超声波声强功率测量仪

超声波声强测量仪

一、详细介绍

超声波在液体声扬中产生空化效应的超声波强度（声功率）仪、超声波声强测量仪是超声波系统一个最主要的指标。它对清洗机的清洗效果，超声波处理机的工作效率有直接的影响。超声波功率（声强）测量仪可随时随地，快速简便地测量声场强度，并直观地给出声功率数值。

根据使用场合不同，超声波功率测试仪可做便携式和在线监测式。

二、技术参数

名称先欧超声波声功率（声强）测量仪

型号X0-2008 / XO-2008D (带D型为高温型）

可测声强范围0~150Wcm2

可测频率范围10KHz~1MHz

探头长度30cm, 40cm, 50cm, 60cm, 100cm

使用温度0~90℃（普通型）/ 0~300℃（高温型带D）

使用介质液体酸碱值PH4~PH10（可选择耐强酸碱型）

响应时间小于0.1秒

使用电源220V，1A

毫伏表外型尺寸

260㎜×132㎜×186㎜

（长×宽×高）

三、基本配置

超声波声功率（声强）测量仪包括毫伏表一台，探头一根，无选配件。

四、技术参数

可测声强范围：0～150W/cm2

可测频率范围：10kHz～1MHz

探头长度：60cm

使用温度：0～90℃（普通型）

0～300℃（高温型）

使用说明书：

液体声场中的超声波强度(声功率)是超声波系统一个最主要的指标。它对清洗机的清洗效果，超声波处理机的工作效率有直接的影响。超声波功率(声强)测试仪可随时随地，快速简便地测量声场强度，并直观地给出声功率数值。

根据使用场合地不同，超声波功率测试仪可做成便携式和在线监测式。

工作原理：

测量仪运用的是压电陶瓷的正压电特性，即压电效应。当我们对压电陶瓷施加一个作用力时，它就能将该作用力转换成电信号。在同样条件下，作用力越强，电压越高。若该作用力的大小以一定的周期变化，则压电陶瓷就输出一个同频率的交流电压信号。由于空化作用和其他干扰，实际的电压波形是一个主波和许多次波的叠加。要了解声场的实际作用波形，建议用频谱分析仪或示波器观察。

连接:

探测仪的输出端请接通用的交流微伏表或交流毫伏表INPUT端，仪表量程一般可设定在300mv或3v。OUTPUT端输出超声波的实际波型状态。如有必要，可外接示波器或频谱分析仪观察。探棒头部是超声波的敏感区域。

测量：

手握探棒手柄，将探棒头部插入到待测区域，同时看探测仪的输出，此电压值V即代表了该测量区域的超声波强度。若电压表的量程不合适，请随时调整。

超声波声强测量仪实物图片

浅谈“混响室法测吸声系数”

浅谈“混响室法测吸声系数” 关键词: 混响室法吸声系数有效性误差扩散发展 摘要：材料的吸声系数是材料的各项声学性能参数中非常重要的一个,它对各种材料在生活和工业中的应用有着积极的指导意义。对材料吸声系数的测量通常采用标准的混响室方法,对应有相应的国际ISO标准和国家GBJ47-83标准。混响室方法要求材料被制成10到12平方米的标准试件。另外对应一些较小的材料还常采用驻波管方法测量其吸声系数。混响室法测吸声系数广泛应用于声学工程的设计计算，噪声控制工程的吸声降噪计算，材料吸声性能的等级评定它能测量声波无规入射时的平均吸声系数,这与实际工程中声波的入射方式较为接近,且不能用其它方法替代。 ABSTRACT Sound absorption coefficient of the material is the acoustic performance parameters of the material is very important, it has a variety of materials used in life and industry has a positive significance. Measurement of the absorption coefficient of the material commonly used standard method of reverberation chamber, which corresponds with the corresponding international ISO standards and national GBJ47-83 standard. Reverberation chamber method requires that the material is made from 10 to 12 square meters of standard test pieces. Also corresponding smaller standing wave tube material is also often used method to measure the absorption coefficient. Reverberation chamber method to measure the absorption coefficient is widely used in acoustic engineering design calculations, the sound absorption of noise control engineering calculations, material sound absorption performance grading can measure the average absorption coefficient at random incidence sound waves, which the actual incidence of acoustic engineering approach closer, and can not use other methods of alternative. 混响室法来源回顾 如果一个声源在封闭空间内连续稳定地辐射一定频谱的声波，它就能激发起 室内许多个不同的固有振动方式，声波按不同方式在许多方向来回反射地传播。 在先的声波逐渐衰减，在后的声波不断补充，达到动态平衡状态。这时，除紧靠 壁面处和邻近声源处外，室内声场有可能达到：1，各点的平均能量密度相等；2， 各点从各方向来的平均能量流相等；3，到达某点的各波数间的相位是无规的。 符合这三个条件的声场，即称为扩散声场或无规声场，有时也称为混响声场。能 满足这样条件的封闭空间就是混响室。 美国声学专家赛宾（Sabine）最初在教室里面进行了一系列的实验，建立了 著名的混响公式，即赛宾公式。并在1929 年提出了“混响室法测量吸声系数” 的论文，这就是混响室测量细声系数的开端。早期的混响室，不少是利用地下室， 储藏室等改装而成，主要用来测量建筑材料的吸声系数。但是在测量过程中人们 发现，同种材料在不同的混响室中测得的吸声系数相差很大。在50-60 年代，国 际标准协会组织了吸声材料的巡回测试，制订了在混响室中测量吸声系数的国际 规范，规定了测试样品的大小和混响室的体积范围，并要求混响室内安装扩散体 以改进室内的声场扩散。这样在实际应用中，符合规范要求的混响室，所得实验 数据的离散程度可以控制在一定范围内，并对不通的混响室，彼此可以相互比较；

超声波功率是不是越强越好

超声波功率是不是越强越好 首先了解行业中一些超声波清洗机，粘在清洗槽底或槽侧面的换能器分布过密，一个紧挨一个的排列．一味的增强超声波清洗的功率,从而使输入换能器的功率强度达到每平方厘米 2-3瓦，殊不知;高强度的超大超声波功率,会加快不锈钢板表面(粘贴换能器的钢板表面)的空化腐蚀，从而缩短使用寿命，另外由于超声波力量过高;会在钢板表面附近产生大量较大的气泡，增加声传播损失，在远离换能器的地方削弱清洗作用。 那么在每平方厘米内多少功率最好:一般选用功率强度每平方厘米低于1.5瓦为宜(按粘有换能器的钢板面积计算)。如果清洗槽较深，除槽底粘有换能器外，在槽壁上也应考虑粘结换能器，或者只粘于槽体两边。 另外,换能器与清洗槽的粘结质量对超声清洗机整机的质量影响很大。不但要粘牢，而且要求胶层均匀、不缺胶和不允许有裂缝，使超声能量最大限度地向清洗液中传输，以提高整机效率和清洗效果。 目前大多数超声波清洗设备为避免换能器从清洗槽上掉下来。采取螺钉加粘胶的固定方式，这种连接方式可以很好的让换能器不会掉下来。但是要注意螺钉焊接质量，假如不垂直于不锈钢板表面，则胶层不均匀，甚至有裂痕或缺胶，能量传输会削弱；另一方面．如果焊接不好也会影响不锈钢表面的平整，导致加速空化腐蚀，缩短使用寿命，所以焊接质量非常重要。 判断粘结质量的方法之一，是在清洗槽装水并开机工作一段时间后，测量换能器的温升。如果在众多的换能器中某个换能器温升特别快，则表明该换能器可能粘结不好．因为此时声辐射不好，电能量大部分消耗在换能器上而发热。另一个方法是在小信号条件下逐个测量换能器的电阻抗大小来判别粘结质量。 目前在超声波清洗机的性能方面还存在一些模糊的认识：认为功率越大，换能器数目越多．其性能越好，价值越高，甚至以此论价．这种认识是不全面的．如上述，换能器布得过密，功率密度过大，不但清洗效果不好，而且槽底易空化腐蚀．另一方面，目前超声波清洗机商品所标的功率大多是声功率而不是电功率，如果所标是指消耗工频功率，则超声波清洗机质量的优劣应该由效率来判断。如果效率低，在同样清洗效果时则耗电大，反而增加了用户的费用。超声清洗机的效率包括两部分．一是超声频电源的效率．即输入换能器的高频电功率与消耗工频电功率之百分比；另一部分是电声转换效率，即进入清洗液中的声功率与输入换能器的电功率之百分比．目前我国在工业生产中还没有一种简便的方法和设备来测量电声转换效率。各厂家所标的超声波清洗机的功率是含糊不清的，亟需有行业的统一标准．超声波清洗机清洗青铜文物 本文介绍了在青铜器处理过程中的一种辅助方法一一超声波清洗，对其原理、优点 进行了分析，对具体操作进行了详细的阐述. 关键词:青铜器超声波清洗机

超声波常用公式汇总

求波长的公式：λ(波长)=c(波声速)÷f(频率) 求声阻抗的公式：Z=ρ(密度)×c(波声速) 折射定律： 2 21'1'1sin sin sin sin sin S S L L S S L L L L c c c c c ββααα= === C L1、C S1——第一介质中的纵波、横波波速 C L2、C S2——第二介质中的纵波、横波波速 L α、L 'α、s 'α——纵波入射角、反射角、横波反射角 L β、s β——纵、横波折射角 求斜探头入射角：sin α=C L1÷C S2×sin β 第一临界角：αⅠ=arcsin C L1÷C L2 第二临界角：αⅡ= arcsin C L1÷C s2 第三临界角：αⅢ= arcsin C s1÷C L1 当入射角在αⅠ～αⅡ时，钢中只有纯横波 当入射角大于αⅢ时，钢中只有表面波 求波高公式：先算出二者间的差值，再加上基准值 △=20lg （H 2/H 1） 求水钢界面声强透射率： 2 122 1)(4Z Z Z Z T += 计算薄工件的衰减系数（厚度小于200mm ）： )/()(2)lg( 20mm dB x m n B B n m --= δ α m 、n 为底波反射次数；B m 、B n 为第m 、n 次波高 δ——反射损失；x ——薄板厚度 计算厚工件的衰减系数： )/(26 )lg(2021 mm dB x B B -= α 计算圆盘圆辐射纵波声场的半扩散角（指向角）： θ0=arcsin1.22λ/D s ≈70λ/D s （°） 近场区长度的计算： N=D 2/4λ 矩形波源辐射纵波声场的半扩散角（指向角）： ψ0=arcsin λ/a ≈57λ/a(°) 近场区长度为：N=Fs/πλ=、D 2/4λ 纵波声场两种介质的近场区长度： 已知水层厚度为L ，基于钢中的近场区长度： N=D s 2/4λ2-LC 1/C 2 基于水中的近场区长度： N=（D s 2/4λ2-L ）C 1/C 2 未扩散区长度b=1.64N 计算平底孔回波声压： 2 20x F F P P f s f λ= P 0：探头波源的起始声压 Fs ：探头波源面积=πD 2s/4 Ff ：平底孔缺陷的面积=πD 2f /4 X ：平底孔至波源的距离 二者回波分贝差：1 221lg 40x D x D f f 长横孔回波声压计算公式： x D x F P P f s f 220λ= 两者的分贝差：3 123 2 1lg 10x D x D f f 球孔回波声压计算公式：x D x F P P f s f 40λ= 两者的分贝差：2 1 22 2 1lg 20x D x D f f 大平底面回波声压公式：x F P P s B λ20= 不同距离的大平底面回波分贝差：1 2 lg 20x x

超声波常用名词术语

超声波常用名词术语 脉冲幅度：脉冲信号的电压幅值。当采用A 型显示时，通常为时基线到脉冲峰顶的高度。 脉冲宽度：以时间或周期数值表示的脉冲持续时间。 分贝：两个振幅或者强度比的对数表示。 声阻抗：声波的声压与质点振动速度之比，通常用介质的密度p 和速度c 的乘积表示。 声阻抗匹配：声阻抗相当的两介质间的耦合。 衰减：超声波在介质中传播时，随着传播距离的增大，声压逐渐减弱的现象。 总衰减：任何形状的超声束，其特定波形的声压随传播距离的增大，由于散射、吸收和声束扩散等共同引起的减弱。衰减系数：超声波在介质中传播时，因材质散射在单位距离内声压的损失，通常以每厘米分贝表示。 缺陷：尺寸、形状、取向、位置或性质对工件的有效使用会造成损害，或不满足规定验收标准要求的不连续性。 A 型显示：以水平基线（X 轴）表示距离或时间，用垂直于基线的偏转（Y 轴）表示幅度的一种信息表示方法。 发射脉冲：为了产生超声波而加到换能器上的电脉冲。 时基线：A 型显示荧光屏中表示时间或距离的水平扫描线。 扫描：电子束横过探伤仪荧光屏所作同一样式的重复移动。 扫描范围：荧光屏时基线上能显示的最大声程。 扫描速度：荧光屏上的横轴与相应声程的比值。 延时扫描：在A 型或B 型显示中，使时基线的起始部分不显示出来的扫描办法。 水平线性：超声波探伤仪荧光屏时间或距离轴上显示的信号与输入接收器的信号（通过校正的时间发生器或来自已知厚度平板的多次回波）成正比关系的程度。 垂直线性：超声探伤仪荧光屏时间或距离轴上显示的信号与输入接收器的信号幅度成正比关系的程度。 动态范围：在增益调节不变时，超声探伤仪荧光屏上能分辨的最大与最小反射面积波高之比。通常以分贝表示。 脉冲重复频率：为了产生超声波，每秒内由脉冲发生器激励探头晶片的脉冲次数。 检测频率：超声检测时所使用的超声波频率。通常为0.4 MHz ~15MHz。 回波频率：回波在时间轴上进行扩展观察所得到的峰值间隔时间的倒数。 灵敏度：在超声探伤仪荧光屏上产生可辨指示的最小超声信号的一种量度。 灵敏度余量：超声探伤系统中，以一定电平表示的标准缺陷探测灵敏度与最大探测灵敏度之间的差值。 分辨力：超声探伤系统能够区分横向、纵向或深度方向相距最近的一定大小的两个相邻缺陷的能力。 抑制：在超声波探伤仪中，为了减少或消除低幅度信号（电或材料的噪声），以突出较大信号的一种控制方法。 闸门：为监控探伤信号或作进一步处理而选定一段时间范围的电子学方法。 衰减器：使信号电压（声压）定量改变的装置。衰减量以分贝表示。 信噪比：超声信号幅度与最大背景噪声幅度之比。通常以分贝表示。 阻塞：接收器在接收到发射脉冲或强脉冲信号后的瞬间引起的灵敏度降低或失灵的现象。 增益：超声探伤仪接收放大器的电压放大量的对数形式。以分贝表示。 距离波幅曲线（DAC）：根据规定的条件，由产生回波的已知反射体的距离、探伤仪的增益和反射体的大小，三个参量绘制的一组曲线。实际探伤时，可由测得的缺陷距离和增益值，从此曲线上估算出缺陷的当量尺寸。 耦合：在探头和被检件之间起传导声波的作用。 试块：用于鉴定超声检测系统特性和探伤灵敏度的样件。 标准试块：材质、形状和尺寸均经主管机关或权威机构检定的试块。用于对超声检测装置或系统的性能测试及灵敏度调整。 对比试块：调整超声检测系统灵敏度或比较缺陷大小的试块。一般采用与被检材料特性相似的材料制成。 探头：发射或接收（或既发射又接收）超声能量的电声转换器件。该器件一般由商标、插头、外壳、背衬、压电元件、保护膜或楔块组成。 直探头：进行垂直探伤用的探头，主要用于纵波探伤。 斜探头：进行斜射探伤用的探头，主要用于横波探伤。

平板结构声辐射效率测试实验方案

平板结构声辐射效率测试实验方案 组长：杨倩妮 组员：郭振鲁、黄方文、伊帕尔?古丽 一、实验目的 声辐射效率是反应结构辐射能力的一个重要指标，在噪声控制工程中，为了衡量结构的声辐射能力，往往需要知道其声辐射效率。本实验的目的是通过实验测量的方法测得平板结构的声辐射效率。 二、实验原理 辐射效率：> <=20rad u cS W ρσ （2.1） 式中，W 表示结构辐射的声功率，><2u 表示振源表面振动速度平方的时间平均值，S 为振动结构表面辐射面积，c 0ρ为空气的特性阻抗。 对式1.1变形，><><=2 2 20]/)[/(/ref ref ref ref ref ref u S W u u S S c W W ρσ （2.2） 对式1.2取十倍对数，有 > <+><><--=2022lg 10lg 10lg 10lg 10lg 10ref ref ref ref ref ref u cS W u u S S W W ρσ （2.3） 当取s /m 101,w 101,m 19122--?=?==u W S ref ref 时，上式即为： 60lg 10lg 10lg 100v +---=c L S L W ρσ （2.4） 其中，W L 为振动辐射的声功率级，v L 为振动速度级。 三、实验仪器 ? 米尺 ? 声强探头 ? B&K 声学测量软件平台 ? PULSE 噪声振动测试系统 ? B&K 3560C 前端 ? 计算机

? 谱分析软件VS302USB ? MATLAB7.0 ? 噪声信号发生器ZN1681 ? 功率放大器GF-10 ? 激振器 JZ-2A ? 加速度传感器 YD5 ? 电荷放大器SD-6A ? 通用计算机P4 1.7/256 ? 试件支架 ? Microphone 输入线 四、 测量方法 根据式1.4，测得振动辐射的声功率级W L 和振动速度级v L ，并测量计算出振动结构的辐射表面积S ，即测得辐射效率σ。 1.测量声功率级W L 传统的声压法测量声功率是在声源的远场测得整个结构的声功率平均值，不易得到局部的声辐射效率。采用声强法测量可以排除相邻声源的干扰而测量出结构局部的声功率。使用扫描法可以快速简便地测得我们所需的声功率级。（测量标准使 用（GB/T16404.2—1999） 如果被测声源的形状如一展开的板或壳形振动面，则测量面元与声源表面的平均距离不应小于200mm 。 在选定的测量面的每个面元上，沿着规定的路线连续移动声强探头，进行扫描操作时，应准确遵循规定的扫描路线，探头轴线始终保持与测量面垂直、探头移动速度要均匀。 根据下列公式计算每个测量面元每个频带的局部声功率： ） —（—）—（—————2.1.32/)]2()1([1.1.3ni ni ni i ni i I I I S I W +=?= 式中，i W ——第i 个面源的局部功率 ni I ——第i 个面源上测量的面源平均法向分量声强的平均值 i S ——第i 个测量面源面积

超声波特性

超声波的四个特性及应用特性 来源：全球五金网2011-9-8 作者：济宁天华超声电子仪器有限公司公司产品公司商机公司招商公司新闻 超声波顾名思义，超过常规声波的声波。声波是指人耳能感受到的一种纵波，其频率范围为16Hz-20KHz。当声波的频率低于16Hz时就叫做次声波，高于20KHz则称为超声波声波。 超声波特性有四个方面： 1）超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。 2）超声波可传递很强的能量。 3）超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。 4）超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。 1.束射特性 由于超声波的波长短，超声波射线能够和光线一样，可以反射、折射，也能聚焦，而且．恪守几何光学上的定律。即超声波射线从一种物质外表反射时，入射角等于反射角，当射线透过一种物质进入另一种密度不同的物质时就会产生折射，也就是要改动它的传插方向，两种物质的密度差异愈大，则折射也愈大。 2.吸收特性 声波在各种物质中传播时，随着传播间隔的增加，强度会渐进削弱，这是由于物质要吸收掉它的能量。关于同一物质，声波的频率越高，吸收越强。关于一个频率一定的声波，在气体中传播时吸收最历害，在液体中传播时吸收比拟弱，在固体中传播时吸收最小。 3.超声波的能量传送特性 超声波所以往各个工业部门中有普遍的应用，主要之点还在于比声波具有强大得多的功率。为什么有强大的功率呢?由于当声波抵达某一物资中时，由于声波的作用使物质中的分子也跟着振动，振动的频率和声波频率―样，分子振动的频率决议了分子振动的速度。频率愈高速度愈大。 物资分子由于振动所取得的能量除了与分子的质量有关外，是由分子的振动速度的平方决议的,所以假如声波的频率愈高，也就是物质分子愈能得到更高的能量、超声波的频率比声波能够高很多，所以它能够使物资分子取得很大的能量；换句话说，超声波自身能够供应物质足够大的功率。 4.超声波的声压特性 当声波通入某物体时,由于声波振动使物质分子产生紧缩和稠密的作用，将使物质所受的压

简易频率特性测试仪

简易频率特性测试仪（E题） 2013年全国电子设计大赛 摘要：本频率特性测试仪由AD9854为DDS频率合成器，MSP430为主控制器，根据零中频正交解调原理对被测网络针对频率特性进行扫描测量，将DDS 输出的正弦信号输入被测网络，将被测网络的出口信号分别与DDS输出的两路正交信号通过模拟乘法器进行乘法混频，通过低通滤波器取得含有幅频特性与相频特性的直流分量，由高精度A/D转换器传递给MSP430主控器，由MSP430对所测数据进行分析处理，最终测得目标网络的幅频特性与相频特性，同时通过LCD绘制相应的特性曲线，从而完成对目标网络的特性测试。本系统具有低功

耗，成本低廉，控制方便，人机交互友好，工作性能稳定等特点，不失为简易频率特性测试仪的一种优越方案。 关键字：DDS9854，MSP430，频率特性测试 目录 一、设计目标 (3) 1、基本要求： (4)

2、发挥部分： (4) 二、系统方案 (4) 方案一 (5) 方案三 (5) 方案二 (5) 三、控制方法及显示方案 (5) 四、系统总体框图 (6) 五、电路设计 (6) 1、DDS模块设计 (6) 2、DDS输出放大电路 (7) 3、RLC被测网络 (8) 4、乘法器电路 (8) 5、AD模数转换 (9) 六、软件方案 (10) 七、测试情况 (11) 1、测试仪器 (11) 2、DDS频率合成输出信号： (11) 3、RLC被测网络测试结果 (12) 4、频谱特性测试 (12) 八、总结 (12) 九、参考文献 (12) 十、附录 (13) 一、设计目标 根据零中频正交解调原理，设计并制作一个双端口网络频率特性测试仪，包括幅频特性和相频特性。

分贝、声功率、声强和声压

分贝、声功率、声强和声压 频率：声源在一秒中内振动的次数，记作f。单位为Hz。 周期：声源振动一次所经历的时间，记作T，单位为s。T=1/f。 波长：沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间距离，记为λ，单位为m。 声速：声波每秒在介质中传播的距离，记作c，单位为m/s。声速与传播声音的介质和温度有关。在空气中，声速（c）和温度（t）的关系可简写为：c = 331.4+0.607t常温下，声速约为345m/s。 频率f、波长λ和声速c三者之间的关系是: c = λf当物体在空气中振动，使周围空气发生疏、密交替变化并向外传递，且这种振动频率在20-20000Hz之间，人耳可以感觉，称为可听声，简称声音，噪声监测的就是这个范围内的声波。频率低于20Hz的叫次声，高于20000Hz的叫超声，它们作用到人的听觉器官时不引起声音的感觉，所以不能听到。 人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N = 10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。式中A0 是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。亦即用对数标度时，所得到的是比值,它代表被量度量比基准量高出多少"级"。 （二）声功率（W） 声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。 声功率级： Lw =10lg(W/W0) 式中：Lw——声功率级（dB）； W——声功率（W）； W0——基准声功率，为10-12 W。 （三）声强（I） 声强是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向单位面积的声能量。单位为W / m2。 声强级： LI = 10lg(I/I0)式中：LI ——声压级(dB)； I ——声强（W/m2）； I0 ——基准声强，为10-12 W/m2。 （四）声压（P） 声压是由于声波的存在而引起的压力增值。单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替的。但通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值，对于球面波和平面波，声压与声强的关系是：I= P2 / ρc式中：ρ-空气密度，如以标准大气压与20℃的空气密度和声速代入，得到ρ?c =408 国际单位值,也叫瑞利。称为空气对声波的特性阻抗. 声压级： LP = 20lg(P/P0) 式中：LP——声压级（dB）； P ——声压（Pa）；

噪声声强测量分析和应用

噪声声强测量分析和应用 发表时间：2018-08-21T15:40:12.767Z 来源：《电力设备》2018年第13期作者：王冰周磊[导读] 摘要：系统阐述了声强法测量再生的原理、方法和关键程序。 （中车永济电机有限公司山西永济 044502）摘要：系统阐述了声强法测量再生的原理、方法和关键程序。以变流器的噪声测试为例，重点说明包络面的划分、声强探头的设置和测试结果分析。 关键词：声功率；声强；噪声测量 0 引言 传统的声压法测量噪声，需要消声室等特殊、昂贵的声学环境，而且很多测试品因结构、重量、尺寸及运转、安装条件的限制，不能在消声室内去测量。对于声源定位、声源排队等工作，使用声压法有很大的困难。相比之下，声强测量技术因其矢量性而具有诸多优点：它可以在普通环境下或生产现场准确的测定被试品的声功率；可以很方便的进行声源排队、定位等方面的测试研究工作等。因此，声强测量已成为近年来用于噪声鉴别和声功率评定的有效手段之一。 1 声强测量基本原理 声强是指在单位时间内通过垂直声波传播方向上的单位面积的声能，是描述声能流动的具体大小和方向的声学量。可以简单地认为：某点的声强=该点的声压×质点的速度，在声场中，A点的声强定义为：Ir=PAUr (1)) 式中Ir--A点在r方向上的声强，PA--A点的声压，Ur--A点在r方向上的空气质点振动速度。 常用声强测量法是双传声器法。双传声器法的基本原理如下：设声场中A点附近在r方向上有相距为?r的两点A1、A2，此两点的声压设 为PA、PB; 对无粘性的理论介质，A点的欧拉方程为： (2) 式中ρ--空气密度，用A1、A2两点声压的的差分，近似式（1）中A点的声压梯度，得到 Ur=- (3) 两传声器之间中点A的声压可用A1、A2两点声压的平均值来近似：P= (4) 将式(3)和式（4）代入式（！）中进行矢量相乘就得到A点的声强。 2 声强测量方法 声强测量方法有离散点法和扫描法。离散点法是将测量面均匀划分为若干单元，然后逐个测量每个单元中心点的声强，计算该单元的声功率，最后将所有单元的声功率进行平均，计算该单元的声功率。扫描法是将声强探头在适当长的时间内，在正交两个方向上（水平和垂直），以规定路线（S）型，在测量面元上进行匀速往复扫描。扫描持续时间对声强作时间平均，这样便可得到该测量面的平均声强。扫描法的关键点在于；准确的扫描路线和扫描线密度，探头轴线保持与测量面垂直，探头均匀移动，国标规定单个面元任何一次扫描的持续时间应不小于20s，手动扫描速度在0.1～0.5m/s,机械扫描速度应在0～1m/s。 3 声强测量关键程序 3.1 声源包络面的划分 包络面一般以声源的几何形状、材料类型、连接点和内部结构为划分原则。理论上可以选择任何包络被测声源的表面作为测量包络面，然后对包络面进行合理的划分，可以均匀地将包络面划分为若干面元，也可以根据实际形状和声源指向性，非均匀地划分为若干面元，但要保证每个测量面至少分为4个面元。测量面距声源的距离可根据经验和空间大小来选择，如有温度梯度，至少距离20mm，如有气流，流速应低于4m/s，如测量面形如一展开的板或壳形振动面，距离至少200mm。 3.2 误差分析和现场检验 声强测量误差有很多（比如：近场误差、相位不匹配误差、气流干扰误差、声强探头及操作人员对声场干扰误差、背景噪声误差等），但主要误差还是背景噪声引起的误差，而背景噪声产生的测量误差主要是由于：双传声器声强测量系统制造上的误差，会产生一定的相位失配，并随着背景噪声的增加而增加。在实际操作中，常采用交换两个通道分别进行测量，而后对两次测量结果进行平均来消除背景噪声引起的误差。 声强分析系统在每次测量前应检验仪器设备工作是否正常，这就需要现场检验。声强级检验：是将声强探头放在测量面上声强较高的地方，测量规定的所有频带的法向声强级I+,保持声学中心不变，将声强探头旋转180°，即探头倒向，再测得I-，要求所有频带范围内∣I++I-∣<1.5dB。 3.3 隔离柱长度选择 使用双传声器声强法测量时，两只声强传声器之间相互间隔一定距离（称为声学距离Δr），其间距是用一段和传声器直径相同的圆柱体隔离柱来保证的。隔离柱使被测的声音只能通过传声器保护罩周边的窄槽对膜片起作用，这样就使得两传声器声学中心的距离得到精确的保证。这个声学距离Δr是影响测量精度的重要参数。Δr过大会增大有限差分，过小会增大相位失配误差，只有当Δr远远小于测点与声源间的距离时，声强测量中存在的近场误差才可以忽略不计。隔离柱的长度有多种选择，常用6mm、12mm、25mm、50mm等，分别适合于不同频率的声信号测量，高频声音信号可以使用较短的隔离柱，低频信号使用较长的隔离柱，一般情况下可以使用12mm、25mm的隔离柱，兼顾高低频。 4 变流器的噪声测试 以一机车牵引变流器的噪声测试为例来说明声强测量的应用。首先根据牵引变流器几何形状，其包络面应为长方体X*Y*Z，测量面距离声源500mm，划分为上、左、右、前、后共5个方位，再根据变流器的内部结构，将left、right方位各细分成3个测量面，top方位细分成5个测量面，这样就形成了12个测量面（back面不予考虑），将各测量面均匀的分割成若干面元，X向10等份，Y向4等份，Z向4等份，这样就形成了128个面元，分布图如下：

环境噪声控制工程复习资料

判断题 1.一列平面波在传播过程中，横坐标不同的质点，位相一定不同。（×） 2.同一种吸声材料对任一频率的噪声吸声性能都是一样的。（×） 3.普通的加气混凝土是一种常见的吸声材料。（√） 4.对于双层隔声结构，当入射频率高于共振频率时，隔声效果就相当于把两个单层墙合 并在一起。（×） 5.在声波的传播过程中，质点的振动方向与声波的传播方向是一致的，所以波的传播就 是媒质质点的传播。（×） 6.对任何两列波在空间某一点处的复合声波来讲，其声能密度等于这两列波声能密度的 简单叠加。（×） 7.吸声量不仅与吸声材料的吸声系数有关，而且与材料的总面积有关。（√） 8.吸声量不仅和房间建筑材料的声学性质有关，还和房间壁面面积有关。（√） 9.微孔吸声原理是我国科学家首先提出来的。（√） 10.微穿孔板吸声结构的理论是我国科学家最先提出来的。（√） 11.对室内声场来讲，吸声性能良好的吸声设施可以设置在室内任意一个地点，都可以取 得理想的效果。（×） 12.噪声对人的干扰不仅和声压级有关，而且和频率也有关。（√） 13.共振结构也是吸声材料的一种。（√） 14.当受声点足够远时，可以把声源视为点声源。（√） 15.人们对不同频率的噪声感觉有较大的差异。（√） 16.室内吸声降噪时，不论把吸声体放在什么位置效果都是一样的。（×） 17.多孔吸声材料对高频噪声有较好的吸声效果。（√） 18.在设计声屏障时，材料的吸声系数应在0.5以上。（√） 19.在隔声间内，门窗的设计是非常重要的，可以在很大程度上影响隔声效果。（√） 20.噪声污染的必要条件一是超标，二是扰民。（√） 21.不同的人群对同一噪声主观感觉是不一样的。（√） 22.在实际工作中，低频噪声比高频噪声容易治理。（×）

超声波是怎么产生的

超声波是怎么产生的 声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。超声波是指振动频率大于20190Hz以上的，其每秒的振动次数(频率)甚高，超出了人耳听觉的一般上限(20190Hz)，人们将这种听不见的声波叫做超声波。由于其频率高，因而具有许多特点：首先是功率大，其能量比一般声波大得多，因而可以用来切削、焊接、钻孔等。再者由于它频率高，波长短，衍射不严重，具有良好的定向性，工业与医学上常用超声波进行超声探测。超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动模式，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声波频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性，1兆Hz=10^6Hz,即每秒振动100万次，可闻波的频率在16-20190HZ 之间)。 超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性──超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，该特性就越显著。功率特性──当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。

声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在介质的传播过程中，存在一个正负压强的交变周期，在正压相位时，超声波对介质分子挤压，改变介质原来的密度，使其增大;在负压相位时，使介质分子稀疏，进一步离散，介质的密度减小，当用足够大振幅的超声波作用于液体介质时，介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离，液体介质就会发生断裂，形成微泡。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化，且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。

实验六 声强扫描法测量声功率要点

实验六声强扫描法测量声功率 一、实验目的 掌握声强法测声功率的原理和方法。 二、实验要求 1、正确理解声强法测量声功率标准(GB/T16404.2—1999的基本原则； 2、掌握Pulse 3560C声振测量系统的基本功能及使用方法。 三、实验环境 1、声源（以空载状态的320W大宇6060T手电钻为例） 2、B&K Pulse 声振测量系统3560C 3、M6K通用计算机 4、B&K3599声强探头套件 5、B&K声学测量软件平台 四、实验内容及步骤 1、实验内容：测量手电钻（320W）空载状态下的声功率。 2、实验步骤： （1）、打开B&K3599声强探头套件，组装好声强探头，并通过专用电缆与PULSE3560前端输入通道3、4相连。 （2）、打开BK声学测量软件平台建立一个声强测量模板。 （3）、激活测量模板按钮（或按F2键）之后，打开Level Meter级值计，来检测输入信号当前的大小，选择合适的量程可提高测量信噪比。 （4）、在函数管理器中插入所测信号的声强谱函数，双击该函数，可观察到相应的声强谱图（未测量时无数据）。 （5）、探头校准，可用专门的声强校准器进行。 （6）、模板板设置及校准完成后，即可按图5所示进行测量，为了方便起见，选择 1.2m×1.2m×1.2m的正方箱体。 3、测量步骤： （1）、将被测电钻放置在实验室光滑地板上，并处于箱体底面中心位置。

（2）、用声强探头对5个测量表面分别进行扫描测量。 （3）、每个表面连续扫描测量2次。 （4）、测量时用探头手柄上的开关控制开始与停止时间， （5）、同时记录每个测量面2次测得的声强数据及声强谱图（可在谱图 上右击，使用Ctrl+C拷贝及Ctrl+V粘贴）。 （6）、由于声强具有方向性，因此扫描过程中要保持探头的方向一致。 4、声功率级的计算 （1）、测量面每个面元的局部声功率的计算根据下列公式计算每个 测量面元每个频带的局部声功率： (6.4 (6.5 式中—第i个面元的局部功率； —第i个测量面元上测量的面元平均法向分量声强的均值； —第i个测量面元面积 —i面元上两次扫描测得的 当i面元的法向声强级为××dB时，则按下式计算Ini的值: (6.6 当i面元的法向声强级为－××dB时，则按下式计算Ini的值: ，其中(6.7 （2）、噪声源声功率级的计算，按下式计算每个频带的噪声源声功级。 （6.8）

声学 机器和设备发射的噪声 由声功率级确定工作位置和

!"# 中华人民共和国国家标准 $%&’()*+,-+.(##, /01234((*567(##" 声学机器和设备发射的噪声 由声功率级确定工作位置和 其他指定位置的发射声压级 !89:;<=8;.>9=;//?=<

前言 本标准等效采用国际标准-./00123405567声学8机器和设备发射的噪声8由声功率级确定工作位置和其他指定位置的发射声压级9:为-./00122系列标准的一部分; 本标准是<=#>0?1@A*0B0?1@A*6系列标准中的第四项标准:系列标准包括4 <=#>0?1@A*0声学机器和设备发射的噪声有关确定工作位置和其他指定位置发射声压级基础标准的使用准则 <=#>0?1@A*1声学机器和设备发射的噪声工作位置和其他指定位置发射声压级的测量一个反射面上方近似自由场的工程法 <=#>0?1@A*3声学机器和设备发射的噪声工作位置和其他指定位置发射声压级的测量现场简易法 <=#>0?1@A*@声学机器和设备发射的噪声由声功率级确定工作位置和其他指定位置的发射声压级 <=#>0?1@A*6声学机器和设备发射的噪声工作位置和其他指定位置发射声压级的测量环境修正法 该系列标准详细规定了一个机器设备或待测设备部件发射噪声的各种测定方法C该系列标准指导并列举了多种可供选择的方案:以确定机器设备的发射声压级;同时本标准还列举了有关声功率级测定方法国家标准和国际标准的情况; 本标准的附录D为提示性的附录; 本标准由全国声学标准化技术委员会提出并归口; 本标准起草单位4机械部上海电器科学研究所; 本标准主要起草人4陈业绍E施庆圆; 本标准自055A年02月0日起实施; F

超声波频率的选择

超声波频率的选择 1、超声波原理： 超声波清洗是基于空化作用，即在清洗液中无数气泡快速形成并迅速内爆。由此产生的冲击将浸没在清洗液中的工件内表面的污物剥落下来。随着超声频率的提高，气泡数量增加而爆破冲击力减弱，因此，高频超声特别适用于小颗粒污垢的清洗而不破坏其工件表面。 气泡是在液体中施加高频（超声频率）、高强度的声波而产生的。因此，任何超声清洗系统都必须具备三个基本元件：盛放清洗液的槽、将电能转化为机械能的换能器以及产生高频电信号的超声波发生器。 2、换能器和发生器 超声清洗系统最重要的部分是换能器。现存两种换能器，一种是磁力换能器，由镍或镍合金制成；一种压电换能器，有锆钛酸铅或其他陶瓷制成。 将电材料放入电压变化的电厂中时，它会发生变形，这就是所谓的“压电效应”。相对来说，磁力换能器是用会在变化的磁场中发生变形的材料制成的。 无论使用何种换能器，通常最基本的因素为其产生空化效应的强度。超声波和其它声波一样，是一系列的压力点，即一种压缩和膨胀交替的波。如果声能足够强，液体在波的膨胀阶段被推开，由此产生气泡；而在波的压缩阶段，这些气泡就在液体中瞬间爆裂或内爆，产生一种非常有效的冲击力，特别适用于清洗。这个过程被称做空化作用。 3、选择准确工作频率的重要性： 当工作频率很低（在人的听觉范围内）就会产生噪音。当频率低于20kHz，工作噪音不仅变得很大，而且可能超出职业安全与保健法或其他条例所规定的安全噪音的限度。在需要高功率去处污垢而不用考虑工件表面损伤的应用中，通常选择从20kHz到30kHz范围内的较低清洗频率。该频率范围内的清洗频率常常被用于清洗大型、重型零件或高密度材料的工件。 随着科技的进步，精密清洗的工件越来越精细，清洁度要求也越来越高。在精密清洗的应用上（如线路板、二极管、液晶体、半导体等）使用传统的频率（20~30kHz），我们会发现不但没法达到清洗的要求，而且还可能造成工件的损伤。最典型的例子就是关于军用电子产品，业已明文规定不允许使用传统的频率（20~30kHz）的超声波清洗。 其实在一些欧美、日本等发达国家，已通过选用高频（80kHz或以上频率）使这个问题得到了解决。那么为什么高频率清洗能避免对工件的损伤呢？大家都知道超声波清洗的基本原理是基于液体的空化效应。事实上空化效应的强度直接跟频率有关，频率越高，空化气泡越小，空化强度越弱，且其减弱的程度非常大。举例说，如将25kHz时的空化强度比作1，40kHz时空化强度则为1/8，到了80kHz时，空化强度就降到0.02。所以如果频率选择正确，超声波损伤工件的问题就不存在了。 这里必须区分二个概念：功率和频率。在精密清洗中，当一定频率的超声清洗后达不到清洁的效果时，如果工件上要去除的杂质颗粒较大，可能是超声功率不足，增加超声功率就可以解决该问题；但如果工件上要去除杂质颗粒非常小，那么无论功率怎么增大，都无法达到清洁的要求。从物理上分析其:原因当液体流过工件表面时，会形成一层粘性膜。低频时该层粘性膜很厚，小颗粒埋藏在里面，无论超声的强度多大，空化气泡都无法与小颗粒接触。 故无法把小颗粒除去：而当超声频率升高时，粘性膜的厚度就会减少，空化泡就可以接触到小颗粒，将他们从工件表面剥落。由此可见，低频的超声清除大颗粒杂质的效果很好，但清除小颗粒杂质效果很差。相对而言，高频超声对清除小颗粒杂质则特别有效。 在精密清洗的应用上，高频超声波清洗已经成为一种标准，所以超声频率的选择对清洗的效果有决定性的影响。

基于FPGA的数字频率测量仪

EDA实验报告 题目：基于FPGA的数字频率测量仪姓名：吕游 学号：201212171909

1.实验目的 1）掌握偶数倍分频电路的设计思路。 2）掌握带有计数使能输入端和异步清零功能的模为10的计数模块。 3）掌握动态扫描数码管的计数的工作原理及其使用方法。 2.实验任务 1）利用所学的知识设计一个4位的频率计，可以测量从1-9999Hz的信号频率。 2）将被测信号的频率在四个动态数码管上显示出来。采用文本设计的方法，设计软件用Quartus2。 3.实验原理 1. 功能与原理 采用一个标准的基准时钟，在单位时间（如1s）里对被测信号的脉冲数进行计数。 即为信号的频率。4位数字频率计的顶层框如下图所示，整个系统分三个模块：控制模块、计数测量模块和数据锁存器。 1）控制模块 控制模块的作用是产生测频所需要的各种控制信号。控制模块的标准输入时钟为

1Hz，每两个周期进行一次频率测量。该模块产生三个控制信号，分别是：count_en，count_clr和load。Count_clr信号用于在每一次测量开始时，对计数模块进行复位，以清除上次测量的结果。复位信号高电平有效，持续半个时钟周期的时间。Count_en 信号为计数允许信号，在Count_en信号的上升沿时刻，计数模块开始对输入信号的频率进行测量，测量时间恰为一个时钟周期（1s），在此时间里对被测信号的脉冲数进行计数，即为信号的频率。然后将该值锁存，并送到数码管显示出来。设置锁存器的好处是，显示的数据稳定，不会由于周期性的清零信号而闪烁不断。在每一次测量开始时，都必须重新对计数模块清零。 控制模块所产生的几个控制信号的时序关系如下图所示。从图中可以看到，计数使能信号Count_en在1s的高电平后，利用其反相值的上跳沿产生一个锁存信号Load,然后产生清零信号上升沿。 2）锁存器模块 锁存器模块也是必不可少的。测频模块测量完后，在Load信号的上升沿时刻将测量值锁存到寄存器中，然后输出，送到实验板上的数码管上显示出相应的数据。 3）计数模块 计数模块用于在单位时间中对输入信号的脉冲数进行计数，该模块必须有计数允许、异步清零等端口，以便于控制模块对其进行控制。 2. 设计实现 4位数字频率测试仪的顶层原理图，其中fre_ctrl是控制模块，count_10是计数模块，latch_16是16位锁存器模块。这三个模块都采用文本方式设计实现。