第四章噪聲測試與監(jiān)測

第四章噪聲測試與監(jiān)測第一頁，共六十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)測量儀器一、儀器的選用二﹑常用儀器第二頁，共六十五頁，2022年，8月28日表3-1測量儀器的選用測量目的測量內(nèi)容可使用的儀器設(shè)備噪聲評價(jià)規(guī)定測點(diǎn)的噪聲級(A、C聲級)、頻譜、聲功率級和方向性精密聲級計(jì)﹑濾波器﹑頻譜分析儀﹑記錄儀﹑標(biāo)準(zhǔn)聲源工人噪聲暴露量人耳位置的等效聲級Leq噪聲劑量計(jì)﹑積分式聲級計(jì)車間（室內(nèi)）噪聲評價(jià)車間(室內(nèi))各代表點(diǎn)的A﹑C聲級或Leq﹑L10﹑L90﹑L50精密聲級計(jì)﹑積分式聲級計(jì)﹑噪聲劑量計(jì)廠區(qū)環(huán)境噪聲評價(jià)廠區(qū)各測點(diǎn)處A﹑C聲級或Leq﹑L10﹑L90﹑L50同上廠屆噪聲評價(jià)廠界各測點(diǎn)處A﹑C聲級或Leq﹑L10﹑L90﹑L50同上廠外環(huán)境噪聲評價(jià)廠外各類環(huán)境中的A﹑C聲級或Leq﹑L10﹑L90﹑L50同上消聲器聲學(xué)性能評價(jià)消聲器插入損失精密聲級計(jì)﹑濾波器﹑頻譜分析儀﹑記錄儀﹑揚(yáng)聲器﹑白噪聲發(fā)生器城市交通噪聲評價(jià)交通噪聲的Leq﹑L10﹑L90﹑L50積分式聲級計(jì)﹑噪聲劑量計(jì)脈沖噪聲評價(jià)脈沖或脈沖保持值﹑峰值保持值脈沖聲級計(jì)﹑精密聲級計(jì)吸聲材料性能測量法向吸聲系數(shù)α0﹑無規(guī)入射吸聲系數(shù)αr駐波管﹑白噪聲﹑信號發(fā)生器﹑揚(yáng)聲器﹑傳聲器﹑頻譜分析儀﹑記錄儀﹑放大器隔聲測量傳聲損失(隔聲量)R同上(除駐波管外)設(shè)備聲功率測量聲功率級Lw標(biāo)準(zhǔn)聲源﹑精密聲級計(jì)﹑傳聲器﹑濾波器振動(dòng)測量振動(dòng)的位移﹑速度﹑加速度加速度傳感器﹑電荷放大器﹑測振儀等機(jī)械噪聲源的鑒別噪聲頻譜﹑振動(dòng)頻譜加速度傳感器﹑精密聲級計(jì)﹑放大器﹑記錄儀﹑頻譜分析儀﹑微處理機(jī)新廠環(huán)境噪聲預(yù)評價(jià)設(shè)備聲功率級﹑建廠區(qū)域各點(diǎn)噪聲預(yù)估值及本底噪聲標(biāo)準(zhǔn)聲源﹑精密聲級計(jì)﹑微型計(jì)算機(jī)第三頁，共六十五頁，2022年，8月28日二﹑常用儀器（一）傳聲器（二）聲級計(jì)（三）濾波器（四）頻譜分析儀第四頁，共六十五頁，2022年，8月28日(一)傳聲器

傳聲器也叫話筒,是一種可把聲能轉(zhuǎn)換為電能的換能器。作為測量儀器，它是把聲音信號換成電信號的傳感器。傳聲器有晶體式、動(dòng)圈式、電容式和駐極體式等幾種。第五頁，共六十五頁，2022年，8月28日電容式傳聲器的靈敏度高（一般為10~50mV/Pa），在很寬的范圍內(nèi)（從20~20000Hz）頻率響應(yīng)平直，輸出穩(wěn)定，可在-50~+150℃的溫度條件下工作。由于電容式傳聲器的性能良好，因此，聲級計(jì)上使用的一般都是這種傳聲器。第六頁，共六十五頁，2022年，8月28日電容式傳聲器主要由金屬膜片和緊靠著它的背極等組成。膜片是一片受拉力拉緊的金屬膜片，其厚度在0.0025~0.05㎜之間，膜片背后是背極，絕緣體的空腔壁絕緣膜片與背極之間有空氣薄層，因此構(gòu)成了一個(gè)空氣介質(zhì)電容器。第七頁，共六十五頁，2022年，8月28日電容式傳聲器工作時(shí)，在膜片、背極（串聯(lián)一個(gè)高阻值的電阻R）上加以直流電壓e0（一般在200~300V之間），使其充電極化。當(dāng)膜片受到聲壓作用時(shí)，膜片就會(huì)改變位置，它與背極之間的距離就會(huì)發(fā)生變化，電容也隨之變化，在電阻R上就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變的輸出電壓ey。背極上有許多阻尼孔，當(dāng)膜片運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣流通過這些小孔產(chǎn)生阻尼效應(yīng)，可以抑制膜片的共振幅，使內(nèi)外大氣壓力平衡。第八頁，共六十五頁，2022年，8月28日傳聲器的頻率響應(yīng)有聲壓型和聲場型兩種，具有平直的聲壓響應(yīng)的傳聲器稱為聲壓型傳聲器；具有平直的自由場響應(yīng)的傳聲器稱為聲場型傳聲器。傳聲器在聲場中會(huì)產(chǎn)生反射和繞射現(xiàn)象，干擾原來的聲場，使聲壓有所增加。為了補(bǔ)償高頻率聲波反射所產(chǎn)生的聲壓增加對傳聲器輸出的影響，對聲場型傳聲器在膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上作了一些處理，使之具有最適中的阻尼，從而在所需要的頻率范圍內(nèi)有平直的響應(yīng)特性。在要求精度較高的測量中，使用聲壓型傳聲器，得到的是一個(gè)比較近于傳聲器不在場時(shí)的聲壓讀數(shù)。在噪聲測量中，聲壓計(jì)使用的是聲場型電容傳聲器。為了不使測量結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，一般不使用聲壓級電容傳聲器。由于電容式傳聲器的輸出阻抗很高，因此使用時(shí)必須將前置放大器和傳聲器連接，使輸出阻抗轉(zhuǎn)換為低阻抗。第九頁，共六十五頁，2022年，8月28日（二）聲級計(jì)聲級計(jì)按精度分為精密聲級計(jì)和普通聲級計(jì)兩種。普通聲級計(jì)的測量誤差約為±3dB，精密聲級計(jì)約為±1dB。聲級計(jì)按用途可分為兩類：一類用于測量穩(wěn)態(tài)噪聲，如精密聲級計(jì)和普通聲級計(jì)；一類則用于測量不穩(wěn)態(tài)噪聲和脈沖噪聲，如積分式聲級計(jì)（噪聲劑量計(jì)）、脈沖聲級計(jì)。聲級計(jì)一般是由電容式傳聲器、前置放大器、衰減器、放大器、頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)以及有效指示表頭等組成。第十頁，共六十五頁，2022年，8月28日聲級計(jì)是噪聲測量中最基本的儀器，它的工作原理是，由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信號，由前置放大器變換阻抗，使電容式傳聲器與衰減器匹配，放大器將輸出信號加到計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對信號進(jìn)行頻率計(jì)權(quán)（或外接倍頻程、1/3倍頻程濾波器），然后再經(jīng)衰減器及放大器將信號放大到一定的幅值，送到有效值檢波器（或外接電平記錄儀），在指示表頭上給出噪聲聲級的數(shù)值。衰減器使聲級計(jì)具有較寬的量程范圍，每檔衰減10dB。第十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日聲級計(jì)中的頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)有A、B、C三種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。它們是從等響曲線出發(fā)，對不同的頻率的聲音信號進(jìn)行不同程度的衰減，使得儀器的讀數(shù)能近似地符合人耳對聲音的響應(yīng)。計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性見圖3-3和表3-2。A網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對40方純音的響應(yīng)，它的曲線形狀與40dB的等響曲線相反，從而使電信號的中、低頻段有較大的衰減。B網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對70方純音的響應(yīng)，它使電信號的低頻段有一定的衰減。C網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對100方純音的響應(yīng)，在整個(gè)聲頻范圍內(nèi)有近乎平直的響應(yīng)，它讓所有頻率的電信號幾乎一樣程度地通過，因此，C網(wǎng)絡(luò)代表了聲頻范圍內(nèi)的總聲級。第十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日經(jīng)過頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級稱為聲級，根據(jù)所使用的計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)不同，分別稱為A聲級、B聲級和C聲級。在噪聲測量中，經(jīng)常使用A聲級來評價(jià)噪聲，但一般的聲級計(jì)中都同時(shí)具有A、B、C三種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，那么B、C聲級在噪聲測量中有什么用呢？一般來說，C聲級可用于總聲壓級的測量，它是客觀測量聲功率級所需要的。在沒有攜帶濾波器時(shí)，可以用A、B、C聲級近似地估計(jì)所測噪聲源的頻譜特性，常用的方法是用A、C聲級的差值LPC-LPA估計(jì)噪聲源的頻譜性質(zhì)和特點(diǎn)。第十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日目前，測量噪聲用的聲級計(jì)，表頭響應(yīng)按靈敏度可分為四種：（1）“慢”，表頭時(shí)間常數(shù)為1000ms，一般用于測量穩(wěn)態(tài)噪聲，測得的數(shù)值為有效值。（2）“快”，表頭時(shí)間常數(shù)為125ms，一般用于測量波動(dòng)較大的不穩(wěn)態(tài)噪聲和交通噪聲等。快檔接近人耳對聲音的反應(yīng)。（3）“脈沖或脈沖保持”，表針上升時(shí)間為35ms，用于測量持續(xù)時(shí)間較長的脈沖噪聲，如沖床，鍛錘等，測得的數(shù)值為最大有效值。（4）“峰值保持”，表針上升時(shí)間小于20ms，用于測量持續(xù)時(shí)間很短的脈沖聲，如槍、炮和爆炸聲，測得的數(shù)值是峰值，即最大值。第十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日聲級計(jì)可以外接濾波器和記錄儀，對噪聲作頻譜分析。國產(chǎn)的ND2型精密聲級計(jì)內(nèi)裝一個(gè)倍頻程濾波器，可以攜帶到現(xiàn)場作頻譜分析。丹麥B/K公司的2203型精密聲級計(jì)可與1613型倍頻程濾波器或1616型1/3倍頻程濾波器連用，組成便攜式儀器。日本RION公司的NL-11型精密積分式聲級計(jì)與NX-01A型倍頻程濾波器或NX-02A型1/3倍頻程濾波器連用，并外接LR-04型電平記錄儀，可以把對噪聲進(jìn)行的頻譜分析的結(jié)果同時(shí)記錄下來。在使用上述系統(tǒng)進(jìn)行頻譜分析時(shí)，一般不能用計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，以免使某些頻率的噪聲衰減從而影響對噪聲源分析的準(zhǔn)確性。第十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日積分式聲級計(jì)主要用來測量一段時(shí)間內(nèi)不穩(wěn)態(tài)噪聲的等效聲級Leq。如果測量時(shí)間小于8h，等效聲級就直接與噪聲劑量有關(guān)。第十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日噪聲劑量計(jì)也是一種積分式聲級計(jì)，主要用來測量噪聲暴露量。美國采用OS-HA標(biāo)準(zhǔn)，噪聲A聲級增加5dB，允許暴露時(shí)間減半。而歐洲國家則多采用ISO標(biāo)準(zhǔn)，噪聲A聲級增加3dB允許暴露時(shí)間減半，典型的噪聲劑量計(jì)如圖3-4所示。傳聲器接收聲壓，它的輸出饋給A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，信號經(jīng)檢波和平均后輸出，輸出的是等效與A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)和慢檔的方均根值（即有效值），被送入具有標(biāo)準(zhǔn)積分特性的積分器。因?yàn)樵诜e分過程中不包括低限以下的聲級，故插入一個(gè)比較器。積分電路的輸出轉(zhuǎn)換成脈沖或電鍍電流，輸出累計(jì)并監(jiān)示，當(dāng)達(dá)到允許暴露的百分?jǐn)?shù)時(shí)，顯示器就指示出該值。有些噪聲劑量計(jì)還附有監(jiān)示超過A聲級115dB信號的檢查器。第十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日脈沖聲級計(jì)主要用來測量脈沖噪聲。這種聲級計(jì)符合人耳對脈沖聲的響應(yīng)及人耳對脈沖聲反應(yīng)的平均時(shí)間，為了便于讀出脈沖聲峰值，儀器設(shè)有峰值和脈沖保持裝置。第十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日（三）濾波器濾波器主要用來測量頻帶聲壓級。在噪聲測量中最常用的是倍頻程濾波器和1/3倍頻程濾波器，這兩種濾波器是頻帶為一定倍頻程數(shù)的濾波器，屬于恒定百分比帶通濾波器。在噪聲測量中，一般只需要測量31.5~8000Hz范圍內(nèi)的8個(gè)倍頻程和25個(gè)1/3倍頻程頻帶的聲壓級就可以了。第十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日（四）頻譜分析儀頻譜分析儀主要由放大器和濾波器組成，是一種分析聲音頻率成分的儀器。用聲級計(jì)和倍頻程濾波器或1/3倍頻程濾波器連接，可以組成便攜式頻譜分析儀。決定頻譜分析儀性能的主要是濾波器。分析噪聲時(shí)，通常使用具有倍頻程濾波器或1/3倍頻程濾波器的分析儀。此外，還可以使用外差式頻率分析儀和實(shí)時(shí)頻率分析儀。第二十頁，共六十五頁，2022年，8月28日1.具有倍頻程和1/3倍頻程濾波器的分析儀倍頻程濾波器具有分析速度快、工作點(diǎn)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，對于不需要很高的頻率分辨率或?qū)拵г肼暤那闆r，倍頻程濾波器的分析儀是很適用的。但它在高頻范圍內(nèi)工作時(shí)，頻率分辨能力較低，只能得出近似的頻譜，因此不宜用它處理窄帶噪聲。1/3倍頻程濾波器具有較高的分辨能力，但對于高頻范圍的噪聲仍不能作確切的分析。倍頻程濾波器和1/3倍頻程濾波器的分析儀，與電平記錄儀同軸轉(zhuǎn)動(dòng)可以直接記錄頻譜曲線，圖3-6為測出的小型壓縮機(jī)噪聲頻譜。第二十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日2.外差式頻率分析儀需要精確分析噪聲的頻率成分時(shí)，可使用外差式頻率分析儀，它是具有恒定帶寬濾波器的分析儀。外差式頻率分析儀的簡單工作原理如圖3-7所示，由正弦信號發(fā)生器供給的信號與被測的需要分析的輸入信號相乘，因此在正弦信號發(fā)生器所產(chǎn)生的頻率處，形成一個(gè)調(diào)幅信號，然后這個(gè)信號通過一個(gè)固定頻率的濾波器。正弦信號發(fā)生器的頻率可以改變，通過變化正弦信號發(fā)生器的頻率，就可以使這個(gè)固定頻率濾波器的中心頻率有效地跟蹤所要求的全部頻率范圍。第二十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日3.實(shí)時(shí)頻率分析儀為了加速分析過程，對瞬態(tài)信號進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，可使用頻率分析儀。實(shí)時(shí)頻率分析儀有兩種型式，即并聯(lián)濾波型實(shí)時(shí)分析儀和時(shí)間壓縮型實(shí)時(shí)分析儀。第二十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日并聯(lián)濾波型實(shí)時(shí)分析儀的工作原理為:輸入信號送入前置放大器，前置放大器與一組并聯(lián)的帶通濾波器連接，每一個(gè)濾波器緊接著一個(gè)均方根檢波器、積分器與貯存器。通過邏輯電路和電子開關(guān)依次將每個(gè)通道與顯示器接通，在顯示器上顯示出每個(gè)通道的輸出幅值。一般在20ms內(nèi)就能將所有的通道掃描一次，顯示器也隨即顯示一次數(shù)據(jù)。并聯(lián)濾波型實(shí)時(shí)分析儀不適用于窄帶分析，因?yàn)樵诜治鰞x中設(shè)置大量的濾波器是不易實(shí)現(xiàn)的。第二十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日根據(jù)時(shí)間壓縮原理制成的時(shí)間壓縮型實(shí)時(shí)分析儀可以用于窄帶實(shí)時(shí)分析。時(shí)間壓縮型實(shí)時(shí)分析儀的工作原理為:輸入信號送入抗頻混濾波器，抗頻混濾波器是低通濾波器，其作用是限制不需要的高頻成分通過，以減少信號數(shù)字化時(shí)的采樣頻率，節(jié)省處理時(shí)間。然后送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，一般以三倍于所選上限頻率的頻率采樣，將濾波器輸出信號數(shù)字化，并將其存入重循環(huán)貯存器，接著以比存入時(shí)大得多的速度（大數(shù)百倍）取出數(shù)字化信號，并且再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為模擬信號，此時(shí)信號已經(jīng)被“壓縮”了。最后將信號送入外差式分析儀，就可以得到所需要的頻譜。第二十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日4.記錄儀器在分析機(jī)械設(shè)備噪聲時(shí)，經(jīng)常需要使用電平記錄儀把信號的頻譜記錄下來；若要把現(xiàn)場的測量結(jié)果拿到實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)一步分析，還可以使用磁帶記錄儀把現(xiàn)場的機(jī)械設(shè)備的噪聲錄制在磁帶上，然后在實(shí)驗(yàn)室里重放，進(jìn)行頻率分析和模擬實(shí)驗(yàn)。因此，電平記錄儀和磁帶記錄儀也是噪聲測量中最常用的儀器。第二十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日電平記錄儀由紙動(dòng)部分、筆動(dòng)部分及電源等組成。記錄紙經(jīng)機(jī)械部分驅(qū)動(dòng)，紙的移動(dòng)反映時(shí)間或頻率的變化。記錄筆是按伺服原理工作的，輸入信號經(jīng)量程電位器送至交流放大器，經(jīng)整流成為直流電平，并與參考電壓比較，如果有電壓差，則此差值信號將被送至直流放大器放大，電流通過磁力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)線圈，驅(qū)動(dòng)記錄筆和滑動(dòng)觸點(diǎn)移動(dòng)，記錄筆便在記錄紙上書寫。滑動(dòng)觸點(diǎn)在量程電位器上的移動(dòng)導(dǎo)致輸出電壓的改變，使差值信號和驅(qū)動(dòng)線圈中的電流又趨于零，從而達(dá)到新的平衡，此時(shí)驅(qū)動(dòng)線圈、滑動(dòng)觸點(diǎn)、記錄筆停留在一個(gè)新的位置上。原來位置與新位置的差別，反映了輸入電平的變化。第二十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日磁帶記錄儀主要由磁頭、放大器、磁帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成。放大器包括記錄放大器和重放放大器。記錄放大器將輸入信號放大，并變換為適于記錄的形式，供給記錄磁頭。重放放大器是將重放磁頭檢測到的信號進(jìn)行放大和變換，然后輸出。磁頭包括記錄磁頭、重放磁頭、消去磁頭。在記錄過程中，記錄磁頭將電信號轉(zhuǎn)換為磁帶的磁化狀態(tài)變成電信號，實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換。消去磁頭的作用是消除磁帶原有的磁化狀態(tài)，使磁帶上的磁場處處均勻一致。磁帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上使磁帶在記錄或重放時(shí)有一定的運(yùn)動(dòng)速度。磁帶是一種堅(jiān)韌的薄塑料帶，其一面涂有極薄的磁性材料，通常是把氧化鐵粉微粒用適當(dāng)?shù)恼澈蟿┱吃谒芰蠋?。磁頭是由軟磁材料的鐵芯和繞在鐵芯上的線圈組成。第二十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日磁帶記錄有直接記錄方式（DR）和頻率調(diào)制式（FM）兩種。在噪聲測量中經(jīng)常使用的是直接記錄式，這種方式，工作頻帶寬，可達(dá)50~1500kHz，但低頻響應(yīng)性能較差，一般50Hz以下的信號不能記錄。頻率調(diào)制式可以記錄低頻信號，但工作頻率范圍較窄，一般為0~40kHz。第二十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日5.拾振器拾振器的種類很多，最常用的方法是將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電量，測量位移的稱為測振計(jì)，測量速度的稱為速度計(jì)，測量加速度的稱為加速度計(jì)。拾振器主要是由一塊重金屬（質(zhì)量為M）和彈性元件（力順為Cm）組成。測量時(shí)，殼體和待測振動(dòng)體緊密固定，與振動(dòng)面一起振動(dòng)，這時(shí)重金屬塊對殼體的相對位移x與所測振動(dòng)位移y成正比，相位相差180°；重金屬塊的振速與所測振速成正比，相位相差180°。第三十頁，共六十五頁，2022年，8月28日利用M與Cm的振動(dòng)系統(tǒng)可以測量振動(dòng)參數(shù)。在測量振幅與速度時(shí)，固有頻率ω0要低，也就是說，測振計(jì)和速度計(jì)是質(zhì)量控制系統(tǒng)；而在測量加速度時(shí)，固有頻率要高，即加速度計(jì)是彈性控制系統(tǒng)。這幾種拾振器在輸出中可用積分電路和微分電路互相轉(zhuǎn)變。第三十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日6.計(jì)算機(jī)在噪聲與振動(dòng)控制中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)具有運(yùn)算和控制的功能，以它為中心的系統(tǒng)在噪聲與振動(dòng)控制的計(jì)算、測量、數(shù)據(jù)分析和自動(dòng)控制中用途很廣第三十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日（1）數(shù)值計(jì)算，數(shù)字計(jì)算機(jī)首先是作為數(shù)值計(jì)算的工具而誕生的。在噪聲評價(jià)中可以用來計(jì)算聲功率級、響度、響度級和環(huán)境預(yù)評價(jià)參數(shù)等。在噪聲控制工程設(shè)計(jì)中，可以用來計(jì)算理論值和選取最佳設(shè)計(jì)方案等。（2）“非數(shù)值”計(jì)算，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算，導(dǎo)致了有限單元法在力學(xué)、振動(dòng)和聲學(xué)中的應(yīng)用。（3）計(jì)算機(jī)模擬，一些實(shí)驗(yàn)過程可以直接在計(jì)算機(jī)上模擬，如果把圖形輸入與輸出和一些專用軟件結(jié)合起來，采用人機(jī)對話工作方式，就能成為很方便的模擬系統(tǒng)。例如畫出一個(gè)消聲器結(jié)構(gòu)圖，立即可以顯示出通頻帶消聲量曲線和結(jié)構(gòu)參數(shù)，不斷改圖，隨時(shí)顯示，很快就能確定出較好的設(shè)計(jì)方案。第三十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日（4）測量儀表，測量儀表中使用微處理機(jī)和微型計(jì)算機(jī)不但能使儀表微型化，而且能夠?qū)崿F(xiàn)儀器故障自動(dòng)診斷、檢驗(yàn)和操作自動(dòng)化。例如噪聲測定儀采用Intel8080微處理機(jī)就可以對隨機(jī)噪聲進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并作下述計(jì)算和處理即平均值、極大值和極小值、噪聲強(qiáng)度的時(shí)間分布、噪聲強(qiáng)度的累積時(shí)間分布、L10、L50和L90等。（5）采用“脫機(jī)”方式使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化，儀器和設(shè)備不直接與計(jì)算機(jī)連接，而是部分采用數(shù)字式測量儀表和輸出設(shè)備，數(shù)據(jù)記錄后再集中由計(jì)算機(jī)處理。例如處理統(tǒng)計(jì)測量數(shù)據(jù)，包括分析與比較信號，作多項(xiàng)平均與積分，對一系列譜的極大值、幅度分布、相關(guān)特性等進(jìn)行分析，并把結(jié)果自動(dòng)繪制成圖表與曲線。（6）實(shí)驗(yàn)設(shè)備的自動(dòng)控制和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集處理，利用計(jì)算機(jī)的邏輯判斷和存儲(chǔ)能力，就可使實(shí)驗(yàn)順序、參數(shù)控制和調(diào)整、數(shù)據(jù)采集和處理由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，這樣就可以實(shí)現(xiàn)無人管理和自動(dòng)操作進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，并隨時(shí)對測量結(jié)果進(jìn)行檢查。例如實(shí)時(shí)測定聲源的頻譜、聲功率和指向性等，實(shí)時(shí)測量混響時(shí)間、傳聲損失和聲吸收等。第三十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)測量方法噪聲與振動(dòng)的測量結(jié)果和測量所采用的方法有關(guān)。為了取得可以進(jìn)行比較的可靠數(shù)據(jù)，就要求測量者必須按照統(tǒng)一的測試方法進(jìn)行測量和儀器標(biāo)定。第三十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日一、噪聲測量的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）對噪聲測量頒布了一些標(biāo)準(zhǔn).國際電工委員會(huì)（IEC）發(fā)布了一些有關(guān)測試儀器的標(biāo)準(zhǔn)，如關(guān)于聲級計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)（IEC651），關(guān)于濾波器的標(biāo)準(zhǔn)（IEC225）等。我國的噪聲測量標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)頒布或試行.第三十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日二、噪聲測量的位置傳聲器與測點(diǎn)的相對位置對設(shè)備聲級、聲壓級的測量結(jié)果有很大影響。為了便于比較，一般規(guī)定測點(diǎn)的選擇遵守如下原則：（1）對于一般的機(jī)械設(shè)備，應(yīng)根據(jù)尺寸大小作不同的處理。小型機(jī)械如砂輪、風(fēng)鉚槍等，其最大尺寸不超過30cm，測點(diǎn)取在距表面30cm處，周圍布置4個(gè)測點(diǎn)。中型機(jī)械如馬達(dá)等，其最大尺寸在30~50cm之間，測點(diǎn)取在距表面50cm處，周圍布置4個(gè)測點(diǎn)。大型機(jī)械如機(jī)床、發(fā)電機(jī)、球磨機(jī)等，其尺寸超過0.5m，測點(diǎn)取在距表面1m處，周圍布置數(shù)個(gè)測點(diǎn)，測試結(jié)果以最大值（或諸值的算術(shù)平均值）表示，頻譜分析一般在最大聲級測點(diǎn)處進(jìn)行。對于特大型或有危險(xiǎn)性以及無法靠近的設(shè)備，可取較遠(yuǎn)的測點(diǎn)，并注明測點(diǎn)的位置。第三十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日（2）對于風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等空氣動(dòng)力性機(jī)械，要測進(jìn)、排氣噪聲。排氣噪聲的測點(diǎn)選在排氣口軸線45°方向1m遠(yuǎn)處；進(jìn)氣噪聲測點(diǎn)選在進(jìn)氣口軸線上1m遠(yuǎn)處。（3）測點(diǎn)高度應(yīng)以機(jī)器的半高度為準(zhǔn)，但距離地面不得低于0.5m。為了減少反射聲的影響，測點(diǎn)應(yīng)選在距離墻或其他反射面1～2m以上處。第三十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日（4）對于車間（或室內(nèi)）噪聲測試，測點(diǎn)一般取在人耳位置處。若車間內(nèi)各點(diǎn)噪聲相差不大，可取1～3個(gè)測點(diǎn)。若個(gè)點(diǎn)噪聲相差較大，則可將車間劃分為若干個(gè)區(qū)域，使各區(qū)域內(nèi)聲級差異不大于3dB，而相鄰區(qū)域聲級相差不小于3dB。每個(gè)區(qū)域內(nèi)取1～3個(gè)測點(diǎn)。測點(diǎn)位置一般要離開墻壁或其他主要反射物表面1m遠(yuǎn)，離窗1.5m遠(yuǎn)以上，距地高度為1.2～1.5m。第三十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日（5）對于廠區(qū)噪聲測試，測點(diǎn)可在廠區(qū)等間隔布置，即按10～100m的間隔把廠區(qū)劃分為正方網(wǎng)絡(luò)，取網(wǎng)絡(luò)的交點(diǎn)為測點(diǎn)。為了形象地反映廠區(qū)噪聲污染狀況，可在此基礎(chǔ)上繪制等聲級曲線圖。在聲級變化較大（如聲級差超過5dB）時(shí)，應(yīng)將測點(diǎn)布置得較密些。（6）對于廠界噪聲測試，測點(diǎn)一般是沿廠界等間距布置。第四十頁，共六十五頁，2022年，8月28日（7）對于廠內(nèi)外生活區(qū)環(huán)境噪聲測試，測點(diǎn)一般選在室外距墻1m處。對于多層建筑，應(yīng)在各層上測窗外1m遠(yuǎn)處的聲級，測量高度為各層地面上1.2～1.5m。第四十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日(8)對于城區(qū)環(huán)境噪聲測量,可采用網(wǎng)格測量或者定點(diǎn)測量法進(jìn)行.(9)對于交通噪聲,可按照國標(biāo)GB/T3229-94的規(guī)定進(jìn)行.(10)對于機(jī)動(dòng)車輛噪聲測量,可按照國標(biāo)GB/T14369-93的規(guī)定進(jìn)行.(11)對于航空噪聲測量,可按照國標(biāo)GB9661-88或者國際標(biāo)準(zhǔn)ISO3891的規(guī)定進(jìn)行.第四十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日三、噪聲測量的環(huán)境要使測量數(shù)據(jù)可靠，不僅要有精確的儀器，而且還得考慮到外界因素對測量的影響。必須考慮的外界因素主要有：（1）大氣壓力，大氣壓力主要影響傳聲器的校準(zhǔn)。活塞發(fā)生器在101.325kPa時(shí)產(chǎn)生的聲壓級是124dB（國外儀器有的是118dB，有的是114dB），而在90.259kPa時(shí)則為123dB。活塞發(fā)生器一般都配有氣壓修正表，當(dāng)大氣壓力改變時(shí)，可從表中直接讀出相應(yīng)的修正數(shù)值。（2）溫度，在現(xiàn)場測量系統(tǒng)中，典型的熱敏元件是電池。溫度的降低會(huì)使電池的使用壽命也隨之降低，特別是0℃以下的溫度對電池使用壽命影響很大。第四十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日（3）風(fēng)和氣流，當(dāng)有風(fēng)和氣流通過傳聲器時(shí)，在傳聲器順流的一側(cè)會(huì)產(chǎn)生湍流，使傳聲器的膜片壓力發(fā)生變化而產(chǎn)生風(fēng)噪聲，風(fēng)噪聲的大小與風(fēng)速成正比。為了檢查有無風(fēng)噪聲的影響，可對有無防風(fēng)罩時(shí)的噪聲測量數(shù)據(jù)做出比較，如無差別則說明無風(fēng)噪聲影響；反之，則有影響。這時(shí)應(yīng)以加防風(fēng)罩時(shí)的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。環(huán)境噪聲的測量，一般應(yīng)在風(fēng)速小于5m/s的條件下進(jìn)行。防風(fēng)罩一般用于室外風(fēng)向不定的情況下。在通風(fēng)管道內(nèi)，氣流方向是恒定的，這時(shí)應(yīng)在傳聲器上安裝防風(fēng)鼻錐。第四十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日（4）濕度，若潮氣進(jìn)入電容式傳聲器并且凝結(jié)，則電容式傳聲器的極板與膜片之間就會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，從而產(chǎn)生“破裂”與“爆炸”的聲響，影響測量結(jié)果。（5）傳聲器的指向性，傳聲器在高頻時(shí)具有較強(qiáng)的指向性，膜片越大，產(chǎn)生指向性的頻率就越低。一般國產(chǎn)聲級計(jì)，當(dāng)在自由場（聲波沒有反射的空間）條件下測量時(shí)，傳聲器應(yīng)指向聲源。若聲波是無規(guī)入射校正器。測試環(huán)境噪聲時(shí)，可將傳聲器指向上方。（6）反射，在現(xiàn)場測量環(huán)境中，被測機(jī)器周圍往往可能有許多物體，這些物體對聲波的反射會(huì)影響測量結(jié)果。原則上，測點(diǎn)位置應(yīng)離開反射面3.5m以上，這樣反射聲的影響就可以忽略。在無法遠(yuǎn)離反射面的情況下，也可以在反射噪聲的物體表面鋪設(shè)吸聲材料。第四十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日（7）本底噪聲，本底噪聲是指待測機(jī)械設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的周圍環(huán)境噪聲。測量機(jī)器噪聲時(shí)，如果受到周圍環(huán)境的干擾，就會(huì)影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，現(xiàn)場測量時(shí)，首先要設(shè)法測量本底噪聲。若本底噪聲級與被測噪聲級的差值大于10dB，則本底噪聲不會(huì)影響測量結(jié)果；若差值小于3dB，則本底噪聲對測量影響很大，不可能進(jìn)行精確地測量，其測量結(jié)果沒有意義，這時(shí)應(yīng)設(shè)法降低本底噪聲或?qū)髀暺饕平粶y聲源，以提高被測噪聲與本底噪聲之間的差值；若差值在3~10dB之間，則可進(jìn)行修正，即將所測得的值減去相應(yīng)的修正值就可以得到聲源的實(shí)際噪聲值。第四十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日本底噪聲修正表

測得聲源噪聲級與本底噪聲級之差/dB34~56~9修正值321第四十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日（8）其他因素，除上述因素以外，在測量時(shí)還應(yīng)避免受強(qiáng)電磁場的影響，并選擇設(shè)備處于正常狀態(tài)（或合理狀態(tài)）下時(shí)進(jìn)行測試。第四十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日四、噪聲測量的讀數(shù)與記錄方法不同類型的噪聲測量，其讀數(shù)方法也是不同的。一般可作如下處理：（1）對于穩(wěn)態(tài)噪聲和似穩(wěn)態(tài)噪聲，用慢檔直接讀取表頭指示值。當(dāng)指針有擺動(dòng)時(shí)，讀取平均指示值；若擺動(dòng)超過5dB的范圍，則不能認(rèn)為噪聲是穩(wěn)態(tài)的。對于包含特殊音調(diào)的噪聲設(shè)備，必須要作頻譜分析。（2）對于離散的沖擊聲，用脈沖聲級計(jì)（A聲級）讀取脈沖或脈沖保持值。測量槍、炮聲時(shí)應(yīng)讀取峰值保持值。若脈沖值為120dB（Imp.h），135dB（Peak.h）。第四十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日（3）對于間歇噪聲，用快檔讀取每次出現(xiàn)的最大值，以數(shù)次測量之平均值表示。必要時(shí)記錄其持續(xù)時(shí)間及出現(xiàn)頻率。（4）對于無規(guī)變動(dòng)噪聲，用積分式聲級計(jì)可以直接讀取等效聲級Leq統(tǒng)計(jì)聲級Ln。如果沒有積分式聲級計(jì)，用一般的聲級計(jì)可采取如下方法，即用慢檔每隔5s讀取一次瞬時(shí)值，測工業(yè)環(huán)境時(shí)連續(xù)讀100個(gè)數(shù)據(jù)，測交通噪聲時(shí)讀200個(gè)數(shù)據(jù)。將100（或200）個(gè)數(shù)據(jù)按聲級從大到小順序排列，第10（或20）個(gè)即L10，第50（或100）個(gè)即L50，第90（或180）個(gè)即L90。對于工業(yè)環(huán)境，可按分貝加法求出100個(gè)數(shù)據(jù)之總聲級，減去20（10lg100）即得Leq。對于交通噪聲，可由相應(yīng)公式求得Leq。第五十頁，共六十五頁，2022年，8月28日五、振動(dòng)的測量方法（一）傳感器的選擇和安裝檢測振動(dòng)的振級計(jì)所配用的傳感器，大部分使用壓電式加速度傳感器。在使用時(shí)要注意周圍環(huán)境對傳感器的影響。因?yàn)閺?qiáng)電磁場和溫度劇變都會(huì)給傳感器帶來測量影響，所以這種場合要盡量避開，或者采取必要的防護(hù)措施。傳感器和儀器的連線接觸要良好、牢靠。第五十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日傳感器放置應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）當(dāng)放置在混凝土、鋼板等堅(jiān)硬面上時(shí)，注意不得晃動(dòng)。當(dāng)表面易滑時(shí)，使用橡泥膠粘牢。（2）當(dāng)放置在堅(jiān)硬的地表面（如瀝青面）上時(shí)，輕輕地放平穩(wěn)即可。使用底部有立爪的傳感器時(shí)，注意使所有的立爪都能很好的接觸地表面。（3）原則上要避開松軟的地表面，不得已時(shí)，應(yīng)先充分將地面砸實(shí)后再安裝傳感器。第五十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日（二）儀器的選擇與連接測量振動(dòng)時(shí)，除使用振級計(jì)外，如有條件，還可以選用磁帶記錄儀、頻譜分析儀、實(shí)時(shí)分析儀、電平記錄儀、濾波器等一些其他設(shè)備，以使測試手段更加完善。第五十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日（三）測量數(shù)據(jù)及分析關(guān)于振動(dòng)的測量、分析和評價(jià)，目前我國尚未有規(guī)范，主要參照ISO2631標(biāo)準(zhǔn)和日本的振動(dòng)法規(guī)。在此僅對用帶有計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的振級計(jì)測量不同類型振動(dòng)的讀數(shù)方法做一些簡要的介紹。第五十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日1.修正本底振動(dòng)影響的方法當(dāng)待測對象的振動(dòng)指示值和本底振動(dòng)；（指該待測對象振動(dòng)以外的，在該測量場所發(fā)生的振動(dòng)）指示值之差大于10dB時(shí)，可以認(rèn)為待測對象的振動(dòng)不受本底振動(dòng)的影響；當(dāng)指示值的差小于10dB時(shí)，修正方法與本底噪聲的修正方法相同。第五十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日2.各種振動(dòng)類型的讀數(shù)方法根據(jù)各種振動(dòng)的方式，振動(dòng)的讀數(shù)方法如下：（1）變動(dòng)小的振動(dòng)，風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等正常運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)是振級變動(dòng)微小的振動(dòng)。此時(shí)，指示值本身就是振動(dòng)能級。一般當(dāng)無變動(dòng)或變動(dòng)很小時(shí)，即將其指示值作為振動(dòng)能級的讀數(shù)。但是，實(shí)際上一般所謂穩(wěn)定正常的振動(dòng)，也有若干變動(dòng)的幅度。因此，就可取其每個(gè)變動(dòng)中最大值的平均值作為測量讀數(shù)。（2）周期性或間歇性變動(dòng)的振動(dòng)，如打樁或自由鍛造等工作幾乎是等間隔的周期性振動(dòng)。另外模鍛或破壞鋼球的振動(dòng)是間歇的振動(dòng)。這些能級的決定，是以10個(gè)最大值的算術(shù)平均值作為振級的讀數(shù)值。（3）不規(guī)則變動(dòng)的振動(dòng)，能級和發(fā)生的時(shí)間間隔都不規(guī)則的振動(dòng)稱為不規(guī)則變動(dòng)的振動(dòng)。在這種情況下，應(yīng)著眼于所發(fā)生振動(dòng)的最大值。作為隨機(jī)事件，讀取按某時(shí)間間隔區(qū)分的瞬時(shí)值，再從中推導(dǎo)統(tǒng)計(jì)數(shù)值的方法。原則上時(shí)間間隔為5s，測量100次瞬時(shí)值，取其變動(dòng)幅度的80%范圍的上端值作為評價(jià)量。第五十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日（四）測試記錄的內(nèi)容振動(dòng)測量的測試記錄至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1）測量日期。（2）振級計(jì)的種類和型號。（3）振動(dòng)源的種類、形式和大小。（4）測量場所示意圖（應(yīng)注明尺寸）。（5）振動(dòng)傳感器的設(shè)置方法及地表面狀態(tài)。第五十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日六、聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室為了分析和研究噪聲的特性以及控制方法，人們需要建立一些配有可供實(shí)驗(yàn)使用的裝置和儀器的聲學(xué)環(huán)境，這種特殊的聲學(xué)環(huán)境就是聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室。在噪聲測試和控制研究中最常用的聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室（或半消聲室）和混響室。第五十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日（一）消聲室和半消聲室消聲室相當(dāng)于一個(gè)自由聲場，聲波在這個(gè)自由聲場中沿著任意方向傳播時(shí)都接近于無反射的狀態(tài)。消聲室的6個(gè)內(nèi)表面全部都鋪設(shè)了具有高吸聲性能的吸聲尖劈，吸聲尖劈的長度等于所要求吸收的最低頻率（即截止頻率）波長的四分之一，在截止頻率范圍內(nèi)，尖劈的吸聲系數(shù)在0.99以上。為了避免方向性，尖劈應(yīng)該互相交錯(cuò)安裝。半消聲室相當(dāng)于一個(gè)半自由聲場，它只有5個(gè)內(nèi)表面鋪設(shè)了吸聲尖劈，地面是水磨石的反射面。消聲室和半消聲