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防聲壓力和超聲壓力檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-21 00:32:08 更新時(shí)間：2025-08-20 00:32:08

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

防聲壓力與超聲壓力檢測(cè)：技術(shù)要點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)解析

在現(xiàn)代工業(yè)制造、醫(yī)療設(shè)備、聲學(xué)工程及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，防聲壓力與超聲壓力的檢測(cè)扮演著至關(guān)重要的角色。防聲壓力通常指對(duì)低頻噪聲或中低頻聲波的抑制能力，而超聲壓力則涉及頻率高于20kHz的聲波在特定介質(zhì)中的傳播特性。這兩類壓力檢測(cè)不僅關(guān)系到設(shè)備的聲學(xué)性能，更直接影響產(chǎn)品的安全性、舒適性與合規(guī)性。例如，在醫(yī)療超聲診斷設(shè)備中，超聲壓力的準(zhǔn)確測(cè)量可避免對(duì)人體組織造成熱損傷或機(jī)械損傷；在建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)中，防聲壓力檢測(cè)能夠評(píng)估墻體、門窗等結(jié)構(gòu)對(duì)噪聲的隔絕效果。因此，科學(xué)、精準(zhǔn)的檢測(cè)項(xiàng)目、先進(jìn)的檢測(cè)儀器、規(guī)范的檢測(cè)方法以及權(quán)威的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)成了完整的壓力檢測(cè)體系。本文將深入探討防聲壓力與超聲壓力檢測(cè)的關(guān)鍵要素，涵蓋檢測(cè)項(xiàng)目設(shè)置、主流檢測(cè)儀器類型、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)流程及國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)規(guī)范，為相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)、生產(chǎn)與質(zhì)量控制提供技術(shù)參考。

檢測(cè)項(xiàng)目

防聲壓力檢測(cè)主要關(guān)注結(jié)構(gòu)或材料對(duì)聲波的隔絕能力，常見(jiàn)檢測(cè)項(xiàng)目包括：聲壓級(jí)衰減量（單位：dB）、隔聲量（STC或RW值）、低頻聲波傳輸損失（如125Hz、250Hz頻段的隔聲性能）、共振頻率分析等。在建筑隔聲檢測(cè)中，還需評(píng)估空氣聲與撞擊聲的隔絕性能。而超聲壓力檢測(cè)則側(cè)重于高頻聲波的強(qiáng)度、波形特征與能量分布，主要項(xiàng)目包括：聲壓峰值（Pa）、平均聲強(qiáng)（W/m2）、聲場(chǎng)分布均勻性、脈沖重復(fù)頻率（PRF）下的壓力穩(wěn)定性、以及超聲波在介質(zhì)中的熱效應(yīng)與空化效應(yīng)評(píng)估。對(duì)于醫(yī)用超聲設(shè)備，還需檢測(cè)聲輸出指數(shù)（如ISPTA、ISPPA、ISATA等）是否符合安全限值。

檢測(cè)儀器

實(shí)現(xiàn)高精度的壓力檢測(cè)依賴先進(jìn)的儀器設(shè)備。在防聲壓力檢測(cè)方面，常用儀器包括：聲級(jí)計(jì)（如Bruel & Kjaer 2250系列）、聲學(xué)分析儀（如LMS Test.Lab）、傳聲器陣列系統(tǒng)、以及用于混響室與消聲室的聲學(xué)測(cè)量系統(tǒng)。這些設(shè)備可實(shí)現(xiàn)寬頻段聲壓級(jí)的實(shí)時(shí)采集與頻譜分析。對(duì)于超聲壓力檢測(cè)，核心儀器為高靈敏度壓電式超聲探頭（如PZT材料探頭）、超聲信號(hào)發(fā)生與采集系統(tǒng)（如Tektronix示波器與超聲信號(hào)分析儀）、以及水聽(tīng)器（Hydrophone）——特別是用于水下或生物組織中聲場(chǎng)測(cè)量的光纖水聽(tīng)器或PVDF水聽(tīng)器。此外，配備實(shí)時(shí)信號(hào)處理軟件的超聲成像系統(tǒng)（如Siemens或GE的超聲診斷設(shè)備）也常用于工業(yè)與醫(yī)療場(chǎng)景的壓力場(chǎng)驗(yàn)證。

檢測(cè)方法

防聲壓力檢測(cè)通常采用標(biāo)準(zhǔn)聲學(xué)環(huán)境下的對(duì)比測(cè)量法。例如，在消聲室中使用寬帶噪聲源激發(fā)待測(cè)隔聲結(jié)構(gòu)，通過(guò)布置多個(gè)傳聲器測(cè)量入射聲壓與透射聲壓，計(jì)算隔聲量。對(duì)于建筑構(gòu)件，依據(jù)ISO 140系列標(biāo)準(zhǔn)，采用“空氣聲隔聲測(cè)量”或“撞擊聲隔聲測(cè)量”流程。而在超聲壓力檢測(cè)中，常用方法包括：脈沖-回波法（Pulse-Echo Method），用于測(cè)量聲波在介質(zhì)中的傳播特性與反射強(qiáng)度；聲強(qiáng)法（Sound Intensity Method），通過(guò)雙傳聲器測(cè)量聲壓與質(zhì)點(diǎn)速度的相位差，計(jì)算聲強(qiáng)分布；以及水聽(tīng)器直接測(cè)量法，將水聽(tīng)器置于超聲場(chǎng)中，獲取聲壓隨時(shí)間變化的波形數(shù)據(jù)。近年來(lái)，基于激光干涉技術(shù)的非接觸式聲場(chǎng)測(cè)量方法也逐步應(yīng)用于高精度超聲場(chǎng)重建。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

為確保檢測(cè)結(jié)果的可比性與權(quán)威性，全球范圍內(nèi)已建立起一系列標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)體系。在防聲壓力領(lǐng)域，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 140-3《建筑聲學(xué)：隔聲測(cè)量》、ISO 16283-1《建筑構(gòu)件的空氣聲隔聲測(cè)量》以及中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50121-2005《建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》是核心依據(jù)。對(duì)于超聲壓力檢測(cè)，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）發(fā)布的IEC 62127系列標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 62127-1:2015）對(duì)醫(yī)用超聲診斷設(shè)備的聲輸出安全提出明確要求。美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）和歐盟CE認(rèn)證體系也強(qiáng)制要求超聲設(shè)備的聲輸出參數(shù)需符合《FDA 21 CFR Part 820》及《MDD/MDR》中關(guān)于聲輸出安全限值的規(guī)定。此外，聲場(chǎng)校準(zhǔn)方面，ISO 17025認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室需遵循ISO 17025《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》進(jìn)行能力驗(yàn)證與結(jié)果溯源。