聲強(qiáng)法

聲強(qiáng)分析法是在20世紀(jì)80年代初迅速發(fā)展起來的。聲強(qiáng)測量技術(shù)與傳統(tǒng)的聲壓測量技術(shù)相比，它不但能獲得聲場中某點(diǎn)聲能量的大小，

還能獲得該點(diǎn)聲能量流動的方向，因此聲強(qiáng)測量是對聲場更完整的測定和描述。聲強(qiáng)是指給定方向的聲能通量，為矢量。

利用聲強(qiáng)可以確定聲源的大小和方位，是噪聲源識別的有效方法。在進(jìn)行聲強(qiáng)測量時不再要求混響室、消聲室等造價高昂的特殊聲學(xué)環(huán)境，

適宜做現(xiàn)場測試，但聲強(qiáng)測量法需要較昂貴的專用儀器。

聲場中某點(diǎn)沿某個方向的瞬時聲強(qiáng)是瞬時聲壓與瞬時質(zhì)點(diǎn)速度的乘積，從能量的角度來看，聲強(qiáng)是通過單位面積上的聲功率。

實(shí)際上人們關(guān)心的是聲場統(tǒng)計(jì)特征，所以通常使用的是時間平均聲強(qiáng)。

聲強(qiáng)測量原理

單位時間內(nèi)通過垂直于聲傳播方向單位面積上的平均聲能流量，稱為聲強(qiáng)。

聲強(qiáng)工還可以用單位時間內(nèi)單位面積的聲波對前進(jìn)方向鄰近媒質(zhì)所做的功來表示，即：

圖1 

式中p(t)——傳播方向r上某點(diǎn)的瞬時聲壓；

u_r(t)——傳播方向r上某點(diǎn)空氣的瞬時質(zhì)點(diǎn)速度；

T——聲波周期的整數(shù)倍。

聲強(qiáng)是傳播方向上的聲壓和質(zhì)點(diǎn)速度的乘積，因此，聲強(qiáng)測量要求同時測量空間同一點(diǎn)的聲壓和質(zhì)點(diǎn)速度，然后求兩者的乘積就得到了這一點(diǎn)的聲強(qiáng)。

聲壓可以用一個傳聲器測得，而該點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)速度則無法用一個傳聲器測量，此時需利用雙傳聲器測量系統(tǒng)，其測量簡圖如圖 2所示。

圖2雙傳聲器測量簡圖

圖2中的1和2為兩個相同的傳聲器，兩者中心的距離為△r；0為傳聲器之間的中點(diǎn)，也即聲強(qiáng)的理論測點(diǎn)，

p和u_r為該點(diǎn)的聲壓和質(zhì)點(diǎn)速度；兩傳聲器測出的聲壓分別為P₁和P₂^。

圖3

式（0點(diǎn)的聲強(qiáng)）為時域內(nèi)聲強(qiáng)公式，利用該式可制成一般的聲強(qiáng)儀，他能測量出來某點(diǎn)的聲強(qiáng)。

為了得到窄帶聲強(qiáng)譜，需要利用譜分析原理，導(dǎo)出頻域中的聲強(qiáng)表達(dá)式。若將聲壓信號

p1和p2的互功率譜密度函數(shù)G21與帶寬△f的乘積稱為互譜，以符號GII·1表示，經(jīng)推導(dǎo)，聲強(qiáng)的互譜表達(dá)式為：

圖4

式中 k——波數(shù)；

f——頻率；

Im——取虛部。

由式（4）即可得到噪聲測點(diǎn)的聲強(qiáng)譜。

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