사운드 파워(음력)과 사운드 프레셔(음압)이란?

사운드 파워(음력)과 사운드 프레셔(음압)의 관계

사운드 파워(음력)과 사운드 프레셔(음압)의 관계를 이해하는 데 도움이되는 간단한 비유가 있습니다.  

전기 히터에는 특정 전력 출력이있어 실내로 방출되어 실내 온도를 높입니다. 히터의 전원 출력은 히터가있는 방과 무관합니다. 그러나 실내 온도는 히터와의 거리뿐만 아니라 크기, 실내 벽과 바닥을 통해 흡수되거나 전달되는 열의 양과 같은 실내 특성에 따라 달라집니다.

음원의 사운드 파워 출력과 방의 사운드 프레셔 레벨 간의 관계는 비슷합니다. 소스에서 방출되는 사운드 에너지는 실내의 사운드 파워 레벨을 높입니다. 음원의 사운드 파워 레벨은 방과 무관하지만 사운드 프레셔 레벨은 음원과의 거리 및 방의 특성에 따라 달라집니다. 여기에는 방의 크기와 방 안의 표면이 소리를 반사하거나 흡수하는 정도가 포함됩니다.

사운드 파워와 마찬가지로 일반적으로 사운드 파워를 데시벨 단위로 표현합니다. 이는 특히 참조 값이 생략된 경우 혼란의 원인이 될 수 있습니다. 사운드 파워 레벨의 기준 값은 20µPa이고 사운드 프레셔 레벨의 기준 값은 1pW입니다.

이러한 기준 값은 전파 영역이 1m2 인 거리에서 완벽한 자유 장에서 사운드 프레셔 레벨과 사운드 파워 레벨이 같도록 선택되었습니다.

사운드 파워 레벨을 결정해야 하나요?

장치의 사운드 파워 레벨을 아는 것은 매우 유용합니다. 이를 통해 테스트 환경이나 측정 거리에 대한 지식없이 다양한 장치의 사운드 출력을 객관적으로 비교할 수 있습니다. 따라서 제품 라벨링, 장치에 대한 소음 방출 제한 지정 및 제한 준수 확인에 이상적인 사운드 파워 레벨이 제공됩니다.

사운드 파워 레벨은 음향 환경 및 측정 위치와 무관하기 때문에 장치에서 알려진 음향 환경의 특정 위치로 전달되는 사운드 프레셔 레벨을 계산할 수도 있습니다. 

예를 들어, 음향 컨설턴트는 기계 부품의 사운드 프레셔 레벨을 사용하여 특정 위치에 설치 될 경우 근처 거주지에서 생성되는 사운드 프레셔 레벨을 계산할 수 있습니다. 그런 다음 컨설턴트는 거주지에서 발생하는 소음 방출이 관련 규정을 준수하는지 또는 완화 조치를 설계해야하는지 또는 다른, 더 조용한 기계를 선택해야하는지 여부를 결정할 수 있습니다.

사운드 파워는 어떻게 측정됩니까?

사운드 파워는 사운드 프레셔 또는 음 강도 측정을 통해 결정될 수 있습니다.

사운드 프레셔 측정에서 사운드 파워를 결정하는 방법에는 직접 방법과 비교 방법의 두 가지가 있습니다. 직접 방법은 본질적으로 자유 장 환경에서 가장 일반적으로 사용되지만 반향 음장에서도 사용할 수 있습니다. 그러나 비교 방법은 반향 음장에서만 사용됩니다.

직접 방법에서는 테스트중인 장치를 감싸는 가상의 표면이 정의되고 표면의 여러 위치에서 사운드 프레셔 측정이 수행됩니다. 이러한 사운드 프레셔 레벨 측정은 공간적으로 평균화되고 음향 환경 (예 : 배경 소음)의 영향에 대해 수정됩니다.

측정 표면에 대한 평균 사운드 프레셔 레벨이 결정되면, 사운드 파워 레벨은 1m2의 기준 표면적에 대한 표면적의 비율을 조정하여 간단히 계산할 수 있습니다. 여기에서 음압 레벨과 사운드 프레셔 레벨이 동일합니다.

비교 방법은 약간 다릅니다. 이 방법에서는 알려진 안정된 사운드 파워 레벨을 가진 기준 음원이 사용됩니다. 사운드 프레셔 측정은 기준 음원이 작동하고 테스트 중인 장치가 작동하는 상태에서 테스트 룸에서 수행됩니다. 테스트 중인 장치의 음압 레벨은 측정된 사운드 프레셔 레벨을 각 음원과 비교하여 계산할 수 있습니다.

사운드 강도 측정에서 사운드 파워를 결정하는 것은 사운드 프레셔 측정을 사용하는 직접 방법과 매우 유사한 프로세스를 따릅니다. 그러나 사운드 강도는 시간 평균 벡터 양이기 때문에 사운드 프레셔 기반 측정보다 배경 소음 및 잔향에 훨씬 더 관대합니다. 따라서 현장 측정에 특히 적합한 사운드 강도 기반 사운드 파워 결정이 가능합니다.

사용할 표준은 무엇입니까?

다양한 음향 환경에서 측정되고 다양한 수준의 정밀도를 달성하는 다양한 유형의 소음원을 수용하는 사운드 파워 결정에 대한 많은 표준이 있습니다. 현재 사용중인 많은 표준에 대한 자세한 설명은 여기에서 설명하지 않지만, 중요 개요를 살펴볼 수 있습니다.

먼저 "기본 표준"과 "노이즈 테스트 코드"로 나눌 수 있습니다. 기본 표준은 다양한 음향 환경 및 정확도 수준에서 모든 유형의 제품에 대한 사운드 파워를 결정하는 방법을 지정합니다. 결과적으로 테스트 대상 장치의 작동 및 장착 조건에 대한 일반적인 지원만 제공합니다. 

반면에 노이즈 테스트 코드는 특정 유형의 노이즈 소스에 고유하며 장착 및 작동 조건에 대한 세부 요구 사항을 지정하고 사용해야하는 기본 표준을 식별합니다. 일반적으로 장치에 대한 노이즈 테스트 코드가있는 경우 이를 사용해야합니다.

노이즈 테스트 코드가 없는 경우 기본 표준을 사용할 수 있습니다. ISO 3740 : 2019 (en) Acoustics – 소음원의 사운드 파워 레벨 결정 – 기본 표준 사용 지침은 사운드 파워 결정을 위한 기본 표준에 대한 개요를 제공합니다. 이는 테스트 환경 및 장비, 테스트 중인 장치 특성 및 원하는 정확도 레벨을 고려하여 적절한 표준을 선택하는데 사용할 수 있습니다.

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사운드 파워 측정용 장비

사운드 파워 결정에 가장 적합한 기기는 선택한 방법과 테스트 환경, 테스트 볼륨 및 소스의 특성에 따라 달라집니다.

Brüel & Kjær는 사운드 파워 측정을 위한 포괄적인 범위의 계측 소프트웨어를 보유하고 있습니다. 아래에 가장 널리 적용되는 몇 가지 옵션을 살펴봅니다.