聲強測量儀
聲強測量儀是20世紀70年代開始由于實際需要而發(fā)展起來的一種很有用的聲學測量儀器。此儀器的測量原理也能用于測量液體中的聲強。
簡介
媒質中某點上某指向方向r 的聲強是單位時間內通過該點與方向r垂直的單位面積的平均聲能,即或式中p為瞬時聲壓,μr為瞬時質點速度在r方向的分量,T為周期的整數倍或長得不影響計算結果的時間。由于瞬時質點速度μr難以測量,故以往測量聲強,都是在自由場和選場平面波的條件下進行的,此時質點速度與聲壓同相,且有μ=p/ρс,則聲強如圖5所示,式中p為聲壓的值。實際上此條件是很難得到充分滿足的,況且在多聲源的情況下,即使條件滿足,上式也不成立。但若根據運動方程
若用兩傳聲器測間隔為Δr(Δλ)的A、B兩處聲壓pA、pB之差與Δr之比近似代表該處的聲壓梯度以表示質點速度,并以pA、pB的平均值表示該處的聲壓,則有聲強和聲壓的關系,聲強儀的測量原理就是以這個公式為基礎的,目前此儀器有三種類型
聲強計 這是應用模擬量計算技術以獲得聲強級的儀器。此儀器的典型方框圖如圖1所示。圖中+、-、×和∫分別表示加、減、乘和積分過程。
實時聲強分析儀
這是應用數字濾波技術,通過以1/3 倍波程濾波器歸一化的雙數字濾波器組獲得實時聲強分析的儀器,它如同實時聲分析儀那樣最終在顯示器上顯示聲強譜圖。此儀器的結構基本上與聲強計相同,此處只是運用數字技術,以數字濾波器及運算代替模擬濾波器及運算。圖2為此儀器的典型框圖。
聲強分析儀
此儀器測量聲強是通過測量互功率譜得到的。對一穩(wěn)定的隨機信號,可對進行傅里葉變換,可得聲強為 式中Im【GAB】為A和B的互功率譜的虛部。聲強分析可先應用相關器測量互功率譜,再通過 FFT分析儀進行分析,也可以先用雙通道磁帶記錄儀錄下A、B信號,然后用計算機或專用的雙通道FFT分析儀進行分析。
用此類聲強儀測量聲強時不受環(huán)境條件限制,可在任何聲場中進行測量,也可進行近場測量。用此儀器測量聲源功率時,可以排除同時存在的其他無關聲源對測量的影響,此聲強儀還可用作聲定位儀以尋找聲源的位置。該儀器的測量波長范圍因受Δrλ的限制,故存在一短波限,一般為3.4cm左右,同樣還存在長波限,約為2.8m。
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