走进基准故事：空气声耦合腔互易法声压副基准装置

学术 2024-08-31 10:00 四川

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走进基准故事

空气声耦合腔互易法声压

副基准装置

三线建设时期，中国测试技术研究院作为保存备用国家基准、标准和开展尖端测试技术研究的第二基地，始建于大邑县鹤鸣山。

建院以来，共建立和保存了涉及几何量（长度）、热工（温度）、力学、电磁、无线电、时间与频率、光学、化学、声学、电离辐射等十大计量领域的国家基准、副基准36项，占全国现有总数的1/5，是国家量值传递和溯源体系的重要组成部分。

随着城市化的发展和居民生活方式的改变，噪声污染日益严重，其越来越成为环境领域集中投诉的热点和焦点。噪声污染监测与人民群众生活息息相关，是生态文明建设的重要内容，环境噪声测量仪器的量值溯源需求也日益凸显。

空气声耦合腔互易法声压副基准装置

测量范围：频率（Frequency）：10 Hz～25 kHz，测量不确定度：声压灵敏度级（Pressure sensitivity level）（k=2）：10 Hz～6.3 kHz：U=0.05 dB；>6.3 kHz～25 kHz：U=0.12 dB

空气声耦合腔互易法声压副基准装置助力解决实验室标准传声器和噪声测量仪器的溯源需求，于三线建设时期分迁至四川大邑，由中国测试技术研究院保存，作为我国空气声声压量值源的源头，广泛应用于环境噪声监测和防护、听力保护和诊断、噪声振动控制等各个领域，已支撑我国声学科学领域发展半个世纪有余。

建立之初，该装置测量频率范围为50 Hz~2000 Hz，而随着科学技术的发展，国际法制计量组织规定的噪声计量器具的低频段已扩展至10 Hz，高频段为20 kHz，原测量频率范围已难以满足社会的需要。2008年，我院郝豫川研究员牵头，通过声传输线方程对截止频率进行扩展，并使用双通道的电声分析仪、改进前置放大器等技术方案，将基准的测量能力拓展为20 Hz～25 kHz，不确定度达到国际先进水平，解决了噪声测量仪器在宽频带内的量值溯源问题。

在保障和提升国内产品质量的同时，2009年，该基准与丹麦国家声学振动基础实验室（DPLA）针对同一实验室标准传声器的校准数据进行了比对，验证了我国量值与国际量值的等效一致，增强了我国在国际贸易和技术规范制定中的话语权，提升了我国声学产品的国际竞争力。

围绕空气声耦合腔互易法声压副基准装置，声学研究所参与制定了《JJG 2037-2015 空气声声压计量器具检定系统表》，研制噪声及气象参数户外监测装置支撑杆并获得实用新型专利，提高了噪声及气象参数户外监测装置的经济适用性与监测数据准确性。

目前，该基准广泛应用于我国国防军事、医疗健康、生态环境、材料研制等领域。以国防工业为例，涉及航空航天领域中音爆、发动机噪声等的测量，被测声压级可以达到170dB甚至更高，会对人体和某些仪器产生严重的影响。高声压传声器是测量高声压的核心计量器具，空气声耦合腔互易法声压副基准装置确保高声压测量传声器的声压灵敏度准确可靠，保证了高声压测量的准确有效，为国防军事科研等提供了有力的计量技术支撑。

团队风采

鄂治群研究员于2009年接过前辈手中的“接力棒”，负责空气声耦合腔互易法声压副基准装置维护工作，带领团队在声学计量量值源头“精”无止境的道路上披荆斩棘。

空气声耦合腔互易法声压副基准装置维护团队

2010年起，为了提高声压量值复现的准确性与基准装置的自动化水平，团队基于互易法测量原理的特征参数，分析了影响基准测量精度的关键因素，研究了电压比技术，利用取样电容代替精密交流电阻箱，突破了电转移阻抗难以高精度测量的技术瓶颈，从而使空气声耦合腔互易法声压副基准装置的整体技术水平得到提高，解决了经济发展和工业生产中的系列重大测量技术难题，为我国高技术产业、先进制造业的发展，提供更加精准、可靠的量值溯源服务。

2017年，空气声耦合腔互易法声压副基准装置通过了质检总局组织的国家计量基准全面系统的技术和管理复核，获质检总局批准启用，颁发了新的基准证书，纳入国家量值传递溯源体系。

关于身肩的责任，他说……

历经岁月的磨练，在一代又一代中测人的探索进取中，空气声耦合腔互易法声压副基准装置几经升级改造，不断服务于科技进步与社会发展。

随着我国次声监测系统装备规模的不断扩大，次声传感器的量值溯源需求逐渐凸显，我院将努力建立空气声耦合腔互易法声压副基准装置在次声频段的声压量值复现能力，完善声学量传体系，提升灾害预测、次声污染监测等技术能力，彰显声学计量无穷科学魅力。

鄂治群声学研究所【供稿】

《中国测试》杂志社【编排】

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