声学用于声功率级测定的标准声源的性能与校准要求

声学测波仪是一种倒置的回声测深仪，利用置于海底的声学换能器垂直地向海面发射声脉冲，通过接收回波信号，测出换能器至海面垂直距离的变化，再换算成波高。测量涌浪的效果较好。

主要是测量噪声源的辐射功率和指向性。测量方法有混响室法、消声室（或半消声室）法和比较法等。

混响室法只能测量噪声源的辐射声功率。将被测的噪声源放在混响室（见声学实验室）中，当噪声源辐射声功率W 随时间的改变量不大时，即

(1)

在混响室的混响场中声压的均方根的平方：

(2)

或声源辐射的声功率级（分贝）：

(3)

式中ρ为室内空气密度；c为室内声速;V为混响室的体积；A=S峞,S为混响室总面积；峞为平均吸声系数；岧为混响场中的平均声压级。ρc值取温度为15℃时空气中的值为415。

在混响室的混响场中取n个点,在这些点上测声压级，取其平均值岧代入 (3)式。混响室的平均吸声系数可由混响时间的测量得到。

在实际测量时,声源应放在离开墙壁λ/4的距离以外，测点之间的距离不小于λ/2,各测点与墙壁之间的距离应大于λ/2。λ是相应于测量的频率的波长。

消声室法（或半消声室法）在消声室内，可以同时测量噪声源的辐射声功率和指向性。在自由场内，声强(I)与声压p之间的关系为：

(4)

将被测的噪声源放在消声室内，以它为中心，作一球面，将球面等分为 n个面元，在每个面元的中心测量声压级Lpj,取这些测量值的平均值岧，按声强与声功率之间的关系计算声功率级LW：

(5)

式中r为测量球面的半径,ρc值取温度为15℃时空气中的值。再按

(6)

计算指向性指数DI。θ和φ是以球心为中心的方位角。

在半消声室中的测量与在消声室中的测量相似。将被测的噪声源尽可能按实际的安装放置在半消声室的地面上，以声源为中心在自由场内作半球面，将半球面分成n个相等面元，在每个面元中心测声压级Lpj，取它们的平均值岧，按下式计算辐射声功率级：

(7)

及按(6)式计算指向性指数。

比较法是一种工程方法。对测量环境除要求安静、不影响声压级测量数据以及有一个用以比较的标准声源以外，没有其他要求。比较法可以在安装机器(设备)的现场，或在其他环境进行。测量时，以机器或设备为中心，在地面上作一半球面，将它分成n个相等的面元,在每个面元的中心测量一个声压级，计算其平均声压级岧。机器或设备如能移开，将标准声源放在它们原来的位置上，在同一半球面，用同样的方法测量平均声压级。机器或设备如不能移动，则将标准声源放在机器上方或其他合适的附近位置，在同一半球面上测平均声压级。设在现场按上述方法测得相应于标准声源的平均声压级为岧孡，则机器或设备的辐射声功率级为：

(8)

式中L憛是标准声源的辐射噪声功率级。

由于机器和设备各式各样，安装和使用条件也各不相同，所以究竟选用什么方法测量应视具体情况和要求而定。为了求得方法的统一，测试结果可以比较。国际标准化组织(ISO)已先后颁布了8个测量声功率级的方法标准，它们的编号是3741～3748（见表）。测量方法按不同要求分为三类，即精确测量、工程测量和普查测量。标准偏差要求分别约为1、2、3分贝。 近年来在测量声强技术方面有较大的发展，已研制成使用方便的声强计，其功能和体积均与精密声级计相似。如果在噪声源的声场中作一包围它的封闭面，测出这个面上各点的声强，由这些声强值便可以算出声源辐射的声功率。这种方法可以不需要专门的实验室和条件，而且可以在多个声源同时工作的情况下，测得指定的声源的声功率。

参考书目

L. L. Beranek, NoiseandVibrationControl,McGraw-Hill,New York,1971.