中國計量院建立次聲源標準裝置

據悉，中國計量科學研究院成功建立基于激光活塞發生器法的次聲源標準裝置，將助我國提升次聲傳感器研制水平和環境次聲監測水平。
　　 日前從中國計量科學研究院了解到，該院建立的基于激光活塞發生器法的次聲源標準裝置，失真度和頻率下限達到zui高水平，并*我國低于20Hz的次聲聲壓量值復現與傳遞能力的空白，為次聲的監測防護和利用提供技術支撐。

　　次聲是頻率低于20Hz的聲波，人耳聽不到，也很少意識到它的存在。作為一種低頻聲波，次聲總是伴隨著許多自然現象而出現。工業設施或機電設備甚至人體自身都能產生次聲。次聲的波長很長，不容易衰減，可傳播很遠的距離。某些頻率的次聲可與人體器官發生共振，易導致頭暈、心慌、神志不清等現象，超過一定強度時可致人死亡。

　　一般來說，次聲波強度都較弱，對人體不會產生損傷。但是隨著現代工業的發展，汽車及高速列車行使、大型機械運行、高大建筑中均產生大量的次聲波。隨著人們對次聲波損傷效應的認識不斷加深，世界各國正積極采取措施，監測并減少次聲對人體的傷害。

　　次聲聲壓量值的準確測量是人體避免次聲傷害和次聲技術廣泛應用的前提和保障。目前我國聲壓基準的頻率范圍為20Hz~25kHz，在低于20Hz的次聲頻段，尚沒有量值溯源能力和量值傳遞手段，而在此領域技術水平zui高的英國、丹麥等國家的計量實驗室已經將聲學傳感器的校準頻段拓展至1Hz甚至更低。

　　中國計量科學研究院和浙江大學經多年合作研究，在上提出利用位移反饋型的激光活塞發生器獲得低失真的次聲聲壓，并建立次聲聲壓校準裝置。據了解，該裝置在0.1Hz~20Hz范圍內，聲信號總諧波失真小于0.8%；穩定性優于0.01dB，聲壓級不確定度在0.1Hz~20Hz，范圍為：0.20dB~0.04dB(k=2)。

　　該裝置采用高精度的活塞-腔體套組，使得低頻測量下限可延伸至0.01Hz，活塞發聲器的泄露時間常數達到50s，技術指標*目前已公布的結果，此前，泄漏時間常數結果是英國國家物理實驗室的12s。該常數是腔內的脈沖壓力衰減至1/e時對應的時間，泄露時間常數越大，意味著計算腔內的聲壓時所需的聲泄漏修正值越小。

　　據課題負責人何龍標博士介紹，該方法的主要原理是：利用超低頻振動臺推動活塞在腔體內作往復運動產生聲壓，采用激光測振儀測量活塞位移得到腔內氣體體積變化量，依據理想氣體狀態方程計算獲得聲壓。次聲源標準裝置由信號源、功率放大器、光柵位移測量及失真反饋系統、低頻振動臺、活塞、腔體、激光測振儀、數據采集和處理系統等組成。

　　次聲源標準裝置的建立，實現了次聲頻段聲壓量值的復現和傳遞，有助于我國次聲傳感器研制水平和環境次聲監測水平的提升，為次聲防護和應用提供技術保障。北京富瑞恒創科技有限公司。