1、ICS 17. 140 A 59 GB 中华人民共和国国家标准G/T 16404. 3-2006/ISO 9614-3: 2002 声学声强法测定噪声源的声功率级第3部分:扫描测量精密法Acoustics-Determination of sound power levels of noise sources using sound intensity一Part 3: Precision method for measurement by scanning CISO 9614-3: 2002 , IDT) 061214000121 2006-05-08发布2006-11咱们实施中华人民共和国国
2、家质量监督检验检疫总局也古中国国家标准化管理委员会侃WGB/T 16404. 3-2006/ISO 9614-3: 2002 目次田凹111556677777777778888889川口口口MUNMM幻nn号符的晦M、宁，F111 州如法响响怦部方影影可本算的的的骤萨的计度量收步础4的确测吸描F用值准强声扫由算M-m期声面和面计T指预对表面列.定璋的/茹导流量量性则H序uuu量确U视级由中户获气测测特-u准间u测的部率寸声度用uu验时行况的一兀局功U)件尺噪定适检的运工级定面施定个声录录录录录录文u的的确的uuUHH场压和的旦旦确和措测每七附附附附附附用义，源射不u境强流况件现声装源分的径的的
3、上什.性性性性性性U引定求声辐的境环声气u状条川和和安口声强面路步级面34容料范范料料料川性和要测源量环试部和度场气U述准强的述测声量描量一率量町的讷咄咄规规资资资围范语般被声测学测外风温现大器概校声源概被向测扫测进功测计酣AKUL川U们范规术一声仪声法声占一一口言12312345612312123412录录录录录录前引l2344UALAK51旦旦旦旦旦66.t71188.8.00.8.91队山附附附附附附GB/T 16404. 3-2006/1S0 9614-3:2002 附录G(资料性附录)从一系列短时平均声强和平方声压数据获得时均声强和均方声压的过程24附录H(资料性附录声功率级的归一化
4、.25 附录1(资料性附录)GB/T 16404.2和GB/T16404.3中用到的声场指示值 27 附录(资料性附录)参考文献.28H GB/T 16404. 3-2006/ISO 9614-3: 2002 前言GB/T 16404 在声学声强法测定噪声源的声功率级总标题下包括3部分:GBjT 16404 1996 声学声强法测定噪声源的声功率级第1部分:离散点上的测量GBjT 16404. 21999声学声强法测定噪声源的声功率级第2部分:扫描测量GBjT 16404.3-2006 声学声强法测定噪声源的声功率级第3部分:扫描测量精密法本部分为GBjT16404的第3部分，等问采用ISO9
5、614-3: 2002(声学声强法测定噪声惊的声功率级第3部分:扫描测量精密法。本部分在等同采用ISO9614-3:2002过程中，将其规范性引用文件和参考文献中部分ISO标准替换成我国目前正在实施的对应的国家标准。在规范性引用文件中加入了GB3102.7一1993(声学的量和单位和GBjT3947 1996 (声学名词术语).并进行了编辑性修改。本部分的附录A、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录I、附录J为资料性附录，附录B、附录C为规范性附录。本部分由中国科学院提出。本部分由全国声学标准化技术委员会(SACjTC17)归口。本部分起草单位:中国科学院声学研究所、合肥工业大学、同济
6、大学、中国建筑科学研究院。本部分主要起草人:程明昆、田静、李志远、毛东兴、谭华、俞悟周、徐欣。而出G/T 16404. 3-2006/ISO 9614-3: 2002 引O. 1 一个声源辐射的声功率值，等于声强矢量与对应的面元矢量标量乘积在包含整个声源的任意面积上的总积分，目前有关噪声源声功率级测定的国家标准，如GB/T3767、GB/T3768、GB/T6881和ISO 3745等，毫无例外都是规定声压级作为测量的基本量，任意一点的声强级与声压级之间的关系取决于声源特性、测量环境特性以及测量位置相对于声源的布置。由于下列原因，GB/T3767到GB/T6882规定的方法不是总有效:a) 如
7、果要求高精度的测量，则必须要有专门的设施。而大型设备往往无法在这样的设施内安装和运行。b) 当有由非研究的声源产生的高声级外部噪声存在的情况下，上述方法不能应用。0.2 本部分规定了测试条件不受上述标准要求的限制情况下，在指定的不确定度范围内测定声源声功率级的方法。建议使用本部分进行声强测量的人员应受适当的培训并掌握一定的经验。O. 3 本部分是GB/T16404、GB/T16404.2和GB/T3767、GB/T3768、GB/T6881、GB/T6882标准的补充，这些标准规定了机器和设备声功率级测定的不同方法，本部分与GB/T3767、GB/T3768、GB/T 6881和ISO3745
8、标准的不同之处有如下三点:a) 要同时测量声强和声压;b) 用本部分规定的方法测定的声功率级的不确定度，是按照标准规定的辅助试验及根据实验室测量进行的计算结果来分级;c) 由于目前受符合GB/T17561一1998的声强测量设备的限制，测量仅限于50Hz6. 3 kHz的1/3倍频带范围，倍频带和有限带宽的A计权值根据1/3倍频带值的组合来确定。O. 4 声强矢量与相应的面元矢量的标量乘积在整个包围声源的任意面上的积分给出包围面之内所有声源直接辐射到空气中的声功率。实际上，只有当被测声源和在测量面上产生外部声强的其他声源在时间上是稳态的情况下，包围面之外声源辐射的声音不包括在内才是有效的。当测
9、量面外存在运行的声源时，测量面内的任何系统能够吸收入射到它上面的一部分声能，测量面内被吸收的总声功率会呈现一个负值，加到声功率上，并且在声功率测定中产生一个误差。为了使相应的误差最小，有必要移去测量面内的任何吸声材料，而这些材料通常在被测声源运行期间并不存在。本部分是以沿着规定路线连续移动声强探头对垂直于测量面的声强进行采样为基础。最终的采样误差是测量面上法向声强分量空间变化的函数，它取决于声源的指向性、选取的测量面、探头扫描的方式和速度以及测量面外部声源的接近程度。在一个测点上，声强法向分量的测量准确度与该点声压级和声强级之差密切相关。当一个测点的声强矢量与测量面法向方向的夹角接近90。时，
10、差值会变得很大。换句话说，该点的声压级可能主要是测量面外部声源的贡献，而几乎与被测声源的纯声能无关，就像一个闭空间内的混响场样;或者由于近场和/或驻波的存在，声场会是强抗性的。通过部分测量面进入测量面内的外部声能流虽然原则上会被通过剩余测量面流出的声能流抵消，但仍会对声功率测量的准确度带来不利影响，这种情况是由于测量面外部存在一个很强的外部声源引起的.本部分通过给出相关的准则对这种情况加以限制。lV GB/T 16404. 3-2006/1S0 9614-3: 2002 声学声强法测定噪声源的声功率级第3部分:扫描测量精密法1 范围1. 1 本部分规定了一种通过在测量面上测量声强法向分量来测量
11、噪声源声功率级的方法，测量面应完全包围被测噪声源。垂直于测量面的声强分量对面积的积分是用声强探头在被划分为若干相邻的局部测量面上，沿着覆盖该面范围的一条连续路径进行扫描来近似。测量仪器测量的是每次扫描期间的平均法向声强分量和均方声压。扫描操作可以用于动或机械装置来实现。倍频带或有限频段的计权声功率级是用测得的1/3倍频带值来计算。本方法能够用于具有确定的稳定测量面的任何声源，在此测量面上，被测声源和其他明显的外部声源产生的声音在时间上是稳定的。被测噪声源的范围通过测量面的选取来定义。本方法能够用于满足本部分所有相关要求的指定测试环境。本部分的附录C描述了要与声功率测定一起进行的辅助测试，其结果
12、用来评价声功率测定的质量和准确度等级。如果测量的质量不能满足本部分的规定要求，测量过程要按照指定的方法进行修正。本部分不适用于被测声源声功率为负数的任何频带。1. 2 本部分能够用于下面任何环境中的噪声源:随着时间变化不至于导致声强测量准确度下降到不可接受的情况;声强测量探头不会遇到速度大到不能接受或不稳定气流情况(参见5.2.2、5.3和5.的。在某些情况下，测量条件太恶劣而不能满足本部分的要求。例如:外部噪声级可能超过仪器的动态性能范围或者在测试过程中变化过大。此时，本部分给出的方法不适合用来测量噪声源的声功率级。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T16404的本部分的引用而成为
13、本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB 3102. 7 1993 声学的量和单位CeqvISO 31-7: 1992) GB/T 3241一1998倍频程和分数倍频程滤波器CidtIEC 61620:1995) GB/T 3947 1996 声学名词术语GB/T 17561一1998声强测量仪用声压传声器对测量CidtIEC 61043: 1993) IEC 61672-1 :2002电声声级计第1部分:规范IEC
14、 60942: 1998电声声校准器GUM: 1993 测量不确定度表述指南，BIPM，IEC , IFCC , ISO , IUP AC , IUPAP, OIML. 3 术语和定义3. 1 GB 3102. 7-1993、GB/T39471996确定的以及下列术语和定义适用于本部分。注:在本部分中使用过的符号在附录A中列出，声场指示值的定义在附录B中给出。声压级sound pressure level GB/T 16404. 3-2006/ISO 9614-3: 2002 Lp 声压与基准声压之比以10为底的对数乘以2，单位为贝尔(B)。但通常用dB为单位，基准声压必须指明。3.2 3.
15、3 3.5 2 注:基准声压为:a) 20Pa(空气中); b) 1Pa(水中)。瞬时声强instantaneous sound intensity l(t) 在局部声质点振速的方向上，单位时、式中:I 稳态声场中式中:式中:L I 法向声强绝对值I1n I的对数，表达式如式(4):式中:10-一基准声强，10= 10-12 W /m2。注1:单位用分贝(dB)表示。I 1n I LI_ = 10g丁7注2:当In是负值的时候，法向声强表示为(一)X X dB，除非用于岛。的计算(参见3.10)。. ( 1 ) . ( 2 ) . ( 4 ) 3. 6 声功率sound power level
16、 3. 6. 1 局部声功率partial sound power p , GB/T 16404. 3-2006/ ISO 9614-3 : 2002 单位时间通过测量面上一个局部测量面的时间平均声能流，表达式如式(5):P; = I n; S; . ( 5 ) 式中:L-在测量面的第t个局部测量面上测d(6)计算得到.注2:当局部测量面的3.6. 2 声功率P 噪声源产式中:N一一一测3.6. 3 声功率级Lw 式中:3. 6.4 L wo 的局部测量面总数。. ( 6 ) 算得到:比.( 7 ) , ./-气压力Bo= 101 325 Pa) ，由式(10)确定: B 296 . 15 l
17、 Lwo = Lw -151g1一-一一一xv，_ I ( 10 ) W U -W .Ll01 325 273.15+8J 式中:0 实际测量时候的空气温度，单位为摄氏度(.C); B一一实际测量时候的大气压力，单位为帕CPa)。注:参见附录H.3. 7 表面surface 3 GB/T 16404. 3-2006/ISO 9614-3: 2002 3.7.1 测量面measurement surface 测量面是一个假想的面，在这个面上进行声强测量。这个面可以完全包围被测声源，也可以和一个声学上完全刚性的连续面一起包围被测噪声源。注:当假想面被具有刚性面的物体穿透的情况下，测量面以物体与假想
18、面的交线为界。3.7.2 局部测量面partial surface 由一个测量面分成的一系列较小的局部测量面，在这些局部测量面上，通过测量获得局部声功率(参见图1)。3.7.3 面元segment 由一个局部测量面分成的一系列更小的表面(参见图2)。注:引入面元的概念是为了确定局部测量面上的扫描路径和时间。3. 8 3.9 3.10 外部声强extraneous intensity 声强测量结果中来自测量面外部声源工作时产生的声强部分。声强探头probe 声强测量系统中带有传声器的部件。声压-残余声强指数pressure-residual intensity index p1。当声强探头放置在
19、声场中，并且指向声强等于0的方位时，所显示的Lp和LI8之间的差值，如式(11): pIO = Lp - LI8 式中:LI8 残余声强18的声强级，由式(12)给出:I 18 I L I8 = lOlg丁7注1:用分贝(dB)表示。注2:pIO的详细确定过程在GB/T17561一1998中叙述。3. 11 动态范围指数dynamic capability index Ld 由式(13)给出:Ld = 抖。K注1:用分贝(dB)表示。注2:在本部分中，偏差因子K是10dB，如。与实际测量中使用的传声器的问距有关。3.12 稳态信号stationary signal . ( 11 ) . ( 1
20、2 ) .( B ) 如果测量面的一个局部测量面上进行一次测量的时间平均特性和同一局部测量面上用对测量面的所有局部测量面进行测量时所需要的总时间去测量所得到的时间平均特性相同，那么该信号是稳态的。4 GB/T 16404. 3-2006/ISO 9614-3: 2002 3.13 扫描scanning 3. 13. 1 扫描scan 在测量面的一个局部测量面上，声强探头沿着指定的路径连续的移动。3.13.2 扫描线密度scan line density 相邻扫描线平均间隔的倒数。3. 13.3 3. 14 扫描时间scanning time T 沿着局部测量面上规定的路径扫描一次所花费的时间。
21、仪器和数据采集instrumentation and data acquisition 3. 14. 1 瞬时模式instantaneous mode 能连续测量声强及平方声压的时间序列和存储1/3倍频带声强及平方声压分量的测量仪器的实时模式。3. 14.2 测量间隔measurement interval f:, t 一个连续的短时平均声强和声压测量序列的时间间隔。注:时间间隔受到数据处理和存储的限制。3. 14.3 声强的时间序列lnq和平方声压的时间序列P!time-series of intensity 11呵andsq uared prure p; 在离散时刻q f:，t采样的短时平
22、均声强和平方声压的数值序列，其中:q=1.2，3，Q(参见图3)。3.14.4 时均声强lnm口均方声压Ptime-averaged sound intensity 10m and squared pressure瓦在时间段(m - 1) T , m TJ , m = 1 , 2 , 3 ，M上声强和平方声压的平均，分别由式(14)和式。5)给出:式中:Inm =支=泣+1Inqp =言q42)Q+lQ一一在区间段(m-l)T，mTJ上Inq和瓦的数值的个数(参见图3)。注:计算FT(见8.3.2)的时候，时间段T的平均间隔可以彼此分割开。4 一般要求4. 1 被测声源的尺寸. ( 14 )
23、. ( 15 ) 只要附录C中的准则都能够成主，被测噪声源的尺寸不受限制。噪声源的范围由所选取的测量面来确定。5 GB/T 16404. 3-2006/ ISO 9614-3: 2002 4.2 声源辐射的噪声特性在时间上声源信号应该是稳态的，如3.12中的定义。必须采取措施避免测量过程中的可以预见的非稳态外部噪声源的运行(参见表C.1)。4. 3 测量的不确定度用本部分进行单次测量得到的噪声源声功率级可能与真值有所不同，实际差值是无法精确估算的。然而，用本方法多次测量得到的值通常分布在真值的周围，因此，可以用测量值落在真值的某个范围内的置信度来表示。从统计学的观点来看:对于一个处在给定测试场
24、所的声源，在相同的条件下，用相同的方法和实验仪器，重复测量得到的量值是一组统计描述重复性的数据。按照本部分在不同的场所、用不同的仪器对给定的声源进行测试得到的数的声功率输出的变化。的随机偏差和GB/T17561 条件变化的影响，除非知J园一展测量不确定度将被认50 Hz以下没A计权数值的正常话，那么由50Hz-t、判断，可将这些频是明显的高声级。要参照第10章中b以上的频带A计权5060 200315 4005 000 6 300 A计权a由50Hz6. 3 kHz的1/3倍频带计算得到。施连且立再现性的数据。再现性受测试现场的环1. 5 1. 0 2. 0 1. Ob 1/3倍频带为1十权声
25、功亘在级之总声功率级，那都没有影响。b 对辐射噪声在50Hz6. 3 kHz内，具有相对平圾的1/3倍频带谱的噪声源有效。6 注1:如果由确定的操作员使用相似的设备和仪器，在给定场所对给定声源的声功率测定，标准偏差可能比表l中的给定数值要小。注2:对于一个尺寸相似，具有相似声功率谱的声源系列，在相似的环境下.按照规定的测量方法进行测量时，它的GB/T 16404. 3一2006/ISO9614-3 :2002 再现性标准偏差可能比表1中的数值要小，GB/T14573.4一1993中规定了批量机器特性的统计方法。注3:对于一个给定的声源测量，本部分的方法和表1中的标准偏差是适用的。同一系列或者型
26、号的一批声源的声功率级特性涉及到在规定的置信区间的随机采样技术的使用，结果用统计上限来表示。在应用这些技术时，总的标准偏差或己知或被估算。标准偏差包含生产的标准偏差，它是单个机器和批量机器之间的声功率输出之间的差异的一种度量，就像在GB/T14573. 1-1993中定义的一样。5 声学环境5.1 测试环境的适用准则测试环境应当保证用符合GB/T17561-1998规定的测量仪器进行测量的声强有效。此外，还应当满足5.25. 5规定的要求。的地步(参见附录C的存E上良D-EU已气EA目口量统研测系t当量3现于止FhJV、1，厂家规定的保5. 4 温度注:沿探头轴线5.5 现场状况测试过程中，除
27、当尽量保证操作人员不近挪开。5.6 大气条件空气压力和温度会影响空从被测噪声源的附6 仪器6. 1 概述要使用符合GB/T17561-1998要求的1级声强探头和测试仪器。按照GB/T17561-1998中的规定调整声强测量仪器时要考虑到空气和温度的因素。同时按照GB/T17561-1998的规定，记录下每个测量频带的声压一一残余声强指数。仪器要具有捕捉声强和平方声压以及时均声强和均方声压时间序列的功能(参见3.14、6.3和图3)。6. 2 校准和现场检验6. 2. 1 完好设备仪器和探头应符合GB/T17561一1998的规定，为此，每年至少按照相应的标准进行一次实验室校GB/T 1640
28、4. 3-2006/ISO 9614-3:2002 准。如果每次测定声功率前都用声强校准器进行校准的话，则每两年至少作一次实验室校准。并应根据第10章中d)报告检测结果。为了保证能够完成每次测试，要在使用之前检查仪器，或者采用厂家指定的现场检验方法，或者在没有规定现场检验的情况下，采用6.2. 26. 2. 3的方法检验是否有由于搬运等过程中常常导致的测试系统的异常。6.2.2 声压级使用符合IEC60942 :1998规定的0级或者1级或者OL级或者lL级的校准器来测定声强探头每个传声器的声压灵敏度。6.2.3 声强把声强探头放置在测量面上的一点，这点的声强要比测量面的平均值高，探头轴线要与
29、测量面垂直。在全部要测量的频带上测量法向声强级，再将探头绕垂直于测量轴的轴线旋转1800，再把探头的声学中心放置在同一测点上再次测量。最好将声强探头固定在支架上，以便旋转探头时保持位置不变，两次测得到的1/3倍频带的最大声强1n的符号应该相反，而且对所有频带其声强级差值应小于1. 0 dB，则此时认为测量仪器是可以接受的。6.3 声强和声压的时间序列仪器至少要能够在大于所需的扫描时间Ts的时间段和按照8.3.2确定时变指示值FT所需要的时间段上连续捕捉到声强、平方声压的时间序列。测量的时间间隔!:.t小于或等于0.5s。如果使用一台FFT分析仪类型的仪器，该仪器必须能够捕捉到具有汉宁窗函数的数
30、据，并且至少有30%的重叠(参见图3和附录G)。7 声源的安装和运行7. 1 概述按照规定类型的机械或者设备的噪声测试规范安装或放置声源，要是没有相应的噪声测试规范，采用代表正常使用的方式来安装。要确保能够识别被测声源/外部声源/测试环境中可能变化的声源。7.2 被测声源的工况采用相应的噪声测试规范中规定的工况。如果没有这样的规范，则应该根据下列设备选择合适的工况:a) 规定的负载和工况下的设备;b) 满负载工况(如果与上面不同)下的设备;c) 无负载工况(空载)下的设备;d) 对应于通常使用时声音最大的工况下的设备;e) 具有详细定义的模拟工况下的设备;f) 具有特征的工作周期运行工况下的设
31、备。8 法向声强分量级的测量8.1 测量面的确定测量面应定义在包围被测声源的周围表面上。手动扫描测量时，测量面最好是平行六面体，且各局部测量面为矩形(参见图1)。被测噪声源和局部测量面的最小距离应大于或等于0.25m，除非可以实验验证这个面是被测噪声源的一个辐射噪声很微弱的面。选择的测量面可以和没有声吸收(扩散场吸声系数小于0.06)的面重合，如水泥地面、砖墙等便于使用的面。声强测量不应在这些面上进行，而且这些不吸收表面的面积也不应计入根据式(5)(见3.6.1)所进行的声源声功率的计算中。8 GB/T 16404. 3一2006/ISO9614-3: 2002 3 2 图例:15-一局部测量
32、面编号。圄1测量面(平行六面体)和局部测量面(矩形)的例子8.2 扫描路径和面元的确定扫描路径的基本单元是单根直线。扫描路径应是以恒定的速度均匀覆盖各局部测量面的路径。扫描通过于动或机械位移机构来实现。声强探头测到的该机械位移机构产生的额外声强应至少比来自于测量面上的声强小20dB。在各局部测量面上沿着特定的路径连续移动声强探头。扫描测量时，探头的轴线始终保持与测量面垂直，探头移动的速度保持恒定。某些裂缝和开口处可能有较高的声辐射，在选择局部测量面时必须特别小心。在每个局部测量面上，本部分中采用两种正交扫描路径之一进行扫描的方法。在确定扫描路线前，如图2所示把局部测量面分成面元。t:.x和t:
33、.y的比值要满足O.83豆t:.x/t:.y运1.20面元两个边中的较大者应小于局部测量面和被测声源表面最近距离的一半。对于整个测量面，最大面元和最小面元的比值应该小于或等于1.50扫描路径的起点、终点在图中分别标注为1和2(1和2可以对调)。在扫描路径的拐角处，可以把扫描线稍微弯曲，以便于尽可能保持扫描速度为常数。3 1 ily !ix 图例:1,2 扫描路径;3 面元。注:这种情况下，面元的数目N，是20。图2矩形局部测量面上的两种正交扫描路径的例子9 GB/T 16404. 3-2006/ISO 9614-3: 2002 8.3 测量8. 3. 1 一般方法附录C中给出获得预期准确度的方
34、法，该方法在图C.1中摘要给出。本部分采用图2中的两个正交路径之一。对于某一局部测量面上选定的扫描路径，进行2次扫描。对每个局部测量面，将按照扫描时间Ts平均的两次法向声强级进行比较，如果它们之间的差值在一个允差范围内(判据1)，则这两个声强级即暂作为此局部测量面的平均法向声强级。在完成所有的局部测量面的测量后，对测量面进行判据2判据5的检验，如果它们都成立，就用从每个局部测量面上得到的声强级来计算噪声源的声功率级。A计权声功率之和低于最高的A计权频带级否为稳态的。把测量系统设2，3，M(见图3)。用式(B.1)以o.5 s P; pi., ruf 时间10 , p， pi., Inm 111
35、,1 p p p p 2 , l n l I啕nQ T T b) FFT法m= 1, 2 ,3,M 圈3从测量的时序声强I略和平方声压p;计算时间T内的时均声强I.A口均方声压瓦10 GB/T 16404.3-2006/ISO 9614-3:2002 每次扫描时间T，要大于或等于各个1/3倍频带的Ns TFT5/ 2 判据2如果:Ld 判据4如果:F,2 判据5如果:F，门)/F，(盯 1. 2 施时候，减小测量面没有明显的外部距离最大到1m ?取措施降低到19 G/T 16404. 3-2006/ISO 9614-3: 2002 计算时变指示值并确定7飞r0.6定义测量面，局部表面和扫描路径
36、选择，某一局部表面确定扫描时间汇=N、乃10.6否采取措施A执行2次扫描采取措施B采取措施C采取措施D或E采取措施D或E采取措施G采取措施FiJGG图C.1获得预期准确度的流程20 GB/T 16404. 3-2006/ISO 9614-3: 2002 附录D(资料性附录)气流对声强测量的影晌在测量期间，声强探头有时处于气流中，例如有风的户外条件，或者靠近冷却风扇产生的气流。原则上，声强测量的原理在存在稳定流场时不能成立，但是，除了是高抗性的声场，当马赫数较低(M0.05)时，误差可以忽略，更严重的误差可能由非稳态的揣流引起。当气流碰到探头上时，会有揣流存在，探头本身的存在同样可以产生揣流。揣
37、流固有的流体动量起伏与压力起伏相关;它们是非声学量，通常与声场的压力起伏无关。然而它能被处于流体中的任何压力敏感的换能器记录下来，并且最终测得的信号不可能把它们与声压区别开来。揣流以一个接近平均流(时间平均)的速度流动，并且含有涡流(相关的运动区域)，它的尺度一般比典型的音频波长小得多。揣流中的空间压力梯度可能大大超过声波中的压力梯度，因此，对应的质点速度可能大大地超过典型声场中的质点速度，结果会产生很强的伪声强信号。声强探头的介入所导致的揣流可以通过谨慎使用合适的风罩得到抑制。然而，涡流(不是由探头所引起)存在于风以及冷却风扇和鼓风机产生的气流中。风扇产生的平均(或时间平均)流可通过节流阀有
38、效降低到零，这绝不会抑制揣流压力起伏，在靠近风扇和鼓风机的测量表面仍能测到，它们极难甚至不可能用探头风罩来抑制。因而，在做风扇和鼓风机的声功率测量要特别小心。除了必须采用风罩外，还需仔细实验以确保声强探头所测得的是声强而不是伪声强或揣流压力起伏。探头风罩的作用是把气流从压力传感器附近移开。由于揣流对流速度低，因此作用于风罩外表面的揣流压力和速度不能有效地传播到压力传感器所在的风罩中央区域，然而声波的衰减却很小，这就是用风罩加以分离的原理。必须认识到，风罩的这种分离效果是有限的。非常强的揣流起伏不能被完全排除，并且低频大尺度揣流比高频小尺度的揣流的衰减要小很多。因为风和风扇产生的揣流的频谱随频率
39、迅速下降，因此看来对声强测量影响最大的是低频(尤其是小于200Hz)。揣流的频率和尺度主要取决于产生过程的特性，所以很难规定现场条件下声强测量期间会遇到的每个非稳态流场情况。因为揣流压力的有效值(RMS)是平均流速平方的函数，因此，平均流速要加一个适度的适当限制。作为一般的指南，应当注意到在低频段(100Hz) , 1/3倍频带声强级和/或质点振速级保持较高，甚至还有上升的趋势是-个危险的征兆，除非有证据表明声压确实如此，并且能够主观判断被测声源在低频的辐射很强。声强值受到揣流伪声强影响的另外一种定性表现就是声强和质点振速级非常不稳定。传声器间的相干性不一定能够很好地反映出揣流的影响，因为低频
40、和大尺度揣流压力起伏在典型的传声器间距上高度相关。21 GB/T 16404. 3一2006/ISO9614-3:2002 附录E(资料性附录)测量表面声眼收的影响22 附录F(资料性附录)测量面和扫描步骤GB/T 16404 . 3-2006/ISO 9614-3: 2002 应用声强技术测量声功率的基本原理就是在一个完全包围被测声源的测量面上测量法向声强。这种方法获得结果的主要不确定度来源于仪器和信号分析误差以及不理想的现场采样(扫描)过程。本附录中给出用于现场采样过程的导则。按照这些原则并且采用GB/T16404的本部分中规定的参数，不每个局部测量面在测量过程中保证探川如果处理器运行时间
41、扫描和运行停止之间的时间|奇丁小。、电唱唱同样值得注意是:扫描时要遵可硕先选定士和声源近场的影响最小。扫描线要. 1)与声源的几何特性和周23 GB/T 16404. 3-2006/ISO 9614-3:2002 附录G(资料性附录)从-系列短时平均声强和平方声压数据获得时均声强和均方声压的过程把一次扫描获得的短时平均声强和平方声压的个数记为凡，这样就可得到扫描时间穴=t.凡。这一过程如图G.l所示，最后的采样数据可能间断和舍弃。但是，由于一般情况下tTs是满足的，这种影响可以忽略。把时间T;分成Ns个小段，并且计算出在每个小段内有多少个短时平均声强和平方声压值。然后，在每个小段上，把时间平均
42、的声强和平方声压进行简单的平均计算。2 Ns 1.2 1.3 In1. 。Ts M 门DI I I I I I少|a a)直接法a b) FFT法a 最后采样的数据可以被舍弃。固G.l从-系列的短时平均声强和平方声压数据藐得时均声强和均方声压的过程24 GB/T 16404. 3-2006/180 9614-3: 2002 附录H(资料性附录)声功率级的归一化H.1 概述当用于声强探头的传声器灵敏度在实际气象条件下进行标定时，测得的声压(单位:Pa)对于实际的测量条件是正确的。对应的质点振速u(单位:m/s)由式(H.1)得到: d En 气。文OPtEEEld -nf -u .( H.l )
43、 式中:户一一空气的密度，单位为kg/m3。当使用实际测量条件下的空气密度时，测得的质点振速以及声强I(单位:W/m2)对于实际测量条件是真实的，见式(H.2): 1=如4(H.2 ) GB/T 16404的本部分要求使用满足GB/T17561-1998规定的1型仪器。在GB/T17561-1998 的6.13中规定1型的处理器要具有输入大气压和温度或者由这些量导出修正因子的功能，以用于声强的计算中。因此，按照本部分进行的声强测量始终给出的是实际气象条件下的真实声强值。H.2 归一化声功率级的计算从声源辐射出来的声功率P(单位:W)与空气密度、空气中声速c(单位:m/s)密切有关，见式(H.3
44、)。首先可以假设:Pocc .( H.3 ) 式中:n=l为结构的高频振动导致的声辐射;n=-l为单极子源辐射;n=-3为偶极子源辐射;n=-5为四极子源辐射叫。对于大多数结构和空气动力声源，可假设n的平均值为=-1，从而可以得到式(H.4): C铃=-10112:1(丑VLY11HU-MUUMUU-HH-(H.4)-L飞。/飞。/J 式中:B p= RLT c= /夜了.( H.5 ) .( H.6 ) 式中:B 大气静态压力，单位为帕(Pa); T一一热力学温度，单位为开(K)(T=273.15十e，其中，()是摄氏温度hy一比热比。Rr= L-M R一一统一气体常数;25 G/T 164
45、04. 3-2006/ISO 9614-3:2002 Ma 空气的摩尔质量;z-一一空气的压缩系数(句1)。从式(H.4)，(H.5)和(H.6)推出式(丑.7): f273.15+lh C =- 101g :十151g-;VI V) ( H.7 ) D一。T o 式中:Bo -基准大气压，(101325 Pa); To基准温度(273.15+23=296. 15K)。考虑到雷诺数对于大气静压B修正的附加影响。得到式(H.8) (如式(10)所示): Trr:t-f B , 296.15 。)=-151将苟言5x 27口5)( H.8 ) T o J VO，蝇1:12月j=气尘、单极尹或偶极子
46、掘等引起的噪声辐射26 GB/T 16404. 3-2006/ISO 9614-3 : 2002 附录I(资料性附录GB/T 16404.2和GB/T16404. 3中用到的声场指示值表1.1给出了GB/T16404、GB/T16404.2和GB/T16404. 3中使用的声场指示值的对照表，在GB/ T 16404.3中这样做是为了避免和GB/T16404、GB/T16404.2中已有的符号相矛盾。表1.1 GB/T 16404、GB/T16404. 2和GB/T16404. 3中使用的声场指数无符号MZ叫一户lj川V指数GB/ T 16404 GB/ T 16404.3 时变指示值声场非均
47、匀性指示值E-E值fg示声声指有符号L1n 唁-td1oI 注:有符号声压-声强指示值FI、电GB/T16404-1996中被称作B痛部负声功率指示值。这个指示值等于GB/ T 16404. 2-1999中规定的当声同刮副主面元面积姐二嗣9声压-声强指示值FFl-F11.1等于GB/ T 16404.2-1999中规定的当声场中测量面元面积相同时，局部负声功率指示值F材。27 GB/T 16404. 3-2006/ISO 9614-3: 2002 28 附录J(资料性附录)参考文献lJ GB/T 14367-1993 声学噪声源声功率级的测定使用基础标准与制订噪声测试规范的准则2J GB/T
48、6881. 1-2002 声学声压法测定噪声源声功率级混响室精密法3J GB/T 6881. 2-2002 声学声压法测定噪声源声功率级混响场中小型可移动声源工程法第1部分:硬壁测试室比较法4J GB/T 688 1. 3-2002 声学声压法测定噪声惊声功率级棍响场中小型可移动声源工程法第2部分:专用?昆响测试室法5J GB/T 3767-1996 声学6J GB/T 6882-1986 声学7J GB/T 3768-1996 声学简易法8J GB/T 16538-1996 声学9J GB/T 14573.1-1993 声学分:概述与定义声压法测定噪声源声功率级反射面上方近似自由场的工程法噪声源声功率级的测定消
