怎样计算超声波声压?有了解的提点一下,

怎样计算超声波声压?有了解的提点一下,

声压/声压级
一、压强的基本概念：
1、压强的定义：单位面积上所受到的压力叫做压强.
2、压强的单位：压强的单位是Pa(帕).
1Pa=1N/㎡,即1帕斯卡=1平方米面积上受到1牛顿的压力.
1Pa=10m Pa=10µPa
二、声压的基本概念：
1、声压的定义：
设体积元受声扰动后压强由P0改变为P1,则由声扰动产生的逾量压强(简称为逾压)
就称为声压.声压的大小反映了声波的强弱.
或者：声音通过空气的振动所产生的压强叫做声压强,简称声压.
声压是一标量而不是矢量.它的相位按下列原则区分正负,当声压使总声压增加时,声压相位规定为正,反之为负.
2、声压的单位：
声压的单位为Pa(帕),有时也用bar(巴)作单位,1bar=100KPa.
人的耳朵所能感受到的最小声压是20µPa,低于此声压人们就感觉不到声音.
3、可听阈声压：正常人耳对1KHz声音刚刚能觉察其存在的声压值(20µPa)被称为1KHz声音的可听阈声压.一般讲,人耳不能觉察到低于这一声压值的声音的存在.
4、瞬时声压：声场中某一瞬时的声压值称为瞬时声压.
5、峰值声压：在一定时间间隔中最大的瞬间声压值称为峰值声压或者巅值声压.如果声压随时间变化是按简谐规律,那么峰值声压也就是声压的振幅；
6、有效声压：在一定时间间隔中,瞬时声压对时间取均方根值称为有效声压
式中下角符号“e”代表有效值,T代表取平均的时间间隔,它可以是一个周期或比周期大得多的时间间隔.我们日常中所说的声压和一般电子仪表所测得的声压都是有效声压.
三、声压级的基本概念：
1、声压级的定义：把声压的有效值取对数来表示声音的强弱,这种表示声音强弱的数值叫声压级.声压级以符号SPL表示,单位为分贝（dB）,
SPL(声压级)=20lg (dB)
式中为待测声压的有效值：为参考声压,在空气中参考声压一般取2×Pa.
由于人的耳朵所能感受到的最小声压是20µPa,因此人们就把这个压强作为声压强的参照标准,记做.20µPa=0dB.SPL
因此在声学或医学上把20µPa=0dB.SPL定义为听阈（YU）,即听觉的阀门.只有高于此值,阀门才能打开,听到声音.
声压/声压级
2、声压级的计算：
在空气中声压级的计算公式为：
SPL(声压级)=20lg dBSPL
例如1Pa声压对应的声压级：
20lg dBSPL=20lg dBSPL=20lgdBSPL
=20（lg-lg2.0）dBSPL20(5-0.301)dBSPL=93.98 dBSPL≈94dBSPL
这就是平时我们所说的1Pa的声压相当94dB声压级（SPL）.类似可以计算得出：
20µPa=0dBSPL
200µPa=20dBSPL
2 m Pa=40dBSPL
20 m Pa=60dBSPL
200 m Pa=80dBSPL
2 Pa=100dBSPL
小结：声压变为原来的10倍,声压级在原来的基础上增加20 dB；
声压变为原来的2倍,声压级在原来的基础上增加6 dB.
另外,当声压达到20 Pa,即声压级为120dBSPL时,人们的耳朵会感觉到疼痛,因此,在声学或医学上把20 Pa=120dBSPL定义为痛阈,长时间在此环境下工作,会对听觉系统造成伤害.
四、MIC的最大声压级：是指MIC的失真在3%时的声压级.
当前我司MIC的最大声压级指标为：115 dBSPL(A计权).
五、MIC的最大声压级测量方框图：
声强
1、平均声功率：单位时间内通过垂直于声传播方向的面积为S的平均声能量就称为平均声功率或者平均声能量流.
……②
其中,为平均声能量密度；为声速；
平均声能量的单位为W(瓦特),1W=1J/s；
2、声强：
通过垂直于声传播方向的单位面积上的平均声能量流就称为声强或者平均声能量流密度.
……③
声强的单位为W/m；
九、声强级的基本概念：
1、声强级的定义：声强级用SIL表示,其定义为：
(dB)……④
上式中I为待测声强；为参考声强；
在空气中,参考声强一般取10 W/m；
2、“酒会效应”简介：人耳与大脑相配合,能从本底噪声的环境中听出某些频率的声音,也就是说人的听觉系统具有滤波器的功能,人的听觉系统的这种功能被形象地称为“酒会效应” .
十、响度级的基本概念：
1、响度级的定义：把某一被研究的声音和另一个标准的声音(通常为1000Hz纯音)相比较,调节1000Hz纯音的声压级,使它和所研究的声音听起来有同样的响,这时1000Hz纯音的声压级就被定义为该声音的响度级.
例如,当1000Hz纯音的声压级为80dB(相对于20µPa)时与某一扬声器发出的声音听起来同样地响,那么不管扬声器声音的声压级为多少,他的响度级被认为是80方.
2、响度级的单位称为方；
3、从以上定义可以得知：对1000Hz的纯音,其以分贝计的声压级与以方计的响度级在数值上是相等的.
4、众所周知,炮弹的爆炸声是“很响”的,而一个人在远处的谈话声就是“不很响”的,这种人耳直观上感觉的“很响”与“不很响”不仅与声波强度的对数近于成正比,而且与声波的频率也有关.