《噪声测量》PPT课件

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1、12.3噪声测量随着现代工业、交通运输和城市建设的迅速发展，噪声对环境的污染日益严重，为此，国际标准化组织以及许多国家都纷纷制定了有关标准，用于环境噪声的监测和各类噪声的控制。在众多的噪声源中，动力机械发出的噪声占着主要位置，例如，对城市环境影响最大的是交通噪声，即车辆噪声，而内燃机作为各类交通运输工具的主要动力，其噪声对环境的污染也就集中地反映在交通噪声方面，且已成为城市环境噪声的主要来源之一。此外，直接影响生活环境的还有空调与通风设备的噪声等。噪声测量是噪声控制的基础。本节主要介绍与噪声测量有关

2、的基本声学概念、测量与评价方法以及典型的测量仪器。12.3.1噪声测量中的基本声学概念噪声是一种声音，因而具有声波的一切特性，物理学中的声学知识均可用于对噪声的理解与分析。这里主要选取与噪声测量有关的声学概念加以简要说明。1．声场声波传播的空间统称为声场；允许声波在任何方向作无反射自由传播的空间叫自由声场；而允许声波在任何方向作无吸收传播的空间叫混响声场。显然，自由声场可以是一种没有边界、介质均匀且各向同性的无反射空间，也可以是一种能将各个方向的声能完全吸收的消声空间。与此相反，混响声场是一种全反射

3、型声场。然而，除非人为特别创造，否则在现实的生活环境中并不存在上述两种极端的空间。如果某一空间仅以地面为反射面，而其余各个方向均符合自由声场的条件，则称半自由声场。对于房屋等生活空间，其边界(如墙壁、地面、天花板或摆设物等)既不完全反射声波，也不完全吸收声波，这种空间称为半混响声场。2．声压与声压级声压是指声波波动引起传播介质压力变化的量值。设介质处于平衡状态时各处的静压为p1，当声波通过时介质中某点的压强变为P2，其变化量P即为声压，即：p=p2-p1(12-10)通常，声压的数值要比大气压小得多

4、，例如：（1）对于一台内燃机的工作噪声，在距离内燃机表面lm处的声压只有1Pa，仅为大气压的1/105。（2）人的感官对声波的接收不仅有频率范围，也有声压范围。具有正常听力的人能够听到的最弱的声压为2×10-5Pa，称为听阈声压(国际上把频率为lkHz的听阈声压作为基准声压)。当声压达到20Pa时，人耳开始感到疼痛，称之为痛阈声压。虽然从听阈到痛阈是正常听觉的声压范围，但两阈值之间相差100万倍。可见，用声压的绝对值来衡量声音的强弱很不方便。为此，声学上引入“级”的概念，用成倍比关系的对数量来表示声

5、音的强弱，即用声压级表示声压的大小。相对于声压为p(Pa)的声音，其声压级Lp的定义为：(12-11)式中：P0为基准声压，P0=2×10-5Pa。声压级Lp的单位为分贝(dB)，它是一个相对于基准的比较指标，用以反映声音的相对强度。根据定义式(12-11)，声压变化10倍，声压级改变20dB。可见，引入级的概念后，听觉范围由原来百万倍的声压变化幅度缩小为0～120dB的声压级变化。3．声能、声能密度、声功率、声能流密度和声强1)声能、声能密度和声功率声波的传播过程实质上是声源的振动能量在介质中的传

6、播过程。声波传播时质点受激产生振动，同时也产生压缩及膨胀的形变。显然介质中既有振动的动能又有形变的位能，这两部分相加就是声能。单位体积的声能定义为声能密度，用e表示；单位时间内声源传播的总声能用声功率(W)表示。2)声能流密度和声强定义单位时间内通过与能量传播方向垂直的单位面积的声能为声能流密度，记做ω(W/mm2)。ω是矢量，指向为声波传播方向，其瞬时值在数量上可表示为相应质点振动速度v和声压P的乘积，即：ω=pv(12-12)为了表示声波能量的强度，取声能流密度ω在一个周期T内的时间平均值，称做

7、声强I，即：(12-13)式(12-13)中的v和P均取其实部。记瞬时声强为I(x，t)，由式(12-13)可知，声能流密度ω实际上就是I(x，t)。声强I也是矢量，指向也是声波传播的方向。图l2.14表示声场中某一点的声压P、质点振速v、声能流密度ω和声强I随时间的变化关系，声强I是ω的时间平均值。4．声功率级和声强级与声压和声压级之间的关系相似，声功率和声强的相对大小也可用“级”来度量。声功率级和声强级的定义分别为：式中：Lw为声功率级，dB；W为声源辐射的声功率，W；W0=l0-12W，为基准

8、声功率；L1为声强级，dB；I为声波声强，W/mm2；I0=l0-12W/mm2为基准声强。表12-7给出了点声源的声功率级与声压级的换算关系，式(12-16)则反映了声强级与声压级之间的对应关系：式中：ρ0为传播介质的密度；c为声波传播速度；ρ0c为传播介质的特性阻抗，由于修正项10lg(400/ρ0c)很小，故声压级与声强级的数值基本相等。5．频谱1)频程振幅(强度)、频率和相位是描述波动现象的特性参数，声波也不例外。通常，噪声由大量不同频率的声音复合而成，有时噪