环境监测课件第五章噪声电子教案.ppt

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1、知识目标：了解声学的基本知识了解噪声的危害掌握噪声的评价方法和标准掌握环境噪声测量的方法能力目标：能够利用噪声测量仪器测量城市区域、道路交通噪声、工业企业环境噪声。第五章噪声监测一、声的基础知识物体在空气中振动，使周围空气发生疏密交替变化并向外传播，当振动频率在20～20000HZ之间，人可以感觉的到，称为可听声，简称声音，声音是波的一种，叫声波。频率低于20HZ的声音叫次声波，高于20000HZ的叫超声波。第一节声学基础声音传播的空间称为声场。典型的声场有自由声场和混响声场两种。声音在一秒钟内振动的次数叫频率

2、，记作f，单位为HZ.弹性媒质在平衡位置附近完成振动一次所经历的时间叫周期，记作T，单位为s。频率和周期互为倒数，即T=1/f。在声波的传播方向，振动一个周期所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间的距离称为波长，记为λ，单位m.波速C:又称声速是指单位时间内声波传播的距离。单位m/s。频率、波长和声速三者的关系是：C=fλ（5-1）声速与传播声音的媒质和温度有关，在空气中，声速（C）和温度（t）的关系可简写为：C=331.45+0.61t5-2）常温下，声速为345m/s。二、声压、声强和声功率㈠声压P声

3、压是指介质中的压强相对于无声波时的压强改变量，通常用P表示，单位为帕斯卡（Pa）。由于耳膜的惯性作用辨别不出声压的起伏变化，即声压变化的平均值为零，故平均声压无意义。通常所说的声压指的是有效声压。有效声压是指瞬时声压对时间取均方根值。即听觉正常的人耳，对1kHz的纯音，当其声压值为2×10-5Pa时，称为听阈声压；当其值达到20Pa时，称为痛阈声压值。（二）声强声强是指在垂直于声波的传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能量，用I表示。单位是J/（s.m2）或w/m2。正常人耳对1000Hz纯音的可听声强是10

4、-12w/m2，称为基准声强。对于平面声波和球面声波，声强I等于：（5-3）（三）声功率声功率是描述声源性质的。声源的声功率是指单位时间内声源向外辐射的总声能，单位是：焦耳/秒（J/s）或瓦（w）。在自由声场中，声功率与声强的关系为：W=4Лr2I（5-4）三、声级和声级的运算（一）声级1、声压级（5-5）2、声强级（5-6）3、声功率级声级的单位是分贝（dB）。无量纲，它表示一个量超过另一个量的程度。采用分贝做单位时，必须要知道其比较的基准值，如：基准声压（2×10-5Pa），基准声强（10-12w/m2），

5、基准声功率（10-12w）等。（5-7）（二）级的运算1、声音的叠加两个或两个以上的独立声源作用于声场中某一点时，就产生了声音的叠加。对应n个声源的一般情况有：Lp总=（5-8）当有多个声源,且其作用于某一个点时的声压级不相等时,按上式计算较麻烦,可以利用图5-1或表5-1查图(或表)来计算.计算方法是:假设Lp1>Lp2,则ΔLp=Lp1-Lp2则有：Lp总=（5-9）由公式（5-9）可绘制成图5-1或表5-1的声级相加运算表,从而直接在图5-1或表5-1中查出两声级叠加时的总声级。ΔL'(dB)图5-1分贝

6、相加曲线表5-1声级运算加法表2、噪声的相减假设背景噪声的声级为LpB，机器设备的噪声为Lps，总声级为LpT，Lps=（5-10）LPs=LpT–ΔLPB=LPT-LPB令ΔLPs=-则LPs=LPT-ΔLPs以ΔLPB为横坐标，ΔLPs为纵坐标，可绘制图5-2或表5-2图5-2分贝相减曲线表5-2声级运算减法表四、噪声的频谱分析频谱分析就是对声音的频率成分进行分析，若以频率为横坐标，以反映相应频率处声信号强弱的量为纵坐标，绘制的曲线图称为频谱图。频谱分析的方法是使噪声信号通过一定带宽的滤波器，滤波器的带宽越

7、窄，频谱展开越详细。具有对声信号进行频谱分析功能的设备称为频谱分析仪或称频率分析仪。频谱分析仪的核心是滤波器和声级计。滤波器的作用是把复杂的噪声成分分成若干个具有一定带宽的频带（或称频程），测量时只允许某个特定的频率声音通过，此时声级计表头指示的读数是该频带的声压级，而不是总声压级。滤波器的通带宽度决定频谱分析仪的类型，常用的频谱分析仪通常分为两类：一类是恒定带宽的分析仪，另一类是恒定百分比带宽的分析仪。噪声测量多用恒定百分比带宽的分析仪，其滤波器的带宽是中心频率的一个恒定百分比值，因此带宽随中心频率的增加而加

8、大。此类分析仪常用于测量无规噪声。最常用的有倍频程和1/3倍频程分析仪。频程分析仪中，每一带宽通过频程的上限截止频率等于下限截止频率的两倍，即f下:f上=1;2，是倍数关系，Δf=f上-f下，称为频带宽度在较精密的频谱分析时，需用1/3倍频程。1/3倍频带分析仪使各频带的上限截止频率与下限截止频率的比值为，中心频率是上下限频率的几何中值，频带宽度Δf=f上-f下＝。一、噪声及其危害环境