离散点法声场测量方式与最少测点数目的确定

根据标准，要求测量表面与被测声源表面的平均距离一般应当大于0.5m，如图1-90所示。如果测量表面的位置正好在声辐射小、对被测声源声功率影响不大的机器部位或被测声源尺寸很小，二者的距离可以小于0.5m。

离散点测量法是将每个测量面元均匀划分为若干单元，然后逐点测量每个单元中心点的法向声强，如图1-91所示，计算该单元的声功率，最后将所有单元的声功率进行叠加，作为该测量面的声功率。测量时，声强探头垂直于测量表面，且声源的声音传播方向是从1#探头到2#探头（或从探头A到探头B），隔离柱的中点刚好位于测量面元上，每个测点测量时间10s左右。

图1-90 测量表面与声源表面的距离

图1-91 离散点法

离散点测量法可能受测点数目的影响，如图1-92所示，对一个校准了的声源进行测量，其声功率级为75dB。当每个测量面元只有1、2和4个测点时，如图1-92所示，得到的结果分别为78.6dB、76.8dB和75.8dB，而扫描法得到的结果为75.6dB。因此，离散点法测量时必须划分数目合适的测点，不然将引起明显的测量误差。根据标准，要求测量点最少每平方米一个，整个测量表面最小取10个测量点，它们应尽可能在面元上均匀分布。如果外部噪声比较明显，需要50多个测量点。只要总的测量点数不少于50个，可以允许降到每2m²一个测量点。如果外部噪声不明显，并且测量表面积大于50m²，那么整个测量表面上可取50个测量点，但要尽可能均匀。

图1-92 不同测点数目得到的结果比较(www.xing528.com)

对于离散点测量法而言，有4个声场指示值：F₁、F₂、F₃和F₄。

F₁表示声场随时间变化的指示值，通常每个测量面取2个点，共10个点来计算该指示值。该指示值越小表明声源辐射的声强越稳定，随时间变化小，即声源为稳态声源。根据标准ISO9614-1，要求F₁≤0.6。如果F₁>0.6，应采用以下措施：①减少外部噪声的时变性；②每个测点增加测量时间；③在时变性更小的期间进行测量。

F₂表示测量表面的声压-声强指示值，为每个测量面元的平均声压级与该表面法向无符号平均声强级的差值。在自由声场中该值为0，在扩散场大于0。根据标准ISO9614-1，要求它小于声强探头的动态范围指数，即F₂<L_d。当F₂>L_d，如果存在明显的外部噪声和（或）很强的混响时，应减少测量表面与声源之间的平均距离，最小距离为0.25m。如果没有明显的外部噪声和（或）很强的混响，应将平均测量距离增加到1m。

F₃表示声功率负部指示值，为每个测量面元的平均声压级与该表面法向带符号平均声强级的差值。这个指示值考虑了声强的方向性，根据ISO9614-1，要求F₃-F₂<3dB。如果不满足，应减少测量表面到声源表面的平均距离，或者屏蔽外部噪声源，或者减少进入包络面的反射声。

F₄表示声场非均匀性指示值，表示测量声场在空间的变化大小。这个指示值确定了离散点测量法的最少测点数目。根据ISO9614-1，要求测点总数目N≥CF₄²，如果这个条件满足，说明测量表面上均匀分布的测点总数目是足够的。对于工程级的1/3倍频程而言，C按表1-24取值。如果该条件不满足，那么应均匀地增大测点密度。

表1-24 因子C值