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CRY820-声功率测试架-简易法/工程法/精密法-1米半径半球
声功率测试架,1米半径半球,符合ISO1744/1745/1746(简易法/工程法/精密法)标准,不锈钢,不包含传声器夹TA0204。
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产品亮点
技术规格
主要特点
相关产品
CRY5820 SonoDAQ Pro 全功能、高扩展、分布式旗舰主机
模块插槽
6 Slots
接口类型
USB-C / Ethernet / CAN FD / Wi-Fi / GPS
显示与交互
2.1 英寸触摸屏
声功率
适用于使用半球声功率测试架、SonoDAQ Pro 数据采集前端与 OpenTest 实施声功率测试的快速开展。 阶段完成标志1. 支架安装六边形底座稳定,6 根圆弧管已锁紧,顶盖固定无晃动。2. 传声器安装将传声器安装在半球型支架上标记的测点位置。3. 采集前端连接前端上电,网线与电脑连接,OpenTest 能发现设备和通道。4. 软件配置通道、标准方法、测量面、采集时长和环境参数设置完成。5. 完整测试完成校准、背景噪声采集、样品噪声采集、结果查看和报告导出。 开箱与安装前检查 确认部件齐全:底座方管 6 支、圆弧管 6 支、顶部圆环/顶盖 1 套、传声器固定夹和定位板、M5 螺丝、M3 手拧螺丝、内六角扳手。 检查圆弧管端部编号 1、2、3、4、5、6 是否清晰。编号是后续对装的依据。 检查圆弧管上的点位标记是否清楚。A 点用于简易法,B 点用于工程法,C 点用于精密法。 选择平整、坚硬、稳定的反射面作为安装位置。半消声室地面或标准反射地面优先。 安装区域内先清空杂物,避免支架底座下方有线缆、泡沫、工具或不平整垫片。 组装 R1.5 m 半球声功率支架 组装六边形底座。取一支直方管和一个底座连接件,将孔 1 和孔 2 对齐,用 M5*12 螺丝固定。 按同样方法依次安装剩余 5 支方管,形成完整六边形底座。锁紧前先确认六边形没有明显扭曲。 预装顶部圆环/顶盖。将 6 颗 M5*12 螺丝先装入顶盖,但螺丝不要超过顶盖端面,否则会影响圆弧管插入。 先安装圆弧管 1。将圆弧管 1 插入底座其中一个孔位。 再安装圆弧管 4。圆弧管 4 插入圆弧管 1 对面的底座孔位。 将顶盖与圆弧管 1、圆弧管 4 对接,螺丝对准圆弧管上的孔,先锁紧 1 和 4 两处。 安装圆弧管 2,并将圆弧管 5 插入圆弧管 2 对面的底座孔位,然后锁紧。 按同样方法安装圆弧管 3 和圆弧管 6。 在底座侧面装入 M5*12 螺丝并锁紧,其他 5 个底座位置同样紧固。 支架检查所有圆弧管应自然形成半球,不应强行扭曲对孔。顶盖中心应位于半球顶部,底座应完全落地。用手轻推支架,整体不应有明显晃动或松脱声。 安装传声器固定夹和点位 点位标识按测试方法区分: 点位标识对应方法点位数量A1-A4简易法4 点B1-B10工程法10 点C1-C20精密法20 点 根据本次测试方法选择点位。例如工程法选择 B1-B10,麦克风编号按顺序与点位编号一一对应。 取传声器固定夹和定位板,用手轻轻捏住定位板,使用内六角扳手锁入 M5*12 螺丝。 将定位板上的小凸点对准圆弧管上的标记圆圈,然后拧紧。 按同样方法安装其他点位。简易法和工程法存在共点时,按支架标记安装即可,不需要重复安装。 顶部传声器支架安装时,将固定夹中心与顶盖中心对齐,锁入 M5*12 螺丝并拧紧。 安装传声器与线缆 将传声器或传声器前置放大器轻放入固定夹,避免碰撞传声器膜片。 调整传声器位置,使传声器端面到固定夹端面的距离约为 29 mm。 用 M3 手拧螺丝固定传声器,拧紧到传声器不会滑动即可,不要过度用力。 按点位编号连接线缆,例如 B1 对应 CH1,B2 对应 CH2。建议在线缆两端贴同一编号标签。 线缆沿支架外侧或底座方向整理,避免悬空拉扯传声器,也不要让线缆进入被测设备和传声器之间的主要声传播路径。 所有传声器安装完成后,逐点复查点位、朝向、线缆编号和固定状态。 数据采集前端开机与连接 将 SonoDAQ Pro 或对应多通道采集前端放在支架外侧,保持通风,避免放在被测设备和传声器之间。 按通道编号把传声器线缆接入采集前端输入端口。连接时不要拉拽线缆根部。 连接采集前端电源,确认供电稳定后开机。等待设备指示灯进入正常状态。 使用网线或设备支持的连接方式将采集前端连接到电脑。若使用网口连接,确认电脑网卡与设备处于可通信状态。 打开 OpenTest,进入设备管理或通道管理,搜索并添加采集设备。 在通道管理中选择本次测试所需输入通道,设置每个通道的信号类型、采样率、位深、耦合方式和供电方式。 通道配置提醒通道编号必须和支架点位编号一致,这是后续计算和复核的基础。 测试前校准 在 OpenTest 通道管理中进入校准功能,选择传声器校准。传声器灵敏度可通过现场校准结果确认;如果使用支持 TEDS 的传声器,也可以在 OpenTest 中直接读取传声器灵敏度。 将声校准器安装到第 1 路传声器上,设置校准声压级和频率,例如常见的 94 dB、1 kHz,具体以校准器标称值为准。 启动校准,等待软件给出灵敏度或校准结果。 按相同方法依次校准所有传声器通道。 如果选用的是支持TEDS型传声器,也可以在OpenTest软件中直接通过TEDS读取传声器的灵敏度。 校准完成后记录校准时间、校准器型号、校准声压级、频率和各通道结果。正式测试建议测试前校准,测试后复核。 在 OpenTest 中建立声功率测试 新建或打开工程,进入测量功能中的“声功率”模块。 在输入通道中选择已经完成校准的传声器通道。 选择测试方法和标准:简易法对应 GB/T 3768 / ISO 3746,工程法对应 GB/T 3767 / ISO 3744,精密法对应 GB/T 6882 / ISO 3745。 选择测量面。R1.5 m 半球支架通常选择半球类测量面;半消声室测试选择半消声室半球体或相应半球测量面。 填写测量半径。 填写传声器数量,并确认软件中的测点数量与实际安装点位一致。 软件中传声器序号需要与安装点位序号对应。 填写环境参数,包括房间温度、相对湿度、气压、房间面积、吸声系数等。 #image_title 设置采集时长、频率计权、频率范围、时间计权、计算参数等。 放置被测设备 将被测设备放在半球测量面的中心区域,确保测量面能够完整包络声源。 按照测试方案连接被测设备电源、网线、负载、风道或工装。线缆应尽量贴地或沿支架外侧布置。 确认被测设备运行工况,例如空闲、典型负载、满载、固定转速或指定模式。 若设备需要预热或负载稳定,等工况稳定后再开始采集。 测试期间人员尽量离开测量区域,避免人体反射和额外噪声影响结果。 采集背景噪声 关闭或停止被测设备,让实验室保持正式测试时的背景状态。 在 OpenTest 声功率模块中点击背景噪声采集。 采集过程中观察各通道背景 LAeq 或 1/3 倍频程背景噪声频谱是否异常。 若某一路背景明显偏高,先检查该通道传声器、线缆、接口和附近噪声源。 背景噪声采集完成后保存该记录,再进入样品噪声测试。 采集样品噪声并计算声功率 启动被测设备,并确认工况达到测试要求。 在 OpenTest 中开始声功率测试。软件会按预设采集时长运行,也可以手动停止。 测试过程中观察实时数据。简易法通常关注各通道 LAeq,工程法和精密法还应关注 1/3 倍频程数据。 测试结束后查看计算结果,包括 LA、LAeq、LwA、背景噪声 LAeq、K1A、K2A、声功率频谱、LwA 频谱等。 若软件提示未采集背景噪声、通道数据缺失或结果异常,应先回到对应步骤排查。 如需重复性确认,保持工况不变,再重复采集 1-2 次,对比 LwA 和主要频段结果。 保存数据和导出报告 在 Data Sets 中确认本次背景噪声和样品噪声记录已经保存。 需要留存原始波形时,导出 .wav文件;需要后处理或复核时,导出 .csv格式分析数据。 点击报告功能,填写项目信息、样品信息、设备信息、测试描述和测试标准。 选择本次测试记录,确认报告中包含测点布置、背景噪声、LwA、频谱结果和必要的修正量。 导出 Excel 报告,并按客户或实验室要求转换为 PDF 或归档。 关机与收纳 停止被测设备,关闭 OpenTest 当前测试。 如需测试后校准复核,先完成复核再拆传声器。 关闭采集前端电源,再拔传声器线缆和电脑连接线。 拆卸传声器时先松开固定螺丝,取下传声器并装好保护帽。 如需拆支架,按安装反向顺序拆卸:先传声器夹具,再顶盖和圆弧管,最后底座。 清点螺丝、夹具、线缆和工具,按编号收纳。 常见问题快速排查 现象优先检查OpenTest 找不到采集前端确认前端已开机、网线/USB 已连接、电脑网卡状态正常、设备和电脑处于可通信状态且处于同一网段。某一路通道没有信号检查传声器、线缆、接口、通道是否启用、供电方式和灵敏度设置。校准失败确认校准器电量、校准器输出值、传声器是否插紧、通道量程是否合适。背景噪声过高检查空调、新风、电脑风扇、人员活动、门窗、外部施工或其他设备噪声。LwA 结果波动大检查被测设备工况是否稳定、传声器位置是否松动、背景噪声是否接近样品噪声。报告数据不完整确认背景噪声和样品噪声都已采集并保存,报告中选择了正确测试记录。
概述 声功率测试(Sound Power Test)用于量化设备向外辐射声能的总量,核心指标是声功率级 Lw。相比只反映“某一点有多吵”的声压级,声功率更适合做跨场地、跨实验室、跨批次的噪声对标与合规声明。本文将从声压/声强/声功率三者关系出发,解释行业为何要用声功率,并梳理声压法与声强法的典型标准(ISO 3744/3745/3746、ISO 9614 等)及落地要点。 为什么行业需要“声功率” 在讨论声功率测试之前,需要了解声压、声强和声功率的基本概念,这部分内容可以参考下面这篇Blog。 https://www.crysound.com.cn/b/%e4%bb%80%e4%b9%88%e6%98%af%e5%a3%b0%e5%8e%8b-%e5%a3%b0%e5%bc%ba-%e5%a3%b0%e5%8a%9f%e7%8e%87%ef%bc%9f 在产品噪声评价中,若想实现跨场地、跨机构、跨批次的可比性,声压级难以满足要求。声压级反映的是某一空间位置处的声压有效值大小,其测量结果受测量距离、安装方式、背景噪声等因素影响,关于声压、声强、声功率的基础概念可以参考以下链接内的内容。 如下图所示,传声器距离声源远近,测得的声压级必然不同,对于指向性声源,麦克风正对声源与背对声源测得的声压级也会有很大不同。 声压测试 声功率表征声源向外辐射声能的速率,理论上属于声源固有的辐射特性。从声功率的定义可以看出,声功率不是“某一点”的量,而是对包络面上的能量流进行积分的结果。由“点”到“面”的转换,使得局部起伏、偶然测点以及反射造成的空间不均匀性对最终结果的影响显著降低;同时,标准化的测量面、测点布置、环境判据与修正方法,使声功率测量可以明确反应声源的真实噪声辐射水平。 如下图所示,根据声功率测试标准给出的计算公式,当采用 A 尺寸支架时,测量包络面积相比 B 尺寸支架更小,但对应采集到的声压级会更高;两者在计算中相互抵消,因此整体声功率级应保持不变。 不同尺寸的测试支架 声功率测试体系 1960 年代,工程师习惯用声级计测试声压级,来评价设备的噪声等级。但同一台机器换个房间、换个距离,数值就会发生改变,于是行业开始转向声功率测试。国际上很早就出现了声功率测定的标准化雏形,例如 ISO 495:1966,它规定机器的安装与运行工况、选用哪些声学指标,以及在自由场或混响室等典型环境下,由测得的数据推算声功率。此后形成的 ISO 3740/3744/3745 等声功率标准,通常会标注“Previously ISO 495:1966”,正是对这套早期框架的继承与细化。 B&K 1962年推出的2203型声级计 声压法声功率测试技术 1 测试技术的发展 到了 1970 年代,工业界对声功率测试的需求开始变得刚性,原本的声功率测试方法的精度已经达不到要求。因此出现了混响室声压法和消声室/半消声室声压法两条路径。 混响室精密法:将声源置于混响试验室,利用声波多次反射使声场趋于扩散;在规定测点上获得空间平均声压级,并结合房间吸声特性,反算声功率级,建立稳定的“平均声压—声功率”对应关系。ISO 3741 首版发布于 1975 年,随后迭代修订,并于 2010 年发布第 4 版,实现了混响试验室声压法的精密测量的标准化。 混响室工程法:该方法基于混响室测试声功率,对应标准为 ISO 3743。与 ISO 3741 相比,它属于同一原理下的工程级实现,面向小型可移动声源,提升了可操作性与效率,并分为硬壁测试室比较法(ISO 3743-1)与混响测试室法(ISO 3743-2)。 半/消声室精密法:对房间的声学指标有严格要求,把反射压到足够低,由声压反推声功率,1977 年的 ISO 3745把这种方法标准化。后来经过多轮的修订,发展成为ISO 3745:2012,并持续修订中。 半/消声室简易法/工程法:对于工程实际来讲,精密法的成本相对较高。于是 1979 年出现 ISO 3746(简易法),允许更宽松的场地条件,用包络测量面上的声压测量给出简易法结果。紧接着 1981 年,ISO 3744(工程法)把“半自由场”作为折中,不追求完全无反射,而是通过测量面规范化、布点与环境修正,把误差控制在工程级范围内。 现场比较法:很多现场既不满足自由场条件,也难以形成理想扩散场,但又必须在安装地评估声功率。 ISO 3747标准解决了这个问题,该方法在声源实际工作环境中测量被测声源的声压级,同时测量已知声功率的校准参考声源的声压级,通过两者对比换算,得到被测声源的声功率级。 2 测试原理 基于声压的测试方法通过在一定测量表面上采集声压级,结合环境修正因子,推算声源的声功率值。在测试前,一般要求背景噪声低于被测声源一定量级,并根据环境情况应用背景噪声修正K₁和环境修正K₂等因子修正测量值。声功率级计算核心公式为: 式中:LpA为A计权时间平均声压级;N为麦克风数量;S为包络面面积;S0为参考面积(1m);K1A为背景噪声修正值,K2A为环境修正值。 3 测量面定义与传声器布点规则 按照标准要求,需想象一个封闭或半封闭的表面将声源包络其中,并在该表面上选取若干测量点放置传声器,测量各点的声压级。常用的测量表面形状有: 半球面:适用于声源置于反射平面的情形,半球面的圆心通常在声源几何中心。半球面优势在于仅需覆盖上半空间,用较少测点即可包络声源并获取声功率。简易法通常布置 4~8 个测点,精密法可达 20~40 个,要求均匀分布。如果声源方向性很强,导致不同测点测得声压级差异很大,应增加传声器数量以提高密度。 半球型支架 球面:适用于声源悬空于自由场情况下的测量。需要在想象的球形表面上均匀布点,包围声源。球面通常需要较多测点才能覆盖所有方向(只有精密法会用到,一般测点为20个或更多点)。 球型支架 立方体面:指围绕声源的矩形六面体表面,每个面中心和各角布置麦克风测点。适用于设备外形接近立方体或有明显主辐射方向的情况。标准允许在工程法/简易法中采用立方体测量面,但需相应增加测点数以覆盖各面(如每面至少一个测点,为提高精度可每面4个点,共24个点),且每个面的面积尽量保持一致。因此,在使用立方体面时,需要根据被测物体的大小以及立方体面距离来推算每个测点的位置。 立方体支架 无论采用何种测量面,传声器位置都应均匀覆盖整个包络面,以使各测点对总体声功率的贡献近似等权重。通常,标准提供了推荐的测点坐标,各传声器与声源的距离应相等,且应该确保处于远场区域。在工程和精密法中,典型半径为1 m或1.5m;在混响室法中,则要求声源与墙壁距离超过一定值(如>1.5 m),以利于声能充分扩散。 若使用单只传声器顺序测量各点,则应保证声源运转工况稳定、背景噪声恒定,并尽快完成各点测量,以减少时间漂移影响。此外,传声器和测量系统还需满足等级1型精度,以降低仪器误差对结果的影响。 4 背景噪声&环境修正 在声功率计算中,背景噪声修正K1与 环境修正 K2是两项关键修正量,分别用于补偿背景噪声和测量环境来的影响。 背景噪声修正K1:当被测声源运行时环境中存在背景噪声,会使测得的声压级偏高。K₁用于修正背景噪声的影响,可根据声源运行时与关闭时的声压级差值∆L来确定修正值,如果∆L很大,则K₁可取0;如果∆L较小,则按下式计算: 精密法要求背景噪声至少低于被测声源10 dB,对应K₁不超过约0.4 dB;工程法要求差值 ≥6 dB,对应K₁≤1.3 dB;简易法允许差值 ≥3 dB即可,对应K₁最高可达约3 dB。如果背景噪声修正过大,则测量结果不确定度显著增加,需改善测试环境。 环境修正K2:K₂用于修正测试环境所引入的误差。在理想自由场/半自由场中,K₂=0;测试场地若存在墙壁反射、吸声材料不足等,都会影响测点声压级分布。K2的计算有两种方法:①参考声源比较法,在同一场地使用已知声功率的标准声源测量声压级,比较测量结果与标准值,计算K₂;②根据房间的等效吸声面积计算K₂,如下式: 式中:S为测量面的面积,A为房间的吸声量。 对于室外场地,若无明显反射物且地面吸声良好,可认为K₂≈0;精密法需K₂≤0.5 dB,工程法K₂≤2 dB,简易法K₂≤7 dB。如果现场环境达不到上述标准,则需要增加环境的吸声或避开反射等角度改善测试环境。 声强法声功率测试技术 1 测试技术发展 精准的声压法声功率测试十分依赖混响室/消声室,但是对于大型设备,难以建设适配的消声室,也难以找到足够好的半自由场环境。声强法解决了核心痛点,因为声强的矢量特性,它对反射和背景噪声更“免疫”,可以包络面上的净能流积分成声功率。 1993 年发布的ISO 9614-1(离散点法)标志着声强法正式进入国际标准体系:在包络测量面上测量法向声强分量,通过面积积分得到声功率。 1996 年发布的ISO 9614-2(扫描法)进一步把“点测”推进到“面扫”,显著提升效率:用连续扫描路径覆盖子区域,仪器在扫描时间内给出平均法向声强与相关统计量。 2000年发布的ISO 9614-3,进一步强化了测量面划分、扫描路径覆盖、统计量与质量控制要求,并强化与测量质量/不确定度相关的判据。 2 测试原理 谈到声强法测试声功率,首先需要回顾一下声功率的定义:对任意包络声源的闭合测量面S,声功率等于声强在该面上的法向分量积分。 根据声功率的计算公式可知,将测量面划分为很多小单元,测量每个单元上垂直于面的声强In的时间平均值,乘以该单元面积Si,再累加所有单元的贡献,就得到声源的总声功率。 因此,声强法的核心是在包络测量面上测得法向声强的分布,此时就需要借助声强探头了。在实际的测量过程中,探头必须始终垂直朝向测量面,否则会因为探头偏离法线角度,导致测量的有效声强减小。 声强测试 3 标准方法及实现 如2.2.1节,ISO 9614 规范了基于声强测量声功率的方法,共分三部分,对应三种测量实施方式。这三种方法遵循的基本原理相同:即通过测量面法向声强求取声功率,主要在测试流程与精度等级上有所不同。 离散点测量法(ISO 9614-1):ISO 9614-1将包络测量面划分为小矩形单元,然后声强探头分别在矩形单元的中心位置稳定采集一段时间声音信号,得到经过时间平均的法向声强。当所有的矩形单元都测试完毕后,就会得到整个测量面的声强分布,最后将各测点的平均声强乘以对应的矩形面积,然后对所有矩形单元求和,即可得到该测量面的声功率,再将各面的声功率相加,得到总声功率。此外,最终生成的声强云图可直观显示噪声在设备表面的分布,对声源定位分析也有很大的参考价值。 声强云图 离散点法的操作相对直观简单,每个点逐一测量易于实施,且测量结果的一致性和可重复性较好。并且由于点位固定的缘故,人为因素的影响也相对较小。因此,该方法适用于需要较高重复性、或操作者经验有限的场合。若测点划分足够细密,它也能达到较高精度。 由于需要对测量面进行网格划分,测量的点位数量较多,完整测试耗时较长。但是,如果网格划分过于稀疏,则会遗漏声强分布不均匀的地方,影响测试精度。因此在保证精度的前提下,需要权衡测点数量与测量时间。 扫描测量法(ISO 9614-2):扫描测量法与离散点测量法不同,测试过程中需要工程师手持声强探头连续移动,均匀覆盖整个测量面。声强探头依然正对测量面,且以匀速沿下图所示的路径来回扫描。在整个扫描过程中持续采集声强数据,将该面当作一个整体来得到平均声强。由于扫描覆盖了测量面的每个位置,所得平均声强代表该面声强的空间平均值。随后用该平均声强乘以测量面面积,即得出该面的声功率。 扫描测量法 扫描法在理论上更接近声强积分的连续过程,因为探头经过的轨迹点更多、更密集,能够更充分地采样声场。通常它的测量精度更高,且测试效率更高。因此,扫描法适合需要在有限时间内完成测量、或声源较大测点极多的情况。 扫描法的主要误差来源于操作人员,不同人员的扫描速度、轨迹如果不一致,会导致测量偏差和不确定度增加。因此,为了获得可靠结果,操作者需要经过训练,按照标准规定的速率和路径扫描。另外,扫描法获取的是面的平均声强,无法提供离散点法那样的局部声强细节,所以不适用于需要精细噪声源定位的场景。 精密扫描法(ISO 9614-3):ISO 9614-3是为对扫描法的改进,以获得更高精度的声功率结果。测试流程与ISO 9614-2类似,也是用声强探头扫描测量面,但对扫描路径、表面积分方式和数据处理提出了严格的要求。比如,将测量面划分为规则的矩形网格,长宽比在0.83~1.2之间,探头必须沿网格线方向扫描,每一网格分区需要覆盖到位。此外,标准规定了一系列附加准则,如重复扫描次数、背景噪声校验、相位校准等,这些措施减少了测试过程中的随机误差和系统误差,使测量结果更加接近真实值。 精密扫描法可获得与声压法相媲美的高准确度声功率值。但是,实施过程较繁琐,对测量人员和设备稳定性要求极高,测量时间也更长,且必须严格按照标准执行每一步骤。因此,该方法更多用于研究、标定等测量,日常工程中较少采用。 声强法典型应用 CRYSOUND的声功率测试解决方案 兆华电子面向企业在噪声合规、噪声控制与产品优化中的共性难题,推出一体化声功率测试解决方案。方案将声压法声功率测试标准流程固化为可复用的工程化链路:标准化布置测点、参数设置引导、多通道同步采集、K1/K2及声功率结果自动计算、自定义报告等,显著降低测试门槛,提升跨批次/跨实验室的声功率测试结果一致性与准确性。该方案可适用于工业设备与工程机械、汽车/航空关键部件、家电与消费电子、发电与储能等产品的噪声评级、法规认证等。 声功率测试解决方案框图 1. 主要应用场景 消费电子与家用电器 家用电器噪声等级评估:吸尘器、洗衣机、冰箱、空调、净化器等产品的声功率测试,用于噪声等级标定与对外指标声明; 量产一致性与抽检验收:用于批次波动、供应商变更及工艺调整后的噪声一致性验证; 通用工业设备 旋转机械与流体设备:泵、风机、压缩机、鼓风机、真空泵等设备的声功率测量,用于产品噪声等级评估与对比; 电机与驱动相关设备:电机、减速机、联轴器及其配套系统的噪声测试,用于结构/工艺优化与供应商技术评估; 机柜与成套设备:电气柜、机柜/箱体类成套设备的噪声评估,用于整机噪声控制; 汽车与交通 车辆零部件噪声评估:电驱系统相关部件及附件(电机、冷却风扇、空压机、水泵、传动相关部件等)的声功率测试,用于供应商方案对比与部件级 NVH 评价; 热管理与空调系统部件:鼓风机、压缩机、冷凝/蒸发单元、冷却模块等的噪声测量,用于舒适性目标分解与优化验证。 数据中心 服务器与机柜散热系统:服务器、交换机、存储设备及机柜风扇系统的噪声测量,用于散热方案优化与噪声控制验证。 机房设备叠加影响评估:机房/数据中心设备密集部署场景下,形成设备级噪声数据基础,用于规划与整改评估 建筑机电 空调机组与冷热源设备:组合式空调机组、风柜、冷凝机组、热泵等的声功率测试,用于评估环境噪声污染; 通风系统与附件:风管末端设备(风口/末端机组)、消声器、风阀等相关部件的噪声评估,用于系统噪声控制与方案对比。 2 我们给客户带来什么? 覆盖多种测试标准 OpenTest 目前已支持基于声压法的多种声功率测试标准(ISO 3744 / ISO 3745 / ISO 3746),并正在开发声强法的配套算法,目标是以一套软件覆盖客户全场景的声功率测试需求; OpenTest可自动计算K1和K2值,进行背景噪声与环境修正,保障声功率数据的准确性与标准性; OpenTest在输出声功率结果的同时,可完整保存原始时域波形与频域数据,并关联记录测点信息、校准记录与环境参数等关键数据,便于结果深入分析与数据管理。 OpenTest—声功率测试 快速高效搭建测试环境 我们提供标准的半球型支架(半径1 m / 1.5 m),精巧的机械结构设计,便于快捷地拆装与布置,可以帮助用户节省大量的时间; 针对立方体的测试面,OpenTest可以根据基准体的尺寸、测量距离等自动计算各传声器的坐标,用户可以无需经过繁杂的计算,则可快速布置测试; 设置界面 多样化的结果界面展示 OpenTest支持实时波形、测点/布点示意图、声压级/声功率级曲线、1/3 倍频程频谱、表格数据等多种呈现方式,便于快速进行数据复核; 图表支持缩放、局部放大与区间查看,便于对关键频段或异常时段做细化分析; OpenTest还支持所有图表与表格可一键导出为高清图片/数据文件,方便用于测试报告撰写、评审汇报等。 结果界面 自定义报告与自动导出 内置符合 ISO 标准的报告模板,自动汇总测试信息、测点与采集参数、计算结果及关键图表; 支持自定义报告结构与内容,可添加企业 Logo、人员信息、备注,并按需筛选展示维度; 支持一键导出报告,无需用户重新处理数据与编辑测试报告。 自定义报告 高性能同步采集,确保测试数据一致可靠 SonoDAQ Pro 支持多通道同步采集,单机可覆盖24个测点,需要更多测试时支持菊花链通道扩展,且在PTP技术加持下,保障各通道间相位误差≤100 ns; 面向多点位采集时,无需使用声校准器逐一校准传声器,可直接基于TEDS完成所有传声器的灵敏度设置; SonoDAQ Pro具备1000V隔离能力,具备强抗干扰能力,可适应复杂的电磁环境。 如果您有声功率测试方面的需求或者想了解更对兆华电子的产品,请联系我们!我们将会以最快的方式响应您的需求,帮助您解决您的问题!
评价电器噪声时,单点声级计读数只能说明某个位置有多响,不能直接代表产品本身的噪声水平。声压级和声功率级核心区别:声压级回答“这个位置听起来多响”,声功率级回答“这台设备本身向外辐射了多少声能”。 本文将从两个概念的区别讲起,说明为什么同样写作 dB(A) 的数据不能直接混用,并进一步介绍声功率级的测试思路、典型应用场景,以及它在产品标称、研发降噪、型号对比、质量控制和认证测试中的价值。 先分清测的是位置还是产品 很多电器噪声测量的误差,并不是仪器读数不准,而是把“某个位置的声压级”当成了“产品本身的噪声水平”。例如,在机器旁 1 m 处测到 55 dB(A),这个数值只能说明该测点的声压级;如果换到另一个距离、方位或房间,读数可能发生变化。 因此,在做产品标称、研发方案对比、批量质量控制或认证测试时,仅用单点声压级下结论并不公平。更合适的做法,是用标准化声功率测试尽量修正距离、房间和背景噪声的影响,得到代表设备自身发声能力的声功率级。 一句话区分声压级和声功率级 声压级 Lp:描述某个测点位置的声音压力大小,回答“站在这里听到多响”。 声功率级 Lw:描述声源向外辐射声能的能力,回答“设备本身发出了多少噪声”。 可以把它类比成灯泡:声功率像灯泡本身的发光能力,声压级像你站在某个位置感受到的亮度。距离远近、墙面反射和房间大小都会改变你感受到的亮度,但灯泡本身的发光能力并不会因为你站得更远而变小。 声压级是什么? 声压是声音引起的空气压力波动,原始物理量用 p 表示,单位是 Pa(帕斯卡)。由于人耳能感知的声压范围非常大,工程上通常不用 Pa 直接描述声音大小,而是使用对数形式的声压级。 Lp = 20 log10(p / p0)p = 实测声压,单位 Pap0 = 基准声压,空气中通常为 20 μPaLp = 声压级,单位 dB 如果声压级经过 A 计权,用来近似人耳对不同频率的敏感程度,常写作 LpA,单位常写作 dB(A)。因此,声压级的本质是位置量:在某个测点、某个距离、某个环境里,声音压力有多大。它非常适合评价人员位置、用户耳边、房间内某一点的噪声感受。 声功率级是什么? 声功率表示声源单位时间内向外辐射的声能,原始物理量用 W 表示,单位也是 W(瓦)。声功率的数值范围同样很大,所以工程上通常用对数形式表示,即声功率级。 Lw = 10 log10(W / W0)W = 声源辐射的声功率,单位 WW0 = 基准声功率,通常为 10-12 W(1pW,1皮瓦)Lw = 声功率级,单位 dB 如果经过 A 计权,常写作 LwA,单位也常写作 dB(A)。日常宣传中有时会简称“声功率”,但严格来说,产品噪声标称里常用的是“声功率级”。 声功率级更像是声源自身的“发声能力”指标。只要设备运行状态不变,它不应因为测量者站近一点或远一点而改变。 图1 声压级和声功率的区别 为什么同样是 dB(A),却不能混用? dB 是一种对数表达方式,不是某一个单独物理量的专属单位。声压级可以用 dB,声功率级也可以用 dB;经过 A 计权后,两者也都可能写成 dB(A)。所以看到一个“55 dB(A)”时,必须先问清楚:这是 LpA,还是 LwA? 项目声压级声功率级常用符号Lp / LpALw / LwA对应物理量声压 p声功率 W原始单位PaW级的单位dB / dB(A)dB / dB(A)回答的问题我在这里听到多响?设备本身发出多少声能?与距离关系受距离影响明显不应随测点距离改变与环境关系受房间反射、背景噪声等影响通过标准化方法和修正得到可比结果典型用途现场环境、人员暴露、用户位置噪声产品标称、研发降噪、型号对比、认证测试 为什么不能只用声级计评价电器噪声? 声级计当然有用,它能快速测出某个位置的声压级。但是,如果目标是评价一台电器本身的噪声水平,单点声压级很容易受到外部条件影响。 测量距离不同:离机器 0.5 m 和 1 m,声压级读数可能不同。 测量方位不同:正面、侧面、背面,结果可能不同。 摆放位置不同:靠墙、靠角落、放桌面上,反射声会改变读数。 房间条件不同:普通办公室、消声室、半消声室、混响室,测量结果不一样。 背景噪声不同:环境噪声越高,越可能干扰被测产品的真实噪声。 因此,声压级更适合回答“用户在这个位置听起来多吵”;而产品研发、质量控制和宣传标称需要回答的是“这台产品本身到底发出了多少噪声”。这个问题,就需要声功率级。 声功率级通常怎么测出来? 声功率级通常不是拿仪器在一个点上直接读出来的,而是通过标准化测试方法计算得到。常见思路是在设备周围布置多个测点,测得测量面上的平均声压级,再结合测量面面积、背景噪声修正和环境修正,计算声功率级。 这个简化公式说明了一点:声功率测试不是“换个位置测一个分贝数”,而是一套标准化的数据采集、修正和计算过程。它的目的,是尽可能剥离距离、房间和背景噪声的影响,得到能够代表声源本身的指标。 Lw = Lp平均 + 10 log10(S / S0) - K1 - K2Lw = 声功率级Lp平均 = 测量面上的平均声压级S = 测量面面积,单位 m²S0 = 基准面积,1 m²K1 = 背景噪声修正K2 = 环境修正 声功率级为什么适合电器产品评价? 对于空调、冰箱、吸尘器、风机、电机、压缩机、厨房电器、办公设备等产品来说,企业真正关心的通常不只是“某个位置测到多少分贝”,而是产品本身能不能被稳定、可重复、可比较地评价。 研发降噪:改了风道、叶轮、电机、压缩机或结构后,噪声有没有真的降低。 型号对比:A 版本和 B 版本哪个更安静,数据能不能公平比较。 批次管控:不同批次、不同供应链零部件带来的噪声差异能不能被发现。 认证测试:噪声数据是否有标准化测试方法作为依据。 产品宣传:标称数据是否更稳定、更可信,也更容易被专业客户理解。 这正是声功率级的优势:它更接近产品自身属性,而不是某个临时测试位置上的读数。 SonoDAQ 声功率测试方案能解决什么问题? 在实际项目中,声功率测试通常需要多通道声学采集、标准化测点布置、测量面管理、A 计权和频谱分析、背景噪声修正、环境修正、声功率计算以及测试报告输出。SonoDAQ 声功率测试方案的价值,主要体现在以下几个方面: 让测试从“单点读数”升级为“标准化评价”。 让不同产品、不同方案、不同批次之间具备可比性。 让降噪优化有数据依据,而不是只凭主观听感。 让研发、质检、认证和市场宣传使用同一套更可靠的噪声指标。 减少因测试距离、房间环境和背景噪声不同导致的数据争议。 图2_SonoDAQ 声功率测试解决方案 什么时候看声压级,什么时候看声功率级? 应用场景更适合看的指标原因用户站在某个位置的实际感受声压级 LpA关心的是该位置听到多响工位、房间、现场环境噪声评价声压级 LpA关心的是人员暴露或环境噪声产品自身噪声水平标称声功率级 LwA关心的是声源本身的发声能力研发方案降噪效果对比声功率级 LwA需要减少距离和环境因素干扰不同型号、不同批次产品对比声功率级 LwA需要稳定、可重复、可比较的指标 结语:测电器噪声,先问测量目的 声压级和声功率级都重要,但它们回答的问题不同。声压级 Lp 关注某个位置的声音大小,声功率级 Lw 关注设备本身向外辐射的声能。 如果只是判断现场某一点的噪声感受,声级计测声压级很有价值;但如果要做电器产品的研发验证、质量控制、型号对比、认证测试和产品宣传,声功率级才是更科学、更稳定、更有可比性的核心指标。 一句话总结:声级计可以告诉我们“这里有多响”,声功率测试才能更准确地告诉我们“产品本身有多吵”。 如需基于 ISO 3744 等标准搭建电器声功率测试流程,或了解 SonoDAQ 与 OpenTest 的具体配置,请通过页面底部表单联系我们,获取方案建议或演示支持。
在我们日常生活中,声音无处不在:鸟鸣、街噪、发动机轰鸣,甚至空调的细微气流声。对人来说,声音不只是“听见没”,更是“舒不舒服、会不会打扰、有没有风险”。同样是 70 dB,听感可能截然不同;同样觉得“吵”,原因也可能来自声源、传播方向或环境反射。 当我们把这种“感觉”转成可量化的工程数据时,最容易混淆的就是三个概念:声压、声强、声功率。它们分别回答: 声压:某一点声音的大小; 声强:声音朝某个方向传播的量; 声功率:声源本身有多吵; 本文将用直观方式讲清什么声压/声强/声功率,让你更加了解声音。 声波 在工程声学中,声压、声强和声功率是三个基础且重要的物理量。在详细介绍这三个物理量之前,需要引入声波的概念。 发声体通过振动引发它周围的空气质点振动,使质点离开平衡位置开始运动,且推动相邻的质点运动,而相邻质点也会产生反抗压缩的力,再推动质点回到原本的平衡位置,这种介质质点由近及远的传播过程即为声波。 图1 声波在空气中的传播 声压 当空间中无声波时,此时大气压强为静压强p0,当声波产生时,就会在p0的基础上叠加一个压强波动p1,p1即是前面提到的声压,单位为Pa。因此声压是空气静压在声波作用下的瞬时偏差。 人脑对瞬时的声压幅值无响应,但是对动态声压的均方根有相应,故声压p可表示为: 在实际的工程应用中,通常使用声压级Lp: 式中:Pref=2×10-5 Pa,为参考声压。 在工程实际中,通常都是使用声压级(dB)来表征声压的大小,而不是用Pa,这是为什么呢?图2很好地回答了这个问题。从图书馆到高铁进站,声压增大了100倍,而声压级只是增加了40 dB,这其实是线性尺度和对数尺度的差别。从工程应用来看,用声压的表征方法变化巨大,不利于工程师评价,并且人耳听觉系统更加贴近对数尺度,使用声压级更加符合人耳听觉。 图2 声压与声压级 声强 声强描述声能的传输,是单位时间内穿过单位面积的声功率,是一个矢量,具有方向性,单位为W/m2,定义为声压与质点速度的乘积的时间平均: 式中:v(t)表示介质质点的速度矢量。在理想平面进行波近似下,声压与质点速度近似满足: 式中:ρ为空气密度,c为声速。故沿声传播方向的声强大小可写为: 同样,声强也有对应的声强级LI: 式中:I0=10-12W/m2,为参考声强。 相比于声压级测试,声强测试具备以下的特点: 具有方向性:能区分能量是向外还是回流,在一般现场条件下,对反射和背景噪声往往没那么敏感; 便于声源定位:可以做声强扫描,直接看到主要辐射区域和漏声点,整改更有针对性; 系统复杂度更高:通常需要声强探头,整体成本和调试工作量更大; 图3 声强测试 声强测量在工程应用中的主要优势在于其能够表征声能的传输方向与大小,可区分声源向外辐射与环境反射回流对测量结果的贡献,从而在非理想现场条件下对反射与背景噪声的影响相对更具抑制能力;同时,声强法可通过对包络面法向声强的空间积分直接获得声功率,并可结合面扫描实现声源贡献区域识别与泄漏点定位,因而在噪声诊断、整改方案验证及声功率评估等场景中具有较高的工程可操作性与结果可解释性。 声强测试的关键工具是声强探头。与单一麦克风不同,声强探头的任务不是只测“声压大小”,而是为声强计算同时提供所需的基本量(声压与质点速度),因此探头通常对应两路同步信号,并配合两通道数采前端与专用算法得到声强结果。工程上探头通常还包含可更换的间隔件(spacer)、定位结构与防风附件;其中通道幅相一致性、相位校准能力与抗气流干扰措施,直接决定声强测量的可信度与可用频段。 常用的声强探头主要有两种:P-U探头(声压-粒子速度探头)和P-P探头(声压-声压探头)。P-U探头由一个传声器和一个速度传感器组成,同时测得声压p(t) 与粒子速度v(t),原理更直接但粒子速度传感器往往对气流、污染与环境条件更敏感,现场保护与维护要求更高,成本也通常更高。 图4 P-U声强探头(Microflown) P-P探头由两只匹配麦克风沿同一轴线布置,通过两点声压p1(t), p2(t)的差异推算质点速度分量v(t)。但对两通道相位匹配与间距选择较为敏感——传声器间距决定有效频段:间距偏大有利于低频,但高频受空间采样误差影响;间距偏小有利于高频,但低频易受相位失配与噪声影响。 图5 P-P声强探头 P-U型相对比较小众,主要还是因为P-U型声强探头很难做到有稳定又便宜,而且其抗气流能力较差;P-P型得益于其现场鲁棒性好,并且测量频段可通过传声器间距灵活调整,因此P-P型在工程上是目前的主流选择。 声功率 声功率W是声源向外辐射声能的速率,单位为W。对任意包络声源的闭合测量面S,声功率等于声强在该面上的法向分量积分: 式中:n为指向测量面外侧的单位法向量。 声功率级Lw定义为: 式中:W0=10-12 W,为参考声功率。 图6 声功率测试 声功率是声源“自身辐射能力”的表征,描述声源单位时间向外辐射的总声能,它与测量距离、测点位置关系不大,理想情况下也不依赖具体房间里某个点“有多吵”。这与声压、声强有本质区别。 为了更好地理解声压、声强、声功率,可以将噪声想象成水流,声压像手伸到某个位置感受到的“水压有多大”(离喷头近、变换角度、水池形状改变都会影响);声强像水流在某一刻往“哪个方向流、流得有多急”(具备方向性,甚至可能被墙反弹出现回流);而声功率像喷头“每秒共喷出多少水”,与喷头本身相关,它的计算就是将包在设备周围一圈“水流”沿外法向的流量加起来得到的总量。 图7 声压、声强、声功率类比 在实际项目里,声压/声强/声功率的算法已经相对成熟,最难的是准确地采集到信号,快速地得到计算结果。尤其是多通道声阵列、声强、声功率这类任务,对数据采集前端提出了三类硬要求:低噪声与大动态范围、严格同步与相位一致性、以及稳定的现场连接与供电。 SonoDAQ + OpenTest的定位,就是面向工程声学场景提供一套“前端采集 + 同步分析”的底座,让工程师把精力更多放在工况控制与数据剖析上。它在下面几类项目中更容易体现价值: 声强诊断:双通道同步采样 + 更好的幅相一致性管理,为 P-P 声强探头与声强扫描提供更稳定的数据基础。 麦克风阵列系统:在通道数扩展、同步与布线方面更贴近工程部署需求,适合做可扩展的分布式测试平台。 声功率与标准化测试:帮助工程师快速布置测试点位,涵盖多个国际声功率测试标准,引导式配置与一键化测试,自动报告导出,为工程师节省大量宝贵时间与精力。 图8 SonoDAQ + OpenTest 想更直观地了解 SonoDAQ 的实际连接与配置方式、典型应用案例(如设备噪声评估、声源定位、声功率测试等)以及常用BOM清单,可访问 www.crysound.com.cn 获取资料,也欢迎联系兆华电子(CRYSOUND)团队。