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(lái)的。聲強(qiáng)測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)的聲壓測(cè)量技術(shù)相比，它不但能獲得聲場(chǎng)中某點(diǎn)聲能量的大小，

還能獲得該點(diǎn)聲能量流動(dòng)的方向，因此聲強(qiáng)測(cè)量是對(duì)聲場(chǎng)更完整的測(cè)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(shí)別的有效方法。在進(jìn)行聲強(qiáng)測(cè)量時(shí)不再要求混響室、消聲室等造價(jià)高昂的特殊聲學(xué)環(huán)境，

適宜做現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，但聲強(qiáng)測(cè)量法需要較昂貴的專用儀器。

聲場(chǎng)中某點(diǎn)沿某個(gè)方向的瞬時(shí)聲強(qiáng)是瞬時(shí)聲壓與瞬時(shí)質(zhì)點(diǎn)速度的乘積，從能量的角度來(lái)看，聲強(qiáng)是通過(guò)單位面積上的聲功率。

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

聲強(qiáng)測(cè)量原理

單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(shí)間內(nèi)單位面積的聲波對(duì)前進(jìn)方向鄰近媒質(zhì)所做的功來(lái)表示，即：

圖1 

式中p(t)——傳播方向r上某點(diǎn)的瞬時(shí)聲壓；

u_r(t)——傳播方向r上某點(diǎn)空氣的瞬時(shí)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(cè)量要求同時(shí)測(cè)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(gè)傳聲器測(cè)得，而該點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)速度則無(wú)法用一個(gè)傳聲器測(cè)量，此時(shí)需利用雙傳聲器測(cè)量系統(tǒng)，其測(cè)量簡(jiǎn)圖如圖 2所示。

圖2雙傳聲器測(cè)量簡(jiǎn)圖

圖2中的1和2為兩個(gè)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(cè)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(cè)出的聲壓分別為P₁和P₂^。

圖3

式（0點(diǎn)的聲強(qiáng)）為時(shí)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(cè)量出來(lái)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(hào)

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(hào)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(cè)點(diǎn)的聲強(qiáng)譜。

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