第五章 噪声监测

1、第五章第五章噪声监测噪声监测第一节第一节 概述概述一、基本概念一、基本概念 1. 声音和噪声 （1 1）声音）声音 声音的本质是波动。受作用的空气发生振动，当振动频率在2020000Hz时，作用于人的耳鼓膜而产生的感觉称为声音。 （2 2）噪声）噪声 人们生活和工作所不需要的声音叫噪声。第一节第一节 概述概述2.频率、波长、声速 （1 1）频率）频率 声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作f，单位为Hz。 （2 2）波长）波长 沿声波传播方向，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，用表示，单位为m。 （3 3）声速）声速 一秒时间内声波传播的距离叫声波速度，简称

2、声速，记作c，单位为m/s。 频率、波长和声速三者的关系： fc 第一节第一节 概述概述对于空气，温度每升高1度，其声速增加0.607m/s,因此，空气中有如下关系式：噪声在空气、固体、液体中传播，但不能在真空中传播。摄氏温度ttc607. 04 .331第一节第一节 概述概述3.声功率、声强和声压 （1 1）声压（）声压（p p） 声压是由于声波的存在而引起的压力增值。声波是空气分子有指向、有节律的运动。声压单位为Pa。 （2 2）声强（）声强（I I） 声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量，单位为W/m2。 在自由场中在自由场中，声压与声强的关系： )/(2cpI

3、第一节第一节 概述概述（3 3）声功率（）声功率（W W） 声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率，单位为W。 在自由声场中，若有一个向四周均匀辐射噪声的点噪声源，则在r处的声功率与声强的关系为： 声强声功率之间的关系为： )4/(2rWISWI/第一节第一节 概述概述4.分贝、声功率级、声强级和声压级 （1 1）分贝）分贝 分贝是指两个相同的物理量（如A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。 分贝符号为“dB”，它是无量纲的，A0是基准（或参考量），A1是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，该对数值称为被量度量的

4、“级”01lg10AAN 第一节第一节 概述概述（2 2）声压级）声压级声压级常用Lp表示，定义为：式中：Lp声压级，dB； p声压，Pa； p0基准声压。 在空气中规定p0为2105 Pa，该值是正常青年人耳朵刚能听到的1000Hz纯音的声压值。0202lg20lg10ppppLp第一节第一节 概述概述（3 3）声强级）声强级声强级常用LI表示，定义为：式中：LI声强级，dB； I声强，W/m2； I0基准声强，在空气中取1012W/m2。0lg10IILI第一节第一节 概述概述（4 4）声功率级）声功率级声功率级常用LW表示，定义为：式中：LW声功率级，dB； W声功率，W； W0基准声功

5、率，为1012W。0lg10WWLW第一节第一节 概述概述二、噪声的特征二、噪声的特征1.环境噪声的来源 （1 1）交通噪声）交通噪声 （2 2）工厂噪声）工厂噪声 （3 3）建筑施工噪声）建筑施工噪声 （4 4）社会生活噪声）社会生活噪声第一节第一节 概述概述2.噪声的分类 按噪声产生的机理噪声产生的机理来划分，人为活动产生的噪声可分为空气动力性噪声、机械性噪声和电磁性噪声三大类。 按噪声按其随时间的变化其随时间的变化来划分，可分成稳态噪声和非稳态噪声两大类。 城市噪声来源噪声来源工业生产噪声、交通运输噪声、建筑施工噪声和社会生活噪声。 在影响城市环境的各种噪声源中，工业噪声占8%10%，建

6、筑施工噪声约占5%，交通噪声约占30%，生活噪声约占47%。第一节第一节 概述概述3.噪声的危害n 噪声损伤听力噪声损伤听力n 噪声影响睡眠噪声影响睡眠n 噪声影响人体的生理噪声影响人体的生理n噪声干扰语言交谈和通讯联络噪声干扰语言交谈和通讯联络n特强噪声危害仪器设备和建筑结构。特强噪声危害仪器设备和建筑结构。第一节第一节 概述概述4.噪声的特征 可感受性可感受性 即时性即时性 局部性局部性第一节第一节 概述概述三、噪声的叠加和相减三、噪声的叠加和相减 1.噪声的叠加 声能量是可以代数相加的，设两个声源的声功率分别为W1和W2，那么总声功率W总=W1+W2。而两个声源在某点的声强为I1和I2时

7、，叠加后的总声强：I总=I1+I2。)/(211cpI)/(222cpI)/(2cpI总总因为因为则：则：22212ppp总第一节第一节 概述概述u相同噪声级的叠加相同噪声级的叠加u不同噪声级的叠加不同噪声级的叠加 两个噪声级不同的噪声源， NLLclg10LLLc1L,2121的差值查表可得通过LLLL第一节第一节 概述概述例：例：某车间两台机床，在同一个测点，当其中一台某车间两台机床，在同一个测点，当其中一台时测得的声压级为时测得的声压级为90dB90dB，当开另一台时测得的声，当开另一台时测得的声压级为压级为85dB85dB，求总声压级。，求总声压级。解：解：dBLdBLL1.25859

8、021查表后得：dBLc91.21.290(总声压级）第一节第一节 概述概述2.噪声的相减 在实际工作中，会遇到从总的被测噪声级中减去背景或环境噪声级，来确定由单独噪声源产生的噪声级。 LLLc1第一节第一节 概述概述例例为测定某车间中一台机器的噪声大小，从声级计上测得声级为104 dB，当机器停止工作，测得背景噪声为100dB，求该机器噪声的实际大小。dBLc4100-104L背景解：dBLLLc8 .1012 . 21041dB2.2L 查表得：第二节第二节 噪声评价噪声评价一、响度、响度级一、响度、响度级 1.响度 响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，响度的单位叫“宋”，1宋的定义

9、为声压级为40dB，频率为1000Hz，且来自听者正前方的平面波形的强度。如果另一个声音听起来比这个大n倍，则声音的响度为n宋。第二节第二节 噪声评价噪声评价2.响度级 定义1000Hz1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的纯音声压级的分贝值为响度级的数值数值，任何其他频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，则这1000Hz纯音的声压级分贝值就定为这一声音的响度级值。响度级的单位叫“方”。第二节第二节 噪声评价噪声评价3.等响曲线等响曲线等响曲线(又称又称ISO等响曲线等响曲线)第二节第二节 噪声评价噪声评价4.响度与响度级的关系根据大量实验得到，响度级每改变10方，响

10、度加倍或减半。或 )1040(2NLNNLNlg3340 响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。第二节第二节 噪声评价噪声评价二、计权声级二、计权声级 A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性。 B计权声级是模拟5585dB的中等强度噪声的频率特性。 C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。 D计权声级是对噪声参量的模拟，专用于飞机噪声的测量。第二节第二节 噪声评价噪声评价A、B、C、D计权特性曲线计权特性曲线第二节第二节 噪声评价噪声评价三、等效连续声级三、等效连续声级 一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响的问题，即等效连续声级，符号“Leq”或“LAeq,T”。)

11、d101lg(1001 . 0,AeqATLTtTLp式中：LpA某时刻t的瞬时A声级，dB； T 规定的测量时间，s。第二节第二节 噪声评价噪声评价四、累计百分数声级四、累计百分数声级 噪声的随机起伏程度可用噪声出现的时间概率和累计概率表示，目前常用的评价量为累积百为累积百分数声级，用分数声级，用LnLn表示。表示。的时间占级高于内，噪声表示：在整个测量时间10%)(70)(7010AdBAdBL第二节第二节 噪声评价噪声评价 如果数据符合正态分布，其累积分布在正态概率纸上为一直线，则可用下面近似公式计算：9010250,Aeq,60/LLddLLTL10，L50，L90为累积百分声级，其定

12、义是： L10测定时间内，10的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均峰值； L50测量时间内，50的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均值； L90测量时间内，90的时间超过的噪声级，相当于噪声的背景值。第二节第二节 噪声评价噪声评价五、昼夜等效声级五、昼夜等效声级 考虑到夜间噪声具有更大的烦扰程度，故提出一个新的评价指标昼夜等效声级（也称日夜平均声级），符号“Ldn”。它反映社会噪声昼夜间的变化情况，表达式为：241081016lg10)10(1 .01 .0dnndLLL式中：Ld白天的等效声级，时间是从6 00至22 00，共16个小时；Ln夜间的等效声级，时间是从22 00至第二天的6 0

13、0，共8个小时。第二节第二节 噪声评价噪声评价六、噪声污染级六、噪声污染级噪声污染级（LNP）：式中：K常数，对交通和飞机噪声取值2.56； 测定过程中瞬时声级的标准偏差式中：Li 测得第i个瞬时A声级； 所测声级的算术平均值； n 测得总数。KLLeqNPniiLLn12)(11L第二节第二节 噪声评价噪声评价 对于随机分布的噪声，噪声污染级和等效连续声级或累积百分数声级之间的关系为： 或)(9010LLLLeqNP60/)()(29010901050LLLLLLNP第二节第二节 噪声评价噪声评价七、倍频程七、倍频程 频率范围划分为若干小段，每一小段叫做频率范围划分为若干小段，每一小段叫做频

14、频程。程。频程的上限频率用频程的上限频率用f f上上表示；下限频率用表示；下限频率用f f下下表表示。示。 当频程上限频率为下限频率之比为当频程上限频率为下限频率之比为2 2时的频时的频程叫做程叫做倍频程。倍频程。 当频程上限频率为下限频率之比为当频程上限频率为下限频率之比为2 21/31/3时的时的频程叫做频程叫做1/31/3倍频程。倍频程。 中心频率与上下限频率的关系：中心频率与上下限频率的关系：下上中fff 表中列出了1倍频程滤波器最常用的中心频率值（fm），以及上、下截止频率。这是经国际标准化认定并作为各国滤波器产品的标准值。常用常用1倍频程滤波器的中心频率和截止频率倍频程滤波器的中心

15、频率和截止频率 中心频率fm/Hz上截止频率f2/Hz下截止频率f1/Hz中心频率fm/Hz上截止频率f2/Hz下截止频率f1/Hz31.544.547 322.273 71 0001 414.20707.1006389.094 644.547 32 0002 828.401 414.20125176.77588.387 54 0005 656.802 828.40250353.550176.7758 00011 313.65 656.80500707.100353.55016 00022 627.211 313.6第三节第三节 噪声监测噪声监测一、噪声监测仪器一、噪声监测仪器 1.声级计u

16、原理原理 声级计，又叫噪声计，是一种按照一定的频率计权和时间计权测量声音的声压级和声级的仪器，是声学测量中最常用的基本仪器，是一种主观性的电子仪器。 声级计工作方框图声级计工作方框图第三节第三节 噪声监测噪声监测 传声器：将声能转换成电能的元件。放大器和衰减器：声级计和频谱分析仪内部放大和衰减电信号的电子线路。计权网络：模拟人耳对不同频率有不同灵敏度的听觉响应。电表、电路和电源第三节第三节 噪声监测噪声监测u 种类种类 按用途分类按用途分类声级计车辆声级计脉冲声级计积分声级计积分声级计噪声剂量计噪声剂量计按精度分类按精度分类O型声级计型声级计型声级计型声级计型声级计型声级计型声级计型声级计第三

17、节第三节 噪声监测噪声监测按其体积大小分类按其体积大小分类便携式声级计便携式声级计袖珍式声级计袖珍式声级计第三节第三节 噪声监测噪声监测2.声级频谱仪 频谱仪是测量噪声频谱的仪器，频谱分析仪频谱仪是测量噪声频谱的仪器，频谱分析仪中，设置了完整的计权网络（滤波器）。借助于中，设置了完整的计权网络（滤波器）。借助于滤波器的作用，可以将声频范围内的频率分成不滤波器的作用，可以将声频范围内的频率分成不同的频带进行测量。同的频带进行测量。第三节第三节 噪声监测噪声监测3.自动记录仪 记录仪是将测量的噪声声频信号随时间变化记记录仪是将测量的噪声声频信号随时间变化记录下来，从而对环境噪声做出准确评价，记录仪

18、录下来，从而对环境噪声做出准确评价，记录仪能将交变的声谱电信号作对数转换，整流后将噪能将交变的声谱电信号作对数转换，整流后将噪声的峰值，均方根值（有效值）和平均值表示出声的峰值，均方根值（有效值）和平均值表示出来。来。第三节第三节 噪声监测噪声监测4.磁带录音机 在现场测量中有时受到测试场地或供电条件的在现场测量中有时受到测试场地或供电条件的限制，不可能携带复杂的测试分析系统。限制，不可能携带复杂的测试分析系统。磁带记磁带记录仪具有携带简便，直流供电等优点录仪具有携带简便，直流供电等优点，能将现场，能将现场信号连续不断地记录在磁带上，带回实验室中分信号连续不断地记录在磁带上，带回实验室中分析。

19、测量使用的磁带记录仪除要求析。测量使用的磁带记录仪除要求畸变小、抖动畸变小、抖动少、动态范围大少、动态范围大外，还要求在外，还要求在202020000Hz20000Hz频率范频率范围内，有平直的频率响应。围内，有平直的频率响应。第三节第三节 噪声监测噪声监测5.实时分析仪 在声级计的基础上配以自动信号存贮、处理系统和打印系统，便成为噪声实时分析仪噪声实时分析仪。 工作原理工作原理：噪声信号经传声器转换为交变的电压信号，经放大、计权、检波后，利用微机和单板机存贮并处理，处理后的结果由数字显示，测量结束后，由打印机打出计算结果，微机和单板机还将控制仪器的取样间隔、取样时间和量程进行切换。第三节第三

20、节 噪声监测噪声监测 测量声压级、A计权声级、累计百分声级、等效声级、标准偏差、概率分布和累积分布。测量声暴露级、车流量、脉冲噪声等，外接滤波器可作频谱分析。 优点 一是完成取样和数据处理的自动化； 二是高密度取样，提高了测量精度。第三节第三节 噪声监测噪声监测二、噪声监测程序二、噪声监测程序 1.噪声监测程序 噪声监测的一般程序: 现场调查和资料收集、现场调查和资料收集、布点和监测技术、数据处理和监测报告。布点和监测技术、数据处理和监测报告。p环境噪声的监测范围是区域内噪声所影响的范围，不一定越宽越好。 p测点一般要覆盖整个评价范围，重点要布置在现有噪声源对敏感区有影响的点上。点声源周围布点

21、密度应高一些，线声源应根据敏感区分布状况和工程特点，确定若干测量断面，每一断面上设置一组测点。第三节第三节 噪声监测噪声监测2.测量时间 项目名称项目名称 监测时间监测时间 区域环境噪声 白天上午8：0012：00，下午2：006：00。夜间时间一般选在22：005：00。 道路交通噪声 白天正常工作时间内 厂界噪声 工业企业的正常生产时间内进行，分昼间和夜间两部分 功能区噪声 24h，每小时测量20min，或24h全时段监测 扰民噪声 白天6：0022：00，夜间时间一般选在22：006：00。 建筑施工厂界噪声 在各种施工机械正产运行时间内进行，分昼间和夜间两部分 机动车辆噪声 白天时间一

22、般选在上午8：0012：00，下午2：006：00。夜间时间一般选在22：005：00。 第三节第三节 噪声监测噪声监测3.测量气象条件选择 监测气象条件一般为无雨、无雪天气，风力小于监测气象条件一般为无雨、无雪天气，风力小于4 4级级（风速小于（风速小于5.5m/s5.5m/s）。）。 4.噪声干扰因素消除 传声器位置要准确，指向要对准监测要求的方向，带传声器位置要准确，指向要对准监测要求的方向，带风罩。同时保证仪器供电，仪器使用前后均应校准，监测风罩。同时保证仪器供电，仪器使用前后均应校准，监测时间避免近距离人为噪声干扰。时间避免近距离人为噪声干扰。24h24h监测应注意传声器防监测应注意传声器防潮。潮。5.数据处理6.评价方法：数据平均法、图示法数据平均法、图示法第三节第三节 噪声监测噪声监测三、噪声监测