声功率是指能量源发出的能量速率,即每单位时间的声音能量(J / s或W,SI单位)。
当声音通过介质传播时,会传递声功率。 声强是通过表面的声功率传输(W / m2)-方向通过表面的向量。 因此,可以通过积分周围表面的声强来计算从源辐射的声功率:
N = ∫S I·n dS
其中:
N =从源辐射的声功率(W)
I =声音强度-穿过表面的声功率(W / m2)
n =垂直于表面积的单位向量
S =光源周围的表面积(m2)
对于在各个方向(通过虚拟球形表面)传播声音的源,可以将声功率修改为
N = 4 π r2 I
其中:
r = 球面半径 (m)
I =声音强度-穿过表面的声功率(W / m2)
声功率级(dB)
用对数“分贝”标度表示相对于参考功率的声音功率10-12 W
LN = 10 log10(N / Nref)
= 10 log10(N) + 120
其中:
LN =声功率级(分贝,dB)
N =声功率(W)
Nref = 10-12参考声功率(W)
人耳能够听到的声音功率范围为10-12 W到10-100 W,范围:10 / 10-12 = 1013。
1 算例–声功率级:
来自声源a的声功率为0.0015W。声功率级可计算为:
LN = 10 log10 ((0.0015 W) / (10-12 W))
= 91.8 dB
机器的声功率级为100 dB。 可以通过将声功率公式的重新排列得到:
N = 10((LN – 120) / 10)
= 10(((100 dB) – 120) / 10)
= 0.01 W
2 声音强度等级(dB):
声音强度也可以相对于参考强度(听力阈值)为10-12 W / m2的对数“分贝”量度表示为
LI = 10 log10(I / Iref)
= 10 log10(I) + 120
其中:
LI =声音强度水平(分贝,dB)
I =声音强度(W / m2)
Iref = 10-12参考声强(W / m2)
3 声强级和声压级的值几乎相同:
LI = Lp – 0.2
其中:
Lp = 声压级 (dB)
4 算例-声音强度和压力水平-与声源的距离
每单位周围表面的声功率传递:
N = 4 π r2 I
距100 dB机器1 m处的声音强度-
I = N / (4 π r2)
= (0.01 W) / (4 π (1 m)2)
= 0.0008 W/m2
声音强度等级可计算为:
LI ≈ Lp ≈ 10 log10(0.0008 W/m2) + 120
= 89 dB
距100 dB机器10 m处的声音强度:
I = N / (4 π r2)
= (0.01 W) / (4 π (10 m)2)
= 0.000008 W/m2
声音强度等级可计算为:
LI ≈ Lp ≈ 10 log10(0.000008 W/m2) + 120
= 69 dB
5 常见声功率及声功率等级(分贝)
来自一些常见来源的声功率(瓦特)和声功率级(分贝)如下:
声源 | 声功率 N (W) |
声功率等级 LN (dB-10-12 W) |
火箭 | 100,000,000 | 200 |
涡轮喷气发动机 | 100,000 | 170 |
– | 10,000 | 160 |
喷气发动机内部测试单元 | 1,000 | 150 |
喷气飞机起飞 | ||
大型离心风机,800.000 m3 / h | 100 | 140 |
涡轮螺旋桨飞机起飞时 | ||
轴流风机,100.000 m3 / h | 10 | 130 |
机枪 | ||
大型管风琴 | ||
大型凿锤 | 1 | 120 |
交响乐团 | ||
客运飞机上的喷气飞机 | ||
重雷 | ||
音爆 | ||
小型飞机发动机 | ||
拖拉机150马力 | ||
离心风机,25.000 m3 / h | 0.1 | 110 |
加速摩托车 | ||
重金属,硬摇滚乐队音乐 | ||
炽热的收音机 | ||
链锯 | ||
木工车间 | ||
大型空压机 | ||
电动机100 hp / 2600 rpm | ||
气凿 | 0.01 | 100 |
地铁钢轮 | ||
电磁钻床 | ||
高压气体泄漏 | ||
钢板敲打 | ||
驱动齿轮 | ||
高速行驶的汽车 | ||
普通风扇 | ||
真空泵 | ||
敲打钢板 | ||
木工刨 | ||
空气压缩机 | ||
螺旋桨飞机 | ||
舷外马达 | ||
嘈杂的街道噪音 | ||
动力草坪机 | ||
气动钻 | ||
直升机 | ||
切割锯 | 0.001 | 90 |
锤磨机 | ||
小型空压机 | ||
磨床 | ||
重型柴油车 | ||
繁忙的城市交通 | ||
剪草机 | ||
飞机客舱正常飞行 | ||
厨房搅拌机 | ||
纺纱机 | ||
地铁列车 | ||
气动手提凿岩机 | ||
闹钟 | 0.0001 | 80 |
吸尘器 | ||
洗碗机 | ||
冲厕 | 0.00001 | 70 |
印刷机 | ||
里面的有轨电车 | ||
嘈杂的办公室 | ||
车内 | ||
干衣机 | ||
大型百货公司 | 0.000001 | 60 |
繁忙的餐厅或食堂 | ||
换气扇 | ||
嘈杂的家 | ||
普通办公室 | ||
电吹风 | ||
带窗户空调的房间 | 0.0000001 | 50 |
办公室空气扩散器 | ||
安静的办公室 | ||
平均房屋 | ||
退出街 | ||
声音低 | 0.00000001 | 40 |
小型电钟 | ||
私人办公室 | ||
安静的家 | ||
冰箱 | ||
鸟唱歌 | ||
环境荒野 | ||
农业用地 | ||
午夜安静住宅中的房间 | 0.000000001 | 30 |
安静的对话 | ||
广播/录音室的背景噪音 | ||
沙沙作响的叶子 | 1E-10 | 20 |
空礼堂 | ||
耳语 | ||
观看滴答声 | ||
农村环境 | ||
人类的呼吸 | 1E-11 | 10 |
1E-12 | 0 |