聲級計基礎(chǔ)知識以及如何正確選型

聲級計是測量噪聲常用的儀器。聲級計是根據(jù)標準和國家標準按照一定的頻率計權(quán)和時間計權(quán)測量聲壓級的儀器，適用于機器噪聲、職業(yè)噪聲、環(huán)境保護、建筑聲學(xué)等各種聲學(xué)的測量。 

聲級計的基本構(gòu)造及原理

 聲級計的構(gòu)成部分一般分為：傳聲器、前置放大器、衰減器、計權(quán)放大器、有效值檢波器、A/D、CPU、數(shù)字指示器、電源、打印機等。

 傳聲器：是用來把聲信號轉(zhuǎn)換成電信號的換能器，在聲級計中一般使用測試電容傳聲器，它具有性能穩(wěn)定、動態(tài)范圍寬、頻響平直、體積小等特點。

 前置放大器：主要作用是進行阻抗變換，由于電容傳聲器電容量很小，內(nèi)阻很高，而后級衰減器和放大器輸入阻抗不是太高，因此中間需要加前置放大器進行阻抗變換。

 衰減器：將大的信號衰減，提高測量范圍。

 計權(quán)放大器：將微弱信號放大，按要求進行頻率計權(quán)（頻率濾波）。

有效值檢波器：將交流信號檢波整流成直流信號，直流信號大小與交流信號有效值成比例。檢波器要有一定的時間計權(quán)特性，在指數(shù)時間計權(quán)聲級測量中，“F”特性時間常數(shù)為0.125 s，“S”特性時間常數(shù)為1 s。

A/D：將模擬信號變換成數(shù)字信號，以便進行數(shù)字指示或送CPU進行計算、處理。

CPU：微處理器（單片機）,對測量值進行計算、處理。

數(shù)字指示器：以數(shù)字形式直接指示被測聲級的分貝數(shù)，讀數(shù)更加直觀。

電源：一般是DC/DC，將供電電源（電池）進行電壓變換及穩(wěn)壓后，供給各部分電路工作。

打印機：打印測量結(jié)果，通常使用微型打印機

聲級計的選型

市場上的聲級計種類繁多，功能不一，那我們該如何選擇一款合適的聲級計呢？可以從以下幾個方面進行選擇：

精度等級

聲級計按照精度等級不同，分為1級精度和2級精度。1級與2級的區(qū)別主要在大允許誤差、工作溫度范圍和頻率范圍不同，1級聲級計精度高于2級。雖然一般情況下選用2級聲級計就可滿足測量要求，但是選用1級聲級計的越來越多，在我國環(huán)境噪聲規(guī)范中規(guī)定，當噪聲A聲級低于35 dB時，要求使用滿足1級精度的聲級計。

應(yīng)用功能

按照功能不同聲級計可分為測量指數(shù)時間計權(quán)的常規(guī)聲級計；測量時間平均聲級的積分平均聲級計；測量聲暴露的積分聲級計；另外具有噪聲統(tǒng)計分析功能的稱為噪聲統(tǒng)計分析儀；具有采集功能的稱為噪聲采集器（記錄式聲級計）；具有頻譜分析功能的稱為頻譜分析儀，目前常用的有1/1 OCT和1/3 OCT兩種頻譜分析儀；集多種功能于一體的稱為多功能聲級計。

      如單純測量噪聲A聲級，只需選擇常規(guī)聲級計。如需測量環(huán)境噪聲，由于環(huán)境噪聲起伏較大，常常需要測量時間平均聲級或叫等效聲級；又例如在測量噪聲敏感建筑物室內(nèi)噪聲（主要是低頻噪聲）時，還需測量中心頻率為31.5 Hz、63 Hz、125 Hz、250 Hz和500 Hz的倍頻帶聲壓級，就需要選用具有倍頻程頻譜功能的1級聲級計。

測量范圍

聲級計的測量范圍是聲級計的主要技術(shù)指標，這個技術(shù)指標在某種程度上代表了該產(chǎn)品的技術(shù)先進性，一般希望測量范圍越寬越好。聲級計的測量上限由聲級計的大不失真聲級決定的，一般能達到130 dB；如果需要測量高聲壓級（例如172 dB），就需要選用配置高聲壓傳聲器。聲級計的測量下限跟聲級計本身的自生噪聲有很大關(guān)系，如果測低聲級噪聲，選用配置高靈敏度傳聲器的聲級計。

接口

目前的聲級計一般都含有RS232、USB等接口，用于連接到微型打印機或計算機，用戶可以根據(jù)測試需要選擇。還有些聲級計具有無線傳輸功能，如果測量時測試人員需要與被測環(huán)境之間有一段距離，那么選擇帶有無線功能的聲級計就合適不過了。

證書

我國市場監(jiān)管總局去年發(fā)布實施強制管理的計量器具目錄的公告（2019年第48號），將用于環(huán)境監(jiān)測的聲級計列入強制管理的計量器具目錄，實行P+V監(jiān)管方式，要求（新產(chǎn)品）辦理型式批準（P），而且使用中應(yīng)接受強制檢定（V）。

用戶選擇一款聲級計時一定要提前了解生產(chǎn)廠家是否已經(jīng)取得了該款聲級計的型式批準證書（CPA）。用戶使用中的聲級計只有由計量部門出具檢定證書并得出合格結(jié)論及準確度等級且在有效期（一年）內(nèi)才能正常使用，如果只出具校準證書或檢測報告，則不能證明聲級計性能是符合GB/T 3785.1-2010（IEC 61672-1:2013）的要求的。《公告》還規(guī)定2020年11月1日后未取得型式批準證書的，責(zé)令停止制造、銷售和進口，并依照有關(guān)規(guī)定給予處罰。

對于其它用途的聲級計，根據(jù)國家標準要求也應(yīng)按GB/T 3785.2《電聲學(xué) 聲級計 第2部分：型式評價試驗》進行型式評價試驗，獲得型式評價證書并予公示，否則由于周期試驗的范圍有限，即便周期試驗的結(jié)果符合GB/T 3785.3的所有相關(guān)要求, 也不能做出符合聲級計性能要求的結(jié)論。

配套校準器

聲級計在使用過程中需要使用聲校準器進行聲校準，聲校準器往往作為聲級計的配套儀器，成為聲級計的組成部分。聲校準器應(yīng)滿足GB/T 15173對1級或2級聲校準器的要求，1級聲級計需使用1級聲校準器校準，2級聲級計需使用2級或1級聲校準器校準。需要注意的是有些聲校準器受海拔高度影響（主要是大氣密度影響）較大，需要作修正，或者選用氣壓影響較小的聲校準器，以免影響測量準確度。

常用國家標準對聲級計的選用

01

職業(yè)衛(wèi)生噪聲測量

標準：GBZ GBZ/T 189.8 《 工作場所物理因素測量 第8部分 噪聲》和GB/T 21230-2014/ ISO 9612：2009《聲學(xué) 職業(yè)噪聲暴露的測定 工程法》

要求：噪聲測量的儀器為2級或以上聲級計、積分聲級計或個人噪聲劑量計，具有A、 C計權(quán)，“S(慢)”檔和 “Peak(峰值)”檔。固定的工作崗位選用聲級計，流動的工作崗位優(yōu)先選用個體噪聲劑量計。測量前應(yīng)對儀器進行校準。GB/T 21230-2014中規(guī)定在溫度非常低或噪聲以高頻為主的情況下測量時，優(yōu)選使用1級儀器，聲校準器應(yīng)滿足1級要求。

02

機床電器噪聲測量

標準：JB/T 10046-2017《機床電器噪聲的限值及測定方法》

要求：選用滿足GB/T 3785.1-2010標準規(guī)定的1級聲級計，具有A頻率計權(quán)。測量前后應(yīng)用準確度優(yōu)于±0.3 dB的聲校準器在測試頻率范圍內(nèi)的一個或多個頻率點上對整個測量系統(tǒng)進行校準。

03

聲環(huán)境質(zhì)量的測量

標準：GB 3096-2008 《聲環(huán)境質(zhì)量標準》

要求：測量儀器精度為2型及2型以上的積分平均聲級計或環(huán)境噪聲自動監(jiān)測儀器，其性能要符合GB 3785和GB/T 17181（兩個標準合并修訂為GB/T 3785）的規(guī)定,并定期校驗。測量前后聲校準器校準示值偏差不得大于0.5 dB。

04

工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲測量

標準：GB 12348-2008 《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》

要求：測量儀器為積分平均聲級計或環(huán)境噪聲自動監(jiān)測儀器，其性能應(yīng)不低于GB 3785和GB/T 17181（兩個標準合并修訂為GB/T 3785）對2型儀器的要求。測量35 dB以下的噪聲應(yīng)使用1型聲級計；當需要進行噪聲的頻譜分析時，儀器性能應(yīng)符合GB/T 3241中對濾波器的要求。

05

建筑施工廠界環(huán)境噪聲測量

標準：GB12523-2011《建筑施工場界環(huán)境噪聲排放標準》

要求：測量儀器為積分平均聲級計或環(huán)境噪聲自動監(jiān)測儀器，其性能應(yīng)不低于GB/T 17181（已與GB 3785合并修訂為GB/T 3785）對2型儀器的要求。

06

社會生活環(huán)境噪聲測量

標準：GB 22337-2008《社會生活環(huán)境噪聲排放標準》

要求：測量儀器為積分平均聲級計或環(huán)境噪聲自動監(jiān)測儀器，其性能應(yīng)不低于GB 3785和GB/T 17181（兩個標準合并修訂為GB/T 3785）對2型儀器的要求。測量35 dB以下的噪聲應(yīng)使用1型聲級計；當需要進行噪聲的頻譜分析時，儀器性能應(yīng)符合GB/T 3241中對濾波器的要求。

07

鐵路邊界噪聲測量

標準：GB 12525-1990《鐵路邊界噪聲限值及測量方法》

要求：測量儀器應(yīng)符合GB 3785（已與GB/T 17181合并修訂為GB/T 3785）中規(guī)定的2型或2型以上的積分聲級計或其他相同精度的測量儀器。

08

機場周圍飛機噪聲測量

標準：GB 9661-88《機場周圍飛機噪聲測量方法》

要求：測量儀器精度不低于2型的聲級計或機場噪聲監(jiān)測系統(tǒng)及其他適當儀器。聲級計的性能要符合GB 3785（已與GB/T 17181合并修訂為GB/T 3785）的規(guī)定。

09

汽車車內(nèi)噪聲測量

標準：GB/T18697-2002《汽車車內(nèi)噪聲測量方法》

要求：使用1型聲級計和倍頻程或1/3倍頻程濾波器。“快”特性，測量A聲級L_PA，附加專項測量中在所選擇的測點上進行頻譜分析，測量值用倍頻程或1/3倍頻程聲壓級表示，頻率范圍至少覆蓋45 Hz到11200 Hz范圍（倍頻程濾波器中心頻率63 Hz~8 kHz，1/3倍頻程濾波器中心頻率50 Hz~10 kHz），應(yīng)優(yōu)先采用1/3倍頻程聲壓級。