声强法测声功率
声音的音量和音调的测量方法
音调测量：适用于测 量声音的频率，不适 用于测量声音的响度 和音质
注意事项：音量和音 调的测量方法可能受 到环境噪声和其他因 素的影响，需要采取 相应的措施来保证测 量的准确性和可靠性
Part Five
声音的音量和音调 的测量应用
音频工程
音量测量：用于音乐制作、录音和混音，确保音频输出的一致性和准确性。 音调测量：用于语音识别、语音合成和音乐信息检索，实现高效、准确的音频处理和分析。 音频处理：通过测量和分析，对音频进行剪辑、合成、降噪等处理，提高音频质量和效果。 音频监控：实时监测和记录音频信号，确保音频设备和系统的正常运行和效果。
声音的音量和音调的测 量方法
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
目录
01 声 音 的 音 量 测 量 方 法
03 声 音 的 音 量 和 音 调
的测量工具
05 声 音 的 音 量 和 音 调
的测量应用
02 声 音 的 音 调 测 量 方 法
04 声 音 的 音 量 和 音 调 的测量注意事项
应用：广泛应用于环境保护、噪声控制、医疗卫生等领域
频谱分析仪
频谱分析仪：用于测量声音的频谱，可以分析声音的音量和音调 声级计：用于测量声音的音量和音调，常用于环境噪声的测量 音色分析仪：用于分析声音的音色，可以测量声音的音调、音量和音色 音频分析仪：用于测量音频信号的参数，包括音量和音调
录音设备
测量方法：声强级测量通常使用声强计进行，声强计可以测量声音的声强和声强级，并通过显 示或记录结果来评估声音的音量大小。
声功率级测量
定义：声功率级是表示声音功率大小的等级，单位为分贝（dB）。
声强与频率：声强的测量和频率的计算
声强与频率：声强的测量和频率的计算声强是声音传播中的一个重要参数，可以用来描述声音的强度和能量。
频率则是指声音振动的快慢程度，是衡量声音音调高低的参数。
在声学领域中，声强与频率的测量和计算是研究声音特性和应用的基础。
本文将介绍声强的测量方法以及频率的计算原理和方法。
声强的测量是通过测量声音传播到某个点的能量来进行的，在实际应用中可以用声级来表示声强。
声级是一种对于人耳感觉的声音强弱的度量单位，常用单位是分贝(dB)。
对于人耳而言，声级为0dB时，表示人耳的听觉阈限，即最小可听到的声音强度。
声级的计算方法是通过将待测声音的能量与参考声音的能量进行比较，并将参考声音的声级设置为0dB，计算出待测声音相对于参考声音的声级差。
在实际测量中，通常使用声级计或声级计仪器进行声强测量。
声级计通过将声音转化为电信号，然后经过放大并进行滤波处理，最后显示在仪器上。
根据国际标准，声级计的测量范围通常为30dB至130dB之间，可以满足大部分声音强度的测量需求。
在测量时，需要选择适当的待测声音源和测量位置，并避免遮挡和干扰，以确保测量结果的准确性。
频率的计算是通过测量声音振动的周期或频率来进行的。
频率是指在单位时间内声音振动的次数，常用的单位是赫兹(Hz)。
对于周期性的声音，可以通过测量振动的周期来计算频率。
周期是指一个完整的振动所经历的时间，可以用秒(s)来表示。
频率的计算公式是频率=1/周期，即频率等于振动周期的倒数。
对于非周期性的声音，可以通过将声音分解为多个频率分量，并计算每个频率分量的能量来估计频率。
这种方法常用于音频信号处理和声音识别中。
通过使用傅里叶变换等信号分析方法，可以将声音分解为频率分量，并获得每个频率分量的能量，从而计算出频率的分布和特征。
在实际计算中，通常使用计算机和数学软件来进行频率的计算和分析。
这些计算工具可以提供快速且准确的频率计算结果，并且可以进行进一步的分析和处理。
在声学研究和工程实践中，频率的计算和分析是非常重要的步骤，可以帮助研究人员和工程师了解声音的特性、进行声音处理和控制。
声强测试
一、声强测试1. 运行Spectral Acquisition2. 建立几何模型3. 通道设置选择Input1和Input2，其中Input2为参考通道，而Input1的“point”必须与几何模型上的测点符合，可以直接输入，也可以通过“Use Geometry”来配置。
4．试验设置z选择测量和存储Autopower，这样我们可以获得两个麦克风的声压数据。
z选择测量和存储Sound Intensity。
必须注意Channel 1是参考通道，Channel是接近声源的那个麦克风。
并输入两个麦克风之间的距离。
z选择合适的带宽，分辨率和平均参数。
5．测试z当一个点测试完毕之后，回到通道设置工作表，配置下一个测点，然后继续测量。
z测完所有的点之后，转到“Validate”工作表，检验有没有丢失的测点。
z存储，并离开Spectral Acquisition。
二、声强分析1．加载“Intensity Analysis”。
2．声强数据选择。
进入“Intensity Data Selection”工作表，软件将自动识别当前Section的数据。
3．建立声强网格只需定义矩形网格。
填入Mesh相应的坐标，及Rows和Columns。
4．网格选择和验证z选择已有的，或者建立一个Mesh。
z点击“look for corresponding data”，如果Mesh变绿，表示数据已经找到。
否则，显示红色。
z点击每一个Mesh块，就能显示与该点相关的数据。
z右边显示的是该点的相关信息。
5．分析及可视化z进入“Intensity Analysis”工作表z选择需要进行分析的meshz选择进行分析的频率或者带宽。
可以是某个频率、1/3倍频程或者1/1倍频程，或者是在某一范围内。
z调入测试对象图片，放在网格下面。
6．计算声功率，并输出到Excelz选择Mesh。
z“Grouped per Component”，所有的声压、声强和声功率结果在一个Excel文件。
大型设备的声功率级声强测试方法
大型设备的声功率级声强测试方法
李志远;陈慧;陈品;陆益民
【期刊名称】《振动、测试与诊断》
【年(卷),期】2013(033)002
【摘要】大型机电设备的声功率级在典型工况下的测试是噪声测试的难点,为此以声强法测试技术为手段,研究了大型风力发电机在生产环境中的噪声声功率级测试方法.通过理论分析和实际测试,研究了离散点声强测试和扫描声强测试两种基本方法以及子面分离测试的理论基础.在对设备的声辐射表面采用两种基本方法进行整体测试的同时,比较了将设备噪声辐射面划分为若干个子面的分离测试方法.结果表明,对于大型机电设备采用离散点法和扫描法都能满足工程测试精度的要求,采用子面分离测试同样能达到整体测试的结果.同时,利用子面声强测试的结果还可以对多声源设备中的各组合声源进行声功率级排序,确定多声源设备的主要噪声源.
【总页数】4页(P311-314)
【作者】李志远;陈慧;陈品;陆益民
【作者单位】合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥,230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥,230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥,230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥,230009
【正文语种】中文
【中图分类】TM301.4+3;TB52+4;TH89
【相关文献】
1.测定声源声功率级的新方法：正声强测量法 [J], 郑郧
2.测定声源声功率级的新方法—正声强测量法 [J], 徐滇;郑郧
3.采用声强法对660kW异步电动机进行现场声功率级测定 [J], 岑昌福
4.采用声强技术测定电机声功率级的测试程序 [J], 池万刚
5.采用声强法对660kW异步电动机进行现场声功率级测定 [J], 池万刚;应善成;等因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
声学中共振与声音强度的计算与实验验证
声学中共振与声音强度的计算与实验验证声学学科研究声音的产生、传播和接收等现象，其中共振和声音强度作为声学中的重要概念，对于理解声音的特性和应用具有重要意义。
本文将介绍声学中共振和声音强度的计算方法，并通过实验验证其准确性。
一、共振的概念与特性共振是指在一个物体受到外力作用下，产生振动的频率与外力作用频率相等或相近的现象。
共振现象广泛存在于自然界和工程技术中，其特性主要包括共振频率和共振增益两个方面。
1. 共振频率共振频率是指物体在共振时的振动频率，通常表示为f0，对于弹性体而言，可以通过以下公式计算：f0 = (1 / 2π) * √(k / m)其中，k为弹性系数，m为质量。
2. 共振增益共振增益表示在共振频率附近物体的振幅增加的程度，可以用于衡量共振的强度。
共振增益与原有振幅的比值可以用以下公式表示：Q = ω0 / Δω其中，Q为共振品质因数，表示振幅增益的倍数，ω0为共振频率对应的角频率，Δω为半峰宽度。
二、声音强度的计算方法声音强度是衡量声音能量传播的大小，它表示单位面积上通过的声功率，通常以W/m²为单位。
声音强度的计算方法主要有三种，分别是“声功率法”、“距离法”和“声压法”。
1. 声功率法声功率法是通过测量声源输出的声功率来计算声音强度，其计算公式如下：I = P / A其中，I为声音强度，P为声源的声功率，A为声源在单位距离上的辐射面积。
2. 距离法距离法是通过测量声音在传播过程中的衰减来计算声音强度，其计算公式为：I = P / (4πr²)其中，I为声音强度，P为声源的声功率，r为观测点到声源的距离。
3. 声压法声压法是通过测量声音的声压来计算声音强度，其计算公式为：I = p² / (2ρv)其中，I为声音强度，p为声音的声压，ρ为介质密度，v为声音在介质中的速度。
三、实验验证声学中共振与声音强度的方法1. 共振实验为验证共振频率和共振增益的计算方法，可以进行共振实验。
噪声声强测量分析和应用
噪声声强测量分析和应用摘要：系统阐述了声强法测量再生的原理、方法和关键程序。
以变流器的噪声测试为例，重点说明包络面的划分、声强探头的设置和测试结果分析。
关键词：声功率；声强；噪声测量0 引言传统的声压法测量噪声，需要消声室等特殊、昂贵的声学环境，而且很多测试品因结构、重量、尺寸及运转、安装条件的限制，不能在消声室内去测量。
对于声源定位、声源排队等工作，使用声压法有很大的困难。
相比之下，声强测量技术因其矢量性而具有诸多优点：它可以在普通环境下或生产现场准确的测定被试品的声功率；可以很方便的进行声源排队、定位等方面的测试研究工作等。
因此，声强测量已成为近年来用于噪声鉴别和声功率评定的有效手段之一。
1 声强测量基本原理声强是指在单位时间内通过垂直声波传播方向上的单位面积的声能，是描述声能流动的具体大小和方向的声学量。
可以简单地认为：某点的声强=该点的声压×质点的速度，在声场中，A点的声强定义为：Ir=PAUr (1))式中Ir--A点在r方向上的声强，PA--A点的声压，Ur--A点在r方向上的空气质点振动速度。
常用声强测量法是双传声器法。
双传声器法的基本原理如下：设声场中A点附近在r方向上有相距为∆r的两点A1、A2，此两点的声压设为PA、PB; 对无粘性的理论介质，A点的欧拉方程为： (2)式中ρ--空气密度，用A1、A2两点声压的的差分，近似式（1）中A点的声压梯度，得到 Ur=- (3)两传声器之间中点A的声压可用A1、A2两点声压的平均值来近似：P= (4)将式(3)和式（4）代入式（！）中进行矢量相乘就得到A点的声强。
2 声强测量方法声强测量方法有离散点法和扫描法。
离散点法是将测量面均匀划分为若干单元，然后逐个测量每个单元中心点的声强，计算该单元的声功率，最后将所有单元的声功率进行平均，计算该单元的声功率。
扫描法是将声强探头在适当长的时间内，在正交两个方向上（水平和垂直），以规定路线（S）型，在测量面元上进行匀速往复扫描。
噪声源识别-声强法-中文
文档 + -
贡献排序 -
频率范围 声源类 型 低-高 低-中 稳态. 稳态.
速度 ++
与声源 成像 距离 + -
+
+ ++ ++ +++ +
+ + + + +
+ + + + -
低-中 低-中 低-中 低-中 中-高
稳态. 稳态. 任意 稳态. 任意
, 31 Filename, 31
噪声源识别
Present By B&K China Team
, 1 Filename, 1
噪声源识别的定义
噪声源识别的定义 (NSI): – NSI是对帮助可视化识别产品噪声源的一系列不同测量技术 的一个专业术语 – 有很多不同的技术能够应用于识别噪声源: 声强, 声压, 声 全息, 和 相控技术
10dB
选择性声强
一般性结论:
选择性声强能够被用于区分 补相干的噪声源
10dB
普通声强
选择性声强
, 29 Filename, 29
小结
声强 是噪声源定位的非常有用的工具 声强映射成像是噪声源定位的 最广泛使用的技术 对于更高级的应用其他技术能够使用 所有的技术 产生 类似的结果 ，您主要依赖应用，测试 时间及预算进行选择
, 28 Filename, 28
选择性声强影射: 实例 2
结果:
粉红色为普通声强，黑色为 选择性声强. 频率为300 Hz的正时皮带在 驾驶员位置完全能被听到.
普通声强 Ordinary Intensity
超声波声强功率测量仪
超声波声强测量仪一、详细介绍超声波在液体声扬中产生空化效应的超声波强度（声功率）仪、超声波声强测量仪是超声波系统一个最主要的指标。
它对清洗机的清洗效果，超声波处理机的工作效率有直接的影响。
超声波功率（声强）测量仪可随时随地，快速简便地测量声场强度，并直观地给出声功率数值。
根据使用场合不同，超声波功率测试仪可做便携式和在线监测式。
二、技术参数名称先欧超声波声功率（声强）测量仪型号X0-2008 / XO-2008D (带D型为高温型）可测声强范围0~150Wcm2可测频率范围10KHz~1MHz探头长度30cm, 40cm, 50cm, 60cm, 100cm使用温度0~90℃（普通型）/ 0~300℃（高温型带D）使用介质液体酸碱值PH4~PH10（可选择耐强酸碱型）响应时间小于0.1秒使用电源220V，1A毫伏表外型尺寸260㎜×132㎜×186㎜（长×宽×高）三、基本配置超声波声功率（声强）测量仪包括毫伏表一台，探头一根，无选配件。
四、技术参数可测声强范围：0～150W/cm2可测频率范围：10kHz～1MHz探头长度：60cm使用温度：0～90℃（普通型）0～300℃（高温型）使用说明书：液体声场中的超声波强度(声功率)是超声波系统一个最主要的指标。
它对清洗机的清洗效果，超声波处理机的工作效率有直接的影响。
超声波功率(声强)测试仪可随时随地，快速简便地测量声场强度，并直观地给出声功率数值。
根据使用场合地不同，超声波功率测试仪可做成便携式和在线监测式。
工作原理：测量仪运用的是压电陶瓷的正压电特性，即压电效应。
当我们对压电陶瓷施加一个作用力时，它就能将该作用力转换成电信号。
在同样条件下，作用力越强，电压越高。
若该作用力的大小以一定的周期变化，则压电陶瓷就输出一个同频率的交流电压信号。
由于空化作用和其他干扰，实际的电压波形是一个主波和许多次波的叠加。
要了解声场的实际作用波形，建议用频谱分析仪或示波器观察。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。