ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА
Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1983 .
(сила звука) — средняя по времени энергия, переносимая звуковой волной через единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения волны, в единицу времени. Для периодич. звука усреднение производится либо за промежуток времени, больший по сравнению с периодом, либо за целое число периодов. 2 /2rc = v 2 rc/2, где р — амплитуда звукового давления, v — амплитуда колебат. скорости частиц, r — плотность среды, с — скорость звука в ней. В сферич. бегущей волне И. з. обратно пропорц. квадратурасстояния от источника. В стоячей волне I=0, т. е. потока звуковой энергии в среднем нет. И. з. в гармонич. плоской бегущей волне равна плотности энергии звуковой волны, умноженной на скорость звука. 2 , а в системе единиц СГС — в эрг/с. 2 =10 -3 Вт/м 2 . И. з. оценивается также уровнем интенсивности по шкале децибел; число децибел N=10lg(I/I 0 ), где I — интенсивность данного звука, I 0 =10 -12 Вт/м 2 . В. А. Красилъников.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1988 .
Полезное
Смотреть что такое «ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА» в других словарях:
Интенсивность звука — (абсолютная) величина, равная отношению потока звуковой энергии dP через поверхность, перпендикулярную направлению распространения звука, к площади dS этой поверхности: Единица измерения ватт на квадратный метр (Вт/м2). Для плоской волны… … Википедия
ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА — (от лат. intensio напряжение усиление), средняя по времени энергия, которую звуковая волна переносит в единицу времени через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению распространения волны. Интенсивность звука… … Большой Энциклопедический словарь
ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА — (от лат. intensio напряжение, усиление), средняя по времени энергия, которую звуковая волна переносит в единицу времени через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению распространения волны. Интенсивность звука… … Энциклопедический словарь
интенсивность звука — Количество звуковой энергии, переносимое звуковой волной в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения звука [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики… … Справочник технического переводчика
Интенсивность звука — (от латинского intetisio напряжение, усиление), сила звука, поток энергии через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения звуковой волны. Авиация: Энциклопедия. М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П.… … Энциклопедия техники
интенсивность звука — 3.3 интенсивность звука , Вт/м2 (sound intensity): Усредненное по времени значение мгновенной интенсивности в стационарном во времени звуковом поле. Примечания 1 Интенсивность звука вычисляют по формуле (2) где T интервал интегрирования, с; 2… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
интенсивность звука — сила звука отношение падающей на поверхность звуковой мощности к площади этой поверхности. Определяется как амплитудами всех частотных составляющих, так и числом источников, звучащих одновременно. Интенсивность звука измеряется в Вт/м2 или… … Русский индекс к Англо-русскому словарь по музыкальной терминологии
интенсивность звука пианино — Количество энергии, проходящее в секунду через единицу площади, перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны. [ГОСТ 24415 80] Тематики пианино Обобщающие термины акустические показатели пианино … Справочник технического переводчика
интенсивность звука посторонних источников — 3.8 интенсивность звука посторонних источников (extraneous intensity): Вклад в измеренную интенсивность звука от источников, внешних по отношению к измерительной поверхности (источники, работающие снаружи объема, ограниченного измерительной… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
интенсивность звука — rus интенсивность (ж) звука, интенсивность (ж) шума eng noise intensity fra intensité (f) du bruit deu Lärmintensität (f) spa intensidad (f) del ruido rus интенсивность (ж) (сила) звука, громкость (ж) звука eng sound intensity fra intensité (f)… … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки
Звук. Шум. Интенсивность шума.
Интенсивность (сила) шума – это понятие, определяемое посредством соотношения количества звуковой энергии, перемещаемое звуковой волной в единицу времени к площади поверхности, перпендикулярной направлению распространения шумовой волны:
где p – плотность среды, где распространяется шум;
ρa – волновое сопротивление шумопроводящей среды.
Интенсивность шума измеряется в Вm/м 2 .
Интенсивность шума изменяется от 10 -12 до 10 2 Вm/м 2 . По причине значительной широты интервала интенсивности шума для удобства ввели логарифмические величины – уровень интенсивности и уровень звукового давления, которые выражаются в децибелах (дБ):
где J – фактическое значение интенсивности шума;
J0 – пороговое значение интенсивности шума.
J0 = 10 -12 Вm/м 2 при частоте эталона f = 1000 Гц.
Уровень звукового давления шума можно определить из соотношения:
где р – фактическое значение шума;
р0 — пороговое значение шума.
Пороговое значение шума численно равно:
Использование логарифмической шкалы значительно облегчает восприятие интенсивности шума, т.к. звуки, отличающиеся между собой по силе в много раз, укладываются в интервал 0…140 дБ.
Следует иметь в виду, что шум с уровнем интенсивности 70 дБ в 2 раза громче шума в 60 дБ и в 4 раза громче шума в 50 дБ, это видно из логарифмического построения шкалы.
Известно, что звуки с равной интенсивностью, но отличающейся частотой различаются человеком по-разному, поэтому введено понятие громкости шума.
Интенсивность звука
Как определить уровень интенсивности звука: значение и термины, децибелы и амплитуда, единица звуковой интенсивности, формула, что определяет интенсивность.
Пример
Используйте данные для вычисления звуковой интенсивности и уровня децибела.
Pavw = 331 м/с 2 при 0°C. (Давление воздуха при 0°С = 1.29 кг/м 3 ).
Переведем уровень интенсивности звука в уровень децибела:
Обзор интенсивности
Звуковая интенсивность – мощность на единицу переносимой волной площади. Мощность отображает скорость транспортировки волной энергии.
Для определения интенсивности применяют формулу I = P/A (Р – мощность, А – единица интенсивности в Вт/м 2 ). Это общая формула для интенсивности, но на нее можно взглянуть с позиции звука.
Звуковая интенсивность
Для измерения звуковой интенсивности подойдет формула 
(Δp – изменение давления или амплитуда, ρ – плотность материала, сквозь который проходит звук, vw – скорость наблюдаемого звука). Видно, что изменение давления и амплитуда пропорциональны интенсивности, поэтому можно сказать, что при подъеме колебания повышается и интенсивность. На изображении показана эта тенденция.
Перед вами графики калибровочных давлений в двух звуковых волнах, отличающихся по интенсивности. Большая интенсивность формируется источником с большими амплитудными колебаниями, где присутствуют значительные максимумы и минимумы давления. Видно, что показатель давления растет при большей интенсивности, поэтому способен оказывать более значимое усилие на тела
Стандартной единицей интенсивности считают Вт/м 2 , но чаще всего используют децибелы. Это соотношения амплитуды к эталонному значению (0 дБ). Формула:
(β – уровень децибела, I – наблюдаемая интенсивность, I0 – эталонная интенсивность).
Чтобы получить контрольную точку на уровнях интенсивности, ниже указан список нескольких интенсивностей:
Понятие интенсивности звука и ее измерение
Теория акустики предусматривает три фундаментальных величины звука: звуковое давление, звуковая мощность и интенсивность звука.
Мощность звука – это величина, излучаемая источником звука.
Звуковое давление – величина, характеризующая звуковое поле и воспринимаемая человеческим ухом или звуковыми приборами. Слишком высокое звуковое давление может повредить слух человека. Основные параметры, оказывающие влияние на величину звукового давления, это расстояние от источника звука до воспринимающего его прибора или человека и акустические условия звукового поля. Ввиду этого для определения количества шума, испускаемого каким-либо источником, необходимо определить его звуковую мощность.
С точки зрения математики звуковая мощность это отнесенная к единице времени энергия звука. Интенсивность звука, в свою очередь, отображает скорость потока звуковой энергии через единицу площади, и измеряется в ваттах на квадратный метр (Вт/м 2 ). Отображая направление потока звуковой энергии в определенной точке, интенсивность звука является векторной величиной и измеряется обычно в направлении нормали к определенной единичной площади.
Причины определения интенсивности звука
Основная цель методов акустической интенсометрии – измерение интенсивности звука с целью определения интенсивности и локализации шума и разработке мер по снижению уровня шума на рабочем месте до безопасных для здоровья человека значений. Основным преимуществом измерения интенсивности звука по сравнению с измерением звукового давления является независимость величины этого параметра от параметров звукового поля.
Эта независимость позволяет с большой точностью выявить, идентифицировать и локализовать наиболее шумные узлы станков и механизмов даже на фоне общего звукового поля.
Звуковое поле – это пространство распространения звуковых волн. Описано несколько видов звуковых полей:
- Свободное звуковое поле – такое поле, где звуковые волны распространяются в идеальном пространстве без каких-либо отражений. Примером таких полей могут считаться безэховые камеры и воздушное пространство на значительном удалении от земной поверхности.
- Диффузное звуковое поле – поле, в котором существуют множественные отражения звуковых волн, распространяющихся в результате во всех направлениях с идентичными амплитудой и вероятностью. Благодаря определенному соотношению между звуковым давлением и односторонней интенсивностью звука можно определить звуковую мощность источника в таком поле (ISO 3741).
- Активное и реактивное поля – звуковые поля, для которых соответственно характерно и нехарактерно наличие звукового потока. Любое звуковое поле имеет активную и реактивную составляющие, поэтому суммарная интенсивность звука равна нулю. Практическими примерами реактивных звуковых полей являются поле стоячих волн (в каналах, трубах) и ближнее поле источника звука.
Определение интенсивности звука
Существуют несколько методов определения интенсивности звука:
- Уравнение Эйлера – в этом случае измеряют звуковое давление и градиент звукового давления, т.е. темп его изменения в зависимости от расстояния. Результат измерения градиента подставляют в уравнение Эйлера. Его решение дает колебательную скорость частиц, усредненное произведение которой с величиной звукового давления определяет интенсивность звука.
- Конечно-разностная аппроксимация – в этом случае градиент звукового давления измеряют с помощью зонда с двумя микрофонами, разнесенными на близкое расстояние, в результате чего можно получить кусочно-линейную аппроксимацию функции, соответствующей градиенту давления. Для этого определяют два значения давления, затем разность их разность делят на расстояние между микрофонами зонда. Затем полученный градиент интегрируют, что дает колебательную скорость частиц. Мгновенные значения колебательной скорости умножают на мгновенные значения звукового давления, после чего полученное произведение усредняют по времени и получают значение интенсивности звука.
Уровни интенсивности звука, его давления, мощности и колебательной скорости частиц измеряют в децибелах. Эта величина соответствует отношению соответствующей величины к ее опорному значению, приблизительно соответствующему порогу слышимости.
Чтобы определить звуковую мощность источника шума, его условно окружают опорной поверхностью и умножают среднее значение интенсивности звука на этой поверхности на ее площадь.
Используют три основных типа опорных поверхностей: коробку, полушарие и конформную поверхность. Коробка может иметь любую форму и размеры, ее площадь легко определить, а плоские стенки позволяют достаточно просто усреднить величину интенсивности звука на каждой из них. В результате сложения отдельных значений определяется общая мощность источника звука внутри машины.
Полушарие позволяет ограничить количество измерительных точек, а в случае всенаправленного источника звука в любой из них значение интенсивности будет одинаковым. ISO 3745 рекомендует применять 10 точек на поверхности полушария: одну в вершине и по три на трех окружностях.
Конформная поверхность соответствует форме источника звука и находится на чрезвычайно малом расстоянии от него. Точки замера находятся в ближнем поле источника и обеспечивается большое отношение сигнала к шуму. Результаты позволяют локализовать отдельные источники шума.
Практическое применение интенсиметрии
Интенсиметрия широко применяется в строительстве. Ее используют для разработки эффективных методов звукоизоляции и шумоподавления. В строительной и архитектурной акустике применяются два метода интенсиметрии: основанный на звуковом давлении и основанный на интенсивности звука.
Первый метод описан в стандарте ISO 140 и предполагает использование двух реверберационных помещений с исследуемой перегородкой между ними. В каждом из помещений измеряется средний уровень звукового давления. Отношение интенсивности звука в передаточном помещении к интенсивности в приемном дает коэффициент ослабления звука, присущее исследуемой перегородке.
Второй метод предполагает использование только одного реверберационного помещения. В нем измеряется среднее звуковое давление, а в приемном помещении с помощью аппаратуры измеряют интенсивность звука, пропущенную исследуемым объектом.
Также достаточно часто исследуют шумы, возникающие при вращательной или возвратно-поступательной работе различных механизмов. Нашли применение интенсиметрические методы также для определения эффективности излучения, то есть сообщения воздуху звуковых колебаний. Применяется метод и для интенсиметрии колебаний, распространяющихся в твердых телах. Интенсиметрия широко применяется для исследования вентиляционных каналов, воздуховодов, труб. При этом применение метода для исследования высокоскоростных воздушных потоков не допускается.
Аппаратное обеспечение для интенсиметрии
Комплект оборудования для проведения интенсиметрии в общем случае включает в себя интенсиметрический зонд, анализатор и калибратор.
Интенсиметрический зонд представляет из себя два микрофона, закрепленных на жестокой распорной раме лицевыми сторонами друг против друга. В зависимости от исследуемого диапазона частот микрофоны располагаются на расстоянии 6, 12 или 50 мм друг от друга.
Анализаторы спектра ZET 017 а так же ZET 032, ZET 034 или ZET 038 позволяют в реальном масштабе времени обрабатывать полученные измеренные значения, а программное обеспечение ZETLAB ANALIZ анализировать обработанные сигналы при помощи узкополосного спектрального анализа, долеоктавного спектрального анализа, модального анализа, взаимного корреляционного анализа и пр.
Калибратор представляет собой малую акустическую камеру, в которой создается звуковое поле с точно определенными опорными уровнями давления, колебательной скорости частиц и интенсивности звука. Относительно этого поля калибруются микрофонные комплекты и проверяется точность измерений.
Пример настройки оборудования на базе программно-аппаратного комплекта ZETLAB.
Для получения необходимого результата требуется предварительная настройка программной части комплекта. Для этого понадобятся ряд программ: Формула, Фильтрация и Взаимный узкополосный спектральный анализ.
- Запускаем программу Формула из меню Автоматизация панели ZETLAB.
Необходимо установить количество каналов 3 и произвести ряд действий, требуемых для вычисления интенсивности звука.
Как уже было сказано, интенсивность — это усреднённое по времени произведение звукового давления и колебательной скорости частиц. Общая формула для определения интенсивности звука:
2. Следующий шаг — определение колебательной скорости частиц. Для этого необходимо проинтегрировать полученное значение градиента звукового давления.
Запускаем программу Фильтрация сигналов из меню Автоматизация панели ZETLAB. Выбираем виртуальный канал (созданный с помощью программы Формула), определяющий градиент звукового давления и устанавливаем тип фильтрации Инт.1.
3. Заключительный шаг — получение спектра, соответствующего интенсивности звука. Запускаем программу Взаимный узкополосный спектральный анализ из меню Анализ панели ZETLAB. Производим настройку программы и смотрим усредненный взаимный спектр колебательной скорости частиц и звукового давления.