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聲壓法聲功率級(jí)的測(cè)定檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-25 18:49:14 更新時(shí)間：2025-08-24 18:49:15

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

聲壓法聲功率級(jí)的測(cè)定檢測(cè)：原理、儀器、方法與標(biāo)準(zhǔn)詳解

聲壓法聲功率級(jí)的測(cè)定是工業(yè)噪聲控制、產(chǎn)品聲學(xué)性能評(píng)估以及環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)中的核心技術(shù)手段之一。它通過(guò)在聲源周圍特定位置測(cè)量聲壓級(jí)，并結(jié)合空間幾何分布和聲學(xué)傳播規(guī)律，推算出聲源的總聲功率級(jí)（Sound Power Level, L_w），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聲源整體噪聲排放水平的科學(xué)量化。該方法廣泛應(yīng)用于家電、電機(jī)、風(fēng)機(jī)、空調(diào)設(shè)備、交通工具等各類噪聲源的聲學(xué)性能測(cè)試中，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化、噪聲法規(guī)符合性驗(yàn)證和質(zhì)量控制的重要依據(jù)。與僅測(cè)量聲壓級(jí)的聲壓法不同，聲功率級(jí)反映的是聲源本身的總聲輻射能力，不受測(cè)試距離和環(huán)境反射影響，具有更高的可比性和工程實(shí)用性。因此，開展準(zhǔn)確、規(guī)范的聲壓法聲功率級(jí)測(cè)定，不僅有助于企業(yè)提升產(chǎn)品聲學(xué)性能，也為政府監(jiān)管部門提供可靠的技術(shù)支撐。

檢測(cè)項(xiàng)目概述

聲壓法聲功率級(jí)測(cè)定的主要檢測(cè)項(xiàng)目包括：聲源在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下的總聲功率級(jí)（L_w）、各頻帶聲功率級(jí)（如1/1 octave或1/3 octave頻帶）、聲源的指向性特性分析以及背景噪聲修正。在檢測(cè)過(guò)程中，需確保聲源在額定工況下運(yùn)行，避免振動(dòng)、電磁干擾等因素影響測(cè)量結(jié)果。檢測(cè)項(xiàng)目還可能包括聲壓級(jí)的空間分布圖繪制、聲功率級(jí)隨頻率的變化趨勢(shì)分析，以及對(duì)聲源各表面的聲貢獻(xiàn)分析（如風(fēng)扇、電機(jī)、外殼等部件的噪聲貢獻(xiàn)），為噪聲源定位與降噪設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

常用檢測(cè)儀器

聲壓法聲功率級(jí)測(cè)定依賴于一系列高精度聲學(xué)測(cè)量?jī)x器，主要包括：

聲級(jí)計(jì)（Sound Level Meter）：符合IEC 61672標(biāo)準(zhǔn)的1級(jí)或2級(jí)聲級(jí)計(jì)，用于實(shí)時(shí)測(cè)量聲壓級(jí)，具備A、C、Z計(jì)權(quán)和線性響應(yīng)模式；
精密聲壓傳感器（Microphone）：高靈敏度、寬頻響范圍的駐極體或電容式麥克風(fēng)，通常為1/2英寸或1英寸直徑，用于采集聲壓信號(hào)；
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAQ System）：用于同步采集多個(gè)麥克風(fēng)信號(hào)，支持多通道數(shù)據(jù)記錄與后期處理，如LMS Test.Lab、B&K Pulse等；
聲學(xué)反射板或吸聲環(huán)境（如消聲室）：理想條件下應(yīng)在半消聲室或全消聲室中進(jìn)行，以減少反射聲對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾；若在開放空間測(cè)試，需進(jìn)行背景噪聲和反射修正；
聲源固定裝置與測(cè)點(diǎn)定位系統(tǒng)：用于精確布置麥克風(fēng)陣列，確保測(cè)點(diǎn)位置符合標(biāo)準(zhǔn)要求，通常采用機(jī)械臂或軌道系統(tǒng)進(jìn)行空間定位。

檢測(cè)方法與步驟

聲壓法聲功率級(jí)的測(cè)定通常遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（如ISO 3744、ISO 3745）中規(guī)定的“聲壓法”流程，具體步驟如下：

測(cè)試環(huán)境準(zhǔn)備：在消聲室或低反射環(huán)境中進(jìn)行，若在普通房間測(cè)試，需保證背景噪聲比聲源噪聲低10 dB以上，并對(duì)反射聲進(jìn)行修正；
聲源安裝與運(yùn)行：將待測(cè)聲源固定在無(wú)振動(dòng)的臺(tái)架上，運(yùn)行至穩(wěn)定工況（通常為額定負(fù)載、額定轉(zhuǎn)速），并保持運(yùn)行時(shí)間不少于10分鐘；
測(cè)點(diǎn)布置：根據(jù)ISO 3744標(biāo)準(zhǔn)，采用球面或平面測(cè)點(diǎn)布置法。常見為在聲源周圍布置12個(gè)或更多測(cè)點(diǎn)，均勻分布在半球面或球殼面上，確保測(cè)點(diǎn)到聲源表面的最小距離不小于聲源最大尺寸的1.5倍；
聲壓級(jí)測(cè)量：使用聲級(jí)計(jì)在每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)量聲壓級(jí)，記錄A計(jì)權(quán)、C計(jì)權(quán)或線性響應(yīng)下的聲壓級(jí)值，通常需測(cè)量多個(gè)頻帶（如100 Hz~10 kHz，1/3 octave）；
背景噪聲修正：關(guān)閉聲源后測(cè)量背景噪聲，若背景噪聲超過(guò)10 dB，則需進(jìn)行修正；
聲功率級(jí)計(jì)算：根據(jù)測(cè)點(diǎn)的聲壓級(jí)值，結(jié)合測(cè)點(diǎn)與聲源的距離、測(cè)點(diǎn)球面面積、空間分布權(quán)重等參數(shù)，利用以下公式計(jì)算聲功率級(jí)：

L_w = L_p + 10 log₁₀(S/S₀) + ΔL

其中：
? L_w：聲源聲功率級(jí)（dB）
? L_p：各測(cè)點(diǎn)平均聲壓級(jí)（dB）
? S：測(cè)點(diǎn)所在球面或半球面的總面積（m2）
? S₀：參考面積（1 m2）
? ΔL：修正項(xiàng)（包括方向性修正、背景噪聲修正、環(huán)境修正等）

相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

聲壓法聲功率級(jí)測(cè)定需嚴(yán)格遵循國(guó)際及國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性。主要參考標(biāo)準(zhǔn)包括：

ISO 3744:2010 ——《聲學(xué) —— 聲功率級(jí)的測(cè)定 —— 用聲壓法在自由場(chǎng)中進(jìn)行》（用于半自由場(chǎng)環(huán)境）；
ISO 3745:2012 ——《聲學(xué) —— 聲功率級(jí)的測(cè)定 —— 用聲壓法在消聲室中進(jìn)行》（適用于全消聲室）；
GB/T 6882-2008 ——《聲學(xué) —— 聲壓法測(cè)定噪聲源聲功率級(jí) —— 試驗(yàn)室用精密法》（中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，等效采用ISO 3744）；
GB/T 14273-2020 ——《聲學(xué) —— 聲功率級(jí)的測(cè)定 —— 用聲壓法在近場(chǎng)測(cè)定空氣噪聲》（適用于工業(yè)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試）。

上述標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)點(diǎn)布置、測(cè)量環(huán)境、儀器校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)處理、不確定度評(píng)估等均有詳細(xì)規(guī)定，是開展聲功率級(jí)檢測(cè)必須遵守的技術(shù)依據(jù)。檢測(cè)機(jī)構(gòu)通常需通過(guò)CNAS（中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)）認(rèn)證，以確保檢測(cè)結(jié)果的權(quán)威性與法律效力。