湖大噪声控制工程讲义01噪声基础知识-3声压级、声强级、声功率级及其计算

第三章声压级、声强级、声功率级及其计算
3.1声压、声能量、声强、声功率
1 .声压
2 .声能量
声波在媒质中传播，一方面使媒质质点在平衡位置附近往复运动，产生动能；另一方面又
使媒质产生了压缩和膨胀的疏密过程，使媒质具有形变的势能，这两部分能量之各就是由于声扰动使媒质得到的声能量。

声场中单位体积媒质所含有的声能量称为声能密度，记为D,单位为焦耳每立方米。

3 .声强
单位时间内通过垂直于声波传播方向单位面积的平均声能量叫声强，一般用I 表示，单位
为WZm 2
4 .声功率
声源在单位时间内辐射的声能量叫声功率，声功率用W 表示，单位为瓦。

对于在自由空间中传播的平面声波：它们的关系为
PC 声压的有效值,它是瞬时声压对时间t 取均方根值,即p e =^(p 2dt ,经积分和开方得.，
人耳听到的声压为有效值。

S 为平面声波波阵面的面积。

3.2级的概念
由于声音的强度变化范围相当宽，直接用声功率和声压的数值来表示很不方便，并且人耳对声音强度的感觉并不正比于强度的绝对值，而更接近正比于其对数值。

因此，在声学中普遍使用对数标度。

3.2.1 声压级、声强级和声功率级
L 声压级
声压级常用LP 表示，定义见教材P22
1.1.1
声强级常用Ll 表示，定义为Ll=IoIg',
1.1.2
级 1.1.3 声压级的相加
这涉及到两种情况，一种是要求多个声源在某点产生的总声压级，另一种是要求某一个声源发出的各种频声能密度：D=^7
Po- 声强：1=区 Po c 声功率：W=IS
率声波在某点的总声压级。

这就要用到级的相加，一般情况下，噪声是由不同频率、无固定相位差的声波组成，因此不发生干涉现象，这时声波叠加就是声波能量的叠加，Pτ=Pf÷P2+∙∙→P∏o以两个声源为例来推导：
A 2I-f/θ∙IL n∣10.1Lπ^I2
由声压级的定义得：p2=10°~χp＞那么PT=Uo+10IXPo,又据
声压级的定义得总声压级为L=IOIg粤=IOIg((10°比3+10°/2)),对应11个声源的一Po
般情况有L PT=IOlg付10°%),如果n个声源的声压级相等，那么有L Pt=LP+10Ign∖i=∣)
例1：在某点测得几个噪声源单独存在时的声压级分别为84(18、87€18、90(18、95dB、96dB、91dB、85dB、80dB,求这几个噪声源同时存在时该点的总声压级是多少？
解：由L PT=IOIg区10°%］得
∖i=l )
L pt=101g(1084+IO87+109°+IO95+IO96+IO9'+IO85+1080)=l∞.2dB
PT
L pt=101g(107°+1077+IO80+1088+109°+IO95+1084)=97dB
1.1.4声波的相减
在噪声测量的过程中，经常会受到外界噪声的干扰，在噪声测量中，待测噪声以外的其他声音统称为背景噪声，扣除背景噪声是获得真正声源引起噪声值的必要步骤。

如果在有背景噪声存在的情况下测得某声源的声压级为Lpt.声源停止发声后测得背景噪声的声压级为LpB,则机器的真实噪声声压级LPS为L PS=IolglW°%
1.1.5声压级的平均
在计算声源的指向性指数时，需要计算平均声压级；对于某一点的多次测量结果也需要计算平均声压级，这涉及到分贝平均的问题。

分贝的平均是以分贝和的公式为基础来进行计算的，计算公式如下：L p=IOlgQJ100，Lpi j 如果待平均的各分贝值中，最大值L P maX和最小值LPmm之差等于或小于IodB,一∙殷都采用近似的计算方法。

当L pmax-L pmin≤5dB时，可用算术平均值作近似计算，即
_ 1n _ 1n
L p=-∑L pi,当5WL p maχ-LpminW10时，可用下式计算匚，=—ZLPi+1nj=ιni=ι
在这一节里，所有的关于分贝计算的问题都是用声压级推导出来的，由于推导公式时以能量叠加原理为基础,所以所有的关于分贝计算的公式也都同样适用球场的强级和声功率级的运算。