基于声强法的声功率测量实例分享

这个实例是对列车HVAC单元进行声功率测试，HVAC单元通过10个螺栓固定在工装上，如图1-96所示，工装放置在地面上。该单元长度超过3m，宽超过2m，高近0.5m。因此，如果采用离散点法，那么每个测量面元的测点数目必然不少，而最终仅关心声功率级的大小，不关心其他参数，所以最终使用扫描法对其进行测量。测试依据的标准为ISO9614-2：1996。测试地点位于生产该单元的厂家工厂院内，待测结构离最近的建筑物墙体超过10m，测试环境可认为是半自由场。

为了减少背景噪声对测试的影响，测量时间安排在晚上8点以后。采用六面体包络待测声源，因此，首先在声源附近放置4根立杆确定测量面元的边界，如图1-97所示。由于结构尺寸较大，包络的测量面元尺寸比实际结构尺寸更大，因此将5个待测面元进一步划分，每个面元划分为2个子面，共10个测量面元。这样划分一定程度上可以保证对某个子面进行扫描时，扫描人员可位于该面元区域以外，减少人体产生的反射声与吸声。为了保证测试人员位于测量面元之外，使用一根长杆绑在声强探头手柄处，作为延长手柄。

由于HVAC单元有进风口和出风口，为了减少这些风口对测试的影响，将这三个风口用管道引出测量表面之外。每个测量面元距离它最近的待测声源的结构表面距离为0.5m，如图1-98所示。因而，这个参数也就决定了虚拟的测量表面的尺寸。杆之间通过细电缆线连接确定测量表面的边界。

图1-96 安装在工装上的待测声源

图1-97 10个测量面元

图1-98 测量表面与声源表面的距离

将实际测量表面（见图1-99）展开，如图1-100所示。测试之前，将HVAC单元按测试工况进行了调试，以保证试验时声源正常工作。在测试之前对环境风速进行了测量，以确定风速对测试是否有明显的影响，经过测试发现测试环境现场的风速小于5m/s。为了进一步提高测试精度，将风球安装在声强探头上。

图1-99 实际测量的10个面元

图1-100 测量面元展开图

测试之前，在现场对组成两个声强探头的麦克风进行灵敏度校准。灵敏度校准之后还需要校准相位，校准的相位可进一步提高测量精度，特别是对低频段。两个传声器的相位差在校准前与校准后的结果如图1-101所示。可见，校准后两个传声器的相位差进一步接近0°。

声功率的测试结果用1/3倍频程表示，带宽为50～6300Hz。在正式测量之前对背景噪声进行了测试，此时待测声源关闭，得到背景噪声的声强级为37.5dB（A），声压级为48.0dB（A），如图1-102所示。声强图中的深蓝色表示噪声是从2#传声器到1#传声器。

正式测试时，开启HVAC单元，确保声源运行处于测试工况下，待运行稳定后开始测量。扫描法测试时，扫描速度在0.5m/s以下，扫描线路的间距约为20cm，确保扫描每个面元的时间不短于20s。扫描某个面元时，测试人员不能位于该面元内，以防止人体造成噪声反射，测试人员位于面元以外区域，如图1-103所示。(www.xing528.com)

根据ISO9614-2：1996要求，每个面元都要正交地扫描两次，且两次计算得到的声功率差值应小于3dB，每测量完一个面元，立即检查该要求是否满足，如果不满足，直接重新测量。测试地点位于工厂大院内，时不时受外部大噪声的干扰，如鸣笛声，这种情况下，经常舍弃此次扫描结果，重新测量。最终扫描10个测量面元，将数据调入相应的分析软件，得到

最终的声功率结果如图1-104所示。

图1-101 声强探头相位校准

a）校准前 b）校准后

图1-102 背景噪声的声强级与声压级

图1-103 测试人员位于测量面元以外区域

图1-104 声功率测试结果

由于扫描法测试，每个子面元只能获得正交两次扫描结果，因此，扫描法不能给出噪声分布云图（每个面元只有两个数值），只能给出最终的声功率测试结果。另外，软件会根据测试数据自动计算相应的判断准则，本次测试相应的判断准则见表1-26。

表1-26 扫描法判断准则

（续）