噪音学基础课件

噪音基本知识－－李慧2008.1.4噪音基本知识－－李慧2008.1.41噪音基本知识一、噪音信号的特征二、噪音的物理性质三、噪音的物理量度四、噪音的主观量度和评价方法五、声学噪音测量（含振动）噪音基本知识一、噪音信号的特征2什么是噪音？噪音是人类社会日常活动中以声音形式出现的一种声响，它引起人们不舒适，产生烦躁感，因此它是一种为人们所不希望、不喜欢但经常又是难以避免的声音。什么是噪音？噪音是人类社会日常活动中以声音形式出现的一种声响3什么是噪音？随着人们生活水平的提高，噪音的控制也渐渐受到社会的重视。工业产品的噪音控制，国家已经制定了很多标准，成为衡量产品质量的一个重要标识。空调中使用的压缩机，由于其振动、噪音都相当大，因此控制其噪音，是一项必须要做而且具有极大社会效益的工作。

什么是噪音？随着人们生活水平的提高，噪音的控制也渐渐受到社会4一、噪音信号的特征一、噪音信号的特征5一、噪音信号的特征纯音信号一、噪音信号的特征纯音信号6一、噪音信号的特征纯音信号含有一些关键参数，T－周期、Ao-p－振幅、Aavg－振幅均值、Ap-p－振幅峰值、Arms－振幅均方根值Arms＝Ao-p/1.414=(π/2.828)Aavg一、噪音信号的特征纯音信号含有一些关键参数，T－周期、Ao-7一、噪音信号的特征实际上，大多数声信号不是正弦信号，而是频率和振幅都随时间变化的信号。Arms、Ao-p、Aavg不存在上述简单关系。但在研究冲击、脉冲和短周期噪音时，Ao-p却是一个非常重要的参数。纯正弦波是一个单频信号，在频率域中是一条直线，如图1.2（a）所示。如果将两个正弦信号相加，且其中一个信号的频率是另一个的三倍，则可得到图1.2（b）所示的波形，在频率域中是两条直线。图1.2（c）所示的方波是更为复杂的周期信号，在频率域中为无限条间隔相等的直线，表示无限多奇次谐波成分。

一、噪音信号的特征实际上，大多数声信号不是正弦信号，而是频率8一、噪音信号的特征一、噪音信号的特征9一、噪音信号的特征实际生活中经常遇到的随机噪音有如图1.2（d）所示的特点。随机噪音有多种频率组成，这些频率之间没有谐波关系，它们是非周期的，具有连续频谱。最典型的是“白噪声”，具有完全平坦的连续频谱。随机噪声要用统计分析方法或傅立叶分析方法才能进行研究。

一、噪音信号的特征实际生活中经常遇到的随机噪音有如图1.2（10二、噪音的物理性质二、噪音的物理性质11二、噪音的物理性质声音是由声源振动产生的，振动在空气中传播就是声音。空气在振动源作用下，它的疏密程度发生变化，从而将振动的能量传送出去。下面以鼓面振动为例作简单介绍。

2.1、声波的产生二、噪音的物理性质声音是由声源振动产生的，振动在空气中传播就12二、噪音的物理性质2.1、声波的产生二、噪音的物理性质2.1、声波的产生13二、噪音的物理性质鼓面振动之后，鼓面附近的空气一会儿受压缩而变得密集，一会儿鼓面反方向运动，空气变得疏松，于是振动的能量就随着空气的疏密相间传播出去。声波振动的方向和传播方向一致，因此它是纵波，也叫疏密波。而水波的振动方向和传播方向垂直，因此它是横波，光波也是横波。

2.1、声波的产生二、噪音的物理性质鼓面振动之后，鼓面附近的空气一会儿受压缩而14二、噪音的物理性质声波的波长λ、频率f和声速c之间有如下关系：c=fλ健康的年轻人能够听到的声音频率范围时20Hz到20,000Hz。钢琴从最低音到最高音是27.5～4186Hz。小于20Hz的声波叫次声波，大于20,000Hz的声波叫超声波。

2.1、声波的产生二、噪音的物理性质声波的波长λ、频率f和声速c之间有如下关系15二、噪音的物理性质媒质中有声波存在的区域叫声场。声场大致可以分为自由场、扩散场和半扩散场。

2.2、声场二、噪音的物理性质媒质中有声波存在的区域叫声场。声场大致可以16二、噪音的物理性质自由场在均匀各向同性的媒质中，边界影响可以忽略不计的声场称为自由场。消音室的四壁、顶棚、地板都有吸声能力很强的吸声材料和吸声尖劈，传播到各个方向的声音全部被吸收或透过无反射，可以看成是自由场。2.2、声场二、噪音的物理性质自由场2.2、声场17二、噪音的物理性质扩散场声能量均匀分布，并在各个传播方向上作无规则传播的声场，称扩散场，或混响场。混响室中的所有内表面都有很强的反射性，使声波几乎接近全反射。室内各处声压接近相等，声能密度处处均匀。半扩散场实际工程中遇到的情况往往介于上述两种场之间，这就是半扩散场。2.2、声场二、噪音的物理性质扩散场2.2、声场18三、噪音的物理量度

声强单位时间内单位面积上通过的声音能量称为声强。通常用I表示，单位为瓦/米2，记为W/m2。如果在一个没有杂音干扰的自由场，有个向四面八方均匀辐射声音的点声源，在离点声源r处的声强为I球＝W/(4πr2)其中W为声源的声功率。3.1、声强、声压、声功率三、噪音的物理量度

声强3.1、声强、声压、声功率19三、噪音的物理量度

声压声强不容易直接测量，而声压相对容易测量。声压就是声音在单位面积上的压力，通常用p来表示。声压和声强有着内在的联系，当声波在自由场中传播时，在传播方向上声强I和声压p关系为I＝p2/(ρ0c)其中，ρ0为空气密度（Kg/m3）,c为空气中声音的速度（m/s）。从上式可以看出声强和声压的平方成正比，测出声压就可以求出声强和声功率。3.1、声强、声压、声功率三、噪音的物理量度

声压3.1、声强、声压、声功率20三、噪音的物理量度

声功率声源发出的全部声音的总功率。3.1、声强、声压、声功率三、噪音的物理量度

声功率3.1、声强、声压、声功率21三、噪音的物理量度

健康人耳能听到的最微弱的声压是20μPa，叫做听阈。人们能忍受的最大声压为20Pa。两者相差100万倍。这说明人的耳朵听觉范围非常广。在这样宽广的范围内用声压或声强的绝对值来衡量声音的强弱非常不方便，因此，人们引入“级”的概念，用分贝来表示。

3.2、分贝制

三、噪音的物理量度

健康人耳能听到的最微弱的声压是20μPa22三、噪音的物理量度

声压级的定义Lp＝20Lg(p/p0)其中，Lp表示声压级，单位dB（decibel的缩写，原义为十分之一贝尔），p0表示基准声压（取20μPa），单位Pa。这样，刚刚听得到的声音与震耳欲聋的声音之间的声压就可以用0～120dB来表示了。而且它与人耳对声音的感觉大体一致。例如声压变化1.4倍，声压级变化3dB，这种变化人耳刚刚可以分辨。又如声压变化3.16倍，声压级变化10dB，人耳感到响度变化1倍。3.2、分贝制

三、噪音的物理量度

声压级的定义3.2、分贝制23三、噪音的物理量度

声强级的定义LI＝10Lg（I/I0）LI表示声强级，I0表示基准声强值（听阈值，取10－12W/m2）。声功率级的定义LW＝10Lg（W/W0）LW表示声强级，W0表示基准声强值（听阈值，取10－12W）。从能量角度来说，10dB的变化，相当于10：1的变化；30dB的变化，相当于1000：1的变化。3.2、分贝制

三、噪音的物理量度

声强级的定义3.2、分贝制24三、噪音的物理量度

※注意：噪音级的叠加不是将分贝值直接相加。两个相同的噪音源的叠加两个相同的噪音源其噪音级只比单台噪音级提高3dB。N个相同的噪音源的叠加如有N台同样响的声源Lp1所产生的总声压级为Lp总＝20Lg(p/p0)+10LgN=Lp1+10LgNN个不同的噪音源的叠加对于N台不同的噪音级同时发声，其噪音叠加后的总声压级Lp总＝10Lg(100.1Lp1+100.1Lp2+…+100.1Lpn)3.3、分贝的运算

三、噪音的物理量度

※注意：噪音级的叠加不是将分贝值直接相加25三、噪音的物理量度

工程上的简易计算方法在工程上为了简便，对多台不同的噪音源同时发声，计算其总声压级常查图3-1分贝的增值或表3-1来进行换算。3.3、分贝的运算

三、噪音的物理量度

工程上的简易计算方法3.3、分贝的运算26三、噪音的物理量度

工程上的简易计算方法3.3、分贝的运算

三、噪音的物理量度

工程上的简易计算方法3.3、分贝的运算27三、噪音的物理量度

例如：两台机器的声压级差为Lp1－Lp2＝92-89＝3dB，查表或图得相应ΔL为1.8dB，于是合成声压级为Lp＝Lp1＋Lp2＝92＋1.8＝93.8dB如果已知厂房中全部机器的声压级为Lp，关掉需要测量的那一台，测得声压级为Lp2，根据Lp－Lp2查得ΔL，设关掉的那一台声压级为Lp1，则Lp1＝Lp－ΔL注意如果Lp－Lp2小于3dB，表示环境噪音太高，无法获得正确的测量值，当此差值大于10dB时，ΔL又太小（小于0.5dB），可以忽略。因此，合理的使用范围是Lp－Lp2在3至10dB之间。

3.3、分贝的运算

三、噪音的物理量度

例如：两台机器的声压级差为Lp1－Lp228三、噪音的物理量度

平均值的计算LpA＝10Lg〔(100.1Lp1+100.1Lp2+…+100.1Lpn)/N〕其近似求法如下：①如果待平均的n个分贝值的差值小于或等于5dB，其平均值近似于算术平均值的计算；②若待平均的几个声级最大差值在5～10dB之间，其近似值为算术平均值加1dB。3.3、分贝的运算

三、噪音的物理量度

平均值的计算3.3、分贝的运算29三、噪音的物理量度

噪音一般是宽频带的，为了便于分析方便，我们把可听声频率（20Hz～20KHz）范围按一定规律分成若干段，称为频带或频程。以频率为横坐标，以声音的强弱为纵坐标，绘出声音强弱随频率分布的线图称为频谱。3.4、频谱

三、噪音的物理量度

噪音一般是宽频带的，为了便于分析方便，我30三、噪音的物理量度

频谱分析时，频率坐标（横坐标）常采用两种表示方法，即恒定带宽法和等百分比带宽法。倍频程分析法属于后者。倍频程常写成1/1倍频程，它的特点是，每个频带中的频率最大值（上限频率fu）是该频带频率最小值（下限频率fl）的两倍。其中心频率（fc）是该频带上下极限频率的几何平均数。fu/fl=2(fc)2=fu×flfc＝1.414fl相对带宽Δf/fc=(fu-fl)/fc=70.7%3.4、频谱

三、噪音的物理量度

频谱分析时，频率坐标（横坐标）常采用两种31三、噪音的物理量度

需要注意的是，中心频率（fc）是某一频带的代号，它代表一个频率范围的声音，而不是某单个频率的纯音。例如fc＝500Hz代表355～710Hz的频带。图3-2列出了倍频程中心频率及上下限频率范围。3.4、频谱

三、噪音的物理量度

需要注意的是，中心频率（fc）是某一频带32三、噪音的物理量度

3.4、频谱

三、噪音的物理量度

3.4、频谱33三、噪音的物理量度

1/3倍频程是把每个1/1倍频程按等比例带宽再分成三份（图3-3），其上下限频率之比为fu/fl＝21/3＝1.26频带的中心频率为fc＝（fu*fl）1/2＝21/8fl＝1.12fl相对带宽为Δf/fc=(fu-fl)/fc=(21/3fl－fl)/(21/8fl)=(21/3－1)/21/8=23.1%常用的1/3倍频程中心频率及上下限频率范围列于表3-3。3.4、频谱

三、噪音的物理量度

1/3倍频程是把每个1/1倍频程按等比例34三、噪音的物理量度

3.4、频谱

三、噪音的物理量度

3.4、频谱35三、噪音的物理量度

现代振动及噪声测量分析仪器，可以实现比1/3倍频程更细的频带划分，1/12倍频程、1/24倍频程或更高。3.4、频谱

三、噪音的物理量度

现代振动及噪声测量分析仪器，可以实现比136三、噪音的物理量度

声波的传播衰减有两个主要原因：（1）

声波向四面八方传播时，随着波阵面的扩大，单位面积上的能量下降，这是扩散衰减。（2）

声波在媒质中传播，由于媒质的粘滞作用、热传导及内分子的驰豫过程，导致声能不断下降。另外，媒质的不均匀，界面的反射、散射及其它原因也会使声波在某一方向传播的声波衰减。下面主要简单介绍一下扩散衰减。3.5、声波在传播过程中的衰减

三、噪音的物理量度

声波的传播衰减有两个主要原因：3.5、声37三、噪音的物理量度

点声源I＝W/(4πr2)已知a、b两点到点声源距离为ra、rb及a点的声压级Lpa，则b点的声压级Lpb＝Lpa－20Lg(rb/ra)如果rb＝2ra，则Lpb＝Lpa－6，即声源在自由声场中传播，距离增大一倍，声压级衰减6dB。3.5、声波在传播过程中的衰减

三、噪音的物理量度

点声源3.5、声波在传播过程中的衰减38三、噪音的物理量度

线声源长管道或有连续交通流量的公路可以看成线声源。I＝W/（2πr*l）同样，声场中a、b两点的声压级有如下关系：Lpb＝Lpa－10Lg(rb/ra)如果rb＝2ra，则Lpb＝Lpa－3，即距离增大一倍，声压级衰减3dB。

3.5、声波在传播过程中的衰减

三、噪音的物理量度

线声源3.5、声波在传播过程中的衰减39三、噪音的物理量度

面声源当声源面积很大或离声源的距离与面声源面积之比很小的时候，可以看成面声源，此种情况下，声波保持不变。3.5、声波在传播过程中的衰减

三、噪音的物理量度

面声源3.5、声波在传播过程中的衰减40四、噪音的主观量度和评价方法

四、噪音的主观量度和评价方法

41四、噪音的主观量度和评价方法

噪音的控制最终要人来评价，而人耳的听觉特性又是十分复杂的。声压是一个客观的物理量，但是它与人在主观心里上的感受并不一致。目前被广泛采用的是图3-2所示的、已作为国际标准的纯音等响度曲线。它是选取大量18～25岁之间的听力正常的人进行试验，统计平均之后得出的。试验以1000Hz纯音为参考基准，将0～120dB的声音以10dB为间隔分成12等分。对应这12个等分，把人耳听到的声响强弱定位响度级，单位为“方”（phon）。这样，响度级共有0～120phon。4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

噪音的控制最终要人来评价，而42四、噪音的主观量度和评价方法

改变纯音的频率，使之达到另一个频率点，再调节声压，直到试验人员感到此频率的声响与1000Hz参考基准的声响相等为止。这样，就得到了另一个等响点。在20～15000Hz范围内重复进行试验，就得到了图4-1所示的等响曲线。由图可知，人耳对声响的感觉，跟频率有关。人耳对2000～4000Hz的频率最为敏感。声压很低时，对低频不敏感；声压很高时，高低频感觉都差不多。4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

改变纯音的频率，使之达到另一43四、噪音的主观量度和评价方法

4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

4.1、响度与响度级44四、噪音的主观量度和评价方法

响度级这一参数，把声级级和频率这两个客观物理量与人耳主观感觉量统一地联系起来。但是响度级是个相对量，因此定义了响度来表示人们主观感觉声音的强弱。响度的单位为“宋”（sone），一般取响度级40phon为响度标准称为1sone。用另外一个声音与它比较，也用很多人的听力来判断，听起来有它的两倍响，这个声音的响度就是2sone。听起来有4倍响，其响度就是4sone。响度和响度级的关系为S＝2（P-10）/10其中S表示响度，单位sone；P表示响度级，单位phon。由上式可以知道，声强增大到10倍，人耳感觉响度加倍。4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

响度级这一参数，把声级级和频45四、噪音的主观量度和评价方法

图4-2直观的表示不同环境下的响度级。上式可以用来计算纯音（或窄带噪音）的响度。但对于普通的宽带噪音却不适用了。兹维克尔（Zwicker）用1/3倍频程带宽作为基本数据，再采用遮掩效应校正，使复杂的宽带噪音（包括纯音）可以在自由场和混响场两种情况下进行响度计算。斯蒂文斯用1/1倍频程带宽加以遮掩效应校正，方法较为简单，但只适合于混响场。此两种方法均已被ISO接受作为标准的响度计算方法。4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

图4-2直观的表示不同环境下46四、噪音的主观量度和评价方法

4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

4.1、响度与响度级47四、噪音的主观量度和评价方法

脉冲声的响度人耳感觉到的响度，除与声振幅和频率之外，还与声音持续的时间有关。当声音短于200ms，人感觉到的响度小于同声压连续声的响度。脉冲音时间减短一半与声强增强一倍，人耳感觉到的响度一致。由此可知，人耳听觉器官是一个依据声能产生感觉量的生理构造。4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

脉冲声的响度4.1、响度与响48四、噪音的主观量度和评价方法

用人耳的直接感受或用计算的方法来对日常生活中的噪音响度进行定量评价，是很不方便的，事实上是不可行的。因此，实际上，人们采用声级计来测量噪音响度级。为了使这个仪器测到的响度与人耳的感觉一致，于是它必须有类似于人耳的响度感觉能力。为此，声学测量仪器上通常设置计权网络，对声音给予不同程度的衰减和增强。这样，仪器显示的数据不是直接测量得到的数据，而是经过某一条等响度曲线修正过的数据，但这样的数据却是反应人耳听力主观感觉的。这种通过计权网络读出的声级，就叫计权声级。4.2、计权声级

四、噪音的主观量度和评价方法

用人耳的直接感受或用计算的方49四、噪音的主观量度和评价方法

国际采用的计权网络有A、B、C、D几种。A、B、C计权网络的频响工线分别为40phon、70phon和100phon等响度曲线的反曲线（图4-3）。用A－计权读出的声级，称为A声级，记为dB（A）。A声级表示噪音，与人的感觉十分接近，因此应用广泛。Ｃ－计权对人耳可听范围内的低频端和高频端给予较小的衰减，其它部分保持平直，因此可以认为它是比较客观的量度。Ｃ－计权接近于仪器不加计权的线性档，测出的声级接近总声级。Ｄ－计权近似人耳的感觉噪度，主要用于评价单个飞机噪音和冲击噪音。目前Ｂ－计权几乎不被采用。4.2、计权声级

四、噪音的主观量度和评价方法

国际采用的计权网络有A、B、50四、噪音的主观量度和评价方法

4.2、计权声级

四、噪音的主观量度和评价方法

4.2、计权声级51四、噪音的主观量度和评价方法

另外E－计权是由斯蒂文斯推荐的又称人耳计权，SI－计权是维布斯特（Webster）推荐的在人的语言频率范围内测量语声干扰的计权网络。在此，就不多论述了。4.2、计权声级

四、噪音的主观量度和评价方法

另外E－计权是由斯蒂文斯推荐52四、噪音的主观量度和评价方法

等效连续声级前面介绍的是稳态声场的噪音评价，对于其它非稳态噪音，ISO在1971年提出以等效连续Ａ声级为噪音评价标准。所谓等效连续Ａ声级Leq（又称等效Ａ声级），是指在声场中的某一位置上，用某一段时间内能量平均的方法，即将间隙暴露的几个不同的Ａ声级，以一个Ａ声级表示该段时间的噪声大小，这个Ａ声级就是等效连续Ａ声级。

4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

等效连续声级4.3各种统53四、噪音的主观量度和评价方法

等效连续A声级Leq用公式表示为t2-t1表示计算Leq的起止时间，L(t)代表时间函数的非稳态Ａ声级。GBJ122-88《工业企业噪声测量规范》中要求，等效Ａ声级用下式计算，即Li表示间隙噪音的声级，Ti表示相对Li的累积作用时间。4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

等效连续A声级Leq用公式表54四、噪音的主观量度和评价方法

声暴露级声暴露级是衡量瞬态噪音中所含能量大小的量，常用来表示所发生孤立噪声事件的能量，如通过的车辆、飞过飞机时的能量。LAE是指原始噪声事件具有与1s相同能量的恒定声级。它是用1s的时间长度对等效连续A声级作正则处理而得到的4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

声暴露级4.3各种统计声55四、噪音的主观量度和评价方法

其中，pt表示A－计权瞬时声压，p0表示参考声压，T0表示参考时间1s，t2-t1表示足以包含所有被考查声音的时间段。因为所有SEL测量都规格化1s的时间间隔，用SEL参数就很容易比较不同噪声事件所包含的能量。4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

其中，pt表示A－计权瞬时声56四、噪音的主观量度和评价方法

在处理由多种不同类型声音合成的环境噪音时声暴露级的概念是很有用的。环境噪声可来源于完全不同类型的声源，或声源类型相同（例如都是飞机）但各自的振动特性不同或是工作状态不同。在这种情况下，用等效连续声级来描述环境噪音或是建立数学模型时，可用不同的SEL很容易地算出Leq4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

在处理由多种不同类型声音合成57四、噪音的主观量度和评价方法

n表示在T时间内出现过的噪音总数，LAEi表示第i个噪声的声暴露级。采用声暴露级后，对单个噪声源和总体环境噪声的描述，在单位上可以做到完全兼容。等效连续声级和声暴露级的物理意义如图4-4所示。4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

n表示在T时间内出现过的噪音58四、噪音的主观量度和评价方法

4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

4.3各种统计声级59四、噪音的主观量度和评价方法

累积分布声级许多环境噪音是非稳态的，而且噪声级的涨落幅度比较大，一般需要用统计学方法，即用噪声级出现的时间概率或者累积概率来表示，目前主要用累积概率的统计方法，也就是用累积分布级Ln表示。Ln是表示N％的测量时间内所超过的噪声级，其计算方法是先把规定时间内所测定的声级按从大到小的顺序排好，从前往后数到第10%个为L10，例如L10＝70dB（A），表示某个测量时间内有10％的时间噪音超过70dB(A)。同理，L50＝60dB(A)，表示有50％时间即相当于一半时间噪音级超过60dB(A)。L90＝50dB(A)，表示有90％时间噪音级超过50dB(A)。通常L90可看做为一般背景噪声级，L50相当于中值声级（不是平均值），L10相当于峰值噪声级。4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

累积分布声级4.3各种统60四、噪音的主观量度和评价方法

如果噪声级的统计特性符合正态分布，那么等效声级Leq可用下式计算Leq＝L50＋d2/60d=L10-L904.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

如果噪声级的统计特性符合正态61四、噪音的主观量度和评价方法

日夜等效声级和公共环境噪声等效声级通常晚上的噪声显得比白天更吵人，因此在计算24h等效声级时，晚上的噪声加10dB(A)计权，这样就得到日夜等效声级，用Ldn表示，单位dB（A）Ld表示白天am7:00～pm22:00平均声级Ln表示夜间pm22:00～am7:00，晚上加权10dB。4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

日夜等效声级和公共环境噪声等62四、噪音的主观量度和评价方法

公共环境噪声等效声级CNEL（Lden）是表示24h等效A声级中，把19:00~22:00的4小时加权5dB，22:00~7:00的声级加权10dBLe表示19:00~22:00的4小时的平均声级，加权5dB。4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

公共环境噪声等效声级CNEL63四、噪音的主观量度和评价方法

噪声污染级噪声污染级是用来评价噪声对人烦躁程度的一种方法。噪声起伏越大，人感觉越烦躁。LNp＝Leq＋KσK是常数，取2.56，σ指相同的测量时间内瞬时声压的标准差。噪声污染级用来评价航空噪声或道路交通噪声是很合适的。如果噪声随时间变化符合正态分布，则近似计算式如下LNp＝Leq＋（L10－L90）还有很多其它噪声统计分析的方法，这里就不一一说明了。

4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

噪声污染级4.3各种统计64五、声学噪声测量（含振动）

五、声学噪声测量（含振动）

65五、声学噪声测量（含振动）噪声与振动测量仪器和其它电子仪器在使用时有相通之处，一般情况下知道各旋钮的作用，即可使用。噪声振动基本测量系统基本测量系统框图如下图5-1所示5.1测量仪器五、声学噪声测量（含振动）噪声与振动测量仪器和其它电子仪器在66五、声学噪声测量（含振动）5.1测量仪器常用的测量仪器有声级计、频率分析仪、录音机、声强测量仪、测振仪，其它还有能级记录仪、示波器、噪音计量仪。下面选择几项进行简单介绍。五、声学噪声测量（含振动）5.1测量仪器常用的测量仪器67五、声学噪声测量（含振动）声级计声级计主要由传声器、衰减器、计权网络、检波线路和指示电表、电源等部分组成。图5-2是小野测器L5111声级计的外观图。声级计按精度和稳定性划分为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ四种类型。0型声级计作为试验室参考标准；Ⅰ型专供试验室使用，并且用于其它要求严格的场合；Ⅱ型适用于一般室外使用；Ⅲ型主要用于室外噪音调查。5.1测量仪器五、声学噪声测量（含振动）声级计5.1测量仪器68五、声学噪声测量（含振动）5.1测量仪器五、声学噪声测量（含振动）5.1测量仪器69五、声学噪声测量（含振动）频率分析仪频率分析仪是用来测量噪声频谱的仪器，主要由测量放大器和滤波器组成。声级计如果与不同类型的滤波器组合，可以组成频率分析仪或频谱仪。测振仪将噪声测试仪中的声音传感器换成振动传感器，再将声音计权网络换成振动计权网络，就称为振动基本测试系统。但是由于振动频率较低，因此仪器的要求也有所不同。常用的测振仪有加速度计、积分器和公害测振仪。5.1测量仪器五、声学噪声测量（含振动）频率分析仪5.1测量仪器70五、声学噪声测量（含振动）加速度计如图5-3所示加速度计是由金属块、与外壳连接的基底及夹在金属块与基底之间的压电材料薄片构成。当使用加速度计时，金属块的惯性力交变地施加在压电片上，压电片两端便产生电荷输出。所以加速度计实为振动传感器，使用时应与振动物体做钢性连接，这样基底和外壳便成为振动物体的一部分，金属块是惯性元件，压电材料反映出金属块的惯性值。5.1测量仪器五、声学噪声测量（含振动）加速度计5.1测量仪器71五、声学噪声测量（含振动）5.1测量仪器五、声学噪声测量（含振动）5.1测量仪器72五、声学噪声测量（含振动）加速度计应牢固地附着在振动表面上，与物体一起振动。图5-4所示为常用的附着固定的6种方法。这6种方法是：（1）

直接用钢制螺栓连接（2）

通过绝缘螺栓或云母片绝缘连接（3）

用磁铁连接（4）

用胶黏剂连接（5）

用蜡膜黏附（6）

手持探棒与振动表面接触5.1测量仪器五、声学噪声测量（含振动）加速度计应牢固地附着在振动表面上，73五、声学噪声测量（含振动）5.1测量仪器五、声学噪声测量（含振动）5.1测量仪器74五、声学噪声测量（含振动）第1、2种方法是比较理想的连接方法，但是操作麻烦。第3种方法较常用，但是振动不能太大。第4种取决于胶黏剂的质量。第5种类似于第4种，可靠性更差。第6种只适合于1000Hz以下的振动，并且误差大。5.1测量仪器五、声学噪声测量（含振动）第1、2种方法是比较理想的连接方法75五、声学噪声测量（含振动）公害测振仪公害测振仪的显著特点就是灵敏度高，它所对应测试的振动强度小，振动频率低。5.1测量仪器五、声学噪声测量（含振动）公害测振仪5.1测量仪器76五、声学噪声测量（含振动）下文只介绍在自由场中的精确测量法。声源声功率级的精确值，可在消声室或户外的自由场测得。但是，当声源重量太大或其它原因，不方便将其悬置，或声源具有反射面时，测量可以在半消音室内进行。半消音室要求地面是吸声系数小于0.06的硬反射面。由于测试的原理性误差，测量精度略微降低。注意声源安装底座应采用有弹性的隔层，以防振动和噪音辐射过多。5.2基本测量方法（声功率测量）

五、声学噪声测量（含振动）下文只介绍在自由场中的精确测量法。77五、声学噪声测量（含振动）ISO推荐了三种不同的在半球面上布置传声器的方法，从而利用测到的声压级来计算平均值，然后得出声功率级。半球的半径至少应为声源的最大尺寸的两倍，或是声源到反射面的平均距离的四倍，取较大值，而且此半径不得小于1m。这几种方法的有关规定如下：（1）第一种方法见图5-5，将传声器从1移到10，或者是采用一组固定的传声器，按顺序采集信号；5.2基本测量方法（声功率测量）

五、声学噪声测量（含振动）ISO推荐了三种不同的在半球面上布78五、声学噪声测量（含振动）5.2基本测量方法（声功率测量）

五、声学噪声测量（含振动）5.2基本测量方法（声功率测量79五、声学噪声测量（含振动）（2）

第二种方法见图5-6，用一个传声器沿着环绕声源的水平圆周以恒定速度顺序扫描。扫描路径应至少有5条，且各路径所包围的环行面积相等。或者传声器不动，声源旋转。5.2基本测量方法（声功率测量）

五、声学噪声测量（含振动）（2）第二种方法见图5-6，用一80五、声学噪声测量（含振动）5.2基本测量方法（声功率测量）

五、声学噪声测量（含振动）5.2基本测量方法（声功率测量81五、声学噪声测量（含振动）（3）第三种方法是将一传声器沿子午线移动扫描，即传声器是沿着穿过声源中心的水平轴上方的1/4圆弧来回移动。在声源的周围相等的方位角处，至少应进行8次扫描。这可通过在每次扫描之前，将声源旋转45度来实现。5.2基本测量方法（声功率测量）

五、声学噪声测量（含振动）（3）第三种方法是将一传声器沿子午82五、声学噪声测量（含振动）根据反射面上方的半球面所测得的声压级，可由下式计算出每个频带上声源的声功率级LwLw＝Lp＋10Lg（2πr2/s0）+CLp表示试验球表面声压级均值，r表示半径，s0表示参考面积1m2，C表示修正项（当大气温度和压力偏离20℃和100Kpa很远时需要修正）。如果将C等于0，r＝1m，s0＝1m2代入，则Lw＝Lp＋7.985.2基本测量方法（声功率测量）

五、声学噪声测量（含振动）根据反射面上方的半球面所测得的声压83五、声学噪声测量（含振动）为了确定1/3倍频程或1/1倍频程带宽上的声压级，最简单的方法是采用声级计（带滤波器组和延伸电缆）进行慢响应测量。如果声压级的波动小于5dB的话，声级计给出的平均值将非常接近于声压级的均方根。如果波动增大，则需采用Leq声级计进行测量。在每个传声器位置或穿程上，通过测量响动时间内的Leq值，即可直接获得表面声压级的均值。我们公司采用的“十点法”测噪音就是采用第一种方法。

5.2基本测量方法（声功率测量）

五、声学噪声测量（含振动）为了确定1/3倍频程或1/1倍频程84五、声学噪声测量（含振动）测得十个点的数据之后，利用前面讲到的求平均值公式或求噪音源叠加的公式进行计算，最后利用刚刚讲到的Lw＝Lp＋7.98即可求得声功率级。下面简单展开讲解一下。请看测得的一组报告数据5.2基本测量方法（声功率测量）

五、声学噪声测量（含振动）测得十个点的数据之后，利用前面讲到85五、声学噪声测量（含振动）5.2基本测量方法（声功率测量）

五、声学噪声测量（含振动）5.2基本测量方法（声功率测量86五、声学噪声测量（含振动）请看L.No下面有1～10十个数字，这是测量时的10个位置点，后面是它的测量数据。OA下面是每一点测得的声压级，125、160、200……10000等是1/3倍频程测量时的频率中心值，在它们下面是该频程的噪声级。OA下的每一个数值都是其右侧横向20个数据的叠加值。而最下面这一行则是声功率级。它的计算就是该数上面的10个声压级平均（不是简单的算术平均）再加上7.98。5.2基本测量方法（声功率测量）

五、声学噪声测量（含振动）请看L.No下面有1～10十个数字87课程结束。谢谢大家！课程结束。谢谢大家！88噪音基本知识－－李慧2008.1.4噪音基本知识－－李慧2008.1.489噪音基本知识一、噪音信号的特征二、噪音的物理性质三、噪音的物理量度四、噪音的主观量度和评价方法五、声学噪音测量（含振动）噪音基本知识一、噪音信号的特征90什么是噪音？噪音是人类社会日常活动中以声音形式出现的一种声响，它引起人们不舒适，产生烦躁感，因此它是一种为人们所不希望、不喜欢但经常又是难以避免的声音。什么是噪音？噪音是人类社会日常活动中以声音形式出现的一种声响91什么是噪音？随着人们生活水平的提高，噪音的控制也渐渐受到社会的重视。工业产品的噪音控制，国家已经制定了很多标准，成为衡量产品质量的一个重要标识。空调中使用的压缩机，由于其振动、噪音都相当大，因此控制其噪音，是一项必须要做而且具有极大社会效益的工作。

什么是噪音？随着人们生活水平的提高，噪音的控制也渐渐受到社会92一、噪音信号的特征一、噪音信号的特征93一、噪音信号的特征纯音信号一、噪音信号的特征纯音信号94一、噪音信号的特征纯音信号含有一些关键参数，T－周期、Ao-p－振幅、Aavg－振幅均值、Ap-p－振幅峰值、Arms－振幅均方根值Arms＝Ao-p/1.414=(π/2.828)Aavg一、噪音信号的特征纯音信号含有一些关键参数，T－周期、Ao-95一、噪音信号的特征实际上，大多数声信号不是正弦信号，而是频率和振幅都随时间变化的信号。Arms、Ao-p、Aavg不存在上述简单关系。但在研究冲击、脉冲和短周期噪音时，Ao-p却是一个非常重要的参数。纯正弦波是一个单频信号，在频率域中是一条直线，如图1.2（a）所示。如果将两个正弦信号相加，且其中一个信号的频率是另一个的三倍，则可得到图1.2（b）所示的波形，在频率域中是两条直线。图1.2（c）所示的方波是更为复杂的周期信号，在频率域中为无限条间隔相等的直线，表示无限多奇次谐波成分。

一、噪音信号的特征实际上，大多数声信号不是正弦信号，而是频率96一、噪音信号的特征一、噪音信号的特征97一、噪音信号的特征实际生活中经常遇到的随机噪音有如图1.2（d）所示的特点。随机噪音有多种频率组成，这些频率之间没有谐波关系，它们是非周期的，具有连续频谱。最典型的是“白噪声”，具有完全平坦的连续频谱。随机噪声要用统计分析方法或傅立叶分析方法才能进行研究。

一、噪音信号的特征实际生活中经常遇到的随机噪音有如图1.2（98二、噪音的物理性质二、噪音的物理性质99二、噪音的物理性质声音是由声源振动产生的，振动在空气中传播就是声音。空气在振动源作用下，它的疏密程度发生变化，从而将振动的能量传送出去。下面以鼓面振动为例作简单介绍。

2.1、声波的产生二、噪音的物理性质声音是由声源振动产生的，振动在空气中传播就100二、噪音的物理性质2.1、声波的产生二、噪音的物理性质2.1、声波的产生101二、噪音的物理性质鼓面振动之后，鼓面附近的空气一会儿受压缩而变得密集，一会儿鼓面反方向运动，空气变得疏松，于是振动的能量就随着空气的疏密相间传播出去。声波振动的方向和传播方向一致，因此它是纵波，也叫疏密波。而水波的振动方向和传播方向垂直，因此它是横波，光波也是横波。

2.1、声波的产生二、噪音的物理性质鼓面振动之后，鼓面附近的空气一会儿受压缩而102二、噪音的物理性质声波的波长λ、频率f和声速c之间有如下关系：c=fλ健康的年轻人能够听到的声音频率范围时20Hz到20,000Hz。钢琴从最低音到最高音是27.5～4186Hz。小于20Hz的声波叫次声波，大于20,000Hz的声波叫超声波。

2.1、声波的产生二、噪音的物理性质声波的波长λ、频率f和声速c之间有如下关系103二、噪音的物理性质媒质中有声波存在的区域叫声场。声场大致可以分为自由场、扩散场和半扩散场。

2.2、声场二、噪音的物理性质媒质中有声波存在的区域叫声场。声场大致可以104二、噪音的物理性质自由场在均匀各向同性的媒质中，边界影响可以忽略不计的声场称为自由场。消音室的四壁、顶棚、地板都有吸声能力很强的吸声材料和吸声尖劈，传播到各个方向的声音全部被吸收或透过无反射，可以看成是自由场。2.2、声场二、噪音的物理性质自由场2.2、声场105二、噪音的物理性质扩散场声能量均匀分布，并在各个传播方向上作无规则传播的声场，称扩散场，或混响场。混响室中的所有内表面都有很强的反射性，使声波几乎接近全反射。室内各处声压接近相等，声能密度处处均匀。半扩散场实际工程中遇到的情况往往介于上述两种场之间，这就是半扩散场。2.2、声场二、噪音的物理性质扩散场2.2、声场106三、噪音的物理量度

声强单位时间内单位面积上通过的声音能量称为声强。通常用I表示，单位为瓦/米2，记为W/m2。如果在一个没有杂音干扰的自由场，有个向四面八方均匀辐射声音的点声源，在离点声源r处的声强为I球＝W/(4πr2)其中W为声源的声功率。3.1、声强、声压、声功率三、噪音的物理量度

声强3.1、声强、声压、声功率107三、噪音的物理量度

声压声强不容易直接测量，而声压相对容易测量。声压就是声音在单位面积上的压力，通常用p来表示。声压和声强有着内在的联系，当声波在自由场中传播时，在传播方向上声强I和声压p关系为I＝p2/(ρ0c)其中，ρ0为空气密度（Kg/m3）,c为空气中声音的速度（m/s）。从上式可以看出声强和声压的平方成正比，测出声压就可以求出声强和声功率。3.1、声强、声压、声功率三、噪音的物理量度

声压3.1、声强、声压、声功率108三、噪音的物理量度

声功率声源发出的全部声音的总功率。3.1、声强、声压、声功率三、噪音的物理量度

声功率3.1、声强、声压、声功率109三、噪音的物理量度

健康人耳能听到的最微弱的声压是20μPa，叫做听阈。人们能忍受的最大声压为20Pa。两者相差100万倍。这说明人的耳朵听觉范围非常广。在这样宽广的范围内用声压或声强的绝对值来衡量声音的强弱非常不方便，因此，人们引入“级”的概念，用分贝来表示。

3.2、分贝制

三、噪音的物理量度

健康人耳能听到的最微弱的声压是20μPa110三、噪音的物理量度

声压级的定义Lp＝20Lg(p/p0)其中，Lp表示声压级，单位dB（decibel的缩写，原义为十分之一贝尔），p0表示基准声压（取20μPa），单位Pa。这样，刚刚听得到的声音与震耳欲聋的声音之间的声压就可以用0～120dB来表示了。而且它与人耳对声音的感觉大体一致。例如声压变化1.4倍，声压级变化3dB，这种变化人耳刚刚可以分辨。又如声压变化3.16倍，声压级变化10dB，人耳感到响度变化1倍。3.2、分贝制

三、噪音的物理量度

声压级的定义3.2、分贝制111三、噪音的物理量度

声强级的定义LI＝10Lg（I/I0）LI表示声强级，I0表示基准声强值（听阈值，取10－12W/m2）。声功率级的定义LW＝10Lg（W/W0）LW表示声强级，W0表示基准声强值（听阈值，取10－12W）。从能量角度来说，10dB的变化，相当于10：1的变化；30dB的变化，相当于1000：1的变化。3.2、分贝制

三、噪音的物理量度

声强级的定义3.2、分贝制112三、噪音的物理量度

※注意：噪音级的叠加不是将分贝值直接相加。两个相同的噪音源的叠加两个相同的噪音源其噪音级只比单台噪音级提高3dB。N个相同的噪音源的叠加如有N台同样响的声源Lp1所产生的总声压级为Lp总＝20Lg(p/p0)+10LgN=Lp1+10LgNN个不同的噪音源的叠加对于N台不同的噪音级同时发声，其噪音叠加后的总声压级Lp总＝10Lg(100.1Lp1+100.1Lp2+…+100.1Lpn)3.3、分贝的运算

三、噪音的物理量度

※注意：噪音级的叠加不是将分贝值直接相加113三、噪音的物理量度

工程上的简易计算方法在工程上为了简便，对多台不同的噪音源同时发声，计算其总声压级常查图3-1分贝的增值或表3-1来进行换算。3.3、分贝的运算

三、噪音的物理量度

工程上的简易计算方法3.3、分贝的运算114三、噪音的物理量度

工程上的简易计算方法3.3、分贝的运算

三、噪音的物理量度

工程上的简易计算方法3.3、分贝的运算115三、噪音的物理量度

例如：两台机器的声压级差为Lp1－Lp2＝92-89＝3dB，查表或图得相应ΔL为1.8dB，于是合成声压级为Lp＝Lp1＋Lp2＝92＋1.8＝93.8dB如果已知厂房中全部机器的声压级为Lp，关掉需要测量的那一台，测得声压级为Lp2，根据Lp－Lp2查得ΔL，设关掉的那一台声压级为Lp1，则Lp1＝Lp－ΔL注意如果Lp－Lp2小于3dB，表示环境噪音太高，无法获得正确的测量值，当此差值大于10dB时，ΔL又太小（小于0.5dB），可以忽略。因此，合理的使用范围是Lp－Lp2在3至10dB之间。

3.3、分贝的运算

三、噪音的物理量度

例如：两台机器的声压级差为Lp1－Lp2116三、噪音的物理量度

平均值的计算LpA＝10Lg〔(100.1Lp1+100.1Lp2+…+100.1Lpn)/N〕其近似求法如下：①如果待平均的n个分贝值的差值小于或等于5dB，其平均值近似于算术平均值的计算；②若待平均的几个声级最大差值在5～10dB之间，其近似值为算术平均值加1dB。3.3、分贝的运算

三、噪音的物理量度

平均值的计算3.3、分贝的运算117三、噪音的物理量度

噪音一般是宽频带的，为了便于分析方便，我们把可听声频率（20Hz～20KHz）范围按一定规律分成若干段，称为频带或频程。以频率为横坐标，以声音的强弱为纵坐标，绘出声音强弱随频率分布的线图称为频谱。3.4、频谱

三、噪音的物理量度

噪音一般是宽频带的，为了便于分析方便，我118三、噪音的物理量度

频谱分析时，频率坐标（横坐标）常采用两种表示方法，即恒定带宽法和等百分比带宽法。倍频程分析法属于后者。倍频程常写成1/1倍频程，它的特点是，每个频带中的频率最大值（上限频率fu）是该频带频率最小值（下限频率fl）的两倍。其中心频率（fc）是该频带上下极限频率的几何平均数。fu/fl=2(fc)2=fu×flfc＝1.414fl相对带宽Δf/fc=(fu-fl)/fc=70.7%3.4、频谱

三、噪音的物理量度

频谱分析时，频率坐标（横坐标）常采用两种119三、噪音的物理量度

需要注意的是，中心频率（fc）是某一频带的代号，它代表一个频率范围的声音，而不是某单个频率的纯音。例如fc＝500Hz代表355～710Hz的频带。图3-2列出了倍频程中心频率及上下限频率范围。3.4、频谱

三、噪音的物理量度

需要注意的是，中心频率（fc）是某一频带120三、噪音的物理量度

3.4、频谱

三、噪音的物理量度

3.4、频谱121三、噪音的物理量度

1/3倍频程是把每个1/1倍频程按等比例带宽再分成三份（图3-3），其上下限频率之比为fu/fl＝21/3＝1.26频带的中心频率为fc＝（fu*fl）1/2＝21/8fl＝1.12fl相对带宽为Δf/fc=(fu-fl)/fc=(21/3fl－fl)/(21/8fl)=(21/3－1)/21/8=23.1%常用的1/3倍频程中心频率及上下限频率范围列于表3-3。3.4、频谱

三、噪音的物理量度

1/3倍频程是把每个1/1倍频程按等比例122三、噪音的物理量度

3.4、频谱

三、噪音的物理量度

3.4、频谱123三、噪音的物理量度

现代振动及噪声测量分析仪器，可以实现比1/3倍频程更细的频带划分，1/12倍频程、1/24倍频程或更高。3.4、频谱

三、噪音的物理量度

现代振动及噪声测量分析仪器，可以实现比1124三、噪音的物理量度

声波的传播衰减有两个主要原因：（1）

声波向四面八方传播时，随着波阵面的扩大，单位面积上的能量下降，这是扩散衰减。（2）

声波在媒质中传播，由于媒质的粘滞作用、热传导及内分子的驰豫过程，导致声能不断下降。另外，媒质的不均匀，界面的反射、散射及其它原因也会使声波在某一方向传播的声波衰减。下面主要简单介绍一下扩散衰减。3.5、声波在传播过程中的衰减

三、噪音的物理量度

声波的传播衰减有两个主要原因：3.5、声125三、噪音的物理量度

点声源I＝W/(4πr2)已知a、b两点到点声源距离为ra、rb及a点的声压级Lpa，则b点的声压级Lpb＝Lpa－20Lg(rb/ra)如果rb＝2ra，则Lpb＝Lpa－6，即声源在自由声场中传播，距离增大一倍，声压级衰减6dB。3.5、声波在传播过程中的衰减

三、噪音的物理量度

点声源3.5、声波在传播过程中的衰减126三、噪音的物理量度

线声源长管道或有连续交通流量的公路可以看成线声源。I＝W/（2πr*l）同样，声场中a、b两点的声压级有如下关系：Lpb＝Lpa－10Lg(rb/ra)如果rb＝2ra，则Lpb＝Lpa－3，即距离增大一倍，声压级衰减3dB。

3.5、声波在传播过程中的衰减

三、噪音的物理量度

线声源3.5、声波在传播过程中的衰减127三、噪音的物理量度

面声源当声源面积很大或离声源的距离与面声源面积之比很小的时候，可以看成面声源，此种情况下，声波保持不变。3.5、声波在传播过程中的衰减

三、噪音的物理量度

面声源3.5、声波在传播过程中的衰减128四、噪音的主观量度和评价方法

四、噪音的主观量度和评价方法

129四、噪音的主观量度和评价方法

噪音的控制最终要人来评价，而人耳的听觉特性又是十分复杂的。声压是一个客观的物理量，但是它与人在主观心里上的感受并不一致。目前被广泛采用的是图3-2所示的、已作为国际标准的纯音等响度曲线。它是选取大量18～25岁之间的听力正常的人进行试验，统计平均之后得出的。试验以1000Hz纯音为参考基准，将0～120dB的声音以10dB为间隔分成12等分。对应这12个等分，把人耳听到的声响强弱定位响度级，单位为“方”（phon）。这样，响度级共有0～120phon。4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

噪音的控制最终要人来评价，而130四、噪音的主观量度和评价方法

改变纯音的频率，使之达到另一个频率点，再调节声压，直到试验人员感到此频率的声响与1000Hz参考基准的声响相等为止。这样，就得到了另一个等响点。在20～15000Hz范围内重复进行试验，就得到了图4-1所示的等响曲线。由图可知，人耳对声响的感觉，跟频率有关。人耳对2000～4000Hz的频率最为敏感。声压很低时，对低频不敏感；声压很高时，高低频感觉都差不多。4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

改变纯音的频率，使之达到另一131四、噪音的主观量度和评价方法

4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

4.1、响度与响度级132四、噪音的主观量度和评价方法

响度级这一参数，把声级级和频率这两个客观物理量与人耳主观感觉量统一地联系起来。但是响度级是个相对量，因此定义了响度来表示人们主观感觉声音的强弱。响度的单位为“宋”（sone），一般取响度级40phon为响度标准称为1sone。用另外一个声音与它比较，也用很多人的听力来判断，听起来有它的两倍响，这个声音的响度就是2sone。听起来有4倍响，其响度就是4sone。响度和响度级的关系为S＝2（P-10）/10其中S表示响度，单位sone；P表示响度级，单位phon。由上式可以知道，声强增大到10倍，人耳感觉响度加倍。4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

响度级这一参数，把声级级和频133四、噪音的主观量度和评价方法

图4-2直观的表示不同环境下的响度级。上式可以用来计算纯音（或窄带噪音）的响度。但对于普通的宽带噪音却不适用了。兹维克尔（Zwicker）用1/3倍频程带宽作为基本数据，再采用遮掩效应校正，使复杂的宽带噪音（包括纯音）可以在自由场和混响场两种情况下进行响度计算。斯蒂文斯用1/1倍频程带宽加以遮掩效应校正，方法较为简单，但只适合于混响场。此两种方法均已被ISO接受作为标准的响度计算方法。4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

图4-2直观的表示不同环境下134四、噪音的主观量度和评价方法

4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

4.1、响度与响度级135四、噪音的主观量度和评价方法

脉冲声的响度人耳感觉到的响度，除与声振幅和频率之外，还与声音持续的时间有关。当声音短于200ms，人感觉到的响度小于同声压连续声的响度。脉冲音时间减短一半与声强增强一倍，人耳感觉到的响度一致。由此可知，人耳听觉器官是一个依据声能产生感觉量的生理构造。4.1、响度与响度级

四、噪音的主观量度和评价方法

脉冲声的响度4.1、响度与响136四、噪音的主观量度和评价方法

用人耳的直接感受或用计算的方法来对日常生活中的噪音响度进行定量评价，是很不方便的，事实上是不可行的。因此，实际上，人们采用声级计来测量噪音响度级。为了使这个仪器测到的响度与人耳的感觉一致，于是它必须有类似于人耳的响度感觉能力。为此，声学测量仪器上通常设置计权网络，对声音给予不同程度的衰减和增强。这样，仪器显示的数据不是直接测量得到的数据，而是经过某一条等响度曲线修正过的数据，但这样的数据却是反应人耳听力主观感觉的。这种通过计权网络读出的声级，就叫计权声级。4.2、计权声级

四、噪音的主观量度和评价方法

用人耳的直接感受或用计算的方137四、噪音的主观量度和评价方法

国际采用的计权网络有A、B、C、D几种。A、B、C计权网络的频响工线分别为40phon、70phon和100phon等响度曲线的反曲线（图4-3）。用A－计权读出的声级，称为A声级，记为dB（A）。A声级表示噪音，与人的感觉十分接近，因此应用广泛。Ｃ－计权对人耳可听范围内的低频端和高频端给予较小的衰减，其它部分保持平直，因此可以认为它是比较客观的量度。Ｃ－计权接近于仪器不加计权的线性档，测出的声级接近总声级。Ｄ－计权近似人耳的感觉噪度，主要用于评价单个飞机噪音和冲击噪音。目前Ｂ－计权几乎不被采用。4.2、计权声级

四、噪音的主观量度和评价方法

国际采用的计权网络有A、B、138四、噪音的主观量度和评价方法

4.2、计权声级

四、噪音的主观量度和评价方法

4.2、计权声级139四、噪音的主观量度和评价方法

另外E－计权是由斯蒂文斯推荐的又称人耳计权，SI－计权是维布斯特（Webster）推荐的在人的语言频率范围内测量语声干扰的计权网络。在此，就不多论述了。4.2、计权声级

四、噪音的主观量度和评价方法

另外E－计权是由斯蒂文斯推荐140四、噪音的主观量度和评价方法

等效连续声级前面介绍的是稳态声场的噪音评价，对于其它非稳态噪音，ISO在1971年提出以等效连续Ａ声级为噪音评价标准。所谓等效连续Ａ声级Leq（又称等效Ａ声级），是指在声场中的某一位置上，用某一段时间内能量平均的方法，即将间隙暴露的几个不同的Ａ声级，以一个Ａ声级表示该段时间的噪声大小，这个Ａ声级就是等效连续Ａ声级。

4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

等效连续声级4.3各种统141四、噪音的主观量度和评价方法

等效连续A声级Leq用公式表示为t2-t1表示计算Leq的起止时间，L(t)代表时间函数的非稳态Ａ声级。GBJ122-88《工业企业噪声测量规范》中要求，等效Ａ声级用下式计算，即Li表示间隙噪音的声级，Ti表示相对Li的累积作用时间。4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

等效连续A声级Leq用公式表142四、噪音的主观量度和评价方法

声暴露级声暴露级是衡量瞬态噪音中所含能量大小的量，常用来表示所发生孤立噪声事件的能量，如通过的车辆、飞过飞机时的能量。LAE是指原始噪声事件具有与1s相同能量的恒定声级。它是用1s的时间长度对等效连续A声级作正则处理而得到的4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

声暴露级4.3各种统计声143四、噪音的主观量度和评价方法

其中，pt表示A－计权瞬时声压，p0表示参考声压，T0表示参考时间1s，t2-t1表示足以包含所有被考查声音的时间段。因为所有SEL测量都规格化1s的时间间隔，用SEL参数就很容易比较不同噪声事件所包含的能量。4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

其中，pt表示A－计权瞬时声144四、噪音的主观量度和评价方法

在处理由多种不同类型声音合成的环境噪音时声暴露级的概念是很有用的。环境噪声可来源于完全不同类型的声源，或声源类型相同（例如都是飞机）但各自的振动特性不同或是工作状态不同。在这种情况下，用等效连续声级来描述环境噪音或是建立数学模型时，可用不同的SEL很容易地算出Leq4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

在处理由多种不同类型声音合成145四、噪音的主观量度和评价方法

n表示在T时间内出现过的噪音总数，LAEi表示第i个噪声的声暴露级。采用声暴露级后，对单个噪声源和总体环境噪声的描述，在单位上可以做到完全兼容。等效连续声级和声暴露级的物理意义如图4-4所示。4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

n表示在T时间内出现过的噪音146四、噪音的主观量度和评价方法

4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

4.3各种统计声级147四、噪音的主观量度和评价方法

累积分布声级许多环境噪音是非稳态的，而且噪声级的涨落幅度比较大，一般需要用统计学方法，即用噪声级出现的时间概率或者累积概率来表示，目前主要用累积概率的统计方法，也就是用累积分布级Ln表示。Ln是表示N％的测量时间内所超过的噪声级，其计算方法是先把规定时间内所测定的声级按从大到小的顺序排好，从前往后数到第10%个为L10，例如L10＝70dB（A），表示某个测量时间内有10％的时间噪音超过70dB(A)。同理，L50＝60dB(A)，表示有50％时间即相当于一半时间噪音级超过60dB(A)。L90＝50dB(A)，表示有90％时间噪音级超过50dB(A)。通常L90可看做为一般背景噪声级，L50相当于中值声级（不是平均值），L10相当于峰值噪声级。4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

累积分布声级4.3各种统148四、噪音的主观量度和评价方法

如果噪声级的统计特性符合正态分布，那么等效声级Leq可用下式计算Leq＝L50＋d2/60d=L10-L904.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

如果噪声级的统计特性符合正态149四、噪音的主观量度和评价方法

日夜等效声级和公共环境噪声等效声级通常晚上的噪声显得比白天更吵人，因此在计算24h等效声级时，晚上的噪声加10dB(A)计权，这样就得到日夜等效声级，用Ldn表示，单位dB（A）Ld表示白天am7:00～pm22:00平均声级Ln表示夜间pm22:00～am7:00，晚上加权10dB。4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

日夜等效声级和公共环境噪声等150四、噪音的主观量度和评价方法

公共环境噪声等效声级CNEL（Lden）是表示24h等效A声级中，把19:00~22:00的4小时加权5dB，22:00~7:00的声级加权10dBLe表示19:00~22:00的4小时的平均声级，加权5dB。4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

公共环境噪声等效声级CNEL151四、噪音的主观量度和评价方法

噪声污染级噪声污染级是用来评价噪声对人烦躁程度的一种方法。噪声起伏越大，人感觉越烦躁。LNp＝Leq＋KσK是常数，取2.56，σ指相同的测量时间内瞬时声压的标准差。噪声污染级用来评价航空噪声或道路交通噪声是很合适的。如果噪声随时间变化符合正态分布，则近似计算式如下LNp＝Leq＋（L10－L90）还有很多其它噪声统计分析的方法，这里就不一一说明了。

4.3各种统计声级

四、噪音的主观量度和评价方法

噪声污染级4.3各种统计152五、声学噪声测量（含振动）

五、声学噪声测量（含振动）

153五、声学噪声测量（含振动）噪声与振动测量仪器和其它电子仪器在使用时有相通之处，一般情况下知道各旋钮的作用，即可使用。噪声振动基本测量系统基本测量系统框图如下图5-1所示5.1测量仪器五、声学噪声测量（含振动）噪声与振动测量仪器和其它电子仪器在154五、声学噪声测量（含振动）5.1测量仪器常用的测量仪器有声级计、频率分析仪、录音机、声强测量仪、测振仪，其它还有能级记录仪、示波器、噪音计量仪。下面选择几项进行简单介绍。五、声学噪声测量（含振动）5.1测量仪器常用的测量仪器155五、声学噪声测量（含振动）声级计声级计主要由传声器、衰减器、计权网络、检波线路和指示电表、电源等部分组成。图5-2是小野测器L5111声级计的外观图。声级计按精度和稳定性划分为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ四种类型。0型声级计作为试验室参考标准；Ⅰ型专供试验室使用，并且用于其它要求严格的场合；Ⅱ型适用于一般室外使用；Ⅲ型主要用于室外噪音调查。5.1测量仪器五、声学噪声测量（含振动）声级计5.1测量仪器156五、声学噪声测量（含振动）5.1测量仪器五、声学噪声测量（含振动）5.1测量仪器157五、声学噪声测量（含振动）频率分析仪频率分析仪是用来测量噪声频谱的仪器，主要由测量放大器和滤波器组成。声级计如果与不同类型的滤波器组合，可以组成频率分析仪或频谱仪。测振仪将噪声测试仪中的声音传感器换成振动传感器，再将声音计权网络换成振动计权网络，就称为振动基本测试系统。但是由于