賽為斯聲學基礎課-聲壓、聲強、聲功率的區別與聯系

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文章出處：技術資訊網責任編輯劉倩閱讀量：發表時間：2020-06-17 09:20

我們常常能聽到“聲壓為55dB”、“聲功率太小”等字眼，這些都是用來描述聲音的物理量，但聲壓、聲強、聲功率同時出現，就容易混淆概念，弄不清其中的區別與聯系，下面我們賽為斯聲學顧問來為大家一一解析這三個詞。
三者的定義
聲壓：聲音傳遞時，聲波傳播擾動介質，使得介質內部產生的壓強變化叫做聲壓，單位為Pa。
聲強：單位時間內，通過與聲波前進方向垂直的單位面積上的聲能定義為聲強，單位為W/m²。聲強是矢量（有大小和方向），也可以簡單地認為：

某點的聲強=（瞬時聲壓ⅹ瞬時速度）的平均值

聲功率：聲功率定義為聲源在單位時間內向外輻射的聲能，單位為W。
說了這么多，怎么看起來還是有點繞？請聽小編慢慢講：
三者的聯系
我們都知道，描述聲音的三個參數是聲壓、聲強和聲功率，它們之間有一定的關系。

聲功率與聲強：兩者有直接的關系，觀察兩者的單位（W與W/m²）可以發現以面積為變量，對聲強求積分來得到聲功率的值。
聲壓：在特定的聲學環境中，在一定位置，使用聲壓計可以測量出可感知聲源的聲壓。
聲功率與聲壓：在一個有電暖氣的房間中，暖氣散發出一定功率的熱能，所以從暖氣片中散發出來的熱能與環境無關，不受環境的影響。但是房間中的溫度與房間中的熱能環境有關，不同位置的溫度可能不一樣。類似地，放置在房間中的音箱輻射出一定功率的聲能，但是聲壓取決于聲學環境和在房間中距聲源的距離，如下圖所示。聲功率是“根源”，聲壓是聲源引起的“影響”。
在以上類推中，暖氣片散發出來的熱能（熱功率）相當于聲功率，溫度相當于聲壓。

聲功率測量
1. 為什么要測量聲功率

我們需要用一個標準來衡量設備噪聲的大小，測量聲壓級與聲功率都可以對其進行評價。
聲壓級的測量結果與所處聲學環境中的距離和方位有關，難以給出確定的數值來評價設備噪聲的大小。
與聲壓相反，聲功率是獨立于環境的客觀量。如果被測聲源的聲學環境已知，就能根據設備的聲功率級預估出聲壓級。因此，聲功率是描述和比較機器輻射出噪聲高低的有效參量。
2. 聲功率測量方法
聲源的聲功率必須在消聲室中測量，分聲壓測量法與聲強測量法。
聲壓測量法：該方法要求在特定的聲學環境中進行。
聲強測量法：聲功率測量可以在普通的聲學環境，甚至在有干擾噪聲的情況下（因為聲強是矢量，積分求聲功率時，干擾聲會相互抵消）。
基于聲強法的聲功率測量有兩種測量方法：
離散點法：GB/T 16404標準；
掃描法：GB/T 16404.2標準。
下圖為用掃描法進行平板樣件的聲傳遞損失測量。采用這種方法要求每個測量面元都要正交地掃描兩次。