声强法测声功率
声强测试
测试要点2围：保证一定测量精度条件下能测量的频率区 间。上限频率决定于定距柱，下限频率受定距柱长度 反应指数（声强与声压之间的差值）和相位失配的影 响。 方向特性：探头输出声强信号与声波入射角之间的关 系。 对于发动机噪声我们通常选择2cm定距柱，频率范围大 约在100-3000Hz。
声强测试培训教程
陈宏强 2006年9月2日
基本概念
声强 在垂直于声波传播方向的单位面积上、单位 时间内通过的平均声能。 表示：I 单位：瓦/米 ² Unit：W/m ² 刚刚能使人听到的声音的声强，叫基准声强 I 。= W/m ² 使人耳产生疼痛感觉的声音的声强，叫极限 声强
简述
通过测量声场的声压来分析声源问题， 对声场依赖性很强，对测试环境要求高。 声强是矢量，测量环境对它的影响不大。 如声源的声功率，可通过对围绕声源整 个封闭表面上的声强矢量积分来决定， 不需要专门的消声室，也不受本底噪声 的影响。
测试要点3
如何测量声强 声强本身不能直接测量； 介质速度不能直接测量； 间接方法：从牛顿定律 F=m*a v=∫F/m dt
对于声强： 介质加速度a=-1/ρ*grad P 欧拉公式
测试
软件：LMS spectral acquisition 设置：input –voltage AC direction—Z point– face:1 一般设定probe A 为参考通道。 标定：测量时进行灵敏度标定和相位标 定，灵敏度大约50mv/pa左右。
测试
激活声强采集界面 设定温度，气压，激活参考通道。 设定分析频率，一般0-3150Hz，分辨率 大约2-3Hz。 设定测量面积：一般大小10x10 cm。面 积越小得到的声强彩图分辨率越高，声 源定位越准确。
对油田注水泵房(用声强法)设备声源声功率的测量分析
对油田注水泵房（用声强法）设备声源声功率的测量分析引言（1）解决设备器噪问题，首先应对设噪声源进行评估，了解设备整机噪声水平以确定噪声耗散量，同时了解其中每个噪声源重要性的排队次序，并识别其主要频率成分，才能有几种不同的降噪方法中确定正确的选择。
对设备进行声功率测量及频率分析是对声源评估的最有效的参数，也是一项噪声制工程的基础工作。
传统的声功率测量技术都是以声源周围平均声压均方值测量为基础的。
声场（自由场或扩散场）越理想，这些方法的精度就越高。
然而对于工程现场，这些理想条件并不能得到满足，只好在所谓的半混响场进行工程简测。
因此，测量结果有一定的局限性，误差比较可能大，缺乏频率分析，最大的缺陷是仍无法对设备各个部分声源的声功率做独立的分析、识别。
与传统的声功率测量方法相比，声强法确定声功率较声压测定有如下优点：①不需要专门的消声室或混响室，可在生产现场进行；②测量结果与测量表面积有关，而声源的距离是任意的；③它不受背景噪声的影响，可在正常生产状态下进行；④它可决定一台设备中每个声源的相对贡献，即有效地分离噪声源，为噪声控制方案提供决定性数据。
在对某油田注水泵房进行的噪声治理工程中，我们使用了声强法声功率分析技术对设备进行了有效的识别和评估，为工程提供了较好的理论依据。
测量依器及其使用（2）B&k4433型声强分析仪、3519型双传声器声强探头，两个传声器采用面对面排列，分离器间距选用6mm，其频率为250Hz~10kHz，可以满足卫生学评价，测量误差水泵>连轴器。
并且还可得出各部分声功率占设备总声功率的百分比率，即水冷式电机为65.8%、水泵28.8%，连轴器8.8%；风冷式电机整机占93.3%，其中进排风口占52.5%，电机壳的声辐射占40.8%，水泵体占4.1%，连轴器占2.5%。
这些数据是选择降噪方法，研究降噪量的分配及预测各种降噪能力的直接依据。
c)设备声功率与声压测试结果有明为的差异，例如风冷式注水设备声源各部位声压级的排序为水泵=连轴器>电机壳，而声功率与声辐射面积有关，体积很小的连轴器虽然其声压值较高，但声功率却要比电机部分小得多。
声强测量技术
声强基础及应用声音是客观存在的物理现象，它的存在必须具有两个基本条件：(1)有作为声源的振动物体；(2)有能够传播振动的介质。
声音可以简述为声源的机械振动在周围介质中的传播现象，这种传播现象以波的形式出现，称之为声波。
所以振动是声波的产生根源，而声波是振动的传播过程。
一切连续的弹性物质都可以作为声传播的介质，声波可以在固体、液体和气体中传播。
由于空气没有切向恢复力，声波的传播方向和质点的振动方向是一致的，所以声波在空气中是纵波。
1 声学基本理论介质中声波所及的区域称为声场，声波在声场中是以疏密波的形式传播，所以在传播过程中在同一时刻不同体积元的压强是不同的。
对同一体积元其压强又随时间而变化，所以声场中个体积元的压强是时间及空间的函数。
同理，体积元的密度也是时间及空间的函数。
设介质处于平衡状态时，各处的静压为0p ，当声波传来时，某点的压强变为f p ，其变化量p 为0p p p f -= (1-1)该变化量p 就是声压。
声压是时间及空间的函数。
某一点的声压()t p 称为该点的瞬时声压。
通常人耳只能感受一个稳定的有效声压。
有效声压是一个变化周期内瞬时声压的均方根值：()t t p Tp Te d 12⎰=(1-2)在室内高声谈话时，距1m 出的声压约为0.1Pa ，距运转飞机发动机5m 出约为100Pa ，而1个大气压为P a 105，可见声压幅值远远小于静压0p 。
1.1 物态方程一般情况下，当噪声级低于135dB 时，可以把气压和密度的关系处理为线性， 0d d d d ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=ρρf fp p (1-3) 由于p p p p f f =-=0d ，所以图1-1 气压与密度之间的关系ρρd d d 0⎪⎪⎭⎫⎝⎛=f p p (1-4) 对关系式00V V ρρ=微分，可以得到ρρd d -=V V (1-5) 把式(5)代入式(4)得： V V p p f d d d 0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ρρ (1-6) 在式(1-6)中，0d d ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-ρρfp 就是空气的绝热体积模量，表示压强和体积的变化关系，负号表示两者方向相反。
采用声强测定声功率
采用声强测定声功率
使用声音强度而不是声压来确定声功率，可以在原位测量，稳定背景噪声和机器的近场。
首先是一个简单的技术。
声功率超过内附源表面的平均强度正常，乘以表面积。
首先我们需要定义这个假设的表面。
我们可以选择任何封闭表面只要目前没有其他源或汇（吸收剂的声音）在表面上。
地板反射所有能量，所以不需要包含在测量表面。
理论上，可以从源的距离。
这里有三个例子：
首先，盒子。
可以是任何形状和尺寸，它的表面很容易定义。
并且其表面的平均强度易求出。
部分的声功率可从各个侧面补充。
第二，半球。
这种形状是最有可能给予最少数量的测量点。
一个全方位的源在自由场的强度在一个半球上是恒定的。
国际标准ISO 3745（从压力测量声功率）建议从十个测量位置；三个测量点的位置在半球的半径其中一个在半球顶。
如果在该表面上强度变化太多，位置的数量应该增加。
第三，共形的形状。
这种形状使得近场测量的信噪比得以提高。
测得的强度也可以追溯到具体的源位置。
声功率测试方法
声功率测试方法The testing of sound power is crucial in ensuring the compliance of equipment with regulatory standards. It is important to have reliable, accurate, and repeatable methods for measuring sound power to ensure the safety and comfort of users.声功率的测试对于确保设备符合监管标准至关重要。
它至关重要具有可靠，精确和可重复的方法来测量声功率，以确保用户的安全和舒适。
One method for testing sound power is the sound pressure method, which measures the sound pressure level at specified positions around the source. This method is commonly used for smaller, more compact sources of sound such as appliances and machinery.声功率测试的一种方法是声压方法，该方法在源周围的指定位置测量声压级。
该方法通常用于小型，更紧凑的声源，如家用电器和机械。
Another method is the sound intensity method, which measures the sound intensity at specified positions around the source and calculates the sound power using the measured intensity. Thismethod is often used for larger, more complex sources of sound such as industrial equipment and vehicles.另一种方法是声强方法，该方法在源周围的指定位置测量声强，并使用测得的强度计算声功率。
声强法测声功率
实验九 声强扫描法测量声功率一、实验目的1.掌握声强法测声功率的原理和方法；二、实验要求1．正确理解声强法测量声功率标准(GB/T16404.2—1999)的基本原则；2．掌握Pulse 3560C 声振测量系统的基本功能及使用方法。
三、实验环境1． 声源（以空载状态的320W 大宇6060T 手电钻为例）2． B&K Pulse 声振测量系统3560C3． M6K 通用计算机4． B&K3599声强探头套件5． B&K 声学测量软件平台四、实验内容、步骤实验内容: 测量手电钻（320W ）空载状态下的声功率。
测量原理、方法：单位时间内声源所辐射的声能量称为声源的平均声功率，因为声能量是以声速c 0传播的，因此平均声功率可表示为0W c S ε= (6.1) 其中ε为平均声能量密度，S 为垂直声传播方向的面积；它与声强的关系为： W I S =⋅ (6.2) 因此，它可以通过测量包围该声源封闭面积S 上总的声强来测量声功率。
由于声强反映了测量面单位面积上所通过的平均声功率，所以将声强沿曲面的法向分量n I 在整个封闭曲面上进行积分，就可以直接求出声源的声功率W 。
即：n s sW I SdA I SdA =⋅=⋅⎰⎰⎰⎰ （6.3）由声功率的定义式（16）可知，采用声强测量法确定声功率时，首先需要确定一个假想的测量面。
理论上讲，只要曲面内无其它声源或吸声体，任何曲面都可作为测量面，而且测量面与声源的距离是任意的。
图4所示为常用的三中测量面。
第一种矩形表面最为简单。
不仅测量表面很容易确定，而且平均声强的测量也很简单，只要将各表面测出的局部声功率相加即可求出总声功率。
第二种是半球面。
这种测量面所需测点较少，且对于自由场中的无方向性声源，球面上各点声强相等。
根据ISO3754，采用此测量面时，最少的测量点数为10。
即在三个截面图上各设三个测点，另一个设在顶部（见图1）。
如果10个测点的声强差别很大，则应增加测量点数。
声强法测声功率的工程应用研究
声强法测声功率的工程应用研究
原春晖;张国良;张维衡;孙光苏
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】2001(021)003
【摘要】本文从工程实用角度出发,以实验分析为基础来探讨声强法测量声功率的误差问题.主要将背景噪声与测量环境结合起来,研究背景噪声、声源表面吸收在不同环境中的影响,还对声强法与声压法的差别作了比较.经试验研究表明,在一般厂房中用声强法测量设备声功率时,即使背景噪声比设备声压级高11dB都可照常进行,结果勿需修正.本文的结论对工程实践中声强法的应用具有现实的指导意义.
【总页数】6页(P17-22)
【作者】原春晖;张国良;张维衡;孙光苏
【作者单位】中船重工七零一研究所噪声振动研究所,武汉 430064;中船重工七零一研究所噪声振动研究所,武汉 430064;中船重工七零一研究所噪声振动研究所,武汉 430064;中船重工七零一研究所噪声振动研究所,武汉 430064
【正文语种】中文
【中图分类】TB52+4
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5.声强法在变电站变压器声功率测试中的应用 [J], 阳金纯; 周建飞; 吕建红; 周年光因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
对油田注水泵房(用声强法)设备声源声功率的测量分析
对油田注水泵房（用声强法）设备声源声功率的测量
分析
一、材料供应及注意事项
本工程安装使用的各类电缆一律使用国家定点企业产品，阻燃、耐火电缆应持有消防部门颁发的消防产品使用许可证。
全部电缆必须有厂家出厂的质量检验合格证，合格证上应标明电缆规模、型号、电缆长度、各种数据等。
电缆到货后首先进行外观检查，检查电缆外皮是否有凹凸绞拧现象，电缆头是否密封良好。
当外观检查无误后，即可使用1000V摇表进行绝缘检查。
一般要求各相间电阻不得小于1MΩ。
电缆交货供货时间一般选择在接近安装期附近，由供货厂家直接送货到工地。
电缆运到工地后，卸车时不能将电缆盘直接从车上推下，应用吊车或沿木板顺电缆缠紧方向轻轻滚下。
如果电缆到货不能尽快安装应放置于干燥通风的库房，并注意采取防潮措施。
二、施工方案及技术措施
安装前应首先检查是否已经具备电缆敷设条件，如配电房、电缆竖井、电缆地沟是否已经砌筑、抹灰粉刷完成，电缆桥架支架等是否已经全部安装完成，地沟井道及桥架内的杂物是否均已清理干净。
电缆敷设是一项相当繁重的工作，要确保工程质量及施工人员人身安全，必须配备足够的劳动力，施工过程中统一指挥、协调工作。
一般在屋面架起电缆盘处设6-8人，竖向
每隔一个楼层设2人，水平每3米间距设1 人，在各转弯处设2人，电缆头处设1人，用对讲机与屋顶施工。
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实验九 声强扫描法测量声功率
一、实验目的
1.掌握声强法测声功率的原理和方法；
二、实验要求
1．正确理解声强法测量声功率标准(GB/T16404.2—1999)的基本原则；
2．掌握Pulse 3560C 声振测量系统的基本功能及使用方法。
三、实验环境
1． 声源（以空载状态的320W 大宇6060T 手电钻为例）
2． B&K Pulse 声振测量系统3560C
3． M6K 通用计算机
4． B&K3599声强探头套件
5． B&K 声学测量软件平台
四、实验内容、步骤
实验内容: 测量手电钻（320W ）空载状态下的声功率。
测量原理、方法：
单位时间内声源所辐射的声能量称为声源的平均声功率，因为声能量是以声速c 0传播的，因此平均声功率可表示为
0W c S ε= (6.1) 其中ε为平均声能量密度，S 为垂直声传播方向的面积；它与声强的关系为： W I S =⋅ (6.2) 因此，它可以通过测量包围该声源封闭面积S 上总的声强来测量声功率。
由于声强反映了测量面单位面积上所通过的平均声功率，所以将声强沿曲面的法向分量n I 在整个封闭曲面上进行积分，就可以直接求出声源的声功率W 。
即：
n s s
W I SdA I SdA =⋅=⋅⎰⎰⎰⎰ （6.3）
由声功率的定义式（16）可知，采用声强测量法确定声功率时，首先需要确定一个假想的测量面。
理论上讲，只要曲面内无其它声源或吸声体，任何曲面都可作为测量面，而且测量面与声源的距离是任意的。
图4所示
为常用的三中测量面。
第一种矩形表面最为简单。
不仅测
量表面很容易确定，而且平均声强的测
量也很简单，只要将各表面测出的局部
声功率相加即可求出总声功率。
第二种是半球面。
这种测量面所需
测点较少，且对于自由场中的无方向性
声源，球面上各点声强相等。
根据
ISO3754，采用此测量面时，最少的测量
点数为10。
即在三个截面图上各设三个
测点，另一个设在顶部（见图1）。
如果
10个测点的声强差别很大，则应增加测
量点数。
第三种是形状同声源相似的测量
面。
这种测量面主要用于近场测量，同
时也可用于被测机器的噪声源定位。
图 6.1 三种不同的测量表确定了测量表面以后，即可采用下
述两种方法对测量面法线方向上的声强进行空
间平均，从而求得平均声强。
1.扫描测量法
扫描测量法是将声强探头在适当长的时间
内，沿测量表面反复扫描。
见图5。
这样可测
得一个表面的空间平均声强，再乘以相应的表
面积就得到该表面的声功率值，最后将各表面
的声功率相加，就可获得总的声功率。
从理论上讲，扫描（技术）是连续空间平
均较好的数学近似，因而测量精度较高。
但应注意探头必须以匀速扫描均匀地覆盖被测表面。
图6.2 表面扫描测量法
2.离散点平均测量
这种方法是将所选的测量表面离散化，然后在每部
分测量声强，将每一表面各离散部分所测得的声强值进
行平均，再乘以相应的表面积，即可求出每一表面所发
出的声功率，最后求和，的出总声功率，见图6，实测
中常用绳子或金属丝做成网格，以便在相应的测点上，
将探头精确定位。
与扫描法相比，该法测量精度略低（可通过增加测
点数加以改善），但重复性较好。
实际测量中可根据不同
测量要求加以选择。
测量步骤： 1. 打开B&K3599声强探头套件（参见附录），组装好声强探头，并通过专用电缆与
PULSE3560前端输入通道3、4相连。
2. 打开BK 声学测量软件平台，建立一个声强测量模板，在配置管理器中加入声强传声器
对4197，并进行相应的测量设置，点击SET －UP ，在声强测量组插入CPB （FFT ）分析器，并向分析器添加信号组；单击分析仪，在其Setup 界面，设置分析仪属性，选择1/3倍频程分析器，频率范围一般定为100H z ～10KHz ，平均方式可选为线性方式，平均时间选为无限大（扫描时由手动控制），频谱菜单中选中声强谱。
3. 激活测量模板按钮（或按F2键）之后，打开Level Meter 级值计，来检测输入信号当前的大小，选择合适的量程可提高测量信噪比。
4. 在函数管理器中插入所测信号的声强谱函数，双击该函数，可观察到相应的声强谱图（未
测量时无数据）。
5. 探头校准，可用专门的声强校准器进行，如果没有声强校准器，也可用声压校准器分别
校准两个传声器，这时需要拆开声强探头，以便将校准器套在传声器上。
校准时打开校准器开关，点击校准大师按钮即可进行。
6. 模板设置及校准完成后，即可按图5所示进行测量，为了方便起见，选择1.2m ×1.2m ×1.2m 的正方箱体，将被测电钻放置在实验室光滑地板上，并处于箱体底面中心位置，然后用声强探头对5个测量表面分别进行扫描测量，每个表面连续扫描测量2次，测量时用探头手柄上的开关控制开始与停止时间，同时记录每个测量面2次测得的声强数据及声强谱图6.3 表面离散点测
量法
图（可在谱图上右击，使用Ctrl+C 拷贝及Ctrl+V 粘贴），由于声强具有方向性，因此扫描过程中要保持探头的方向一致。
7. 声功率级的计算
（1）测量面每个面元的局部声功率的计算
根据下列公式计算每个测量面元每个频带的局部声功率：
i ni i W I S = (6.4)
(1)(2)2ni ni ni I I I ⎡+⎤⎣⎦=
(6.5)
式中 i W —第i 个面元的局部功率；
ni I —第i 个测量面元上测量的面元平均法向分量声强的均值；
i S —第i 个测量面元面积
(1),(2)ni ni I I —i
面元上两次扫描测得的ni I
当i 面元的法向声强级为××dB 时，则按下式计算I ni 的值:
/100(10)ni I I ⨯⨯= (6.6)
当i 面元的法向声强级为－××dB 时，则按下式计算I ni 的值:
/100(10)ni I I ⨯⨯=- ，其中122010/I W m -=
(6.7)
（2）噪声源声功率级的计算
按下式计算每个频带的噪声源声功率级。
0110lg N i W i W L W ==∑ (6.8)
式中 i W —第i 个面元的局部功率；
N —测量面元总数；
0W —基准声功率
如果任意一个频带的1N
i
i W =∑为负值，则本标准给出的方法不能用于该频带。
（3）噪声源声功率总级的计算
计算出频带声功率级后，可按公式（5.5）计算总声功率级。
五、实验报告要求及记录格式
1.按1/3倍频程给出各测量面的法向声强平均值。
2.按1/3倍频程给画出声功率与频率的关系图，计算声功率总级值。
六、实验注意事项
1．扫描测量时，要保持探头在一个水平面上，扫描速度均匀,方向一致；
2．在扫描各个测量面的过程中，不要碰撞声源连线，保证声源稳定。
七、讨论思考题
声强法测量声功率有什么优点？测量准确度如何？试和其他两种方法比较。