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声学知识
声强计的多领域应用解析
发布时间:2026.02.09 点击数:23

声强测量仪是一种测量空气介质中声强在某一方向的分量的仪器,可在设备现场通过测量声强来测定声源的声功率级,同时提供声强及声压的实时倍频程、1/3倍频程频谱分析结果、声强强度图等。通过多点的声强测量,可获得声源附近某一平面上的声能流强弱分布,以研究声源的辐射特性。依据GB/T 14604/ISO 9614系列标准,在普通声学环境中准确测定声源和各种设备的声功率,从而可节约一大笔建造消声室的费用,并且可以完成诸多在消声室内使用声压法无法完成的测量工作。利用声强探头的强指向性进行噪声源定位,现场测定声能传递损失(隔声测量)等。

声强计作为一种精准测量声音强度、分析声场特性的专业声学仪器,凭借其高效、便捷、精准的测量优势,突破了传统声级计仅能测量声压的局限,可直接获取声强、声功率等核心声学参数,广泛应用于机器设备检测、噪声控制、建筑声学、环境监测等多个领域,为各类声学相关工作提供科学、可靠的数据支撑,助力行业实现标准化、精细化发展。

一、机器设备声功率测量

机器设备的声功率是衡量设备噪声排放水平的核心指标,直接关系到设备是否符合国家噪声排放标准、能否满足现场使用的声学要求,也是设备研发、质量检测、选型验收的重要依据。声强计凭借无需依赖消声室、可在现场直接测量的突出优势,成为机器设备声功率测量的首选工具,彻底解决了传统声压法测量需搭建专业消声环境、操作繁琐、测量成本高的痛点。

测量过程中,操作人员可按照相关国家标准(如GB/T 16404系列)和国际标准(如ISO 9614系列),围绕设备设定合理的测量面和测量点,利用声强计的声强探头同步采集各测量点的声强数据,通过积分计算得出设备的总声功率。无论是工业生产中的风机、水泵、电机、机床,还是交通领域的汽车、船舶、工程机械,亦或是民用领域的家电设备,声强计都能精准捕捉其噪声排放特性,区分设备自身噪声与现场环境噪声的干扰,确保测量数据的真实性和准确性。同时,通过声功率测量,还能发现设备噪声排放的薄弱环节,为设备的降噪优化、结构改进提供数据支撑,助力企业生产更符合环保要求的低噪声设备。

声强法测定噪声源声功率级的三种方法:离散点上的测量法(GB/T 16404.1/ISO 9614-1)、扫描测量法(GB/T 16404.2/ISO 9614-2)和扫描测量精密法(GB/T 16404.3/ISO 9614-3)。其中扫描测量法的精度高于离散点上的测量法的精度,但扫描法要求移动速度均匀,要避免操作人员的身体妨碍声源的自由辐射。离散点上的测量法可以用三脚架固定探头进行测量,当测点适当多时精度也比较高。扫描测量精密法则可以达到1级准确度(精密级)。

声强法适用于稳态声源,大多数机械设备都可以用声强法测量。声强法受环境和背景噪声影响要小得多,特别适宜于生产车间和机械设备厂的现场测量,测量的准确度较高,是值得推崇的一种方法。

二、噪声源定位

在工业生产、建筑施工、交通运营等场景中,往往存在多个噪声源叠加的情况,精准定位主要噪声源、识别噪声产生的具体位置,是实现有效噪声控制、解决噪声污染问题的前提。声强计具备强大的噪声源定位功能,可通过扫描测量、定点测量相结合的方式,快速锁定噪声源头,明确噪声的强弱分布规律。

其工作原理是利用声强的方向性特征——声强作为矢量,不仅能反映噪声的强弱,还能指示噪声传播的方向。操作人员手持声强计,沿可疑噪声区域进行缓慢扫描,仪器会实时显示声强数值和方向,当数值达到峰值时,对应的位置即为主要噪声源;对于复杂设备或大面积噪声区域,可结合声强阵列技术,通过多通道声强计同步采集不同位置的声学数据,绘制出声强分布图,直观呈现各区域的噪声强度差异,清晰区分主要噪声源与次要噪声源。例如,在机床运行过程中,若出现异常噪声,可利用声强计快速定位到噪声来自轴承、齿轮箱还是电机;在建筑施工现场,可精准识别噪声来自施工机械、运输车辆还是作业人员,为针对性采取降噪措施(如加装隔声罩、减震垫、优化作业流程)提供明确方向,大幅提升噪声控制的效率和效果。

三、隔声测量

隔声测量是建筑声学、室内声学、交通工具声学设计中的核心环节,主要用于评估墙体、门窗、楼板、隔声材料、交通工具车身等结构或材料的隔声性能,判断其能否有效阻挡噪声的传播,为隔声设计、材料选型、质量验收提供依据。声强计可实现对空气声隔声、结构声隔声的精准测量,适配实验室测量与现场测量多种场景。

GB/T 31004/ISO 15186《声学 建筑和建筑构件隔声声强法测量》规定了利用声强法测量建筑和建筑构件的隔声性能。在空气声隔声测量中(如墙体、门窗隔声),可将声强计分别置于隔声结构的声源侧和接收侧,测量两侧的声强级差值,结合测量面面积、环境修正系数等参数,计算得出结构的隔声量(传声损失),直观反映其空气声隔声能力;在结构声隔声测量中(如楼板、设备基础),可利用声强计测量结构表面的声强分布,评估结构振动传播引发的噪声辐射情况,判断隔声结构的薄弱部位,优化结构设计。相较于传统声压法测量,声强计测量隔声性能时,受环境噪声干扰更小,测量精度更高,尤其适用于现场隔声验收(如新建建筑隔声检测、既有建筑隔声改造评估)和交通工具隔声测试(如汽车、高铁车厢隔声性能检测),助力打造更安静、舒适的居住、工作和出行环境。

GB/T 31004/ISO 15186分3个部分,第1部分:实验室测量;第2部分:现场测量;第3部分:低频段的实验室测量。

四、现场吸声系数测量

吸声系数是衡量材料或结构吸声性能的关键参数,直接影响室内声场分布、噪声控制效果和声学舒适度,广泛应用于厅堂建筑、厂房、会议室、录音室等场景的声学设计与优化。声强计可实现现场吸声系数的快速、精准测量,无需搭建专业的实验室环境,大幅降低测量成本和操作难度。

现场测量时,通常采用声强法中的“驻波管替代法”或“扫描测量法”,将声强计置于被测材料或结构表面的合理位置,通过测量入射声强与反射声强的比值,计算得出材料的吸声系数(包括不同频率下的吸声性能)。相较于传统的驻波管法(仅适用于实验室小型样品测量),声强计现场测量可直接针对实际工程中的材料或结构,测量结果更贴合实际使用场景,能有效避免实验室测量与现场应用的偏差。例如,在剧场、音乐厅的声学设计中,可利用声强计测量墙面、吊顶材料的现场吸声系数,优化材料选型和铺设方案,确保声场均匀、音质清晰;在厂房噪声控制中,可通过测量吸声材料的现场吸声性能,调整吸声结构设计,提升噪声吸收效果,改善车间作业环境。

五、其他方面的应用

除上述四大核心应用领域外,声强计还凭借其精准的声学测量能力,在多个细分领域发挥着重要作用,覆盖环境监测、职业卫生、科研实验、产品研发等多个场景。

在环境噪声监测领域,声强计可用于测量城市道路、工业园区、机场、铁路周边等区域的噪声强度和分布,不仅能获取常规的声压级数据,还能通过声强分析区分不同噪声源(如交通噪声、工业噪声、生活噪声)的贡献量,为环境噪声污染治理、规划布局优化提供数据支撑;在职业卫生领域,可用于测量车间、工地等作业场所的噪声强度,评估作业人员的噪声暴露水平,判断是否符合职业卫生标准,为制定噪声防护措施、保障作业人员健康提供依据。

在科研实验领域,声强计是声学研究的重要工具,可用于声场特性分析、噪声传播规律研究、新型隔声吸声材料研发、声学设备性能测试等,为声学理论研究和技术创新提供精准的数据支持;在产品研发领域,除了机器设备、交通工具,还广泛应用于耳机、音箱、医疗器械等产品的声学性能测试,优化产品的噪声控制和音质表现,提升产品竞争力。此外,声强计还可用于航空航天、国防军工等高端领域,如飞机发动机噪声测量、舰艇噪声检测等,助力高端装备的声学性能优化和可靠性提升。

六、应用总结

声强计作为一种多功能、高精度的专业声学测量仪器,其应用范围已渗透到工业生产、建筑声学、环境监测、科研实验等多个领域,尤其是在机器设备声功率测量、噪声源定位、隔声测量、现场吸声系数测量等核心场景中,凭借其现场可测、抗干扰能力强、测量精准高效的优势,逐步替代传统测量方法,成为声学相关工作的核心支撑工具。

随着声学技术的不断发展和行业需求的不断升级,声强计的功能也在持续优化,智能化、便携化、多通道化成为发展趋势,未来将进一步拓展应用场景,提升测量效率和精度,为各类噪声控制、声学设计、质量检测工作提供更全面、更可靠的技术支持,助力各行业实现绿色、环保、高效、高质量发展。

七、声强测量介绍

声强测量仪通常由声强探头和信号处理器组成,GB/T 17561/IEC 1043《声强测量仪 用声压传声器对测量》规定了1级、2级和2x级三种声强测量仪的技术规范,2级允许误差比1级大,2x级的处理器和仪器不能实时测量。

杭州爱测仪器有限公司的AWA6290S型声强测量仪由AWA8451声强探头、AWA6290L多通道声学分析仪及声强分析软件组成(图1)。符合GB/T 17561—1998及IEC 1043:1993《声强测量仪 用声压传声器对测量》1级标准。AWA8451声强探头采用三个固定相隔距离的声压传声器,实现50 Hz~6.3 kHz全频带的一次声强测量。可以同时提供声强及声压的实时倍频程、1/3倍频程频谱分析结果和声强强度图等。内置相位信息存储,具自动修正功能,精度更高;按键遥控,操作灵活;自动气压及温度修正;红绿色醒目显示声强正负方向。具有体积小,功能强、精度高、使用方便等优点。

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图1  AWA6290S型声强测量仪


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