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声功率和声强（2）—— 意义及测定方法
本文为声功率与声强系列文章的第二部分（第一部分请查看《声功率和声强（1）-名词解释》），主要解释声功率与声强的意义，以及各种测试方法概述。了解HEAD acoustics 声功率及声强模块功能，请点击文章底部“阅读原文”。
声功率与声强有什么意义？
声压的意义：
超过一定限值的声压会对人的听力造成损害。因此，测量声压是很有必要的，例如在人们的工作场所。测量数值可以评估声音的烦恼程度以及是否存在对人的听力造成损害的风险。
然而，声压取决于与声源的距离和房间的声学特性(例如，房间的大小和墙壁的吸声能力等)。因此，声压不一定适合于定量评估机器或设备发出的声音。但声功率适合用于此目的，因为它可以清晰地描述声源本身的噪声，而不受环境条件影响。例如，一个房间通过吸声材料会降低声压，而声源的声功率则保持不变。
假设声功率是因，声场中某一位置所产生的声压就是果。
声功率的意义：
声功率是声源发出的声能量的度量，与声环境无关。因此，声功率参数作为产品的噪声标签让终端用户可以轻松地比较产品噪音水平。各种自愿或强制性的产品标签，如欧洲能源标签，就会向终端用户提供有关产品噪音水平的信息。
然而，只有在不同制造商使用相同的测试方法时，才能使该参数具有可比性。为了确保这一点，针对特定类型的产品会制定相应标准，这些标准精确地描述了声功率的测定方法。
针对某一产品有多种方法可以测定声功率，但计算的基础要么是声压测量要么是声强测量。
声强的应用：
声强是矢量，声强测量也适用于确定能量流动方向和声源定位。例如，在有多个噪声源的复杂声场环境下，这一点非常有用：在一个工厂车间内有若干台机器，需要首先确定工人工位处的声压是否在危险范围，如果超出允许的限值，则必须采取措施以降低工位处的噪声水平。
声强测量有助于确定现场哪台机器发出的声能量最多，从而进行优化。此外，还可以确定各个机械部件对总能量的贡献。优化贡献最大的部件可以最有效地降低总的声能量和工人工位处的噪声水平。
声功率的测定方法
包络面法：
声功率是声源在单位时间内释放的能量。它不能直接测量，只能通过特定的测量方法来确定。在各种实际测定声功率方法的中，包络面法是应用最广泛的一种，该方法通过测量包围声源的测量面上多个测点数据计算声源的声功率。
声功率测试标准：
可以依据ISO 3744-3746进行声压法测量或根据ISO 9614-1、-2和-3进行声强法测量，以确定穿透包络面的声能量。其他可用的方法有混响室法（ISO 3741）和参考声源法(ISO 3743-1、ISO 3743-2和ISO 3747)。当使用混响室法时，被测对象放置在混响室内，根据房间内记录的声压数值计算得到声功率。当使用参考声源法时，通过将被测声源与精确发出已知声功率的参考声源进行比较来确定声功率。
基于声压测量的声功率测试：
基于声压测量的声功率测试，只有在过程中精确控制试验条件才能达到一定的精度。这些条件包括对试验室和环境声学条件的要求（每一项在相关标准中都有描述）。某些企业测试规范会进一步规定特定产品测试时的运行工况。
基于声强测量的声功率测试：
当在实际场景中进行噪声量测量时，往往不允许维持特定的试验条件，其他的噪声干扰也无法避免。因此，即使在不太理想的条件下，也必须创造能够测量声功率的可能性。基于声强测量的方法就可以在现场测量声功率。在正常工作状态下，可在现场测量声强，如果现场存在多个噪声源，在测量声强时也不是问题，因为稳态的背景噪声在对包络面的积分过程中会被剔除掉。基于声强法的声功率测量也可以在声源近场进行（在近场，声能量循环而不传播），并且声强的近场测量可以提高测试的信噪比。
在声源定位应用中，声强仍然是一个非常有用的参量。为了定位声源，可以在环境复杂的现场直接进行测量，使用声强探头确定能量流的方向，从而定位声源点。
总结
基于声压测量的声功率测试：
-
此方法多用于产品认证和批量产品的测试；
-
一旦测试设置就绪，就可以非常快速地进行测量，这使得测量结果具有高度的可重复性和可比性。
基于声强测量的声功率测试：
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此方法特别适用于只能在现场进行测试的稳态测试对象;
-
对背景噪音要求低;
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测试设置简单，可以快速高效地进行测量，因此特别适用于在产品开发过程中的故障诊断等。
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