噪声和振动测量技术.pdf

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1、噪声和振动测量技术编者：张绍栋熊文波杭州爱华仪器有限公司2005年10月目录第一章噪声及其危害⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1第二章噪声的评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8第三章噪声允许标准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13第四章常用噪声测量仪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15第五章噪声测量方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25第六章振动测量技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29第七章噪声和振动监测仪器的选用和维护⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯40附录杭州爱华仪器有限公司主要产品明细表⋯⋯⋯⋯⋯⋯451第一章噪声及其危害一、噪声噪声是一种声音，声音

2、是由物体的机械振动而产生的。振动的物体称为声源，它可以是固体、气体或液体。声音可以通过介质（空气、固体或液体）进行传播，形成声波。当声波到达人耳，人们就听到声音，声波在传播过程中可能会产生反射、绕射、折射和干涉。22声音有强弱之分，并用声压p来表示其大小，单位是Pa(帕)，1Pa=1N/m（牛顿/米），一个大气5压等于1.013×10Pa.。声压可以用峰值、平均值和有效值表示。声压的有效值是瞬时声压平方在一段时间平均数的平方根，又称均方根值（RMS），它直接与声波的能量有关，所以用得最多，以下除非另外说明，所论声压均指有效值。-5由于声压变化的范围很大，例如人耳刚

3、能听到的最小声压为2×10Pa，而喷气式飞机附近的声压可达数百帕，两者相差数百万倍；同时考虑人耳对声音强弱反应的（对数）特性，用对数方法将声压分为百十个级，称为声压级。声压级的定义是：声压与参考声压之比的常用对数乘以20，单位是dB（分贝），即：PLp=20lg（1-1）Po-5式中：p为声压（Pa.），p0=2×10Pa是参考声压，它是人耳刚刚可以听到声音的声压。衡量声音强度的还有声强和声功率。声强是在垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的22声能，以I表示，单位是W/m(瓦/米)。声强与声压的平方或正比，对于平面波声场，声强I和声压P的关系用下式表示：

4、2PI=（1-2）ρc式中：ρ是介质密度，c是声速，ρc称之为介质的特性阻抗。声源在单位时间内辐射的总声能，称之为声源的声功率，用P表示，单位是W（瓦），它等于包围声源的一个封闭面上的声强总和：P=∮sInds(1-3)式中：积分号表示在封闭面s上进行求和积分；In是声强在面积元ds法线方向的分量。在自由声场中，声波无反射地自由传播，点声源向四周辐射球面波，其声功率为：2P=Ir4πr(1-4)式中：Ir是距点声源为r处的声强。如果声源在开阔空间的地面上，声波只向半球面辐射，此时2P=Ir2πr(1-5)2这里Ir是在半径等于r的半球面上的平均声强。声波振动的快慢

5、用频率f来表示，单位是Hz（赫），它表示物体在1秒内振动的次数。频率的倒数为振动周期T，单位是s（秒）。人类只能听到20Hz~20000Hz的声音，低于20Hz的声音为次声，高于20000Hz的声音为超声。声波的幅值随时间的变化图称为声波的波形。如果波形是正弦波，则称为纯音，纯音的声波可以用下述函数描述：p=Psin（ωt+θ）（1-6）式中：P-幅值；ω-角频率，ω=2πf，f-频率；θ-初始相位。如1000Hz声音就是指频率为1000Hz的纯音。如果波形是不规则的，或随机的，则称为噪声。如果噪声的幅值对时间的分布满足正态（高斯）分布曲线，则称为“无规噪声”。如

6、果在某个频率范围内单位频带宽度噪声成分的强度与频率无关，也就是具有均匀而连续的频谱，则此噪声称为“白噪声”。如果每单位频带宽度噪声的强度以每升高一倍频程下降3dB而变化，则此噪声称为“粉红噪声”，粉红噪声是在等比带宽内能量分布相等的连续谱噪声。在通常情况下，我们往往把那些不希望听见的声音称为噪声，如环境噪声、交通噪声等。钢琴声是乐声，但对于正在学习或睡觉的人就成了扰人的噪声。按照声源的不同，噪声可以分为机械噪声、空气动力性噪声和电磁性噪声。机械噪声主要是由于固体振动而产生的，在机械运转中，由于机械撞击、磨擦、交变的机械应力以及运转中因动力不平均等原因，使机械的金属

7、板、齿轮、轴承等发生振动，从而辐射机械噪声，如机床、织布机、球磨机等产生的噪声。当气体与气体、气体与其它物体（固体或液体）之间做高速相对运动时，由于粘滞作用引起了气体扰动，就产生空气动力性噪声，如各类风机进排气噪声、喷气式飞机的轰声、内燃机排气、储气罐排气所产生的噪声，爆炸引起周围空气急速膨胀亦是一种空气动力性噪声。电磁性噪声是由于磁场脉动、磁致伸缩引起电磁部件振动而发生的噪声，如变压器产生的噪声。按照噪声的时间变化特性，可分为四种情况：噪声的强度随时间变化不显著，称为稳定噪声（见图1.1a），如电机、织布机的噪声。噪声的强度随时间有规律地起伏，周期性地时大时小的

8、出现，称为