第13章 噪声测量.ppt

1、第13章噪音测定第1节噪音测定中的音响概念、声场-声波传播的空间。 自由声场-声波可以建立任何方向都不反射的自由传播声场。 传播介质均匀、各向同性、无反射(全吸收)混响声场-声波能在所有方向全反射传播的声场。 传播介质均匀、各向同性、无吸收(全反射)的半自由声场-只有地面是全反射，而另一个声波则是无反射可自由传播的声场。 半混响声场-声波在其中传播，完全不反射也不吸收的空间。 返回，一，声学概念，二，声压级和声压级声压级-声波变动引起了传播介质中的压力变化量。 声压数值小的变化范围宽。 阈值声压-普通人能听到的最低音压。 210-5Pa。 疼痛阈值声压正常人耳朵开始疼痛的声压。 20Pa。 声

2、压级：声压级的数值大小与测量点的位置和测量环境有关。 声音功率级的声音功率-音源在单位时间放射的总声音能量。 记为w。 声音功率水平：听觉范围：0120dB。 w0-基准噪音功率，10-12W。 基准声压： P0=210-5Pa，1000Hz的纯音、声音功率与声压之间有确定的关系，可以根据声压级的测量来估计声压级。 在理想声场中，点声源的声功率和声压的关系：声功率水平直接反映了噪音源的放射音的强度，声源的声功率值在其设置条件确定后对环境的影响较小，在实用上占有重要地位。 返回，在实际的声场中共同作用着多个声源，需要声级的合成和分解计算。 合成(分解)声级计不容易相加(减法)。 必须根据能量重叠

3、的原则来进行。 n个音源同时作用于音级的合成声场，第I个音源的声音功率为wi (I=1，2，n ) . 根据能量叠加原理，假设这n个声源共同作用而合成的总音功率和音功率水平同时作用于、总音功率水平的计算、音水平的计算、声场，将某第I个声源单独发音时的声压测定为pi，将声压水平测定为lpi (I=lpi ) 根据能量叠加原理，这n个音源共同发音时的该处的总声压和总声压级为：例如： 2个音源单独发音时的声压级为100dB，共同发音时的声压级为103dB，不是200dB。 同样，机床应测量的噪音功率级LWd是：总声压级的计算，声级的分解是声级合成的逆运算。 实际上，可以从多音源的环境中解开背景噪音的

4、修正等某个测定对象音源。 设机床噪音和背景噪音的合成声压级为Lpt，机床停止后测定的背景噪音压级为Lpb，测定的机床噪音的声压级Lpd为：背景噪音修正：2，声级的分解，声级平均值，某声源周围有距声源等距离的n个测定点，第I个测定点的声音根据能量叠加原理，这n个测量点的平均声压级和平均声压级为：声压级的平均值，同样是：声压级的平均值，三，噪音的频谱噪音是空气的振动，通常是由多个频率组成的复合音。 为了分析噪声的原因和性质，除了知道噪声的时间变化规律之外(时域分析)，还关心噪声的频率分布特性(频域分析)。 频率过程为什么使用“频率过程”的概念？ 如何分割频率呢？ 定义：如果将整个频率范围分割为n个

5、相互连接的频带，则对于任一频带I，上限频率为fsi，下限频率为fxi，在情况下，该频带被分割为-d八度。 常用的频率是八度，三分之一八度。 d越大，频带分割越细，测量也越细。 各频带的中心频率和带宽是：从而可以把能量集中在所述频带的中心频率上，其中在I频带上的近似分布是均匀的分布。 频带分割越细，噪音压级曲线越低。 数据的比较应该用同一八度音进行。频率范围声压级和频谱能量级频率范围声压级-在噪音强度的分频频带测量中(已决定频带分割，例如1/3八度)，在各频带测量的噪音压力级。 根据频带不同，频率范围的声压级也一般不同。 能量的叠加原理上不干扰不同频率的声波，所以总声能量等于在各频带中的声能量的

6、叠加。 频谱能级Sn，式中：f-测定用的一定频带Ln-f频带的声压级，频谱能级Sn表示1Hz频带中的声压级。 频谱图低频：小于350Hz的中频： 350-1000Hz的高频： 1000Hz以上，第二节噪声评价值，噪声对人的危害和影响包括多方面，噪声评价指标的建立应考虑噪声对人的影响特征。 除了噪音的声压之外，噪音的频度、变动、出现时间及各人的生理心理状态的差异对噪音的感觉不同。 噪音评价指标是在研究人对噪音反应的各方面特征的基础上提出的。 一、等响曲线、响度级和响度人耳特征：高灵敏度、宽动态范围、强滤波功能、方位探测。 人们常用“音”和“无音”来表达声音的强度。 人类对耳朵声音的响度感觉，除了

7、与其强度的对数(声压级)大致成比例以外，与声音的频率也有关。 同样60dB的100Hz和1000Hz的声音听起来后者比前者大。 前者达到67dB时，两者听起来一样。 响度级-如果某频率的声音听起来像1000Hz的纯音，则1000Hz的纯音的声压级被定义为保留音的响度级。 响度级别的符号： LN响度级别的单位： phon (方)。 声音标准1000Hz纯音、等响度级曲线听觉范围：频率： 2020000Hz响度级：0120phon听力阈值0phon疼痛阈值120phon，响度级的方差实质上为1000Hz 八十的声音听起来不是四十的声音的两倍。 音量的大小是与人的主观感觉给声音带来的轻影响的程度成比

8、例的参数。 定义：响度-正常的听者判断响度等级是40phon标准声音高的倍数。 响度符号： n响度单位： sone (宋)，规定： 40phon响度是1sone，2sone是1sone的1倍的3倍响度和响度级别的关系：响度级别增加10phon，响度增加1倍。 响度级、二、计权级和计权网络从等响曲线可见，人耳对不同频率声波反应的灵敏度不同。 对10005000Hz的声音敏感，对低频和高频的声音不敏感。 计权声压级-为了使声音的客观测量值与人耳朵的听觉的主观感觉近似一致，通常对不同频率的声音的声压级进行特定的计权修正，将得到的噪声的总声压级重叠计算。 这个声压级是计量权声压级。 计权网络纯音响度级

9、频率特性接近人耳设计的频率校正特性。 a计权网络-模拟40方等响曲线a计权声级单位： dB(A )最接近人耳感觉，常用，适用于稳态宽带噪声的评估。 b计量权网络-模拟70方等响曲线b计量权等级单位： dB(B )修正量小。 c计权网络-模拟100方等响曲线c计权水平单位： dB(C )修正量最少。 三、统计音级(累计百分比音级)可以用在现实生活中对大量非稳态噪声出现噪声的时间概率来表示。 现在采用了统计音响水平(累计百分比音响水平) Ln。 统计声级Ln表示在测量时间内比Ln高的声级所占的时间为n%。 一般用a计算权利水平。 例如，LA10=70dB(A )表示声级高于70dB(A )的时间占

10、10%，剩馀的90%的时间声级低于70dB(A )。 一般地，LA10被称为峰值噪声电平LA50，平均噪声电平LA90被称为背景噪声电平(本地噪声电平)，在统计噪声电平和人的主观反应相关调查中可知，LA10在评价变动大的非稳态噪声时相关性高。 因此，LA10被美国联邦道路局作为道路设计噪音限制值的评价指标。四、等效音级a计权音级是对稳态宽带噪声的良好评价指标，但对于音级的起伏和不连续的噪声，a计权音级很难正确地反映噪声情况。 在这种情况下，采用时间上对噪声能量进行平均的方法，更可靠地评价噪声对人的影响。 如果假设某时刻t1T2时间段的噪声信号a计量权声压级曲线为LpA(t )，则等效声压级Le

11、q为：在相同的采样周期中测定噪声信号a计量权声压级数据LpAi，I=1，2，n， 第三节噪声测量仪，1、噪声级计声级计声级计声级计声级分类按精度分类：普通声级计、精密声级计国际电工委员会(IEC651 )和国标GB3785-85将声级计声级计声级计声级计声级分为4个级别。 麦克风类型：可动线圈式、压电式、电容式、声液位计基本组成：麦克风作用：将被测量声波的声压信号转换为电压信号的要求：测量范围宽(24130dB )在测量范围内具有平坦频率响应特性的无方向性背景噪音低(130db ) 能耐高温，但体积大，灵敏度低，容易受到电磁干扰，频率特性不平。 压电式：压电晶体在声压作用下产生正压电效应，完成

12、声电转换。 灵敏度高，频率特性好，结构简单，价格便宜，但温度影响大。 动轮式、压电式麦克风主要用于一般型声级计。 静电电容式：结构原理：隔膜4和后极板3构成电容器的两极，在两极之间施加一定的直流电压，使电容器处于一定的充电状态。 隔膜因声压而振动时，声压变化电极间距变化容量变化电流变化负载电阻r上的电压变化。 特点：灵敏度高，带宽、输出性能稳定，成本较高，需要配置非常稳定的直流偏置电压和前置放大器。放大器、衰减器放大器：放大麦克风的输出信号。 有输入放大器和输出放大器。 要求增益高，在音频范围(2020000Hz )下线性好，背景噪声低(10V )，性能稳定。 具有高输入阻抗和低输出阻抗。 衰

13、减器：声级计范围大(24130dB )，检波器和指示器并没有这么宽的范围，所以设置衰减器，使接收到的强信号衰减，以避免放大器过载，指示标头超过范围输入衰减器连接在输入放大器的前面，输出衰减器连接在输入放大器和输出放大器之间。 为了提高信噪比，必须尽可能减小输入衰减量，增大输出衰减量。 计权网络： a、b、c计权网络和线性密钥指示标头：快递、快递、最大值保持文件。 声级计标定：标准声源活塞式发生器。 NX6型： 1240.2dB声压级，250Hz，线性误差3%。 声级校正器。 ND9型： 1000Hz、94dB。 二、在频谱分析仪的实际测定中，几乎没有遇到单频音，是由多种频率组合而成的复合音。

14、因此，有必要对语音进行频谱分析。 频谱分析器-具有频谱分析信号功能的设备。 其核心是带通滤波器。 该滤波器典型地有八倍频率、三分之一倍频率、恒定窄带宽通滤波器。 带宽不同，测量的光谱图不同。 必须换算为相同频带或带宽下的声压级进行比较。 频谱密度W(f)足够窄的带宽f，W(f)=p2/f，三，信号记录仪水平记录仪实时分析器(计算机)，第4节噪声测量方法和测量环境，一，测量方法的分类和选择测量方法的分类：精密法、工序法、简易法的选择原则：满足标准，测量目的要求：内外双层壁、内室弹簧支撑免震，室内六面尖。 室内容积是音源体积的200倍以上。 半消音室：半自由声场。 要求：地面是刚性结构，反射声音。

15、 其他和全消音室一样。 测量室声源必须尽量靠近室中心的地面。 混响室(全反射室):混响声场。 室内各面吸音率不到12%，要求室内空间形状不规则。室外：几乎半自由声场。 汽车摩托车的噪音测量在室外。 天空范围50米，地面是沥青和水泥。 注意背景噪声校正。 普通实验室：半混响声场。 注意实验室声场特性的检查和调整，注意测量结果的修正。 三、测量面和测量点配置测量面-各测量点所在的面的组合。 一般有半球面和矩形面。 测量点的配置应满足标准的要求和测量目的。 四、测量结果处理了背景噪声，修正了表面平均声压级的计算，并基于能量叠加原理进行。 在声级的分解和合成中叙述了。 如上所述，噪音的噪音水平的计算在进行噪音比较时，声压水平下测定点的位置