实验六 声强扫描法测量声功率要点

实验六 声强扫描法测量声功率

一、实验目的

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、实验内容及步骤

1、实验内容：测量手电钻（320W）空载状态下的声功率。

2、实验步骤：

（1）、打开B&K3599声强探头套件，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。

（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。

（6）、模板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。

3、测量步骤：

（1）、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。

（2）、用声强探头对5个测量表面分别进行扫描测量。 （3）、每个表面连续扫描测量2次。

（4）、测量时用探头手柄上的开关控制开始与停止时间，

（5）、同时记录每个测量面2次测得的声强数据及声强谱图（可在谱图 上右击，使用Ctrl+C拷贝及Ctrl+V粘贴）。

（6）、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。 4、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：

(6.4

(6.5

式中 —第i个面元的局部功率；

—第i个测量面元上测量的面元平均法向分量声强的均值；

—第i个测量面元面积

—i面元上两次扫描测得的

当i面元的法向声强级为××dB时，则按下式计算Ini的值:

(6.6

当i面元的法向声强级为－××dB时，则按下式计算Ini的值:

，其中

(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级。

（6.8）

式中 —第i个面元的局部功率；

—测量面元总数；

—基准声功率，如果任意

一个频带的为负值，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（6.9）计算总声功率级。

（6.9）

五、实验结果

1、按1/3倍频程给出声功率级及各测量面的法向声强平均值。

中心频率 A面均值 B面均值 C面均值 D面均值 E面均值 /Hz

W/m^2

W/m^2

W/m^2

W/m^2

W/m^2

1.60E+02 4.00E-08 3.00E-08 3.00E-08 5.00E-08 1.40E-07 2.00E+02 2.60E-07 4.70E-07 8.30E-07 2.24E-06 3.72E-06 2.50E+02 3.89E-06 7.08E-06 1.48E-05 1.18E-05 7.08E-06 3.15E+02 6.46E-06 2.29E-06 1.05E-06 7.80E-07 0.00E+00 4.00E+02 4.00E-08 3.00E-08 6.00E-08 5.50E-07 3.50E-07 5.00E+02 5.60E-07 1.23E-06 5.01E-06 5.13E-06 4.68E-06 6.30E+02 6.31E-06 1.35E-05 1.62E-05 6.92E-06 6.76E-06

声功率级 /dB

51.7566

52.2730

52.3025

54.5354

61.3452

61.1753

63.3531

8.00E+02 2.69E-06 1.51E-06 1.38E-06 3.00E-08 2.00E-08 66.8638

1.00E+03 2.00E-08 7.00E-08 2.60E-07 3.00E-07 4.50E-07 72.9091

1.25E+03 1.07E-06 5.62E-06 8.91E-06 7.08E-06 8.51E-06 74.9095

1.60E+03 1.12E-05 1.32E-05 8.13E-06 6.17E-06 2.82E-06 74.1421

2.00E+03 1.35E-06 9.10E-07 2.00E-08 1.00E-08 5.00E-08 74.9534

2.50E+03 3.00E-08 1.00E-07 1.60E-07 3.20E-07 9.10E-07 77.1292

3.15E+03 2.95E-06 4.37E-06 4.27E-06 5.75E-06 8.51E-06 77.4412

4.00E+03 1.10E-05 8.71E-06 1.02E-05 2.24E-06 1.29E-06 75.4409

5.00E+03 8.90E-07 2.00E-08 2.00E-08 2.00E-08 3.00E-08 75.1056

6.30E+03 3.20E-07 2.60E-07 3.60E-07 8.90E-07 4.57E-06 70.9511

8.00E+03 1.12E-05 7.76E-06 7.08E-06 8.91E-06 6.76E-06 67.8294

1.00E+04 4.37E-06 5.01E-06 2.40E-06 1.05E-06 6.30E-07 66.1501

测量面：A面（正面）、B面（后面）、C面（上面）、D面（左面）、E面（右面），位置如下图所示：

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。

（1）、按1/3倍频程给画出声功率与频率的关系图

（2）、计算声功率总级值为：84.99dB

六、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

问：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。 答：1、声强法测量声功率的优点： a、不需要使用消声室或混响室等声学设施；

b、在多个声源辐射叠加声场中能区分不同声源的辐射功率。 c、可用于现场测量。

2、其测量精确度较自由场法和混响室法低。

附录：

1、matlab程序：

（1）、求各测量面法向平均声强值

function y=i(x p=1/10^12; o=zeros(1,95; for i=1:95 o(i=p*(10^(0.1*x(i; end b=zeros(19,5; for i=1:19 for j=1:5 b(i,j=o(j+5*(i-1; end end y=b;

（2）、按1/3倍频程求声功率级

function y=w(x p=1/10^12; s=0.8*0.8; q=zeros(1,95; for i=1:95

q(i=p*(10^(0.1*x(i*s; end a=zeros(1,19; for i=1:19

a(i=q(i/p+q(i+19/p+q(i+38/p+q(i+57/p+q(i+76/p;

end w=zeros(1,19;

for i=1:19 w(i=10*log10(a(i; end y=w;

（3）、求总声功率级

function y=b(u a=0; for i=1:19 a=a+10^(0.1*u(i; end

y=10*log10(a;

2、原始数据示例： 面A的声强级测量：

1 1.6000000000e+002 4.59061e+001 - 2 2.0000000000e+002 4.48054e+001 - 3 2.5000000000e+002 4.54397e+001 - 4 3.1500000000e+002 4.67239e+001 - 5 4.0000000000e+002 5.16190e+001 - 6 5.0000000000e+002 5.40688e+001 - 7 6.3000000000e+002 5.66609e+001 - 8 8.0000000000e+002 5.92377e+001 - 9 1.0000000000e+003 6.34852e+001 - 10 1.2500000000e+003 6.57252e+001 - 11 1.6000000000e+003 6.59398e+001 -

12 2.0000000000e+003 6.85227e+001 - 13 2.5000000000e+003 7.17423e+001 - 14 3.1500000000e+003 7.07032e+001 - 15 4.0000000000e+003 6.84962e+001 - 16 5.0000000000e+003 6.81281e+001 - 17 6.3000000000e+003 6.35655e+001 - 18 8.0000000000e+003 6.02289e+001 - 19 1.0000000000e+004 5.88762e+001 -

[dB/1.00p W/m^2]807060504030201002505001k[Hz]2k4k8kIntensity Spectrum(Signal 1,Signal 2) - InputWorking : Input : Input : CPB

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