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声功率 sound power
单位时间内通过某一面积的声能。单位:瓦，W。 [GB/T 3947-1996，定义 2. 30]
声功率是声源在单位时间内通过特定面积辐射的声能总量，国际单位为瓦特（W）。其物理意义体现为声源的能量输出能力，与声压（空间某点的瞬时压力变化）形成本质区别——前者描述声源整体能量特性，后者反映介质局部波动状态。根据GB/T 3947-1996标准，声功率计算需对声场进行全空间积分，公式为：\( W = \frac{1}{T} \int_{0}^{T} \iint_{S} p(x,y,z,t)^2 dS dt \)，其中声压p需通过声强探头测量，并考虑介质特性（如空气密度ρ与声速c）的修正系数。
声功率级（LW）通过公式( L_W = 10 \log_{10}\left(\frac{W}{W_0}\right) \)量化，参考值W₀=1 pW（10⁻¹² W）。该分级体系采用对数压缩技术，解决声功率从微瓦级（医疗超声）到兆瓦级（喷气引擎）的量级跨度问题。例如，汽车发动机怠速声功率约0.1 W（LW=100 dB），而飞机引擎测试可达10 kW（LW=130 dB）。工业标准ISO 3745规定，声功率级测量误差需控制在±2 dB，确保产品认证数据可靠性。
声功率测量需同步实现时间平均（捕捉稳态/非稳态噪声）与空间平均（消除声场不均匀性）。传统方法采用消声室/半消声室环境，使用全向声强探头按螺旋轨迹扫描（ISO 9613-1），耗时长达8小时。现代技术集成机器人测位系统（精度±1 mm），结合波束成形算法，可在开放场地实现空间平均，效率提升300%。汽车NVH测试中，多通道阵列同步采集发动机舱声功率分布，数据通过FFT分析分离各频段贡献度。
工业领域，声功率用于评估风机、水泵等设备的噪声辐射水平，OSHA标准规定8小时暴露限值≤85 dB(A)。家电行业依据IEC 60704标准，要求洗衣机工作声功率≤72 dB(A)。消费电子领域，真无线耳机降噪性能测试需测量麦克风阵列的等效声功率，配合FIR数字滤波器优化ANC算法。建筑声学中，声功率法可反推房间混响时间，误差率低于传统脉冲响应法的5%。
深度学习算法（如U-Net卷积网络）可基于产品结构参数预测声功率，例如汽车设计阶段通过CAD模型估算发动机噪声，准确率达89%。物联网设备集成MEMS麦克风阵列，实时监测工业设备声功率波动，数据通过LoRaWAN传输至云端，结合LSTM模型预测故障风险。最新ISO 3745:2023标准引入区块链存证技术，确保声功率测试数据的不可篡改性，提升国际认证可信度。
声功率反映声源整体能量输出，而声压级仅表示接收点的压力强度。例如，低音炮的100 dB SPL可能仅影响半径2米区域，但其声功率级（LW=110 dB）表明总辐射能量。环境噪声评估中，若误用声压级代替声功率级，可能导致隔音设计失效（如低估交通噪声的累积效应）。医疗超声设备认证需严格区分有效声功率（W）与空间峰值时间平均声强（Ispta），前者用于热效应评估，后者关乎生物安全性。
1级声功率测量系统（如Brüel & Kjær Type 2270）采用声强扫描法，适用于实验室认证，温度补偿模块确保-10°C~50°C精度±0.5 dB。2级设备（如Norsonic Nor140）支持工程现场快速评估，集成冲击计权（I计权）捕捉瞬态噪声。特殊场景需选配水听器阵列（水下声功率测量）或激光多普勒测振仪（固体传声分析）。数据存储需符合ISO 61672-2:2013要求，支持HDF5格式导出，时间戳精度达±1 ms。
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