第二章噪聲的基本知識

第二章

噪聲基礎(chǔ)知識聲學(xué)基礎(chǔ)噪聲的量度和評價噪聲測量分析技術(shù)噪聲的危害和控制1第一節(jié)

聲學(xué)基礎(chǔ)聲源：一個向周圍媒質(zhì)輻射聲波的振動系統(tǒng)叫“聲源”，固體，液體，氣體都可以發(fā)聲，都可以當(dāng)作聲源。典型理想點聲源：脈動球，振動球。聲波：振動在媒質(zhì)中的傳播過程就稱為聲波。聲波的存在有兩個基本條件：聲源和能夠傳播振動的介質(zhì)。聲波的屬性：聲波能在固體，液體和氣體中傳播，在固體中可以是縱波，也可以是橫波。但在液體和氣體中一般以縱波傳播。2第一節(jié)

聲學(xué)基礎(chǔ)按介質(zhì)質(zhì)點的振動方向：縱波、橫波或者二者合成。

縱波是指介質(zhì)質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相同，例如鼓面振動；

橫波指振動方向與波的傳播方向互相垂直，如琴弦產(chǎn)生的聲波。按介質(zhì)質(zhì)點振動的連續(xù)性：連續(xù)波和脈沖波。

介質(zhì)質(zhì)點做連續(xù)不斷振動的波為連續(xù)波；

介質(zhì)質(zhì)點作單個或間歇的脈沖運動的波為脈沖波。按波的傳播面：平面波、球面波和柱面波。聲波的分類：3第一節(jié)

聲學(xué)基礎(chǔ)聲波的頻率f（Hz）：聲音每秒鐘振動的次數(shù)。聲速c：聲波在媒介中的傳播速度。聲波在不同介質(zhì)中的頻率f保持不變，但波長λ有所變化，聲速也有所變化.水，空氣，銅，鋼，玻璃，硬橡膠中的聲速排序？空氣340m/s銅3800m/s水1450m/s鋼4900m/s硬橡膠1570m/s玻璃5000~6000m/s聲波的范圍十分廣泛，人耳能夠聽到的范圍是20~20000Hz頻率高于20000Hz的稱為超聲，頻率低于20Hz的稱為次聲。4第一節(jié)

聲學(xué)基礎(chǔ)聲波的疊加原理：兩個獨立聲波同時傳播，仍保持其原有特性（頻率、速度、傳播方向），但在共同作用區(qū)域的質(zhì)點振動為合振動?！缮媛暡ǖ睦@射（衍射）：當(dāng)聲波在傳播過程中，碰到障礙物，聲波能繞過障礙物的邊緣繼續(xù)前進(jìn)，這種現(xiàn)象稱為繞射或衍射現(xiàn)象（高頻聲波易于屏蔽）。聲波的反射和折射：聲波一般沿直線傳播，遇到障礙物會發(fā)生發(fā)射，如天壇的回音壁。聲波在傳播過程中，遇到介質(zhì)發(fā)生變化時，傳播方向會變化，就發(fā)生折射。5第一節(jié)

聲學(xué)基礎(chǔ)樂音：發(fā)聲體做規(guī)則振動時發(fā)出的聲音。噪聲：發(fā)聲體做無規(guī)則振動時發(fā)出的聲音。噪音的波形圖樂音的波形圖6第二節(jié)

噪聲的量度和評價一、聲音的物理量度聲強I：通過單位面積的聲能；聲壓p：介質(zhì)中壓力超過靜壓的值；聲功率w：聲源在單位時間輻射的聲能量；聲級L：人耳具有獨特的生理機(jī)能，由聽閾到痛閾聲壓的絕對值相差達(dá)到100萬倍，其感覺和客觀物理量之間也不是線性關(guān)系而近似對數(shù)關(guān)系，所以引入對比量聲級（無量綱）。7第二節(jié)

噪聲的量度和評價一、聲音的物理量度（聲強）聲強I：聲強，垂直于聲傳播方向上的單位時間內(nèi)單位面積上通過的聲能量。聲強是一個矢量(W/m2)。它不僅反映了聲能量的大小，而且還反映了聲能量的方向，聲強矢量的方向就是聲傳播的方向。如自由聲場中的點聲源（球面波），其聲功率為w，則其聲強可以表示為：8第二節(jié)

噪聲的量度和評價一、聲音的物理量度（聲強）聲強級：聽閾聲強為10-12W/m2，痛閾聲強為1W/m2聽閾聲強級為0dB，痛閾聲強級為120dB通常在談話時的聲強級為60～70dB9聲功率w（W）：聲源在單位時間內(nèi)輻射的聲能量稱為該聲源的聲功率。聲波實際傳播過程就是聲振動能量的傳播過程，聲功率就是單位時間內(nèi)聲源向外輻射出的全部能量。第二節(jié)

噪聲的量度和評價一、聲音的物理量度（聲功率）聲功率是標(biāo)量，反映的是聲源振動輻射能量的大小是一個表示聲源特性的參數(shù)10第二節(jié)

噪聲的量度和評價典型聲源的聲功率級噴氣飛機(jī)100W140dB大型高壓風(fēng)機(jī)10W130dB風(fēng)動鉚槍1W120dB織布機(jī)0.1W110dB汽車?yán)?.01W100dB鋼琴0.001W90dB普通談話0.00001W70dB一、聲音的物理量度（聲功率）聽閾聲功率為10-12W

痛閾聲功率為1W聽閾聲功率級為0dB

痛閾聲功率級為120dB11第二節(jié)

噪聲的量度和評價一、聲音的物理量度（聲壓）聲壓p：聲波在介質(zhì)中傳播時，使介質(zhì)時而密集，時而稀疏，形成一種壓力波（N/m2）

。設(shè)介質(zhì)處于平衡狀態(tài)時，各處的壓力為p0，當(dāng)聲波傳來時，該處的壓強變?yōu)閜f，其變化量為p：就是聲壓，聲壓一般為有效聲壓：（該點瞬時聲壓）的方均根值12第二節(jié)

噪聲的量度和評價有效聲壓：人耳鑒別不出瞬時聲壓的變化，只能感受到一個穩(wěn)定的有效聲壓。有效聲壓是一個變化周期內(nèi)瞬時聲壓的均方根值。有效聲壓就簡稱為聲壓，聲壓的大小反映了聲波的強弱。

一、聲音的物理量度（聲壓）13第二節(jié)

噪聲的量度和評價一、聲音的物理量度（聲壓）聲壓計量單位：聲壓的可聽范圍有100萬倍的變化，為描述方便，定義了聲壓級來表示聲壓的大小。聽閾聲壓2×10-5N/m2痛閾聲壓20N/m2聽閾聲壓級0分貝痛閾聲壓級120分貝典型環(huán)境下的聲壓級噴氣飛機(jī)120～130分貝載重汽車80～90分貝辦公室談話60～70分貝郊外安靜的森林10～20分貝14第二節(jié)

噪聲的量度和評價一、聲音的物理量度（聲壓級的合成）噪聲聲壓級相等時，則：合成噪聲：

同理，n個相同噪聲級噪聲源的合成聲壓級為15第二節(jié)

噪聲的量度和評價一、聲音的物理量度（聲壓級的合成）噪聲聲壓級不相等時

若A＞B，則：先按照從大到小的順序排列，按照此順序?qū)蓚€最大值求和，再將所求和與第三大的值求和，依次進(jìn)行，直到兩分貝值相差10分貝時或到最小數(shù)為止。16第二節(jié)

噪聲的量度和評價一、聲音的物理量度（聲壓級的分解）本底噪聲（暗噪聲、環(huán)境噪聲）：在被測對象發(fā)聲之前，測定場中已有一個難以避免的噪聲存在，此種噪聲相對被測噪聲而言稱為本底噪聲。測定：先測本底噪聲，再測總噪聲，按能量法相減。

被測對象的分貝值=總噪聲-修正值

修正值是總噪聲與本底噪聲之差的函數(shù)，可查表。一般情況下，若總噪聲－本底噪聲≥10分貝，則可忽略本底噪聲。17倍頻程：f上/f下＝2中心頻率f上——上限頻率；f下

——下限頻率頻帶寬度=f上－f下

1/3倍頻程：將倍頻程分3份（1：21/3：22/3：2）第二節(jié)

噪聲的量度和評價二、頻帶與頻譜分析（頻帶）頻帶（頻程）：為了測量方便，把噪聲的聲頻范圍劃分為若干個頻段，每個頻段即為一個頻帶（頻程）。18第二節(jié)

噪聲的量度和評價二、頻帶與頻譜分析（頻譜）頻譜圖

以所選用的倍頻程或1/3倍頻程的中心頻率fm為橫坐標(biāo)，以聲壓級（或聲強級、聲功率級）為縱坐標(biāo)，作出噪聲測量圖形即為頻譜圖。頻譜分析

根據(jù)所繪制的頻譜圖，即可了解頻帶聲壓級（是在頻帶寬度范圍內(nèi)所能檢測到的各個噪聲的合成聲壓級）在不同頻率范圍內(nèi)的分布情況，并據(jù)此判斷出噪聲的成分和性質(zhì)，即為頻譜分析。19第二節(jié)

噪聲的量度和評價二、頻帶與頻譜分析（頻譜分析）該柴油機(jī)的噪聲中在中心頻率為125Hz的聲壓級最高。20第二節(jié)

噪聲的量度和評價三、聲音的主觀量度（響度）響度級

如果所測聲音與基準(zhǔn)聲——頻率為1000Hz的純音對比，聽起來同樣的響，則此基準(zhǔn)聲的聲壓級分貝數(shù)，就稱為該所測聲音的響度級。單位：方（phon）。純音（基準(zhǔn)聲的頻率均為1000HZ

）等響曲線響度級既反映了聲音的物理量度也反映了人耳聽覺的生理效應(yīng)21第二節(jié)

噪聲的量度和評價三、聲音的主觀量度（純音等響曲線）可以看出：人耳對高頻聲音敏感，低頻聲不敏感。22第二節(jié)

噪聲的量度和評價三、聲音的主觀量度（聲級計和計權(quán)網(wǎng)絡(luò)）聲級計：指測量聲音強弱的儀器?！拜斎搿薄晧汉皖l率，“輸出”——盡可能接近人耳聽覺A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)：B計權(quán)網(wǎng)絡(luò)：C計權(quán)網(wǎng)絡(luò)：按人耳40方等響曲線設(shè)計，低頻衰減，中頻衰減次之，高頻稍放大。所測結(jié)果與人耳的感覺最接近。按70方等響曲線設(shè)計，僅在低頻衰減。按100方等響曲線設(shè)計，對整個可聽頻率范圍均無衰減，又叫總聲壓級。計權(quán)網(wǎng)絡(luò)聲級的分貝值23第二節(jié)

噪聲的量度和評價1.等效連續(xù)A聲級LAeq（平均聲級）用來對某一固定點的連續(xù)起伏的環(huán)境噪聲進(jìn)行評價。Li——間隔時間t讀取的一個分貝值；n——一定時間內(nèi)讀取的分貝值的總個數(shù)。四、噪聲的評價24第二節(jié)

噪聲的量度和評價2.噪聲評價數(shù)NLp——倍頻程聲壓級；a，b——常數(shù)，與各頻程的中心頻率有關(guān)，可用表查得。主要用于評定噪聲對聽覺損傷、預(yù)言干擾和周圍環(huán)境的影響，它代表了噪聲的強度和頻率兩個主要因素。四、噪聲的評價253.語言干擾級SIL

倍頻帶中心頻率為500、1000、2000Hz下三個聲壓級的算術(shù)平均值。第二節(jié)

噪聲的量度和評價評價噪聲對語言交談、打電話時的干擾程度。談話時要想對方完全聽清楚，必須高于語言干擾級12dB。四、噪聲的評價26第二節(jié)

噪聲的量度和評價四、噪聲的評價1）L10、L50、L90統(tǒng)計聲級

單位dB（A）（交通噪聲的測量與評價常用此聲級）L10：10％的所測數(shù)據(jù)超過的聲級，又叫噪聲峰值。L50：50％的所測數(shù)據(jù)超過的聲級，又叫平均值。L90：90％的所測數(shù)據(jù)超過的聲級，又叫本底值。4.道路交通噪聲的評價27第二節(jié)

噪聲的量度和評價四、噪聲的評價（道路交通噪聲的評價）2）交通噪聲指數(shù)TNI3）噪聲污染級NPLσ——同一過程中瞬時聲級的標(biāo)準(zhǔn)偏差；k——為臨時性系數(shù)，一般對于飛機(jī)和交通噪聲，k＝2.56?？紤]機(jī)動車噪聲起伏對人的干擾而引入的評價量。28第二節(jié)

噪聲的量度和評價四、噪聲的評價（道路交通噪聲的評價）4）日夜平均聲級Ldn其中：白天從7：00～22：00，晚上從22：00～7：00。5）其它評價指標(biāo)感覺噪聲級PNL，噪聲次數(shù)指數(shù)NNI等。29環(huán)境噪聲的測量噪聲測量：是用相宜的聲學(xué)測量手段，以獲得描寫環(huán)境噪聲或噪聲源特征參量的技術(shù)過程。噪聲測量過程事先了解測量對象明確測量目的、制定周密計劃熟悉測量內(nèi)容及噪聲測量的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范選用測量儀器按照規(guī)定的方法進(jìn)行噪聲測量作好記錄并進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理第三節(jié)

噪聲測量分析技術(shù)30基本測量系統(tǒng)的基本構(gòu)成：傳聲器：為換能器，將聲壓信號成比例地轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柗糯笃骰蛩p器：

將傳聲器傳來的電信號不失真的放大或衰減計權(quán)網(wǎng)絡(luò)：

模擬人耳特性而涉及的濾波線路有效檢波器用于將交流信號檢波整流成直流信號。指示儀表：

讀出數(shù)據(jù)或自動記錄聲音特征第三節(jié)

噪聲測量分析技術(shù)31聲壓測量法是目前最常用的噪聲測量方法，利用聲級計可以直接測量聲場中的總聲壓級和各種計權(quán)聲壓級聲級計：使用最為廣泛的基本聲學(xué)儀器。其聲學(xué)指標(biāo)必須符合國際電工委員會（IEC）規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。第三節(jié)

噪聲測量分析技術(shù)一、聲級計：32聲級計：根據(jù)聲級計在標(biāo)準(zhǔn)條件下測量1000Hz純音所表現(xiàn)出的精度，國際上把聲級計分為兩類，一類叫精密聲級計，一類叫普通聲級計。實行四類分法，即分為0型、1型、2型和3型。它們的精度分別為±0.46、±0.76、±1.00和±1.5dB。0型聲級計主要用作實驗室參考標(biāo)準(zhǔn)；1型聲級計供實驗室及聲學(xué)環(huán)境能夠嚴(yán)格控制的場合使用；2型聲級計適合一般的測量使用；3型聲級計主要用于現(xiàn)場的噪聲普查。第三節(jié)

噪聲測量分析技術(shù)一、聲級計：33

將濾波器和聲級計配套使用，即可測定噪聲頻譜，這樣的儀器稱為頻譜（分析）儀。

帶通濾波器：恒定帶寬、恒定百分比帶寬、等對數(shù)頻帶寬第三節(jié)

噪聲測量分析技術(shù)二、頻譜分析儀器：34帶頻譜分析功能的聲級計專用的頻譜分析設(shè)備（B&K，Hp,中科院聲學(xué)所，聲望公司）傳聲器供電電路放大電路抗混濾波電路A/DFFT分析第三節(jié)

噪聲測量分析技術(shù)三、實時分析儀（快速頻譜分析儀）3