聲功率是由聲源每單位時間輻射的總空氣聲能量。另一方面，聲壓是聲源輻射聲音能量的結(jié)果，這些能量轉(zhuǎn)移到特定的聲音環(huán)境中并在特定位置進行測量。聲功率是原因，聲壓是效果。

聲強與聲壓之間的關(guān)系

可以用熱來作為一個簡單的比喻，幫助了解聲功率和聲壓之間的關(guān)系。

一個電加熱器具有一定的功率輸出，它輻射到一個房間，提高了房間的溫度。加熱器的功率輸出獨立于加熱器所在的房間。然而，房間內(nèi)的溫度會根據(jù)我們與加熱器的距離以及房間的特性而有所不同，例如房間的大小以及通過房間的墻壁和地板吸收或傳遞的熱量。

聲源的聲功率輸出與房間內(nèi)聲壓級之間的關(guān)系類似。從聲源輻射出來的聲能會提高房間的聲壓級。聲源的聲功率級與房間獨立，但聲壓級將取決于我們與聲源的距離和房間的特性，這包括房間的大小，以及房間內(nèi)表面反射或吸收聲音的程度。



就像聲壓一樣，我們通常以分貝為單位表達聲強。這有時可能產(chǎn)生混淆——特別是當省略參考值時。聲壓級的參考值為20μPa，而聲功率級的參考值為1pW。

選擇這些參考值，使得在一個完美的自由場，在傳播面積為1m2的距離，聲壓級和聲功率級相等。

為什么要決定聲功率級？

了解裝置的聲功率級非常有用。它允許我們客觀地比較不同裝置的聲音輸出，而不需要知道它們的測試環(huán)境或測量的距離。因此，聲功率級非常適合用于指定裝置的噪音發(fā)射限值，以及驗證是否符合限值。

由于聲功率級與聲音環(huán)境和測量位置無關(guān)，因此我們也可以計算在已知的聲音環(huán)境中，從裝置到特定位置的聲壓級。

例如，聲學顧問可能會使用機器的聲功率級來計算在附近住所所產(chǎn)生的聲壓級，如果要安裝在特定位置，則該機器將在附近住所產(chǎn)生的聲壓級。然后，顧問可以確定居所產(chǎn)生的噪音是否符合有關(guān)規(guī)例，或是否應設計或選擇不同、更安靜的機械設備。

如何測量聲功率？

聲功率可以根據(jù)聲壓或聲強度測量來確定。

有兩種方法可以從聲壓測量中確定聲功率：直接法和比較法。直接法最常用于自由場環(huán)境，但也可用于混響場。然而，比較法僅用于混響場。

在直接法中，定義了包覆所測試裝置的虛構(gòu)表面，并在表面上的多個位置進行聲壓測量。這些聲壓級測量是在空間上平均和校正聲音環(huán)境的影響（例如背景噪音）。

一旦確定測量表面的平均聲壓級，只需調(diào)整表面面積與參考面積 1m2的比例，即可計算聲功率級。這是聲功率級等于聲壓級的地方。



比較法有點不同。在此方法中，會使用具有已知且穩(wěn)定的聲功率級的參考聲源，在測試室內(nèi)進行聲壓測量，參考聲源在操作和正在測試裝置的情況下進行。接著，可透過比較所測量的聲壓級與每個聲源來計算接受測試裝置的聲功率級。



從聲強測量中確定聲功率的過程與直接測量聲壓方法非常類似。但由于聲強是時間平均的向量，因此比基于聲壓的測量更適合于存在背景噪聲和混響的情況。這使得基于聲強的聲功率測定特別適合于現(xiàn)場測量。

使用哪些標準？

聲功率測定有許多標準，適用于許多不同類型的噪聲源，在不同的聲學環(huán)境中測量，并達到不同的精確度。目前現(xiàn)行標準的詳細討論不在本文的范圍內(nèi)；不過，我們可以大致描述一下。

我們首先可以分為「基本標準」和「噪聲測試代碼」?；緲藴手付烁鞣N聲學環(huán)境和準確度等級中所有類型產(chǎn)品的聲功率決定方法。因此，它們只會針對所測試裝置的操作和安裝條件提供一般建議。

另一方面，噪聲測試代碼特定于特定類型的噪聲源，并指定安裝和操作條件的詳細要求，以及識別應使用的基本標準。一般而言，如果裝置存在噪聲測試代碼，則應使用該代碼。

在沒有噪聲測試代碼的情況下，可以使用基本標準ISO 3740：2019聲學—噪聲源聲功率級的測定—基本標準的使用準則概述了聲功率測定的基本標準。這可用于選擇適當?shù)臉藴?，同時考慮測試環(huán)境和設備、測試的組件特性，以及所需的準確度。

測量聲功率的設備

適合的聲功率測定儀器取決于所選擇的方法和測試環(huán)境，以及測試物體的體積和聲源的特性。

Brüel & Kj?r擁有全方位的儀器和軟件，可用于測定聲功率。

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