声功率和声压级测量方法及标准

声功率和声压级测量方法及标准

声功率级和声压级是声学测量中的两个重要概念，它们分别反映了声源的发声能力和声音在特定位置的强度。本文将详细介绍声功率级和声压级的测量方法及相关的标准规范，帮助读者更好地理解声学测量的基本原理和应用。

声功率级与声压级

声功率级

• 声功率级是衡量声源发声能力的指标
• 声功率级与声源的安装位置和环境无关
• 声功率级有利于不同厂家的产品比较
• 单位：dBA

为什么要测量声功率级

• 标准要求测量
• 相同产品的比较
• 用于计算声压级

声功率级的测量方法

• 声功率是不能直接测量的
• 通过测量声压级或声强级，计算出声功率

声压级

• 对特定声源在特定运行下声功率级是恒定的
• 声压级是随距离衰减的
• 声功率级与声压级之间没有简单的关系
• 单位：dBA

为什么要测量声压级

• 人的感觉与声功率无关
• 人的感觉与声压级直接相关
• 在实验室测量到的声压级与现场测量到的声压级是不同的

声压级的测量方法

• 在特定的测量环境下
• 在离声源一定的距离
• 用声级计可直接测量声压级，单位 dBA

噪声测量标准

• ISO 3740 -3747 系列声功率测量通用标准
• ISO 11200-11204系列声压级测量通用标准
• ISO 6926 标准声源的要求
• ISO 7779 针对计算机和通讯设备的测量标准
• IEC 家电噪声测量标准
• ISO 9295计算机和通讯设备高频噪声测量标准
• ISO 9296计算机和通讯设备噪声标称值标准
• ETS 300 753 欧洲通讯设备测量标准和限值
• GR-63-CORE: 美国的Bellcore 公司的限值标准
• ECMA TR/27 : 从声功率计算声压级的方法

声功率测量方法

ISO 3741 –3743 混响室法

ISO 3741 3742 精密法

• 混响室法
• 墙面的吸声系数< 0.06
• 室内体积 200 M3
• 至少3 个点，传声器之间的距离> 波长/2，或 移动传声器
• 计算公式：Lw = Lp – 10lgT+10lgV+10lg(1+S l/8V)-10lg(B/1000) - 14

ISO 3742 narrow band, 1/3 Octave 频谱

ISO 3743 工程法

ISO 3744 –3746 消声室法

ISO 3745 精密法

• 消声室和半消声室, <1.0 dB
• 本底噪声的修正：如果测量到的噪声与本底噪声的差小于10 dB

声功率的测量环境

1. 消声室：

• 自由声场
• 背景噪声

2. 声功率的计算
   计算公式：
   Lw = Lp + 10 log S
   其中：
   Lp = 10log{( ∑(10^0.1L1+…+10^0.1L9)/9}

ISO 3747 标准声源法

• 用已知声功率的声源的出环境修正系数
• 测量设备噪声， 在加修正
• ISO 6962对标准声源提出了要求

ISO 11200-11204 Noise Emission Standard

• 测量声压级的标准
• 测量环境， 半消声室， 户外等
• 测量量

ISO 7779 Measurement of airborne noise emitted by information technology and telecommunication equipment

• 混响室法测量声功率，ISO 3741
• 半消声室法测量声功率 ISO 3745
• 操作员位置的声压级测量 ISO 11201
• 单频分量的判定
• 脉冲声的检测

ISO 11201操作员点的声压级

• 半消声室环境
• 操作员头部平面 0.2 m +- 0.02m
• 周围距离设备 1m. 离地面1.55 m +-0.075m s四个点。

单频分量的判定

• FFT 窄带分析
• Tone-to-Noise Criterion > 6 dB
• Noise 的带宽标准中给出

脉冲声的判定

LpAI – LpA > 3 dB

ETS 300 753 Acoustic noise emitted by telecommunication equipment

• 测量方法-ISO 7779
• 声功率标称值，LWAd ISO9296

GR-63-Core: Network Equipment Building System(NEBS) Requirements: Physical Protection

• 用声压级作标准
• 模拟实际使用情况

GR-63-Core: 测量方法

• 模拟实际使用的房间，房间的面积不能大于设备正常安装所需要的最小面积的两倍
• 房间的吸声系数应为：0.1
• 测量高度：1.5 m

GR-63-Core: 测量1: 机房系统

机房系统噪声测量结果

GR-63-Core: 测量2: 单台设备

• 距离 0.6 m
• 高度1.5 m

ECMA TR/27: Method for the prediction of installation noise levels

• 已知声功率级计算安装后的声压级
• 例如，5 台 BTS 312, 3台 CDMA-2000 要安装在机房里，计算机房里的声压级 分布。
• 软件 SoundPlan

计算步骤

1. 决定房间的类型， 普通， 低房间， 长房间。
2. 计算单台设备在接收点的声压级， 计算公式
3. 考虑声屏障效应
4. 重复 2, 3 步， 如果有多个声源
5. 背景噪声的修正
6. 重复以上步骤，如果要计算多个点。

普通房间声压级计算

LpAeq = LwA + 10 log[Q/(2pid^2) + 4/(S alpha)

总结

• 通讯产品的噪声测量分为声功率级 和声压级测量
• 测量标准以 ISO 7779 为核心
• 限值标准是区域性的
• 计算标准可用于机房设计

信息来源：CAE之家公众号