声压级测量
声压级测量对我们理解和管理声音或噪声非常重要，可以帮助我们充分利用声音的积极面并控制消极面。
比如，我们可以测量音乐等让人心情愉悦的声音，通过获得的信息进行环境设计，进一步放大这种积极效果。
测量噪声的声压级同样重要。各个国家都会对不同环境下的声压级做出限制，并出台类似“噪声污染防治法”这样的法律法规。对噪声进行合理管控，才能减轻其对人体健康和情绪造成的消极影响。
测量声音或噪声大小最常用的仪器被称为声级计。
什么场合测量声压级？
声压级测量应用场景非常多样，比如：
- 建筑声学：在如办公室，教室，卧室等场所，评估来自另一个房间或外界的噪声情况。噪声大小不应干扰建筑中某个房间的正常使用。
--- - 室内声学：评估封闭空间的声学特性，比如会议室、剧院、教室、录音棚、机场和火车站等厅堂或场所。这样有助于优化设计，增强音乐或演讲给听众带来的美好体验。
--- - 现场演出：表演现场的声压级不能对观众听力造成损害，也不应影响周边居民区。
--- - 环境噪声：评估噪声对社区和环境的影响。
- 建筑工地噪声：监测建筑现场的噪声级。确保声压级在可接受范围内，保护工人和周边居民的健康和情绪。
- 工业噪声：管控来自机械和其它工业设备的噪声。这些信息可以帮助保护工人的职业健康，减轻工业活动的环境影响。
- 铁路噪声：评估铁路对社区的影响。测量数据可用于制定合理的降噪策略，比如安装声屏障或改进机车等的设计。
- 机场噪声：评估机场对社区的影响。测量结果可用于改进噪声控制策略，比如修建降噪设施，调整航路和起降时间等。
- 交通噪声：主要指公路交通的噪声，评估这些声音出现的位置和时间，有利于决策者制定合理的降噪策略，比如建立声屏障或特定时间段的交通管控，让区域内的居民收益。
声级计的应用场景远非如此。它们还被广泛应用于如听力学、音乐制作、产品测试、汽车噪声测试、声学法证、声音增强系统、生物声学和教育等多样化的领域。
什么是声压级？
声压级（SPL，Sound Pressure Level ）是声学测量中最基础的参数。声压级单位分贝（dB），自 1930 年代就开始广泛使用。
声压级由声压和参考声压的比值通过对数运算求得
SPL = 20 log10(p/pref) dB
p → 实时声压，单位 Pa
pref → 参考声压 = 20 µPa
声压级测量时会用到几个常用的滤波器 - 也就是计权/加权，可以确保声压级数据具有更高的相关性并易于理解和对比。常见的参数如 LAF，LCS 等就是使用了计权。
| 常用滤波器 | |
|---|---|
| 频率计权 | 频率计权用于模拟人耳接收声音的特点。声级计麦克风检测低频和高频的能力比人耳强大得多。频率计权可以降低低频和高频成分，让测量结果更符合人耳的实际听感。
频率计权的目的就是让客观数据更符合人耳的主观听感。 最常用的三个频率计权是：A，C 和 Z。 |
| 时间计权 | 人耳听到的声音实际是一段短时间内声音的“平均”，而不是像麦克风一样实时感受声音的快速变化。时间计权的目的就是让这种变化慢下来，让声级计展现出来的数据更加易读和易于理解。
时间计权跟所测声音的持续时间有关。最常用的三个时间计权是，S = 慢速，F = 快速，I = 脉冲。其中 S 的持续时间最长。 |
更多关于声压级参数的介绍，可以查看拓展阅读：
视频课程：声压级测量基础
声级计如何工作
声级计是用于测量和评估声压级（SPL）大小的仪器。
声音被现代声级计测量的信号链路如下：
- 振膜：声波推动麦克风传感器的振膜振动。这种振动进而被转换成模拟电信号；
--- - 前置放大器：将模拟信号放大；
--- - 模数转换：将模拟信号转换成数字信号；
--- - DSP：数字信号处理器，对信号进行运算处理并经过时间和频率计权；
--- - 显示：展现可读取的声压级结果。
选哪个声级计？
XL3 是用于噪声测量，室内和建筑声学等测量的专业声级计和声学分析仪。直观的交互界面不仅为基础的噪声监测应用进行了优化，也为专业人士提供了丰富的分析工具。XL3 支持全程联网，任何移动设备都能远程操控并访问数据。
特性
| XL3 指标 | |
|---|---|
| 实时声压级： | LAF，LAS，LCF，LCS，LZF 和 LZS |
| 一段时间间隔的声压级： | LAFmax，LASmax，LCFmax，LCSmax，LCpk，LZFmax，LZSmax，LAeq，LAeq_dt 和 LAE |
| 百分数声级： | LAeqX%（百分数 X 可为 1 - 99 的数字） |
| 频率特性： |
|
声压级测量标准
各专业组织推出了适用不同领域的声压级测量标准（噪声规范），以便评估声音传播情况。这些领域覆盖了环保，工业，建筑和室内声学等。代表性的专业组织包括：
- 国际标准化组织（ISO）
- 国际电工委员会（IEC）
- 国际声学委员会（ICA）
- 中国国家标准化管理委员会（SAC）
- 欧洲标准化委员会（CEN）
- 美国国家标准协会（ANSI）
这些标准被各个国家、省/州或其它各级政府采纳。标准中一般会明确限制噪声的总量，噪声的持续时长，噪声的来源，以及噪声在一天中出现的特定时间。标准包括：
- 测量与评价：
- ISO 9612 - 声学 - 职业噪声暴露的测定 - 工程法（GB/T 21230）
- ISO 1996 - 声学 - 环境噪声的描述、测量与评价（GB/T 3222）
- ISO 3382.1 - 声学 - 室内声学参量的测量（GB/T 36075.1）
- ISO 16032 - 声学 - 建筑物中服务设备的声压级测量 - 工程法
- 声级计：
- IEC 61672 - 电声学 - 声级计（GB/T 3785）
- IEC 61260 - 电声学 - 倍频程和分数倍频程滤波器（GB/T 3241）
- ANSI S1.4 - 声级计规范
- ANSI S1.11- 倍频带和分数倍频带模拟和数字滤波器规范
这仅仅是定义了声压级测量的一小部分标准。具体适用情况要根据特定应用选择。