声强测量仪在行波场中的检定

　　声强是指声能量流的强度和方向的矢量。声强的大小是声场中某一单位时间垂直于质点速度方向的单位面积的声能。声强测量仪是一种测量空气介质中声强在探头轴线方向的的仪器。通过多点声强测量，可以获得声源附近某一平面的声能流强度分布，从而研究声源的辐射特性。声源的声功率级也可以通过声强测量来测量。

　　声强测量仪由声强探头和声强处理器两部分组成，声强探头采用一对相隔一定距离的声压传声器。声强测量仪应给出声强和声压的倍频程或1/3倍频程谱，并提供A计权功能。声强仪有两个精度等级:1级和2级，对1级的要求比2级更严格。在声强仪的使用中，通常使用声强校准器进行自校准。校准器模拟声强探头两个传声器上的声压和相位差，通常与某个声强探头配合使用。由于这是一种模拟方法，校准器模拟的声强的准确性需要单独检定。

　　这里采用直接的检定方法，在空间中产生声强已知的声场，用被检定的声强仪进行测量，比较测量结果，确定被检定声强仪的测量偏差。

　　检定的内容和原则。

　　声强测量仪需要检定的内容主要是声强级和声压级测量值各1/3倍频带的偏差，以及声压-残余声强指数。当声强探头的轴线垂直于声强方向时，声强分量应为零，因为声强垂直方向没有声能传播。但由于声强探头的两个传声器和放大通道的相位特性不完全一致，声强仪会测量一定的声强值，这个声强值的读数称为残余声强，与声压级成正比。当声压-残余声强指数被定义为声强探头的两个传声器受到相同粉红噪声的作用时，测得的声压级与残余声强级之差。该指数通常以1/3倍频程谱的形式给出。声压-残余声强指数越大，声强仪对垂直于探头轴的声波的抑制能力越强，方向性越好。

　　在平面行波场中，声强的方向与行波相同，声强的大小与声压的大小有以下关系:

　　在公式中，LI为声强级，单位为db；LP为声压级，单位为db；k为400kg/(m-s)；∩为媒体密度，单位为kg/m；c为声速，单位为m/s。当温度为23℃，大气压为101.3kPa，相对湿度为50%时：

　　检定声强级和声压级偏差。

　　测量声强仪声强级和声压级偏差的试验装置。在消声室中，扬声器箱的远场可以类似于平面波，声强探头的轴线与声波的传播方向一致。探头方向反转180°，可测量反向声强分量。标准传声器放置在声强探头附近，测量放大器是高精度放大器。通过比较标准传声器和测量放大器测得的声压级和声强仪测得的声压级，可以得到声强仪的声压级测量偏差。通过声强仪测得的声强级与声强级的大小关系来计算声强级，可以得到声强级测量的偏差。

　　根据IEC1043的标准，一级和二级声强仪的声强和声压测量允差应符合表1的值。

　　检定声压-残余声强指数级。

　　将粉红色噪声信号发生器的输出信号直接输入功率放大器，去除声强探头的隔离柱，并将两个传声器紧密相连。声强探头靠近声源中轴线，距声源中心约2m。使声强探头轴垂直于入射声波的方向，使两个传声器接收到相同的声压信号。

　　用检定的声强测量仪测量声压级和声强级，中心频率分别为50Hz至6.3kHz。此时，测得的声压级减去声强级是声压-残余声强指数。根据IEC1043的标准，1级和2级声强仪的声压-残余声强指数应符合表2的值。

　　表2声强仪声压-残余声强指数的最低要求(隔离柱:25毫米)结论

　　根据声强级与声强级与声压级的关系，检定声强仪的声强级与声压级测量的偏差，检定声强仪的声压-残余声强指数是一种可行的方法。该方法用于声强仪的定型鉴定和首次检定。