声学测量第二章

这是一篇关于声学测量第二章的思维导图，主要内容有声波特性、声场特性、声学计量参数及其计算、互易定理。

第二章

• 声波特性
  • 波动类型
    • 横波（切变波）
    • 纵波（压缩波）
  • 声波三要素
    • 波长
      • 符号：λ，单位：m
    • 周期（频率）
      • 周期符号：T，单位：s 频率符号：f, 单位：Hz
    • 声速
      • 符号：c，单位：m/s
  • 典型声波波阵面
    • 平面波场
      • 与传播方向垂直的各个平面中平均声压相等， 在同一平面中声压、相位相同，平面波长中声强与距离无关
    • 球面波场
      • 声压与离声源（或声源等效声中心）的距离的一次方成反比，声强与此距离的二次方成反比。在均匀无限介质中，一个有限尺寸的声源无论是什么形状，所辐射的声波波阵面在远离声源的远距离上都近似地是一个球面。
    • 柱面波场
      • 具有轴对称性。在均匀介质中传播时，柱面中沿轴向的平均声压与柱面离振动源面的距离的1/2次方成反比，即柱面中的声强与离声源距离的一次方成反比。
  • 反射、折射、透射、绕射
    • 当声波从一种介质传播到另一种介质时，在两 介质的分界面上将发生反射、折射和透射现象。
      • 垂直入射：反射，透射
      • 斜入射：反射，折射
    • 绕射（衍射），频率越低，波长越长，衍射现象越明显
  • 干涉
    • 线性叠加原理：p=p1+p2(仅适用于小振幅波）
    • 行波，驻波
    • 干涉现象：在p1A=p2A时，合成声压振幅最大可取2p1A或p2A，最小可为零 相应声波密度最大为相干波的4倍，最小为零。
• 声场特性
  • 自由场，声压场，扩散场
    • 自由场
      • 声源在均匀的，各向同性的无限介质中所产生的，没有反射声和散射声的声场。 实现方法：消声水池，消声室，脉冲声测量技术。 自由符合球面波传播规律 影响因素：边界声反射，声散射，媒质的密度，声速等物理特性不均匀
    • 声压场
      • 尺寸远小于媒质中声波波长的密闭腔中由换能器产生的声场（人为制造的） 腔内各点的声压值基本相等，主要用于水听器或传声器低频校准。 校准方法：密闭腔比较法，耦合互易法
    • 扩散场
      • 又名漫射声场，弥散声场。闭合容器里的具有反射边界面的壁面，在单位时间内 吸收的能量等于声源在单位时间内发射的能量时，声场达到稳态，即为扩散声场。 扩散声场中稳态的平均声能密度处处相等。
  • 近场，远场
    • 近场
      • 声场中靠近发射换能器的近区，各点瞬时声压与瞬时质点振速的相位都是不同的。
    • 远场
      • 在离发射换能器较远距离上，各点声压与它离声源的距离成反比，各点的瞬时声压与瞬时质点振速是同相位的。
  • 远场判据
    • 一大一小
    • 两大
  • 等效声中心
    • 工作面对称
      • 几何中心
    • 非对称工作面
• 声学计量参数 及其计算
  • 基本声学参量
    • 声压(表示符号p）
    • 质点振速（表示符号u,v)
    • 声强（表示符号I,J）
    • 声功率（表示符号Wa,P)
    • 声阻抗（表示符号Za)
    • 自由场（电压）灵敏度（表示符号M）
    • 声压灵敏度（表示符号Mp)
    • 发送响应
    • 指向性
  • 分贝
    • 定义
    • 声学量分贝表示
      • 声压级
      • 声强级
  • 其他常见声学参量
    • 水声
      • 换能器电阻抗和电导纳，线性范围，动态范围， 输入电功率、发射声功率和电声效率，插入损失和回声降低
    • 超声
      • 声能密度，衰减系数
    • 空气声
      • 响度和响度级，声级，等效[连续A计权]声[压]级
• 互易定理
  • 互易定理
    • 机电互易定理
    • 声场互易定理
    • 电声互易定理
  • 互易常数
    • 一般计算式
    • 自由场互易常数
      • 球面波
      • 平面波
      • 柱面波
    • 耦合腔互易常数
    • 行波管互易常数
  • 互易法