[發明專利]一種聲源聲功率測試方法

有效

• 申請號: 202010881820.1
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111998934B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 盧鈴;車垚;彭繼文;談翀;徐蓮環;胡偉;蔡煒;楊舟
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠

本發明公開了一種聲源聲功率測試方法，該方法包括下述步驟：(1)、在一個混響空間中，讓聲源設備正常運行，測量互易揚聲器的開路電壓；(2)驅動互易揚聲器發聲，測量互易揚聲器的輸入電流，同時將聲源設備移除，在聲源位置處放置傳聲器，獲得傳聲器聲壓；(3)根據公式計算得到聲源設備不同頻率的聲功率；(4)改變互易揚聲器的位置，重復步驟1、2、3，并計算不同頻率的聲功率的多次測量平均值；(5)將不同頻率下的聲功率的平均值進行求和，獲得聲源設備總的聲功率。該方法能基于電磁互易原理測量得到聲源寬頻帶的聲特性，且理論依據充分，系統搭建簡單，特別適用于揚聲器、變壓器、電容器、風機等多種設備的聲功率特性測試。

技術領域

本發明屬于聲學測量領域，具體涉及一種聲源聲功率測試方法。

背景技術

基于互易原理可以在復雜聲場環境中測量得到聲源的低頻特性(體積速度)，而不需要消聲室、消聲水池等造價昂貴的實驗設施，因此具有極好的應用潛力。但是在測試中，傳聲器的指向性必須與聲源的指向性必須完全一致。對于全指向性的點聲源或者某些低頻聲源，傳聲器可以滿足該條件；而對于復雜的聲源，其指向性可能十分復雜，找到指向性與之相匹配的傳聲器幾乎不可能。這意味著，基于互易原理測量聲源特性僅適用于全指向性的點聲源，因此適用范圍有限。

對此，基于互易原理的測量聲源的高頻特性的簡易計算方法尚未出現。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對互易原理測量聲源體積速度，只能在低頻有效的問題，提出了一種基于互易原理寬頻帶的聲源聲功率測試方法。該方法可以獲得聲源寬頻帶的聲功率，擴展了基于互易原理的聲源特性測量應用范圍，使得該方法可應用到揚聲器、變壓器、電容器、風機等各種設備的噪聲源特性測試。

為解決上述問題，本發明提供了一種聲源聲功率測試方法，在混響室中的互易揚聲器和傳聲器滿足電聲互易條件，所述測試方法具體包含如下步驟：

步驟1：在所述混響室中，使聲源設備正常運行發出噪聲，測量互易揚聲器的開路電壓E；

步驟2：驅動互易揚聲器發聲，測量互易揚聲器的輸入電流I，同時將聲源設備移除，在聲源位置處放置傳聲器，獲得傳聲器聲壓P₀；

步驟3：將開路電壓E，輸入電流I，聲壓P₀變換到頻域，根據公式計算聲功率隨頻率的分布：

其中，ρ表示介質密度，f表示頻率，為頻率f下的開路電壓E，為頻率f下的輸入電流，c為聲速；

步驟4：改變所述互易揚聲器的位置，重復步驟1～3，計算多次試驗的得到P_f的平均值

步驟5：根據步驟4得到的平均值計算出全聲源發聲范圍頻率下的聲源總的聲功率P。

進一步的，所述步驟2中，驅動互易揚聲器發聲時，發聲頻率范圍覆蓋全部聲源發聲范圍頻率。

進一步的，所述步驟4中的多次試驗為5次以上的實驗。

進一步的，所述步驟5中，對所有頻率f的聲功率平均值進行離散積分，得到聲源總的聲功率：

進一步的，在計算得到聲功率P后，所述聲功率P用于小型聲源的噪音測試。

進一步的，在計算得到聲功率P后，所述聲功率P用于水下工作設備、揚聲器、變壓器、電容器或風機的噪聲源特性測試。

此外，本發明還公開了一種聲源聲功率測試系統，包括：

至少一個處理器以及與所述處理器通信連接的至少一個存儲器，其中：所述存儲器存儲有可被所述處理器執行的程序指令，所述處理器調用所述程序指令能夠執行如上述任一項的聲源聲功率測量方法。