物理因素：噪声检测技术.pptx

1、1,物理因素噪声,2,声音基本概念,3,声音的物理特性,声音和声源 什么是声音：声音是由“物体振动”所造成，经由介质以声波的型式将能量传送出去。 声音传播介质 空 气：空气声 固体物：固体声(结构噪声) 降低物体振动为有效降噪最基本方法。 声源：产生振动的物体称为“声源”。,4,声音的物理特性,声速 波声在介质中传播的速度叫“声速”。 在空气中声速 (20、1大气压) ： 344米/秒，气温增加1，声速增加0.61米/秒音速C=331.5+0.61t (t：温度) 在水中声速：1450米/秒 在钢铁中声速：5000米/秒 声波在真空中无法传播,5,频率,1Hz 及10Hz 正弦波,声音的物理特

2、性,6,声音的物理特性,频率 声源每秒振动的次数叫“频率”，单位是“Hz”。 人耳的感知声音频率约2020,000Hz 4,000Hz左右最敏感。 语言带为5002,000Hz。 低于20Hz为“次声”，高于20,000Hz为“超声”。 纯音：单一频率声音称为纯音。 如音叉振动产生的声音 复音：工作场所所接触声音绝大部份是复音，由不同频率由低到高进行排列，所组成连续的频谱。,7,声音的物理特性,频率 低频噪声：500Hz 中频噪声：500Hz1000Hz 高频噪声：1000Hz 大部份工业噪声为高频噪声,滤 波 器,环境量测使用（等百分率频带） 1/1 八音度频带 (Octave band)

3、1/3 八音度频带 (Third Octave band),1.等频带 (Constant frequency bandwidth) 2.等百分率频带 (Constant percentage frequency bandwidth),声音的物理特性,八音度频带及1/3八音度频带之中心频率,八音度频带及1/3八音度频带频率范围,八音度频带及1/3八音度频带频率范围,八音度频带及1/3八音度频带频率范围,14,连续的频谱,(dB),120.0 104.0 88.0 72.0 56.0 40.0,12.5 100 800 6300,15,噪声的定义,物理学 各种不同频率和强度的声波无规律地杂乱组合

4、，波形呈无规律的变化的声音称为“噪声” 法律学： 凡是不需要的、使人厌烦、起干扰作用的声音 称为“噪声”,16,140 120 100 80 60 40 20 0,非常安静,安静,开始受干扰,喧哗,非常吵,痛阈,低声说话,办公室,一般说话,吸尘器、打磨,重型卡车15公尺,印刷机、纺织机,迪吧,飞机起飞,分贝,环境噪声产生情况,17,声压级,正弦波具有不同声压,声音的物理量,18,声音的物理量,声压和声压级 一般听阈的声压为20Pa (在1000Hz) 痛阈的声压为20Pa 1Pa=1N/m2=106Pa 由声压的绝对值来表示声音强弱很不方便。(听阈与痛阈的声压绝对值相差100万倍) 为了方便表

5、示声音大小，人们对噪声用声压级分贝(dB)来表示。,19,声压级Lp（SPL或LXX）,Lp=20log10 (dB) P为声压有效值,单位用Pa P0为声压的基准值2x10-5Pa (1Pa=1N/m2),声压级Lp (Sound Pressure Level) 一般是以分贝dB的大小来表示声压的有效值,20,时间计权响应,Peak：峰值档；0.01秒 Impulse：脉冲档；0.035秒 Fast：快档；0.125秒 Slow：慢档；1秒,SPL (dB),时间/秒,21,频率计权容许误差（精度）,针对Type 1 & Type 2,噪声基本参数,22,峰值声级/Lpk（ Peak Lev

6、el ） 麦克风所探测的最大瞬间声级 最大声级/Max Level 仪器运行期间采样得到的声压级的最大值，与响应设定有关 最小声级/Min Level 仪器运行期间采样得到的声压级的最小值，与响应设定有关,交换率/ER（ Exchange Rate）,23,交换律ER，也被称作加倍率或减半率 每次声音能量加大一倍，测量值增加的分贝值 每次声音能量加大一倍，允许接触声音的时间减少一半,LP=20log10P/P0 P=F/S（压力定律） Ft=mv（动量定律） E=mv2/2（能量定律） 注：E能量、m粒子质量、v粒子运动速度、F粒子打在传感器上的力、t粒子和传感器接触时间、S粒子打在传感器上的

7、面积、P传感器测量的压力,24,LP=20log10 mE /tsP0 当E1=2E时，m、S不变，假定t也不变得出 Lp1=20log10 mE /tsP0 =20log10（ mE） /tsP0 =20log10 mE /tsP0+20log10 =LP+20log10 LP+3 所以当能量增加一倍，声压级增加3dB,交换率/ER（ Exchange Rate）,声压级与能量的关系式为,25,国际通用3dB(A)交换率 声音能量加大一倍，量测声级增加3分贝 美国采用5dB(A)交换率 人耳能够根据噪声级的大小进行自动补偿（接触时间t会减少），3分贝的交换率应当修正为5分贝以更接近人耳的响应

8、,交换率影响Leq、Lavg、 TWA、Dose的值，对SPL、Max、Min、Lpk没有影响,交换率/ER（ Exchange Rate）,26,阈值 Threshould,测得声级低于阈值将不被列入平均及积算 美国OSHA采两个不同阈值 90分贝:TWA大于90分贝, 采取工程控制(1971年) 80分贝:TWA大于85分贝, 实施听力保护计划(1983年) ACGIH: 80dBA 中国阈值: ?分贝（GB Z 2.2-2007）,平均声级/Lavg（Average Level）,27,平均声级/Lavg（Average Level） 在任意交换率下计算得到的平均声级 当使用阈值时容易产

9、生一点混乱。任何低于这个阈值的声级都不会计算到这个平均值之内。这个值是以取对数后的分贝作为单位的，因此平均值的数字不能简单的进行声级相加/除以样品数来运算。用分贝作平均值单位时，短时间的高声级会对平均声级有很大的影响。 等效连续声级/Leq 交换率为3分贝阈值关闭时的平均声级Lavg,28,噪声基本参数,剂量/Dose 与标准声级和标准时间有关，测量的噪声暴露量与标准最大允许暴露值的百分比 时间计权平均/TWA（Time Weighted Average ） 测量出的噪声暴露值与之等能量的一个恒定的持续8小时的声级,29,噪声基本参数,标准声级/Criterion Level 最大允许暴露的累

10、计噪声即100%Does对应的TWA值，由相关机构制定，GBZ标准采用85dB 标准时间/Criterion Time 与标准声级对应的时间，一般为8小时 超过声级/Ln（Exceedence Levels） 指在测量时间内有n%的时间噪声值超过的某个声级 如：L40=70dB指在测量时间里有40%的时间音量大于70dB,30,频率响应及计权,人耳对频率的反应范围为20 Hz 到20 kHz 人耳对高频率及低频率不敏感 正常人耳敏感的频率为500 Hz到 4 kHz,31,不同声压级SPLs及频率的例子,250 Hz114dB,1 KHz 114 dB,1 KHz 94 dB,* 本声音仅供比

11、较并非实际dB值,32,等响曲线Equal-Loudess Contours,A,B,C,33,A计权网路,- 40 dB的等响度曲线在1 kHz点设定为0dB,- 40 dB的等响度曲线倒立形成的曲线定为A-计权曲线,34,计权网络,声 压 级(dB),频率(Hz),35,声压级之和,较高级须加上之修正值,dB,两级之差值,dB(D),36,声压级之差,较高级须减去之修正值,dB,两级之差值,dB,37,噪声测量/设定Z计权响应,Z计权: 为线性不加任何修正,38,噪声测量/设定A 计权响应,39,噪声测量/设定C计权响应,500,250,1k,2k,8k,4k,125,63,31.5,频率

12、(Hz),声压级,80,85,81,75,65,70,90,95,95,40,噪声测量,相同噪声在不同计权所测得噪声值不同: Z计权: 99dB(Z) A计权: 84.5dB(A) C计权: 97.6dB(C),41,噪声职业接触限值 GBZ 2.2-2007,42,中国噪声职业接触限值 GBZ 2.2-2007,8h等效声级(85dBA) (按额定8h工作日规格化的等效连续A计权声压级) 噪声强度等效为工作8h的等效声级。 每周40h等效声级(85dBA) (按额定每周工作40h规格化的等效连续A计权声压级) 非每周5d工作制的特殊工作场所接触的噪声声级等效为每周40h的等效声级。,43,交

13、换率(减半率)/Exchange Rate,每日连续接触噪声八小时,噪声接触限值为85dB(A) 交换率:3dB(A) 噪声声级卫生限值( 85 dB/A x 8小时) ,若增加3 dB(A),从85 dB(A) 88dB(A), 接触时间减半( 4小时),数据源:国家职业卫生标准 GBZ/T-189.8-2007,44,45,国家职业接触限值,工作地点脉冲噪声接触的限值,数据源:国家职业卫生标准 GBZ 2.2-2007,46,工业企业设计卫生标准GBZ1-2010,非噪声工作地点噪声声级的设计要求,47,噪声对人体危害,48,人耳构造与听觉,听觉器官分为：外耳、中耳和内耳,49,人耳构造与

14、听觉,声波经由空气振动，经外耳道收集震荡耳膜使能量传递到中耳内的三根听小骨，声波讯号以机械杠杆将讯号放大传递至内耳中的液体，内耳耳蜗液体震荡刺激毛细胞，产生电信号传至大脑。,50,噪声对人体的危害,生理性影响 心理性影响 传音型听力损失 感音性听力损失 暂时性听力损失TTS 永久性听力损失PTS,51,噪声对人体的危害,生理性影响 神经系统 长期接触有头痛、头晕、耳鸣、心悸、睡眠障碍、神经衰弱综合症 心血管系统 心率加快或减缓、血压不稳(趋向增高) 消化系统 食欲减退、胃液分泌减少、胃肠蠕动减慢!,52,噪声对人体的危害,产生疲倦 生理效应,头痛 神经紧张,心跳加速,无法集中精神导致安全工伤

15、事故,53,噪声对人体的危害,传音性听力损失 突发性高分贝噪声超过120dB所诱发之中耳伤害 高于140dB易造成鼓膜破裂、听骨断裂等 不能完全或完全不能恢复 典型为爆破、火炮发射巨响所诱发“爆震性耳聋”,54,噪声对人体的危害,感音性听力损失 暂时性听力损失TTS 短时间接触强噪声，听阈提高10dB，短时间即可恢复。(听觉适应) 暂时性听阈位移： (听觉疲劳) 较长时间接触噪声，听阈提高1530dB，需较长时间恢复。 永久性听力损失PTS 噪声性耳聋，永久性听阈位移。 完全不能恢复。,55,噪声对人体的危害,职业性噪声聋分级 (听力损伤分级) 正常听力：025dB 轻度噪声聋：2640dB

16、细声交谈困难 中度噪声聋：4155dB 一般交谈困难 重度噪声聋：5670dB 大声交谈困难， 须助听器辅助 严重噪声聋：7190dB 已无法正常交谈 全聋：90dB,56,听力损伤的可能前兆,离开噪声工作场所后仍有翁翁声 与别人谈话觉得听不清楚或对方声音变小 别人觉得你讲话声音变大 在听广播或收看电视时须调高音量 在吵杂的环境中辨识语音的能力变差 听力检查的听力曲线在30006000Hz处出现”V”型或”U”型下陷,57,影响听力损伤的因素,噪声的强度 接触时间长短 噪声的频谱 噪声类型和接触方式 个别差异 年龄 药物,58,健康监护,听力保护计划(保护企业) 检测噪声 听力测试 听力保护(

17、提供个体噪声防护设备) 教育及训练 保存记录,59,噪声现场检测,60,流动的工作岗位(变动噪声),绝大部份有噪声 危害的作业场所 需随着工人测量 个体噪声剂量计 成为最佳选择,61,个体噪声剂量计安装,麦克风位置非常重要,62,工作场所噪声检测的误差来源,音频及电场干扰 环境的温度、湿度及大气压力改变 校准 采样的次数 检测设备不规范 检测过程不规范,63,校准,标准音源校准器,测量前校准/测量后确认校准 现场检测前及检测后校准 校准音源 94dB, 114dB 1000Hz 符合IEC 60942:2003标准 型式1，精度 0.3dB,64,降噪控制工程步骤,噪声识别及音源特性分析(噪声

18、源、传声路径) 噪声检测及评价 决定降噪值 选择可能的降噪技术 降噪装置的设计及施作 确认结果,65,工程降噪具体方法,遮音 Sound barrler 吸音 Sound absorption 阻尼 Dampling 振动隔离 Vibration isolation,听力保护基本内容和要求,噪声监测 听力测试与评定 工程控制措施 护耳器的要求及使用 职工培训 记录保存,66,67,听力保护措施,降噪方法,控制声源,68,听力保护常见的护耳器的类型,耳塞,被动降噪耳罩,企业应当提供三种以上护耳器供职工选用!,69,听力保护合理降噪值,降噪不足,最恰当,降噪过度,LAX:防护后耳内噪声dB(A) LAeq8 85 dB需采取听力保护,LAX,70,SVANTEK 979,Quest SoundPro,Quest Edge,噪声检测推荐设备,双通道耳内噪声量测技术,可同时监测： 工人日接触噪声TWA值 耳内降噪后的日接触噪声TWA值,71,SVANTEK SV102,测量仪器,声级