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时间:2017-12-07
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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
2、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
3、,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
4、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: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
5、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
6、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
7、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。
8、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出现,称为
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