汽车排放与噪声控制（第二版）课件：声音(噪声)的基本知识

声音(噪声)的基本知识汽车排放与噪音控制概述噪声的量度与评价噪声的测量第一节第二节第三节噪声的危害第四节噪声的控制标准第五节概述第一节1声音的传播条件声音来源于物质(固态、液态、气态)的振动，通过介质(媒质)产生波动—声波，传播到人耳引起耳膜作相应振动，通过听觉神经使人产生声音感觉，如图7-1所示，因此，声音传播要具备三个条件。①作为声源的物体(介质或媒质)振动。②传播介质，固体、液体、气体都可以传播声波，空气就是主要的传播介质。③人的感觉器官。声波分类2按照分类方法的不同，声波可分成几种类型:(１)按介质质点的振动方向分为纵波、横波或者两者的合成。(２)按介质质点振动的连续性分为连续波和脉冲波。(３)按波的传播面可分为平面波、球面波和柱面波，如图7-2所示。基本概念介绍3(1)声频:声音每秒钟振动的次数谓之声频，用f表示，单位是赫兹(Hz)。(2)声速:声波在媒质中传播的速度叫声速，传播媒质不同，声速也不同。(3)折射和反射:声波在声场中传播并非都为自由声。(4)绕射和衍射:声波在传播途径上遇到障碍物时，其中有一部分能绕过障碍物的边缘前进，这种现象称为声绕射或衍射。(6)噪声:噪声是一种声波，具有一切声波运动的特点和性质。噪声的量度与评价第二节1声音的物理量度１.声强(度)Ｉ声音具有一定的能量(声能)，声学中规定，在垂直于声波传播方向的单位面积上，单位时间内通过的声能称为声强Ｉ(Ｗ/ｍ２)。２.声压ｐ媒质的质点受到声波作用时，不断地产生压力强弱变化，声压为当声波传播时媒质中的压力超过静压的值，通常用ｐ表示，单位用Ｎ/ｍ２。３.声功率ω声源在单位时间内辐射的声能量称为该声源的声功率ω(Ｗ)，它和声强Ｉ有如下关系:４.声级Ｌ人的听觉器官———耳朵，具有独特的生理机能。人耳由听阈到痛阈声压的绝对值相差达100万倍，因此用声压或声强的绝对值来表示声音的强弱是很不方便的(见表7-2)。频带与频谱分析2在人耳可闻的音频范围内，频率的高低，可引起人耳有不同音调的感觉，频率高时，声音尖锐，声调高，频率低时，声音低沉，音调低。所以，从声音的本性来说，声音的强度和频率是客观存在的物理量。噪声的主观量度3在噪声研究中，一般用声压、声压级或频带声压级作为噪声测量的物理参数。人耳接受客观声压和频率后，主观上产生的“响度感觉”，与这些客观物理量之间并不完全一致。研究噪声特别是降噪问题，必须研究声音客观量和人耳主观感觉量之间统一的问题。人耳对声音的响应不是单纯的物理问题，而包含了生理、心理等因素，因为它涉及主观感觉，实际上是人耳和大脑组成的听觉系统的响应问题，是人体生理医学研究范畴的事情。１.等响曲线、响度级、响度２.声级计的计权网络噪声评定的几种方法4根据噪声源的频谱特性和不同的目的要求，国外提出的评定方法也非常繁多，有的计算也较复杂，各国的评定方法也不一样。这里仅概要地介绍我们经常用到的几种。１.Α声级２.等效连续３.噪声的频谱４.响度级和响度５.噪声评价数N6.语言干扰级７.声功率级和声功率８.道路交通噪声的评价噪声的测量第三节1噪声测量常用的仪器图7-13给出一个比较全面的噪声测量系统和仪器组合的方框图。１.声级计声级计是噪声测量最常用的便携式仪器，可测量总声压级和各种计权声压级。按精度分为普通声级计和精密声级计两类，声级计由传声器、放大器、衰减器、计权网络和有效值指示表头等组成。２.频潜分析仪器将滤波器与声级计配套使用，即可测定噪声的频谱，通常就称为频谱(分析)仪，图7-14示出的是声级计及与倍频程滤波器组成的方框图。３.实时分析仪使用普通频谱分析仪测量需要有一定的时间，对随时间迅速变化或瞬间而过的噪声是无法测量的，这种情况下可以采用实时分析仪进行瞬时频谱分析。４.声级记录仪声级记录仪又称电平记录仪，是按照自动平衡原理制成的笔式伺服记录仪器，它可与声级计或频谱分析仪配套，自动记录声级和频谱。５.磁带记录仪在现场测噪时，可先用磁带记录仪把被测噪声记录下来，然后再在实验室内回放，用合适仪器或计算机进行分析处理，磁带记录仪是利用磁性材料的磁化进行信息存储的仪器。噪声的测量环境2１.声场声波传播的空间即为声场，自由场是指声波可无反射地进行自由传播的现场，在自由场中任一点位置所感受到的只是由噪声源辐射出来的直达声，而无反射声的影响，室外开阔地是典型的自由场，但在布满吸声材料的消声室或较大空旷的实验室内，只要没有反射的干扰都可算自由场。２.消声室消声室内的声场为声波无反射的自由声场，消声室内部的全面壁面(墙面、天花板、地板)采用优质吸声材料覆盖，声源辐射的声能在所要求的频率范围内全部被吸收。３.混响室与消声室相反，混响室的吸声能力最低，墙壁、天花板和地板上采用材料的吸声系数很小。声源发出的声波，要经壁面多次反射后才损失掉，反射过程越长，对声源后来发出的声波的干扰也就越大，这样的声场即是混响声场或称扩散声场。４.对实验室的声学要求噪声测量最好在消声室内进行。但是在通常情况下，有时也就在普通发动机实验室内进行。普通实验室既非消声室，也不是混响室，介于两者之间，可称为半混响室。噪声测量方法3在实际噪声测量中，针对不同噪声测量对象。我国家和部委或者有关行业都参照国外有关同类标准特别是ISO标准制定了我国的测量方法和标准。关于声功率级LW的测定4为了直接表示声源的强度(或声源的辐射特性)需要采用声功率级，因为它是与测量条件特别是与测量距离无关，是表征声源特性的重要参数，声功率级可以有以下用途:(１)对在规定环境下工作的机械，可用它来计算与其有一定距离的声压级。(２)比较相同类型或不同类型机械的噪声源辐射强度。(３)为低噪声机械研制提供数据。噪声的危害第四节1听觉疲劳或听力损伤噪声对人最直接的危害是对听觉器官的损伤，噪声对听力的影响与噪声的强度、频率及作用的时间有关，噪声强度越大、频率越高、作用时间越长，危害就越大。噪声对听力的影响，轻者可引起暂时性听阈偏移，重者可产生噪声性听力损伤乃至噪声性耳聋。噪声影响人体健康2由噪声诱发的疾病主要表现在神经、心脏、消化系统会产生一系列不良反应。对神经系统的影响，主要表现为头晕、头胀、头痛、失眠、神经过敏、惊慌、记忆力下降、注意力不集中，对心脏系统的影响，主要表现为心跳过速、高血压、冠心病等，对消化系统的影响主要表面在消化不良、闻声呕吐等方面。噪声干扰谈话和通话3通常，人们正常谈话时的声压级一般为60

~70dB，若环境噪声高于谈话声，谈话就要被干扰，以致听不清对方谈话内容。同样，打电话时的环境噪声在60dB时可以听清楚对方的所说内容，噪声超过70dB后就无法使用电话。噪声影响人们的工作和正常生活4在噪声影响下，人们不容易集中精力工作，尤其对脑力劳动者，常常由于噪声打断思路，反应迟钝，因而会大大降低工作效率。对某些要求注意力高度集中的工种(如汽车驾驶员、文字校对者等)，不仅影响工作进度，而且降低工作质量，容易出现差错和引起事故。噪声的控制标准第五节1保护听力的容许标准在高噪声环境中，人耳长期感受高的噪声级之后会使听力受到损伤，从暂时性听阈偏移逐渐演变为永久性听阀偏移，由噪声而产生的永久性听阈偏移，当