噪声测量.ppt
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1、噪声测量噪声测量噪声基础知识噪声基础知识几个定义几个定义声音:人的听觉器官对空气压力波的主声音:人的听觉器官对空气压力波的主观感觉。观感觉。噪声(客观):无规律组合的不同频率噪声(客观):无规律组合的不同频率和不同强度的声音。和不同强度的声音。噪声(主观):一切对人的工作和生活噪声(主观):一切对人的工作和生活有影响的的声音。有影响的的声音。噪声分类噪声分类n空气动力性噪声空气动力性噪声:由于气体的非稳定过程:由于气体的非稳定过程而产生的噪声,如进、排气噪声、风扇噪而产生的噪声,如进、排气噪声、风扇噪声等;声等;n机械性噪声机械性噪声:由于固体振动而产生的噪声,:由于固体振动而产生的噪声,如摩
2、擦、敲击等引起的噪声;如摩擦、敲击等引起的噪声;n电磁性噪声:电磁性噪声:由于电磁振动由于电磁振动(电磁力引起电磁力引起内部零件结构振动内部零件结构振动)而产生的噪声,如发而产生的噪声,如发电机、变压器等产生的噪声;电机、变压器等产生的噪声;n燃烧噪声燃烧噪声:气体力引起内部零件结构振动,:气体力引起内部零件结构振动,并向外辐射的噪声。并向外辐射的噪声。噪声的危害噪声的危害(1)对听力的影响:在高噪声环境下长期工作,可)对听力的影响:在高噪声环境下长期工作,可能造成耳聋。能造成耳聋。90dB(A)-20%的人可能耳聋;的人可能耳聋;85dB(A)-10%的人可能耳聋;的人可能耳聋;低于低于80
3、dB(A)才能保证长期工作而不造成耳聋。才能保证长期工作而不造成耳聋。(2)对人的精神和身体的影响:如失眠、注意力不)对人的精神和身体的影响:如失眠、注意力不 集中、破坏色觉等。集中、破坏色觉等。(3)对工作的影响:降低工作效率,计算、书写易)对工作的影响:降低工作效率,计算、书写易出错。出错。(4)对建筑物的影响:大的低频噪声可能造成建筑)对建筑物的影响:大的低频噪声可能造成建筑物薄壁件的损坏。物薄壁件的损坏。一、噪声测量中的声学概念和参数一、噪声测量中的声学概念和参数1.声场:声波传播的空间,分为自由声场、半自声场:声波传播的空间,分为自由声场、半自由声场、混响声场、半混响声场由声场、混响
4、声场、半混响声场。(1)自由声场(边界完全吸收声波):允许声波)自由声场(边界完全吸收声波):允许声波在任何方向作无反射自由传播的空间。在任何方向作无反射自由传播的空间。(2)半自由声场:声波除仅以地面作为反射面,)半自由声场:声波除仅以地面作为反射面,在其他方向作无反射自由传播的空间。在其他方向作无反射自由传播的空间。(3)混响声场(边界完全反射声波):允许声波)混响声场(边界完全反射声波):允许声波在任何方向作无吸收传播的空间。在任何方向作无吸收传播的空间。(4)半混响声场:边界既不完全反射声波、又不)半混响声场:边界既不完全反射声波、又不完全吸收声波的空间。完全吸收声波的空间。自由声场(
5、边界完全吸收声波):允许声波在任何方向作无自由声场(边界完全吸收声波):允许声波在任何方向作无反射自由传播的空间反射自由传播的空间半自由声场:声波除仅以地面作为反射面,在其他方向作半自由声场:声波除仅以地面作为反射面,在其他方向作无反射自由传播的空间无反射自由传播的空间2.频率:声波每秒钟波动的次数,单位为频率:声波每秒钟波动的次数,单位为Hz。次声:次声:20000Hz;基准声:基准声:1000 Hz。3.声速:声波在介质中的传播速度。声速:声波在介质中的传播速度。K-体积弹性模量;体积弹性模量;-介质的密度。介质的密度。4 声压和声压级声压和声压级 声压:有声波时介质的压强对其静压力的变化
6、量。单位:声压:有声波时介质的压强对其静压力的变化量。单位:Pa(N/m2)2*10-5Pa-听阈声压;听阈声压;20Pa-痛阈声压痛阈声压 听阈声压与痛阈声压间差听阈声压与痛阈声压间差100万倍,为便于衡量声音的强万倍,为便于衡量声音的强弱和适应人的弱和适应人的“听觉特性听觉特性”,引入声压级,引入声压级Lp(dB)p0-基准声压,基准声压,p0=2*10-5Pa;p-测点的声压。测点的声压。这样,声压变化这样,声压变化10倍,声压级变化倍,声压级变化20dB;声压变化;声压变化100万倍,声压级变化万倍,声压级变化120dB;听阈声压与痛阈声压间的声压;听阈声压与痛阈声压间的声压级变化幅度
7、为级变化幅度为0-120 dB。5 声功率和声功率级声功率和声功率级 声功率:声源在单位时间内辐射的总能量。单位:声功率:声源在单位时间内辐射的总能量。单位:W 为便于衡量声功率的相对大小,引入声功率级为便于衡量声功率的相对大小,引入声功率级Lw(dB)W0-基准声功率,基准声功率,W0=2*10-12 W;W-声源辐射的声功率。声源辐射的声功率。声压级与声功率级的关系:功率级不能直接测得,可声压级与声功率级的关系:功率级不能直接测得,可在一定条件下利用声压级进行换算,见表在一定条件下利用声压级进行换算,见表13-1。声压级换算为声功率级的原因:声压级换算为声功率级的原因:声压级的值与声源声压
8、级的值与声源-测点间的距离及测测点间的距离及测量环境有关,而声功率级与测点无关,量环境有关,而声功率级与测点无关,故对故对于固定式机械设备于固定式机械设备ISO推荐以声功率级作为噪推荐以声功率级作为噪声的评价量。声的评价量。6 声级的计算(声级的合成与分解)声级的计算(声级的合成与分解)(1)基本原则:能量叠加原则,即当声场中同基本原则:能量叠加原则,即当声场中同时存在时存在n个声功率分别为个声功率分别为W1、W2、Wn的独立声源时,这些声源的合成总声功率的独立声源时,这些声源的合成总声功率Wt为为(2)声功率级的合成)声功率级的合成(3)声压级的合成)声压级的合成 根据能量叠加原则和声功率与
9、声压平方成正根据能量叠加原则和声功率与声压平方成正比的关系,可得合成总声压比的关系,可得合成总声压pt为为由声压级的定义式,总声压级由声压级的定义式,总声压级Lpt为为由于由于 (i=1,2,n)故故例:例:当两个声源声压级分别为当两个声源声压级分别为100dB时,合时,合成后的总声压级成后的总声压级Lpt为为103dB。7 声压级的分解声压级的分解 设有如下关系式设有如下关系式 经代数运算,可得经代数运算,可得8 声级平均值声级平均值 定义:围绕噪声源在同一测量表面上多个测定义:围绕噪声源在同一测量表面上多个测点噪声级的平均值。点噪声级的平均值。根据能量叠加原则,可得声压级根据能量叠加原则,
10、可得声压级平均平均值值Lpm为为 式中:式中:Lpi(i=1,2,m)为为第第i个个测测点点测测得的声得的声压压级级;m为测为测点点总总数。数。简简便算法:当各便算法:当各测测点声点声压级压级之之间间相差不大于相差不大于5dB时时,可按算,可按算术术平均法平均法计计算,其算,其误误差小与差小与1dB。声级平均值测量声级平均值测量声级平均值计算声级平均值计算9 噪声的频谱噪声的频谱 作用:为分析噪声的频率特性和确定噪声源,作用:为分析噪声的频率特性和确定噪声源,还需测量噪声强度在频域的分布规律。还需测量噪声强度在频域的分布规律。频程(频率区段)的划分方法,有频程(频率区段)的划分方法,有(1)1
11、倍频程(倍频程(10个频程):频带的上下限个频程):频带的上下限频率之比为频率之比为2:1;频程(频率区段)的划分方法频程(频率区段)的划分方法:(2)1/3倍频程(倍频程(26个频程)个频程):频带的上:频带的上下限频率之比为下限频率之比为21/3:1;(3)恒定窄频带恒定窄频带 频谱图:以选用的频程中心频率为横坐标,频谱图:以选用的频程中心频率为横坐标,以相应的频程声压级(或声功率级)为纵坐以相应的频程声压级(或声功率级)为纵坐标,所绘制的曲线图。是分析噪声来源及频标,所绘制的曲线图。是分析噪声来源及频率特性的基本工具。率特性的基本工具。频率分辨率由采样时间确定。频率分辨率由采样时间确定。
12、低频噪声:低频噪声:1000Hz。二、噪声评定值二、噪声评定值1响度级(考虑人的听觉特性的主观评价值)响度级(考虑人的听觉特性的主观评价值)人的听觉特性:声压级相同但频率不同的两个声源,人人的听觉特性:声压级相同但频率不同的两个声源,人的主观感觉是不同的,一般对高频敏感,低频迟钝。考的主观感觉是不同的,一般对高频敏感,低频迟钝。考虑到人的上述听觉特性后,响度级定义如下:虑到人的上述听觉特性后,响度级定义如下:选取选取1000 Hz的纯音为基准声,如果所测声音听的纯音为基准声,如果所测声音听起来与某一声压级的基准声一样响,则该基准声的声压起来与某一声压级的基准声一样响,则该基准声的声压级级dB值
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