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D1.声学-声压,声级,声压级,倍频程谱,三分之一倍频程谱,声压级测量,噪声dB,基准声压,听域声压,水下听域声压,环境噪声标准,Real time Octave,Sound Pressure,SPL
品牌: Data Physics(美国迪飞DP)
型号: SignalCalc
规格: Realtime Octave 声压倍频程谱
概述: 在声学分析中常使用倍频程和三分之一倍频程谱。这种倍频程测量也称为比例带宽测量,是由一组带通滤波器组合执行,每个滤波器有自己的中心频率和与中心频率成比例的带宽,声压信号通过每个滤波器后输出信号的RMS值与该中心频率对应画制一组曲线
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倍频程谱 Real time Octave

   在声学分析中常使用倍频程和三分之一倍频程谱。这种倍频程测量也称为比例带宽测量,是由一组带通滤波器组合执行,每个滤波器有自己的中心频率和与中心频率成比例的带宽,声压信号通过每个滤波器后输出信号的RMS值与该中心频率对应画制一组曲线。

同于常规FFT谱分析每条谱线间有固定的频率间隔,倍频程分析时每组滤波器中心频率间隔不同,频率带宽也不同

ISO标准中各个滤波器的中心频率Fc=1000*2^(Band/3-10)

每个滤波的下限频率Fl=Fc*2^(-1/6),每个滤波器的上限频率Fu=Fc*2 ^(+1/6)

使用倍频程谱分析能较好的模拟人耳对听力的反应。


倍频程谱参数设置 Measurement Parameters-1

1.        下拉菜单中选择所需的倍频程数。

2.        开始频率滑块,选择分析时使用的最低处理滤波器的中心频率。

3.        结束频率滑块,选择分析时使用的最高处理滤波器的中心频率。

4.        选择数据计算处理单元,可选择硬件DSP或计算机。

5.        当选择计算机模式时,“过渡时间”复选框将激活。系统启动测量后预留一个过渡时间,避免记录设备启动时可能出现的不确定信号,如麦 克风上电过渡。如果不选中此框,系统将自动选择适当的过渡时间。

6.        选择滤波器输出峰值的平均处理方法:指数平均或线性平均。

7.        指数平均时峰值保持模式:Max最大峰值保持;Min最小峰值保持;Off 正常平均。

8.        指数平均类似于加入低通滤波器,对峰值进行持续的滤波处理(平均)。

9.        平均时间常数:指数平均时新进数据替换旧数据的更换速率。该数值越小,更新越快。系统提供IEC快速或IEC慢速选项。

10.    显示时间步长:在瀑布图,均方根值曲线显示时,设置曲线显示更新时间间隔。在大多数常见的应用中,可以设置该值等于指数平均时间常数,但该值独立于平均时间常数,允许设置更小更快的显示,或更大更慢的显示更新速度。

11.    线性平均计算在一个设定时间区间内每个滤波器输出信号的RMS值。线性平均不同于指数平均,没有加入旧的平均数据。计算线性平均时每个滤波器输出的信号被做平方处理,平方数据再时间积分,积分结果再除以积分时间,然后取结果的平方根。

12.    线性平均时间,取值范围0.001935~100000秒,每个线性平均时间间隔将产生一个新的瀑布图或均方根值曲线值。

13.    Pacing/Off 设置单次平均后暂停还是按平均时间间隔自动更新瀑布图等显示。

14.    A,L RMS 计算方式基于倍频程曲线计算还是基于滤波器计算。A值为当前倍频程曲线按A计权计算的总RMS值或声压级,L为不加计权下的总RMS值或声压级。

15.    显示RMS历史曲线时,RMS曲线的总点数。


声压级测量 Sound Pressure Level(SPL)-1

声压:介质中有声波传播时的压力与无声波传播时的静压力之间有一个差额,这一差额称为声压。声波是疏密波,在稀疏区域的实际压力小于原静压力,声压为负;在稠密区域,实际压力大于原静压力,声压为正。

声压是随时间变化的,每秒钟内波动的次数往往较大,当传到人耳时,由于耳膜的惯性作用,辨别不出压力的变化。声压一般是指有效声压,它是一定时间间隔内,瞬时声压的均方根值。


声级:物理学家韦伯的大量实验发现,人耳对声音的感觉(听觉)与客观物理量声压之间并不是线性关系,而近似于对数关系,即人的听觉随刺激量的增大而逐渐趋于迟钝。为此,人们引出了一个成倍比关系的对比量-声级,用以表达声音的强弱大小。声级是一个作相对比较的无量纲单位。与声强、声压、声功率等物理量的对应关系是声强级、声压级、声功率级。


典型环境、典型噪声源的声压级


A声级(dB测点说明

10~20            静夜消声室内

20~30            轻声耳语、很安静的房间内

40~60            普通室内谈话

80左右             城市街道、公共汽车内

90左右             重型车内、泵房、嘈杂吵闹的街道

100~110        织布车间、电锯房

110~120        距柴油机1 ~1.5m处测得

120~130        距高射机枪、风铲、螺旋桨式飞机1 ~1.5m处测得

130~140        距喷气式飞机、大炮1 ~1.5m处测得

160以上           距火箭、导弹、飞船1 ~1.5m处测得


声压级测量 Sound Pressure Level(SPL)-3

1.        通道设备界面配置通道输入参数

2.        选择 Pa(帕斯卡)声压单位.

3.        输入声压传感器灵敏度如10.01mV/Pa

4.        Measurement 页选择通道计权网络(或不选择,图形显示属性里再灵活定义)

5.        倍频程窗体点击右键进入属性设置

6.        Y轴响应单位选择 SPL(声压级)

7.        Y轴量纲选择EUrms(均方根)

8.        选择声学加权方式 (A, B or C)


基准声压及听域声压,人耳可听到的最小声压数值

岸上听域声压为 20*10^6 N/m^2

水下听域声压为 1*10^6 N/m^2


测量声压级为被测声音的声压与基准声压的对数比值根据测量环境的不同修改基准声压


倍频程谱显示 OctaveDisplay-01

1.        一组由高度表示每个倍频声压级幅值的条形图

2.        可选移动光标,可以定位到任何倍频上。

3.        光标信息框,指示ISO标准频带序号、中心频率和声压级值。

4.        整体幅值(L):显示(未加权的)信号在整个分析频率范围内的均方根。

5.        加权幅值(A):显示整个分析频率范围内信号A加权后的均方根。

6.        各类统计信息显示

7.        各类均方根值显示

8.        波形时间曲线

9.        波形自功率谱曲线

10.     瀑布图(选配)


倍频程谱瀑布图显示Octave Waterfall Display-02

倍频程谱可以通过瀑布图显示,瀑布图把各帧倍频谱按时间顺序排列在一起,以三维图的形式展示,既可以查看某一帧频谱,也可以直观的观察所有频谱的时间变化趋势或规律,如左侧瀑布图可以看出频谱中的主频先逐渐变大然后再逐渐变小。


倍频程谱测量设备Octave Measure Device

美国Data Physics (迪飞)

1. DP240 分析仪

2. DP730分析仪

3. DP900分析仪



北京西科(美国Data Physics 中国总代理,70年国际一流品牌)

Edited by Jeff.jiang

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