Revised Relation between the Sound Power and the Average Sound Pressure Level in Rooms and Consequences for Acoustic Measurements

The relation between sound power and sound pressure levels in rooms is the theoretical basis for measurement of sound power levels and sound reduction indices in the diffuse field. Recently, differences of up to 2 dB in the mid and high frequency range were reported when comparing results from free field and diffuse field sound power measurements. These are caused by an apparently “missing” sound level in the diffuse field if the expected level is based on the conventional “4P/cA”-equation.

Usually the well-known factor (1 – α) is included in the classical equation for correcting the expected sound pressure level in case of absorption which is not low, but in this paper it is shown that this factor is only an approximation of the general term e^−A/s . By using a correction factor (4.34 A/s dB) for sound power levels (or sound reduction indices), the agreement between results from various measurements in reverberant and free field conditions is better than a few tenths of a decibel up to 20 kHz.

Zusammenfassung

Der Zusammenhang zwischen der Schalleistung und dem Schalldruckpegel in Räumen ist die theoretische Grundlage für die Messung von Schalleistung und Schalldämmung im diffusen Schallfeld. Kürzlich wurde über Abweichungen zwischen Schalleistungspegeln aus Freifeld- und Diffusfeld-Messungen in Höhe von bis zu 2 dB bei mittleren und hohen Frequenzen berichtet. Diese Abweichungen werden durch einen scheinbar “fehlenden” Schallpegel im diffusen Feld verursacht, wenn der Erwartungswert des Pegels auf der konventionellen “4 P/c4”-Gleichung beruht.

Üblicherweise wird in denjenigen Fällen, in denen die Absorption nicht sehr klein ist, ein Faktor (1 — α) in die klassische Gleichung als eine Art Korrekturgröße verwendet. In diesem Beitrag wird jedoch gezeigt, daß dieser Faktor nur eine Näherung des allgemeinen Terms e^−A/S ist. Wenn eine entsprechende Korrektur (4,34 A/s dB) für Schalleistungspegel (oder Schalldämm-Maße) verwendet wird, stimmen die Ergebnisse bei unterschiedlichen Meßbedingungen im diffusen oder freien Schallfeld bis auf einige zehntel Dezibel im Frequenzbereich bis 20 kHz überein.

Sommaire

La relation entre puissance acoustique et niveau de pression acoustique constitue la base théorique de la mesure des niveaux de puissance et taux d'amortissement en champ diffus. Récemment, on a fait état des différences, pouvant atteindre 2 dB dans les moyennes et hautes fréquences, entre les résultats de mesure de puissance en champ libre et en champ diffus. Il semble que cela provienne d'un terme de pression «manquant» de l' équation habituelle en «4P/cA».

Généralement on utilise un facteur (1— α) pour corriger la valeur du niveau de pression déduite de l'équation classique, dans le cas où l'absorption n'est pas trop faible. Mais, dans le présent travail, on montre que ce facteur n'est qu'une approximation du terme général e^−A/s . Si l'on utilize le facteur de correction 4,34 A/s (en dB) pour les valeurs mesurées des niveaux de puissance et d'amortissement, la différence entre les résultats du champ libre et du champ réverbérant ne dépasse pas quelques dixièmes de dB jusqu' à 20 kHz.