Verificación del instrumento de medición de la intensidad del sonido en el campo de ondas viajeras



La intensidad del sonido es un vector que indica la fuerza y ​​la dirección del flujo de energía del sonido. El tamaño de la intensidad del sonido es la energía sonora de un cierto punto en el campo sonoro por unidad de tiempo que pasa a través de una unidad de área perpendicular a la dirección de la velocidad de la partícula. El instrumento de medición de la intensidad del sonido es un instrumento que mide el componente de la intensidad del sonido en el medio aéreo en la dirección del eje de la sonda. Mediante la medición de la intensidad del sonido multipunto, se puede obtener la distribución de la intensidad del flujo de energía del sonido en un plano cerca de la fuente de sonido para estudiar las características de radiación de la fuente de sonido. Mediante la medición de la intensidad del sonido, también se puede determinar el nivel de potencia acústica de la fuente de sonido.

El instrumento de medición de la intensidad del sonido incluye dos partes: sonda de intensidad del sonido y procesador de intensidad del sonido. La sonda de intensidad de sonido utiliza un par de micrófonos de presión de sonido separados por una cierta distancia. El instrumento de medición de la intensidad del sonido debe proporcionar la octava o el espectro de 1/3 de octava de la intensidad del sonido y la presión del sonido, y proporcionar una función de ponderación. El medidor de intensidad del sonido tiene dos niveles de precisión, nivel 1 y nivel 2. Los requisitos para el nivel 1 son más estrictos que el nivel 2. Cuando el medidor de intensidad del sonido está en uso, generalmente se usa un calibrador de intensidad del sonido para la autocalibración. El calibrador simula la presión sonora y la diferencia de fase en los dos micrófonos de la sonda de intensidad de sonido para una determinada intensidad de sonido, y normalmente se utiliza junto con una determinada sonda de intensidad de sonido. Dado que se trata de un método de simulación, el grado de intensidad del sonido simulado por el calibrador debe verificarse por separado.

Aquí se utiliza un método de verificación directa. En el espacio se genera un campo sonoro con una intensidad sonora conocida. Utilice el medidor de intensidad de sonido verificado para medir y comparar los resultados de la medición para determinar la desviación de medición del medidor de intensidad de sonido verificado.

Este método ha sido presentado a la Supervisión e Inspección Nacional de Calidad * como un borrador de las regulaciones de verificación para los instrumentos de medición de la intensidad del sonido.

1. Contenido y principios de verificación

El instrumento de medición de la intensidad del sonido debe verificarse principalmente, incluida la desviación del nivel de intensidad del sonido y el valor medido del nivel de presión del sonido en cada banda de 1/3 de octava, y el índice de intensidad del sonido residual de la presión del sonido. Cuando el eje de los dos micrófonos de la sonda de intensidad del sonido es perpendicular a la dirección de la intensidad del sonido, el componente de intensidad del sonido debe ser cero. Porque no hay energía sonora en la dirección perpendicular a la intensidad del sonido. Sin embargo, debido a que las características de fase de los dos micrófonos y los canales de amplificación de la sonda de intensidad del sonido no son completamente consistentes, el medidor de intensidad del sonido medirá un cierto valor de intensidad del sonido. Esta lectura de la intensidad del sonido se denomina intensidad del sonido residual. La intensidad del sonido residual es proporcional al nivel de presión sonora. El índice de presión sonora-intensidad sonora residual se define como la diferencia entre el nivel de presión sonora medido y el nivel de intensidad sonora residual cuando los dos micrófonos de la sonda de intensidad sonora están sujetos al mismo ruido rosa. El índice generalmente se da en forma de espectro de 1/3 de octava. Cuanto mayor sea el índice de presión de sonido-intensidad de sonido residual, mayor será la capacidad de supresión del medidor de intensidad de sonido de las ondas sonoras incidentes perpendiculares al eje de la sonda, y mejor será la directividad.

2. Verificación del nivel de intensidad del sonido y la desviación del nivel de presión del sonido del medidor de intensidad del sonido

El dispositivo de prueba para medir la desviación del nivel de intensidad del sonido y el nivel de presión del sonido del medidor de intensidad del sonido se muestra en la Figura 1. En una habitación anecoica, el campo lejano de la caja del altavoz se puede aproximar como una serie de ondas viajeras planas. El eje de los dos micrófonos de la sonda de intensidad del sonido es coherente con la dirección de propagación de la onda sonora. La dirección de la sonda se invierte 180 ° y se puede medir el componente inverso de la intensidad del sonido. El micrófono estándar se coloca junto a la sonda de intensidad del sonido. El amplificador de medida es un amplificador de alta precisión. Comparando el nivel de presión sonora medido por el micrófono estándar y el amplificador de medición y el nivel de presión sonora medido por el medidor de intensidad sonora, se puede obtener la desviación de la medición del nivel de presión sonora del medidor de intensidad sonora. Se puede obtener la desviación del nivel de intensidad del sonido medido por el nivel de intensidad del sonido medido por el medidor de intensidad del sonido y el nivel de intensidad del sonido calculado por la fórmula (1).

3. Verificación de la presión sonora-nivel del índice de intensidad del sonido residual del medidor de intensidad del sonido

Introduzca la señal de salida del generador de señal de ruido rosa directamente en el amplificador de potencia. Retire la columna de aislamiento de la sonda de intensidad del sonido y cierre los dos micrófonos entre sí. Coloque la sonda de intensidad del sonido cerca del eje central de la fuente de sonido y aproximadamente a 2 m del centro de sonido de la fuente de sonido. Haga que el eje de la sonda de intensidad del sonido sea perpendicular a la dirección de la onda sonora incidente, de modo que los dos micrófonos reciban la misma señal de presión sonora.

Mida el nivel de presión sonora y el nivel de intensidad del sonido con un instrumento de medición de la intensidad del sonido certificado. Las frecuencias centrales son de 50 Hz a 6,3 kHz. El nivel de presión de sonido medido en este momento menos el nivel de intensidad del sonido es el índice de presión de sonido-intensidad de sonido residual.