基于声强测量的设备噪声源定位VIP

文 章 编 号 : 1005 0329 (2009) 04 0047 03基 于 声 强 测 量 的 设 备 噪 声 源 定 位高 志 彬 1, 2 ,仪 垂 杰 2 ,孙 庆 亮 3(1. 上 海 理 工 大 学 ,上 海 市 200093; 2. 青 岛 理 工 大 学 ,山 东 青 岛 266033;3莱 芜 钢 铁 集 团 公 司 ,山 东 莱 芜 271104)摘 要 : 为 了 定 位 设 备 噪 声 源 ,用 声 强 测 量 方 法 测 量 了 汽 轮 鼓 风 机 和 射 流 抽 汽 器 的 声 强 。 采 用 声 功 率 排 序 法 对 所 测 设备 的 噪 声 源 进 行 了 排 序 。 结 果 表 明 :汽 轮 鼓 风 机 是 主 要 噪 声 源 ,鼓 风 机 部 分 是 汽 轮 鼓 风 机 的 主 要 噪 声 源 。 声 强 测 量 方 法是 多 声 源 噪 声 系 统 中 定 位 设 备 噪 声 源 的 有 效 方 法 。关 键 词 : 声 强 ;噪 声 源 定 位 ;声 功 率 ;噪 声中 图 分 类 号 : 文 献 标 识 码 : qu en a n ea en 2 , . 00093, 2. Q 66033, 3. 71104, In to of of et to is of is in 前 言噪 声 源 的 鉴 别 在 噪 声 治 理 工 作 中 是 很 重 要的 。 一 个 噪 声 系 统 中 的 声 源 往 往 不 止 一 个 ,在 一个 声 源 上 也 常 有 几 个 部 分 发 声 ,如 果 不 能 判 断 各个 声 源 或 一 个 声 源 的 各 个 部 分 发 声 的 强 弱 、 频 率特 性 等 ,就 无 从 找 到 最 主 要 的 噪 声 源 ,有 效 地 加 以治 理 ,即 使 处 理 也 很 难 得 到 最 佳 效 果 ,甚 至 毫 无 效果 。 在 噪 声 的 实 际 测 量 中 ,声 强 测 量 是 非 常 实 用的 技 术 。 由 于 声 强 是 一 个 矢 量 ,因 此 声 强 测 量 可用 来 鉴 别 声 源 和 判 定 它 的 方 位 。 甚 至 在 有 背 景 噪声 的 情 况 下 ,只 要 将 包 围 声 源 的 包 络 面 上 的 声 强矢 量 作 积 分 ,就 能 求 出 声 源 的 声 功 率 ,根 据 声 功 率排 序 就 可 确 定 主 要 噪 声 源 。 因 此 声 强 测 量 特 别 适于 噪 声 现 场 测 试 ,可 以 简 化 解 决 问 题 的 途 径 1 。2 声 强 测 量 的 基 本 原 理声 强 测 量 通 常 利 用 双 传 声 器 法 ,可 简 称 为 p 图 1所 示 为 面 对 面 式 双 传 声 器 探 头 。图 1 面 对 面 式 双 传 声 器 探 头设 两 传 声 器 的 声 学 中 心 的 连 线 方 向为 x,两 传 声 器 声 学 中 心 之 间 的 距 离 为 d,当 声 波沿 行 进 时 ,所 测 出 的 两 个 声 压 t)及 t)存 在 着 梯 度 。 则 上 的 瞬 时 声 强 为 2 :收 稿 日 期 : 2008 11 05 修 稿 日 期 : 2009 03 10742009年 第 37卷 第 4期 流 体 机 械 t) = p ( t) u ( t)= 120 d t) + t) t)- t) 1)式 中 t) 瞬 时 声 强 , W / t) 瞬 时 声 压 , t) 瞬 时 速 度 , m / 空 气 密 度 , kg/ (1)进 行 傅 立 叶 变 换 ,得 到 声 强 的 频 谱密 度 :I ( ) = ) = - 0 d(2)式 中 I ( ) 声 强 频 谱 密 度 , W / ) 单 边 互 功 率 谱 频 率 , 单 边 互 功 率 谱 密 度 , ) ) 取 其 虚 数 部 分 ) t)的 傅 立 叶 变 换 ) t)的 傅 立 叶 变 换3 共 轭 复 数根 据 式 (2)可 知 ,用 p - 进 行 测 量 时 ,只 要 得 到 两 个 声 压 互 谱 的 虚 部 ,就 得 到 声 强 的 频率 分 布 I ( )。3 声 强 测 量 应 用汽 轮 鼓 风 机 和 射 流 抽 汽 器 相 距 较 近 ,两 者 噪声 互 相 影 响 ,此 时 利 用 声 压 测 量 难 以 准 确 找 到 主要 的 噪 声 源 。 为 鉴 别 主 要 的 噪 声 源 ,使 噪 声 治 理工 作 有 针 对 性 ,现 场 测 试 采 用 声 强 测 量 法 。3. 1 现 场 数 据 测 试测 试 设 备 采 用 比 利 时 式 数 据 采 集 分 析 系 统 ,声 强 探 头 为 G. R. 型 声 强 探 头 ,软 件 采 用 ,测 试 设 置 界面 如 图 2所 示 。图 2 声 强 测 量 设 置 界 面测 量 采 用 的 包 络 面 为 柱 面 体 3、 4 。 各 测 点 在水 平 面 、 铅 锤 面 布 置 如 图 3所 示 。 测 点 距 离 设 备1m,测 点 间 距 为 1m ,每 一 测 点 处 按 间 距 为 0. 5 、 中 、 下 采 集 三 个 数 据 。 依 次 测 量 各 测 点 处 数据 ,测 试 完 成 后 将 各 点 声 强 数 据 汇 总 ,如 表 1、 2所示 。图 3 声 强 测 量 测 点 布 置3. 2 测 试 数 据 分 析主 要 噪 声 源 的 确 定 通 过 比 较 设 备 的 声 功 率 大小 进 行 。 在 实 际 测 量 时 测 到 的 是 每 个 分 区 以 位 的 声 强 级 L 为 了 能 进 行 声 功 率 的 计 算 ,84 D 2009应 把 声 强 级 换 算 为 声 强 值 。表 1 汽 轮 鼓 风 机 各 测 点 声 强 级 L I i ( 点 位 置 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14下 79. 62 72. 21 82. 94 80. 71 83. 94 85. 88 86. 17 85. 35 81. 61 83. 17 81. 43 86. 58 86. 24 84. 99中 80. 99 69. 27 84. 83 78. 74 83. 41 84. 99 87. 62 85. 66 80. 84 84. 69 - 75. 60 81. 59 87. 75 83. 36上 78. 03 - 83. 6886. 15 79. 53 82. 14 85. 83 87. 47 83. 58 77. 61 81. 23 - 78. 22 - 78. 29 82. 49 80. 15表 2 射 流 抽 汽 器 各 测 点 声 强 级 L I i ( 点 位 置 15 16 17 18 19 20 21 22下 - 79. 93 71. 93 - 74. 80 - 76. 41 - 73. 32 72. 75 69. 63 - 80. 58中 - 78. 80 - 74. 99 75. 18 71. 88 77. 90 83. 01 - 79. 01 - 82. 03上 - 81. 77 - 73. 28 - 68. 15 - 55. 17 72. 36 80. 84 - 75. 75 - 80. 45设 某 分 区 得 的 L 声 强 值 算 式 为 : 0 10 (3)当 L 有 : - 0 10 (4)式 中 基 准 声 强 , 10 - 12W / 个 分 区 的 声 功 率 W i 为 :W i = i (5)式 中 包 络 面 小 分 区 面 积声 源 的 总 声 功 率 级 为 : 10 10 1W (6)式 中 总 声 功 率 级 , 总 声 功 率 , 基 准 声 功 率 , W 0 = 10 - 12 表 1、 2中 数 据 经 计 算 可 知 ,汽 轮 鼓 风 机的 声 功 率 级 约 为 112 流 抽 汽 器 的 声 功 率 级约 95因 此 ,主 要 噪 声 源 是 汽 轮 鼓 风 机 ,不 是射 流 抽 汽 器 。在 确 定 汽 轮 鼓 风 机 为 主 要 噪 声 源 后 ,还 可 利用 测 量 的 声 强 汽 轮 机 的 声 功 率 对 主 要 噪 声 源 汽 轮鼓 风 机 作 进 一 步 的 分 析 。 利 用 表 1中 1 5处 的声 强 数 据 可 求 出 汽 轮 机 的 声 功 率 级 约 为 106 用 测 点 6 14处 的 声 强 数 据 可 求 得 鼓 风 机 的 声功 率 级 约 为 111对 比 汽 轮 机 和 鼓 风 机 的 声 功率 值 可 知 :鼓 风 机 的 声 功 率 级 大 于 汽 轮 机 的 声 功率 级 。 因 此 ,仅 就 汽 轮 鼓 风 机 而 言 ,鼓 风 机 是 主 要噪 声 源 ,汽 轮 机 是 第 二 主 要 噪 声 源 。至 此 ,利 用 声 强 测 试 技 术 ,准 确 确 定 了 车 间 的主 要 噪 声 源 为 汽 轮 鼓 风 机 ;鼓 风 机 部 分 又 是 汽 轮鼓 风 机 的 主 要 噪 声 源 。 根 据 这 一 测 试 结 果 ,应 针对 汽 轮 鼓 风 机 采 取 降 噪 措 施 治 理 车 间 的 噪 声 ;对汽 轮 鼓 风 机 采 取 降 噪 措 施 时 又 要 针 对 鼓 风 机 进行 。4 结 语利 用 声 强 测 量 法 对 汽 轮 鼓 风 机 和 射 流 抽 汽 器进 行 了 测 试 和 分 析 ,分 析 结 果 表 明 主 要 噪 声 源 是汽 轮 鼓 风 机 ,且 鼓 风 机 是 汽 轮 鼓 风 机 的 主 要 噪 声源 。实 测 表 明 ,声 强 测 量 法 是 多 设 备 车 间 主 要 噪声 源 识 别 的 有 效 方 法 。在 声 强 测 试 的 基 础 上 ,针 对 主 要 噪 声 源 进 行噪 声 的 治 理 ,可 有 效 地 避 免 噪 声 治 理 的 盲 目 性 。参 考 文 献 1 潘 仲 麟 . 翟 国 庆 . 噪 声 控 制 技 术 M . 北 京 :化 学 工业 出 版 社 , 2006. 2 蒋 孝 煜 ,连 小 珉 . 声 强 技 术 及 其 在 汽 车 工 程 中 的 应用 M :清 华 大 学 出 版 社 , 2001. 3 1996. 声 学 声 强