Eichung von Schallintensitätsmessgeräten im Wanderwellenfeld



Die Schallintensität ist ein Vektor, der die Stärke und Richtung des Schallenergieflusses angibt. Die Größe der Schallintensität ist die Schallenergie eines bestimmten Punktes im Schallfeld pro Zeiteinheit, die eine Flächeneinheit senkrecht zur Richtung der Teilchengeschwindigkeit durchquert. Das Schallintensitätsmessgerät ist ein Gerät, das den Anteil der Schallintensität im Luftmedium in Richtung der Sondenachse misst. Durch Mehrpunkt-Schallintensitätsmessung kann die Intensitätsverteilung des Schallenergieflusses auf einer Ebene in der Nähe der Schallquelle ermittelt werden, um die Abstrahlcharakteristik der Schallquelle zu untersuchen. Durch die Schallintensitätsmessung kann auch der Schallleistungspegel der Schallquelle bestimmt werden.

Das Schallintensitätsmessgerät besteht aus zwei Teilen: Schallintensitätssonde und Schallintensitätsprozessor. Die Schallintensitätssonde verwendet ein Paar Schalldruckmikrofone, die durch einen bestimmten Abstand voneinander getrennt sind. Das Schallintensitätsmessgerät sollte das Oktav- oder 1/3-Oktaven-Spektrum der Schallintensität und des Schalldrucks angeben und eine Bewertungsfunktion bieten. Der Schallintensitätsmesser hat zwei Genauigkeitsstufen, Stufe 1 und Stufe 2. Die Anforderungen für Stufe 1 sind strenger als Stufe 2. Wenn der Schallintensitätsmesser verwendet wird, wird normalerweise ein Schallintensitätskalibrator zur Selbstkalibrierung verwendet. Der Kalibrator simuliert den Schalldruck und die Phasendifferenz an den beiden Mikrofonen der Schallintensitätssonde für eine gegebene Schallintensität und wird üblicherweise in Verbindung mit einer bestimmten Schallintensitätssonde verwendet. Da es sich um ein Simulationsverfahren handelt, muss der vom Kalibrator simulierte Schallintensitätsgrad gesondert verifiziert werden.

Hier wird ein direktes Verifikationsverfahren verwendet. Im Raum wird ein Schallfeld mit bekannter Schallintensität erzeugt. Verwenden Sie das geprüfte Schallintensitätsmessgerät, um die Messergebnisse zu messen und zu vergleichen, um die Messabweichung des geprüften Schallintensitätsmessgeräts zu bestimmen.

Dieses Verfahren wurde als Entwurf der Eichordnung für Schallintensitätsmessgeräte der Nationalen Qualitätsüberwachung und -inspektion* vorgelegt.

1. Inhalte und Grundsätze der Verifizierung

Das Schallintensitätsmessgerät muss hauptsächlich überprüft werden, einschließlich der Abweichung des Schallintensitätspegels und des gemessenen Werts des Schalldruckpegels in jedem 1/3-Oktavenband und des Schalldruck-Restschallintensitätsindex. Wenn die Achse der beiden Mikrofone der Schallintensitätssonde senkrecht zur Richtung der Schallintensität steht, sollte die Schallintensitätskomponente Null sein. Denn senkrecht zur Schallintensität gibt es keine Schallenergie. Da jedoch die Phasencharakteristik der beiden Mikrofone und Verstärkungskanäle der Schallintensitätssonde nicht vollständig übereinstimmen, misst der Schallintensitätsmesser einen bestimmten Schallintensitätswert. Diese Schallintensitätsmessung wird als Restschallintensität bezeichnet. Die Restschallintensität ist proportional zum Schalldruckpegel. Der Schalldruck-Restschallintensitätsindex ist definiert als die Differenz zwischen dem gemessenen Schalldruckpegel und dem Restschallintensitätspegel, wenn die beiden Mikrofone der Schallintensitätssonde dem gleichen rosa Rauschen ausgesetzt sind. Der Index wird im Allgemeinen in Form eines 1/3 Oktavspektrums angegeben. Je größer der Schalldruck-Restschallintensitätsindex ist, desto stärker ist die Unterdrückungsfähigkeit des Schallintensitätsmessers gegenüber den senkrecht zur Achse der Sonde einfallenden Schallwellen und desto besser ist die Richtwirkung.

2. Überprüfung des Schallintensitätspegels und der Schalldruckpegelabweichung des Schallintensitätsmessers

Das Testgerät zur Messung der Abweichung des Schallintensitätspegels und des Schalldruckpegels des Schallintensitätsmessers ist in Abbildung 1 dargestellt. In einem reflexionsarmen Raum kann das Fernfeld der Lautsprecherbox als eine Reihe von ebenen Wanderwellen angenähert werden. Die Achse der beiden Mikrofone der Schallintensitätssonde stimmt mit der Ausbreitungsrichtung der Schallwelle überein. Die Richtung der Sonde wird um 180° umgekehrt, und die umgekehrte Schallintensitätskomponente kann gemessen werden. Das Standardmikrofon wird neben der Schallintensitätssonde platziert. Der Messverstärker ist ein hochpräziser Verstärker. Durch Vergleich des vom Standardmikrofon und des Messverstärkers gemessenen Schalldruckpegels mit dem vom Schallintensitätsmesser gemessenen Schalldruckpegel kann die Abweichung der Schalldruckpegelmessung des Schallintensitätsmessers ermittelt werden. Die Abweichung des Schallintensitätspegels, gemessen durch den Schallintensitätspegel, gemessen mit dem Schallintensitätsmesser, und der durch die Formel (1) berechnete Schallintensitätspegel, kann erhalten werden.

3. Überprüfung des Schalldruck-Restschallintensitätsindexpegels des Schallintensitätsmessers

Geben Sie das Ausgangssignal des Pink-Noise-Signalgenerators direkt in den Leistungsverstärker ein. Entfernen Sie die Isoliersäule der Schallintensitätssonde und schließen Sie die beiden Mikrofone aneinander. Platzieren Sie die Schallintensitätssonde in der Nähe der Mittelachse der Schallquelle und etwa 2 m vom Schallzentrum der Schallquelle entfernt. Stellen Sie die Achse der Schallintensitätssonde senkrecht zur Richtung der einfallenden Schallwelle, so dass die beiden Mikrofone das gleiche Schalldrucksignal empfangen.

Messen Sie den Schalldruckpegel und den Schallintensitätspegel mit einem zertifizierten Schallintensitätsmessgerät. Die Mittenfrequenzen reichen von 50 Hz bis 6,3 kHz. Der zu diesem Zeitpunkt gemessene Schalldruckpegel abzüglich des Schallintensitätspegels ist der Schalldruck-Restschallintensitätsindex.