安兆亮 胡央麗 周子煒 / 上海市計量測試技術研究院

0 引言

聲音無處不在,各種儀器、設備在工作中都會產生各種各樣的聲音,對所處環(huán)境的人員和設備造成影響,特別是人員,會產生煩躁不安的情緒,進而影響工作效率,嚴重的還會引起生理上的損傷,如耳鳴、耳聾，引發(fā)心血管系統(tǒng)、神經系統(tǒng)和內分泌系統(tǒng)的疾病。聲學測試已經成為當代產品定型測試的常規(guī)項目之一。

但是人們對聲學測試中參數(shù)的真實內含及測量的難易、工作量的估算卻大多缺乏了解，認為只是第三方實驗室技術人員的工作，事實上對其認知是相當有必要的。有效溝通是任何項目順利推進的保障，不僅能建立緊密的聯(lián)系，更能表明雙方對項目的重視和參與，會使溝通的另一方滿意度大大提高。保持暢通的渠道看似簡單，實際很復雜，比如說典型問題——“過濾”，也就是信息丟失。產生過濾的原因很多，比如語言、文化、語義、知識、信息內容、道德規(guī)范、名譽、權利、組織狀態(tài)等，經常碰到由于工作背景不同而在溝通過程中對某一問題的理解產生歧義。就測試項目而言，技術認同是核心環(huán)節(jié)，不僅有利于提升測試效率，也可以加深企業(yè)人員對自家產品了解，拓寬銷售與改進設計，迎合節(jié)能減排、和諧健康的社會發(fā)展大趨勢。

1 聲學測試中的基本概念

聲壓、聲壓級、聲功率、聲功率級是聲學測試中最常見的聲學概念。先解釋一下“級”的概念，若直接以聲壓和聲功率數(shù)值表示，由于變化范圍非常大，可達6個數(shù)量級以上，同時由于人體聽覺對聲信號強弱刺激反應不是線性的，而是對數(shù)比例關系，那么結果很難與人的實際感知掛鉤，也就是不直觀，所以引入了“級”，即被測量和基準量之比取對數(shù)所得到的值,它代表被測量比基準量高出多少“級”。如N = 10 lg (A1/ A0)，分貝符號為“dB”，無量綱。式中A0是基準量（或參考量），A1是被測量。生活中常見的與聲音相關的數(shù)值單位都是分貝（dB），如道路邊的噪聲指示牌顯示××dB,電冰箱說明書表明噪聲是×× dB。其實這些是有本質差別的。聲壓級是用來描述測量位置在某一時刻或時段的聲音大小，而聲功率級是用來描述某一聲源(如電冰箱、微波爐、洗衣機等)所發(fā)出的總的聲音能量大小。如電冰箱工況不變，所發(fā)出的總的聲音能量應是一定的，這就是聲功率，但是人離得越近感覺越吵，離得越遠感覺越安靜，人員感知到的就是其所處位置的聲壓。所以聲學測試中為描述產品自身的聲學特性，測量的基本上都是聲功率，只有在考慮對操作人員可能產生的影響時，才會要求測量操作者位置的聲壓。

2 聲學測試工作量的評估

下文從聲壓級和聲功率級的計算來看聲學測量的工作量。聲功率級通常是無法直接測量的，需要按照一定規(guī)則在產品的包絡面上布置測試點，測量各處的聲壓級，然后代入公式計算得到聲功率值。

例如在自由聲場中，測量以某一設備為中心的半球面上若干均勻分布點的聲壓級，便可以求得聲功率級

式中：S — 測試包絡面的面積，m2；

Lp— n個測點的平均聲壓級，dB，

這也就是說聲學特性上所標明的一個聲功率數(shù)值，實際上在背后包含著巨大的工作量，而這個工作量明顯由測試的規(guī)則——各種測試方法和標準決定的。

3 聲學測試執(zhí)行標準變化對測試實施的影響

包絡面上測試點的選擇，早期技術人員認為測試點均勻分布即可，位置可以隨機,往往只是選取5個測試點，即在產品的前后左右和正上方測試。 20世紀中后期這種簡單的布點被逐步取代，主要是包絡面的覆蓋性差，特別是對較大型噪聲源，測試點的位置對測量結果有顯著影響。國際組織開始對測試包絡面的選擇和測試點的分布進行詳細規(guī)定，以常用的ISO 3745-2012《聲學 噪聲源聲功率級的測定消聲室和半消聲室精密法》1977年發(fā)布的版本為例，產品聲功率測試包絡面通常選擇的是球形或半球形包絡面，視測試環(huán)境為消聲室或半消聲室而定，測試距離為1 m。包絡面上選取20個或10個測試點進行測量，同時對于存在明顯離散音的產品，也有相關標準給出了測試點的布置方式,如ISO 7779-2010《聲學 信息技術設備和通信設備空氣噪聲的測量》。此外對于形體巨大或長寬高比例超出一定的產品，則需要根據(jù)產品尺寸單獨設計包絡面，布置測試點。新近ISO 3745-2012作為最新版本提出包絡面上的測試點增加一倍，即球形包絡面40個點，半球形20個點，并從測試中減少干擾的角度建議測試點的距離從1 m轉向2 m。大的包絡，更多的測試點勢必大大增加測試中布點的難度和工作量。

4 其他輔助工作

測試產品的運輸、實驗室存放、現(xiàn)場安裝、企業(yè)技術人員配合，也都應納入事先的考慮。

5 結語

一個好的測試過程，應該從專業(yè)的預先溝通開始，選擇合適的標準，理解測試的內容，核實測量工作量及流轉中可能產生的問題，確認由此產生的總費用和周期，提供必要的人員配合，這樣才能真正順暢，快捷地完成測試。專業(yè)的理解是校準檢測優(yōu)質完成的保障，這不僅是技術，更是雙方的態(tài)度。

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[4]蘇朝暉. 客戶關系的建立與維護[M]. 北京：清華大學出版社,2007.

[5]國際標準化組織. ISO 3745-2012[S]. 瑞士，2012.

[6]國際標準化組織. ISO 3745-1977[S]. 瑞士，1977.

[7]全國聲學標準化委員會. GB/T 4214.1-2000[S]. 北京：中國標準出版社，2000.