声压、声强、声功率区别与联系

cpe2951

声压、声强、声功率区别与联系
' q! r1 @+ T7 z0 z6 ~. f声压、声强、声功率同时出现，就容易混淆概念，弄不清其中的区别与联系，本文就来一一解析这三个词。
　　我们常常能听到“声压为55dB”、“声功率太小”等字眼，这些都是用来描述声音的物理量，但声压、声强、声功率同时出现，就容易混淆概念，弄不清其中的区别与联系，下面我们来一一解析这三个词。
+ l* F" m% O0 k6 v; y
　　三者的定义
  H3 L- ?- E6 l1 a. v　　  · 声压：声音传递时，声波传播扰动介质，使得介质内部产生的压强变化叫做声压，单位为Pa。

6 f* L* {+ @1 _0 n, G　　  · 声强：单位时间内，通过与声波前进方向垂直的单位面积上的声能定义为声强，单位为W/m2。声强是矢量(有大小和方向)，也可以简单地认为：
9 Z5 j7 D4 W  K$ S. [0 }6 G+ b2 p
5 I0 x- u& M1 q8 n9 I& n. g+ X) s) d4 B$ M　　某点的声强=(瞬时声压ⅹ瞬时速度)的平均值
) ]! z7 `9 g; S; E
　　  · 声功率：声功率定义为声源在单位时间内向外辐射的声能，单位为W。
! O2 ?, q8 H2 I# a2 h% t/ P, p
! [, B3 O/ w4 n8 z$ `) Q
　　说了这么多，怎么看起来还是有点绕?请听小编慢慢讲：
2 H# Q! Y. a  v( a2 S  @
　　三者的联系
. n# P, `# f( N$ K. Y　　我们都知道，描述声音的三个参数是声压、声强和声功率，它们之间有一定的关系。

　　  · 声功率与声强：两者有直接的关系，观察两者的单位(W与W/m2)可以发现以面积为变量，对声强求积分来得到声功率的值。


　　  · 声压：在特定的声学环境中，在一定位置，使用声压计可以测量出可感知声源的声压。


　　  · 声功率与声压：在一个有电暖气的房间中，暖气散发出一定功率的热能，所以从暖气片中散发出来的热能与环境无关，不受环境的影响。但是房间中的温度与房间中的热能环境有关，不同位置的温度可能不一样。类似地，放置在房间中的音箱辐射出一定功率的声能，但是声压取决于声学环境和在房间中距声源的距离，如下图所示。声功率是“根源”，声压是声源引起的“影响”。
& l2 a# V3 V( F$ q, _* R( ^% W
　　在以上类推中，暖气片散发出来的热能(热功率)相当于声功率，温度相当于声压。

　　声功率测量
　　1. 为什么要测量声功率
/ ]- e  t( F! H0 e; H　　我们需要用一个标准来衡量设备噪声的大小，测量声压级与声功率都可以对其进行评价。

2 c- `4 [8 U5 Y' T% f　　声压级的测量结果与所处声学环境中的距离和方位有关，难以给出确定的数值来评价设备噪声的大小。
2 ^1 N% V3 g  U5 D" Z
　　与声压相反，声功率是独立于环境的客观量。如果被测声源的声学环境已知，就能根据设备的声功率级预估出声压级。因此，声功率是描述和比较机器辐射出噪声高低的有效参量。

& i5 X% `9 L# ?7 Y　　2. 声功率测量方法
　　声源的声功率必须在消声室中测量，分声压测量法与声强测量法。

$ G+ a1 u. ^, w2 y! g　　  · 声压测量法：该方法要求在特定的声学环境中进行。


/ K7 ]- V' u( q+ V　　  · 声强测量法：声功率测量可以在普通的声学环境，甚至在有干扰噪声的情况下(因为声强是矢量，积分求声功率时，干扰声会相互抵消)。

/ m& _! m5 o1 A3 ^　　基于声强法的声功率测量有两种测量方法：

　　  · 离散点法：GB/T 16404标准;
. x+ Y- {2 ]3 b' I! F
3 [/ x( V5 s( z* o( H/ Q8 \( L
% f3 X# C1 y+ E* D& S& G( {& x　　  · 扫描法：GB/T 16404.2标准。
; \2 t' s0 j% W! M" {( y
　　下图为用扫描法进行平板样件的声传递损失测量。采用这种方法要求每个测量面元都要正交地扫描两次。
0 f+ U  `- U, W  `
　　扫描方式
5 v, _; j  j5 c, U