technique than that of ISO 10534-1 .
Normal incidence absorption coefficients coming from impedance tube measurements are not
comparable with random incidence absorption coefficients measured in reverberation rooms according
[2]
to ISO 354 . The reverberation room method will (under ideal conditions) determine the sound
absorption coefficient for diffuse sound incidence. However, the reverberation room method requires
test specimens which are rather large. The impedance tube method is limited to studies at normal and
plane incidence and requires samples of the test object which are of the same size as the cross-section
of the impedance tube. For materials that are locally reacting only, diffuse incidence sound absorption
coefficients can be estimated from measurement results obtained by the impedance tube method (see
Annex E).
+ jtω
Through the whole document, a e time convention is used.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms, definitions and symbols
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
1
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ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
3.1
sound absorption coefficient at normal incidence
α
n
ratio of the sound power dissipated inside the test object to the incident sound power for a plane wave
at normal incidence
Note 1 to entry: “Plane wave” here describes a wave whose value, at any moment, is constant over any plane
perpendicular to its direction of propagation. “Normal incidence” describes the direction of the longest axis of
the impedance tube.
3.2
sound pressure reflection coefficient at normal incidence
r
complex ratio of the reflected wave sound pressure amplitude to that of the incident wave in the
reference plane for a plane wave at normal incidence
3.3
reference plane
cross-section of the impedance tube for which the reflection factor r or the impedance Z or the
admittance G are determined and which is usually the surface of the test object, if flat
Note 1 to entry: The reference plane is assumed to be at x = 0.
3.4
normal-incidence surface impedance
Z
ratio of the complex sound pressure p(x = 0) to the normal component of the complex sound particle
velocity v(x = 0) at an individual frequency in the reference plane defined as x = 0
Note 1 to entry: The particle velocity vector has a positive direction pointing towards the interior of the tested
object.
3
Note 2 to entry: Z is expressed in newton second per cubic meter (Ns/m )
3.5
normal-incidence surface admittance
G
inverse of the normal-incidence surface impedance Z
3
Note 1 to entry: G is expressed in cubic meter per newton per second (m /N/s)
3.6
wave number in air
k
0
variable, expressed in radian per metre, defined by
kc==ωλ//22ππfc = /
00 00
where
ω
is the angular frequency,
f
is the frequency,
c
is the speed of sound in the air,
0
λ
is the wavelength in air.
0
′ ′′ ′
Note 1 to entry: In general, the wave number is complex, so that kk= − jk where k is the real component
00 0 0
′′
and k is the imaginary component (which is the attenuation constant).
0
2
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′
Note 2 to entry: k is expression in radian per metre.
0
3.7
material characteristic wave number
k
c
variable, expressed in radian per meter, defined by
kc==ωω//2πfc= ρ /K
c eq eq
where
c is the speed of sound inside the material;
ρ
is the material dynamic mass density (defined in 3.9);
eq
K
is the material bulk modulus (defined in 3.10)
eq
3.8
material characteristic impedance
Z
c
variable, expressed in Newton second per cubic metre, defined by
ZK= ρ
c eq eq
3.9
material dynamic mass density
ρ
eq
variable describing the visco-inertial dissipation inside the tested material.
Note 1 to entry: The dynamic mass density can differ from the static (volume-averaged) value.
3
Note 2 to entry: It is expressed in kg/m .
3.10
material dynamic bulk modulus
K
eq
variable describing the thermal dissipation inside the tested material.
Note 1 to entry: The dynamic bulk modulus can differ from the static (volume-averaged) value.
2
Note 2 to entry: It is expressed in N/m (or equivalently in pascal).
3.11
complex sound pressure
p
frequency-domain spectrum of the sound pressure time signal
3.12
cross spectrum
S
12
product pp *, determined from the complex sound pressures p and p at two microphone positions
21 1 2
Note 1 to entry: * means the complex conjugate.
3
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3.13
cross spectrum
S
21
product pp *, determined from the complex sound pressures p and p at two microphone positions
12 1 2
Note 1 to entry: * means the complex conjugate.
3.14
auto spectrum
S
11
product pp *, determined from the complex sound pressure p at microphone position one
11 1
Note 1 to entry: * means the complex conjugate.
Note 2 to entry: S denotes the auto spectrum for pressure p at microphone position two.
22 2
3.15
transfer function
H
12
transfer function from microphone position one to two, defined by the complex ratio pp//=SS
21 12 11
12/
or SS/ , or ()SS//()SS
[]
22 21 12 11 22 21
3.16
calibration factor
H
c
factor used to correct for amplitude and phase mismatches between the microphones
Note 1 to entry: See 8.5.2.
3.17
local reacting material
material for which the pressure and velocity fields at a given point on the surface are independent on
the behaviour at other points of the surface is called a locally reacting material
Note 1 to entry: This local reaction behaviour infers specific properties for a material: its surface impedance is
independent on the incidence angle of a plane wave impinging the material. Homogeneous honeycomb structures
and perforated plates are examples of possible locally reacting materials (see Figure 1, a). For a locally reacting
material, its absorption coefficient depends on the angle of incidence as its reflection coefficient does as well
Key
1 locally reacting material sample 4 plane wave impinging the sample
2 non-locally reacting material sample 5 plane wave impinging the sample with a different angle
3 rigid and impervious backing A locally reacting material sample
B non-locally reacting material sample
Figure 1 — Propagation of plane waves inside a locally reacting material sample and
comparison to a non-locally reacting material sample
4
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ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
3.18
bulk or extended reaction material
material for which the reaction does not occur only normal to the surface.
Note 1 to entry: The reaction in each point of the material is hence dependent on the reaction of the neighbouring
points. Examples of materials experiencing bulk reactions are foams made of multiple pores and fibrous with
fibres not parallel to each other's (see Figure 1 b).
4 Principle
The test sample is mounted at one end of a straight, rigid, smooth and airtight impedance tube.
Plane waves are generated in the tube by a sound source emitting a signal such as a random noise,
pseudo-random sequence, or a deterministic signal such as a chirp signal, and the sound pressures
are measured at two locations near to the sample. The complex acoustic transfer function of the two
microphone signals is determined and used to compute the normal-incidence complex reflection
coefficient (see Annex C), the normal-incidence absorption coefficient, and the normal incidence
surface impedance of the test material. From two distinct measurements, the intrinsic properties of the
material (characteristic wave number, characteristic impedance, dynamic mass density and dynamic
bulk modulus) can be assessed assuming this material is homogeneous.
The quantities are determined as functions of the frequency (or frequency bands as detailed in
[3]
ISO 266 ) with a frequency resolution which is determined from the sampling frequency and the record
length of the digital frequency analysis system used for the measurements. The usable frequency range
depends on the lateral dimensions or diameter of the tube and the spacing between the microphone
positions. An extended frequency range may be obtained from the combination of measurements with
different lateral dimensions (or diameter) and spacings.
The measurements may be performed by employing one of two techniques:
a) two-microphone method (using two microphones in fixed locations);
b) one-microphone method (using one microphone successively in two locations).
Technique 1: requires a pre-test or in-test correction procedure to minimize the amplitude and phase
difference characteristics between the microphones; however, it combines speed, high
accuracy, and ease of implementation. Technique 1 is recommended for general test
purposes.
Technique 2: has particular signal generation and processing requirements and may necessitate more
time; however, it eliminates phase mismatch between microphones and allows the se-
lection of optimal microphone locations for any frequency. Technique 2 is recommended
for measurements with higher precision, and its requirements are described in more
detail in Annex B.
5 Test equipment
5.1 Construction of the impedance tube
The apparatus is essentially a tube with a test sample holder at one end and a sound source at the other.
Microphone ports are usually located at two or three locations along the wall of the tube (depending on
the chosen microphone spacing).
The impedance tube shall be straight with a uniform cross-section (diameter or cross dimension within
±0,2 %) and with rigid, smooth, non-porous walls without holes or slits (except for the microphone
positions) in the test section. The walls shall be heavy and thick enough so that they are not excited to
vibrations by the sound signal and show no vibration resonances in the working frequency range of the
tube. For metal walls, a thickness of about 5 % of the diameter is recommended for circular tubes. For
rectangular tubes, the corners shall be made rigid enough to prevent distortion of the side wall plates.
5
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It is recommended that the side wall thickness be about 10 % of the cross dimension of the tube. Tube
walls made of concrete shall be sealed by a smooth adhesive finish to ensure air tightness. The same
holds for tube walls made of wood; these should be reinforced and damped by an external coating of
steel or lead sheets.
The shape of the cross-section of the tube is arbitrary, in principle. Circular or rectangular (if
rectangular, then preferably square) cross-sections are recommended.
If rectangular tubes are composed of plates, care shall be taken that there are no air leaks (e.g. by
sealing with adhesives or with a finish). Tubes should be sound and vibration isolated against external
noise or vibration.
5.2 Working frequency range
The working frequency range is given by Formula (1):
ff<< f (1)
lu
where
f
is the lower working frequency of the tube;
l
f is the operating frequency;
f
is the upper working frequency of the tube.
u
f is limited by the uncertainty of the signal processing equipment and the spacing between the two
l
microphone positions.
f is chosen to avoid the occurrence of non-plane wave mode propagation. The condition for f given
u u
by Formula (2):
df<<05,:80 λ ⋅dc,58 (2)
uu 0
for circular tubes with the inside diameter d in metres and f in Hertz, given by Formula (3) is used:
u
df<<05,:00 λ ⋅dc,50 (3)
uu 0
for rectangular tubes with the maximum side length d in metres; c is the speed of sound in metres per
0
second given by Formula (4.
The spacing s in metres between the microphones shall be chosen to avoid singularities when the
distance of the two microphone positions is equal to a multiple of half the operating wavelength. The
first singularity is avoided when ensuring that
fs⋅< 04, 5 c (4)
u 0
The lower frequency limit is dependent on the spacing between the microphones and the uncertainty
of the analysis system but, as a general guide, the microphone spacing should exceed 1,5 % of the
wavelength corresponding to the lower frequency of interest, provided that the requirements of
Formula (4) are satisfied. A larger spacing between the microphones enhances the accuracy of the
measurements for these low frequencies but reduces the value of the upper working frequency.
Different microphone spacings can be used to cover a wider frequency range than the one allowed
for a single spacing. In this case, the working frequency ranges shall overlap by about one octave (as
[3]
described in ISO 266 ). The averaging technique used to obtain the averaged and combined result
should be at least mentioned.
6
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ISO/FDIS 10534-2:2023(E)
Different impedance tubes can also be used to cover a wider frequency range than the one allowed for a
single tube (see Clause 10 i).
5.3 Length of the impedance tube
The tube should be long enough to cause plane wave development between the source and the sample.
Microphone measurement points shall be in the plane wave field.
The loudspeaker generally will produce non-plane waves besides the plane wave. They will die out
within a distance of about maximum three tube diameters or three times the lateral dimensions of
rectangula
...
PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 10534-2
ISO/TC 43/SC 2
Acoustique — Détermination des
Secrétariat: DIN
propriétés acoustiques aux tubes
Début de vote:
2023-07-07 d’impédance —
Vote clos le:
Partie 2:
2023-09-01
Méthode à deux microphones pour le
coefficient d’absorption acoustique
normal et l’impédance de surface
normale
Acoustics — Determination of acoustic properties in impedance
tubes —
Part 2: Two-microphone technique for normal sound absorption
coefficient and normal surface impedance
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 10534-2:2023(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
TION NATIONALE. © ISO 2023
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PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 10534-2
ISO/TC 43/SC 2
Acoustique — Détermination des
Secrétariat: DIN
propriétés acoustiques aux tubes
Début de vote:
2023-07-07 d’impédance —
Vote clos le:
Partie 2:
2023-09-01
Méthode à deux microphones pour le
coefficient d’absorption acoustique
normal et l’impédance de surface
normale
Acoustics — Determination of acoustic properties in impedance
tubes —
Part 2: Two-microphone technique for normal sound absorption
coefficient and normal surface impedance
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
ISO copyright office
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
Tél.: +41 22 749 01 11
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
E-mail: copyright@iso.org
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
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Web: www.iso.org
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
Publié en Suisse
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes, définitions et symboles . 1
4 Principe. 5
5 Équipement d’essai . 6
5.1 Construction du tube d’impédance . 6
5.2 Plage de fréquences de fonctionnement . 6
5.3 Longueur du tube d’impédance . 7
5.4 Microphones . 8
5.5 Positions des microphones . 8
5.6 Centre acoustique du microphone . 9
5.7 Porte-échantillon . 9
5.8 Appareillage d’analyse des signaux . 10
5.9 Haut-parleur . 10
5.10 Générateur de signaux . 10
5.11 Thermomètre, baromètre et humidité relative . 10
6 Essais et mesurages préliminaires .11
7 Montage de l’éprouvette .12
8 Mode opératoire d’essai .12
8.1 Spécification du plan de référence .12
8.2 Détermination de la vitesse du son, de la longueur d’onde et de l’impédance
caractéristique . 13
8.3 Sélection de l’amplitude du signal . 13
8.4 Sélection du nombre de moyennes . 13
8.5 Correction de la non-concordance des microphones . 14
8.5.1 Mesurages répétés en interchangeant les canaux . 14
8.5.2 Facteur d’étalonnage prédéterminé . 15
8.6 Détermination de la fonction de transfert entre les deux emplacements . 16
8.6.1 Généralités . 16
8.6.2 Estimation basée sur les interspectres et les autospectres . 16
8.6.3 Déconvolution du domaine fréquentiel . 16
8.6.4 Estimation basée sur la réponse impulsionnelle . 17
8.7 Détermination du coefficient de réflexion . 17
8.8 Détermination du coefficient d’absorption acoustique . 18
8.9 Détermination du rapport spécifique d’impédance acoustique . 18
8.10 Détermination du rapport spécifique d’admittance acoustique . 18
9 Fidélité .18
10 Rapport d’essai .19
Annexe A (normative) Mesurages préliminaires .22
Annexe B (normative) Mode opératoire de la méthode à un microphone .25
Annexe C (informative) Contexte théorique .26
Annexe D (informative) Sources d’erreurs .28
Annexe E (informative) Estimation du coefficient d’absorption acoustique diffus α des
st
absorbants à réaction localisée d’après les résultats du présent document .30
Annexe F (informative) Estimation des propriétés intrinsèques.31
Bibliographie .33
iii
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ISO/FDIS 10534-2:2023(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’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 gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner
l’utilisation d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité
et à l’applicabilité de tout droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent
document, l’ISO n’avait pas reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa
mise en application. Toutefois, il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent
document que des informations plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de
brevets, disponible à l’adresse www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié tout ou partie de tels droits de brevet.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 43 Acoustique, sous-comité
SC 2, Acoustique des bâtiments, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 126, Propriétés
acoustiques des éléments de construction et des bâtiments, du Comité européen de normalisation (CEN),
conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10534-2:1998), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— l’ajout, au sein d’une annexe informative, du mode opératoire de mesure visant à estimer les
propriétés caractéristiques des matériaux poreux (impédance caractéristique, nombre d’ondes,
masse volumique dynamique, module de compressibilité dynamique). Les techniques de traitement
des signaux ont été mises à jour depuis la première version du présent document.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
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Acoustique — Détermination des propriétés acoustiques
aux tubes d’impédance —
Partie 2:
Méthode à deux microphones pour le coefficient
d’absorption acoustique normal et l’impédance de surface
normale
1 Domaine d’application
La présente méthode d’essai traite de l’utilisation d’un tube d’impédance, de deux emplacements
de microphones et d’un système d’analyse de la fréquence pour la détermination du coefficient
d’absorption acoustique des matériaux acoustiques absorbants sous incidence acoustique normale. Elle
peut aussi être utilisée pour déterminer l’impédance acoustique de surface ou l’admittance de surface
des matériaux acoustiques absorbants. Par extension, elle peut également être utilisée pour évaluer les
propriétés intrinsèques des matériaux acoustiques homogènes telles que l’impédance caractéristique,
le nombre d’ondes caractéristique, la masse volumique dynamique et le module de compressibilité
dynamique.
[1]
La méthode d’essai est identique à la méthode d’essai de l’ISO 10534-1 en ce sens qu’elle utilise
un tube d’impédance avec une source sonore connectée à une extrémité et l’échantillon pour essai
monté dans le tube au niveau de l’autre extrémité. Cependant, la méthode de mesure est différente.
Dans cette méthode d’essai, des ondes planes sont générées dans un tube par une source sonore, et la
décomposition du champ d’interférence s’effectue par le mesurage des pressions acoustiques en deux
emplacements fixes à l’aide de microphones montés sur des parois ou d’un microphone transversal au
tube, puis par le calcul de la fonction complexe de transfert acoustique et des quantités rapportées dans
le paragraphe précédent. La méthode d’essai est destinée à fournir une méthode de mesure alternative
[1]
et plus rapide que celle décrite dans l’ISO 10534-1 .
Les coefficients d’absorption à incidence normale provenant des mesurages du tube d’impédance ne
sont pas comparables aux coefficients d’absorption à incidence aléatoire mesurés en salle réverbérante
[2]
conformément à l’ISO 354. La méthode de la salle réverbérante déterminera (dans des conditions
idéales) le coefficient d’absorption acoustique sous incidence acoustique diffuse. Toutefois, la méthode
de la salle réverbérante exige des éprouvettes relativement grandes. La méthode du tube d’impédance
est limitée aux études sous incidence normale et plane et exige des échantillons de l’objet en essai, d’une
taille équivalente à la section du tube d’impédance. Pour les matériaux à réaction localisée uniquement,
les coefficients d’absorption acoustique en champ diffus peuvent être estimés à partir des résultats de
mesure obtenus par la méthode du tube d’impédance (voir Annexe E).
+ jtω
Dans l’ensemble du présent document, la convention temporelle e est utilisée.
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes, définitions et symboles
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
1
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ISO/FDIS 10534-2:2023(F)
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
coefficient d’absorption acoustique sous incidence normale
α
n
rapport de la puissance acoustique dissipée à l’intérieur de l’objet en essai à la puissance acoustique
incidente, pour une onde plane sous incidence normale
Note 1 à l'article: «Onde plane» désigne ici une onde dont la valeur est à tout instant constante dans tout plan
perpendiculaire à sa direction de propagation. «Incidence normale» indique la direction de l’axe le plus long du
tube d’impédance.
3.2
coefficient de réflexion de pression acoustique sous incidence normale
r
rapport complexe de l’amplitude de la pression acoustique de l’onde réfléchie à celle de l’onde incidente
dans le plan de référence, pour une onde plane sous incidence normale
3.3
plan de référence
section du tube d’impédance pour laquelle le facteur de réflexion r ou l’impédance Z ou l’admittance G
sont déterminés et qui est normalement la surface des objets plats en essai
Note 1 à l'article: Le plan de référence est supposé être à x = 0.
3.4
impédance de surface sous incidence normale
Z
rapport de la pression acoustique complexe p(x = 0) à la composante normale de la vitesse complexe
v(x = 0) du son pour une fréquence particulière dans le plan de référence définie par x = 0
Note 1 à l'article: Le vecteur de vitesse de la particule a une direction positive orientée vers l’intérieur de l’objet
en essai.
3
Note 2 à l'article: Z est exprimée en newton seconde par mètre cube (Ns/m ).
3.5
admittance de surface sous incidence normale
G
inverse de l’impédance de surface sous incidence normale Z
3
Note 1 à l'article: G est exprimée en mètre cube par newton par seconde (m /N/s)
3.6
nombre d’ondes dans l’air
k
0
variable exprimée en radian par mètre, définie par
kc==ωλ//22ππfc = /
00 00
où
2
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ω
est la fréquence angulaire,
f
est la fréquence,
c
est la vitesse du son dans l’air,
0
λ
est la longueur d’onde dans l’air.
0
Note 1 à l'article: En général, le nombre d’ondes est complexe, donc kk= ′ − jk′′ où k′ est la composante réelle
00 0 0
et k′′ est la composante imaginaire (qui est la constante d’atténuation).
0
Note 2 à l'article: k′ est l’expression en radian par mètre.
0
3.7
nombre d’ondes caractéristique des matériaux
k
c
variable, exprimée en radian par mètre, définie par
kc==ωω//2πfc= ρ /K
c eq eq
où
c est la vitesse du son à l’intérieur du matériau;
ρ
est la masse volumique dynamique du matériau (définie en 3.9);
eq
K
est le module de compressibilité dynamique du matériau (défini en 3.10)
eq
3.8
impédance caractéristique du matériau
Z
c
variable, exprimée en newton seconde par mètre cube, définie par
ZK= ρ
c eq eq
3.9
masse volumique dynamique du matériau
ρ
eq
variable qui décrit la dissipation visco-inertielle à l’intérieur du matériau soumis à l’essai
Note 1 à l'article: La masse volumique dynamique peut être différente de la valeur statique (volume moyen).
3
Note 2 à l'article: Elle est exprimée en kg/m .
3.10
module de compressibilité dynamique du matériau
K
eq
variable qui décrit la dissipation thermique à l’intérieur du matériau soumis à l’essai
Note 1 à l'article: Le module de compressibilité dynamique peut être différent de la valeur statique (volume
moyen).
2
Note 2 à l'article: Il est exprimé en N/m (ou de manière équivalente en pascal).
3.11
pression acoustique complexe
p
spectre en fréquence du signal en temps de la pression acoustique
3
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3.12
interspectre
S
12
produit pp *, déterminé à partir des pressions acoustiques complexes p et p aux deux positions de
21 1 2
microphone
Note 1 à l'article: * signifie le complexe conjugué.
3.13
interspectre
S
21
produit pp *, déterminé à partir des pressions acoustiques complexes p et p aux deux positions de
12 1 2
microphone
Note 1 à l'article: * signifie le complexe conjugué.
3.14
autospectre
S
11
produit pp *, déterminé à partir de la pression acoustique complexe p à la position de microphone
11 1
un
Note 1 à l'article: * signifie le complexe conjugué.
Note 2 à l'article: S désigne l’autospectre pour la pression p à la position de microphone deux.
22 2
3.15
fonction de transfert
H
12
fonction de transfert de la position de microphone un à deux, définie par le rapport complexe
12/
pp//=SS ou SS/ , ou ()SS//()SS
[]
21 12 11 22 21 12 11 22 21
3.16
facteur d’étalonnage
H
c
facteur utilisé pour corriger les non-concordances d’amplitude et de phase entre les microphones
Note 1 à l'article: Voir 8.5.2.
3.17
matériau à réaction locale
matériau pour lequel les champs de pression et de vitesse à un point donné de la surface sont
indépendants du comportement à d’autres points de la surface est désigné par le terme «matériau à
réaction localisée»
Note 1 à l'article: Ce comportement à réaction locale permet de déduire les propriétés spécifiques d’un matériau:
l’impédance de surface est indépendante de l’angle d’incidence d’une onde plane frappant le matériau. Les
structures en nid d’abeille homogènes et les plaques perforées sont des exemples possibles de matériaux à
réaction localisée (voir Figure 1, a). Pour un matériau à réaction localisée, le coefficient d’absorption dépend de
l’angle d’incidence, tout comme son coefficient de réflexion.
4
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Légende
1 échantillon de matériau à réaction localisée 4 onde plane frappant l’échantillon
2 échantillon de matériau à réaction non 5 onde plane frappant l’échantillon selon un angle différent
localisée
3 support rigide et imperméable A échantillon de matériau à réaction localisée
B échantillon de matériau à réaction non localisée
Figure 1 — Propagation d’ondes planes à l’intérieur d’un échantillon de matériau à réaction
localisée et comparaison avec un échantillon de matériau à réaction non localisée
3.18
matériau à réaction non localisée ou étendue
matériau pour lequel la réaction ne se produit pas uniquement de manière normale par rapport à la
surface
Note 1 à l'article: La réaction en chaque point du matériau dépend par conséquent de la réaction des points
avoisinants. Les mousses constituées de nombreux pores et les matériaux fibreux dont les fibres ne sont pas
parallèles les unes aux autres (voir Figure 1, b) sont des exemples de matériaux à réaction étendue.
4 Principe
L’échantillon pour essai est monté sur l’une des extrémités d’un tube d’impédance droit, rigide, lisse et
étanche à l’air. Les ondes planes sont générées dans le tube par une source sonore émettant un signal
comme un bruit aléatoire, une séquence pseudo-aléatoire, ou un signal déterministe tel qu’un signal
chirp, et les pressions acoustiques sont mesurées en deux emplacements proches de l’échantillon. La
fonction de transfert acoustique complexe des deux signaux microphoniques est déterminée et utilisée
pour calculer le coefficient de réflexion complexe sous incidence normale (voir Annexe C), le coefficient
d’absorption sous incidence normale ainsi que l’impédance de surface sous incidence normale du
matériau d’essai. À partir de deux mesurages distincts, les propriétés intrinsèques du matériau
(nombre d’ondes caractéristique, impédance caractéristique, masse volumique dynamique et module
de compressibilité dynamique) peuvent être évaluées à condition que ce matériau soit homogène.
Les grandeurs sont déterminées comme des fonctions de la fréquence (ou bandes de fréquence telles
[3]
que décrites dans l’ISO 266 ) avec une résolution de fréquence déterminée à partir de la fréquence
d’échantillonnage et de la longueur enregistrée de la fréquence numérique du système d’analyse utilisé
pour le mesurage. La plage de fréquences utilisable dépend des dimensions latérales ou du diamètre
du tube et de l’espacement entre les positions de microphone. Une plage de fréquences plus grande
peut être obtenue à partir de la combinaison des mesurages avec différentes dimensions latérales
(diamètres) et différents espacements.
Les mesurages peuvent être effectués selon l’une des deux méthodes suivantes:
a) méthode à deux microphones (utilise deux microphones à des emplacements fixes);
a) méthode à un microphone (utilise un microphone à deux emplacements successifs).
5
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Méthode 1: exige un mode opératoire de correction avant ou pendant l’essai afin de réduire les carac-
téristiques de différence d’amplitude et de phase entre les microphones. Cependant, elle
combine rapidité, exactitude élevée et facilité de mise en application. La méthode 1 est
recommandée pour des essais généraux.
Méthode 2: revêt des exigences particulières de génération et de traitement de signaux, et peut
nécessiter plus de temps. Cependant, elle élimine les non-concordances de phase entre
les microphones et permet de choisir les emplacements optimaux de microphones pour
chaque fréquence. La méthode 2 est recommandée pour les mesurages avec une fidélité
plus importante, et ses exigences sont décrites en détail à l’Annexe B.
5 Équipement d’essai
5.1 Construction du tube d’impédance
L’appareil est essentiellement constitué d’un tube avec un porte-échantillon à une extrémité et une
source sonore à l’autre extrémité. Les ports de microphone sont habituellement situés en deux ou trois
emplacements le long de la paroi du tube (selon l’espacement choisi pour le microphone).
Le tube d’impédance doit être droit, de section uniforme (diamètre ou dimension transversale
à ±0,2 % près) et avec des parois rigides, lisses et non poreuses, sans trous ni fissures (à l’exception des
endroits dédiés à un microphone) dans la section d’essai. Les parois doivent être suffisamment lourdes
et massives, pour ne pas être mises en vibration par les signaux acoustiques et ne pas présenter de
résonances vibratoires dans la plage de fréquences de fonctionnement du tube. Dans le cas de parois
métalliques, une épaisseur d’environ 5 % de la valeur du diamètre est recommandée pour les tubes
circulaires. Pour les tubes de section rectangulaire, les coins doivent être suffisamment rigides pour
éviter la déformation des plaques de paroi latérales. Il est recommandé que l’épaisseur de paroi latérale
représente environ 10 % de la dimension transversale des tubes. Les parois des tubes en béton doivent
être obstruées au moyen d’une garniture de finition lisse et adhésive afin d’assurer l’étanchéité à l’air.
Cette disposition est identique pour des parois de tube en bois. Il convient de renforcer ces parois et de
les recouvrir d’un revêtement extérieur en feuilles d’acier ou de plomb.
La forme de la section du tube est en principe arbitraire. Les sections circulaires ou rectangulaires
(dans ce cas, de préférence carrées) sont recommandées.
Lorsque les tubes de section rectangulaire sont constitués de plaques, il faut veiller à ce que les angles
ne présentent aucune fuite d’air (par exemple, en les colmatant au moyen d’adhésifs ou de garniture de
finition). Il convient q
...
Questions, Comments and Discussion
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