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ISO 10844噪音測試道紋理深度量測介紹

2014 / 08 / 15

車輛中心 營運管理處 洪文煥

機動車輛噪音檢測其測試道須符合「ISO 10844聲學-車輛輪胎噪音檢測測試道規範」,而測試道舖面的表面紋理大小對噪音產生機制有所影響,該標準中規範了紋理的量測方式與規格界限。

ISO 10844自1994年發布,並於2011年進行改版,其中對於噪音測試道紋理深度的量測做了大幅的修訂,主要在於:
(1)測試道會因老化而使紋理深度明顯增加,但1994年版標準沒有規範紋理深度並未規範上限值;
(2)1994年版標準紋理深度測試方法易因人員操作產生變異,需採用更加客觀量測方式。
由於上述因素,2011年版內容對紋理範圍限制了上下界限,而量測方式將原有的舖砂法改由使用剖面分析儀(Profilometer),並以量測平均剖面深度(Mean Profile Depth,MPD)來取代平均紋理深度(Mean Texture Depth,MTD)。在本次改版對於紋理深度檢測改善的效益如表1所示。

平均紋理深度(MTD):
“舖砂法”(Sand Patch),或是更廣義的“容積填補法”(Volumetric Patch),它是一個很簡單的測量方法並且已經在全世界使用了很多年。量測方式為使用已知體積的玻璃砂,將其攤開在舖面上,使玻璃砂填入凹凸不平的路面孔隙中,並盡量使玻璃砂的分佈形成一個圓形,再量測其直徑(D)並計算面積(A)後除以玻璃砂的體積(V),最後獲得的數據代表被玻璃沙覆蓋區域的平均深度,即為“平均紋理深度(Mean Texture Depth)”如圖一所示,其計算式如下:
平均紋理深度(MTD)=玻璃砂體積(V)/玻璃砂面積(A)

圖一、平均紋理深度(Mean Texture Depth)量測

平均剖面深度(MPD):
平均剖面深度的量測如圖二所示,為使用剖面分析儀(Profilometer),沿著路面水平移動,並以機械、聲音、光學或影像等感測器,量測路面紋理的高低起伏,量測結果所呈現的是路面的剖面(Profile)曲線,水平軸為距離(Distance),垂直軸為路面紋理的振幅(Amplitude)。

圖二、平均剖面深度(Mean Profile Depth)量測

將量測所得的剖面曲線,取一段100 mm基線(BaseLine)長如圖三,分割為兩個相等部分,決定這兩個部分剖面的最高峰值(Peak level),並計算兩個峰值的平均值,最後將平均峰值減去剖面的平均高度(Average level),即為平均剖面深度(MPD)。

圖三、平均剖面深度(Mean Profile Depth)計算

平均紋理深度(MTD)量測是以容積填補方式屬於3D模式,而平均剖面深度(MPD)則是在2D模式下,以剖面分析儀量測路面紋理的輪廓,所呈現出是路面紋理的2D剖面。於此,MPD所測量的2D結果與實際的3D紋理,經由統計分析兩者的相關性,於ISO 13473-1中提供了估計紋理深度(Estimated Texture Depth, ETD),做為MPD(2D剖面)估算MTD(3D紋理)的轉換方程式(ETD=0.2 mm+0.8×MPD),然ISO 10844:2011所要求的是以剖面分析儀直接量測所得的MPD,而由估計所得的紋理深度(ETD)則僅供參考。

國內目前現有的噪音測試道,係依循1994年版標準舖設,因該版僅規範平均紋理深度(MTD)下限值(≧0.4 mm),故測試道在長年使用後,可能因老化導致紋理深度有明顯變大時,仍符合標準要求。為此,2011年版除規範平均剖面深度(MPD),並設定上、下界限,以確保測試道的穩定性;同時,新增多項檢測要求,並須定期量測吸音率、不平整度等項參數。有鑒於此,車輛中心已規劃今(2014)年度重舖新的ISO噪音測試道,以提昇檢測服務品質,也建請國內相關業者考量,或評估現有測試道對新版標準的符合性,以因應研議中的噪音測試道標準或法規。

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