第四章噪声测试和监测

1、第四章噪声测试和监测 第四章第四章 噪声测试和监测噪声测试和监测 4.1 4.1 测量仪器测量仪器 4.1.1 4.1.1 声级计声级计 在噪声测量中声级计是常用的基本声学仪器。它是在噪声测量中声级计是常用的基本声学仪器。它是 一种可测量声压级的便携式仪器。一种可测量声压级的便携式仪器。 表表4-1 4-1 声级计分类声级计分类 类型 精密级 普通级 0 精度0.4dB0.7dB1.0dB1.5dB 用途实验室标准仪器声学研究现场测量监测、普查 第四章噪声测试和监测 声级计一般由传声器、放大器、衰减器、计权声级计一般由传声器、放大器、衰减器、计权 网络、检波器和指示器等组成。网络、检波器和指示

2、器等组成。 第四章噪声测试和监测 1.传声器传声器 这是一种将这是一种将声压转换成电压声压转换成电压的声电换能器。的声电换能器。 2.放大器放大器 声级计的放大器部分，要求在音频范围内响应平直，声级计的放大器部分，要求在音频范围内响应平直， 有足够低的本底噪声，精密声级计的声级测量下限有足够低的本底噪声，精密声级计的声级测量下限 一般在一般在24dB左右。左右。 声级计内的放大器，要求具有较高的输入阻抗和较声级计内的放大器，要求具有较高的输入阻抗和较 低的输出阻抗，并有较小的线性失真，放大系统一低的输出阻抗，并有较小的线性失真，放大系统一 般包括般包括输入放大器和输出放大器输入放大器和输出放大

3、器两组。两组。 第四章噪声测试和监测 3.衰减器衰减器 声级计的量程范围较大，一般为声级计的量程范围较大，一般为25130dB。但检波。但检波 器和指示器不可能有这么宽的量程范围，这就需要器和指示器不可能有这么宽的量程范围，这就需要 设置衰减器，其功能是将接到的强信号给予衰减，设置衰减器，其功能是将接到的强信号给予衰减， 以免放大器过载。以免放大器过载。 为了提高信噪比，将衰减器分为为了提高信噪比，将衰减器分为输入衰减器和输出输入衰减器和输出 衰减器衰减器。输入衰减器放在第一组放大器前面作用。输入衰减器放在第一组放大器前面作用 是将接收的强信号衰减，不使输入放大器过载。由是将接收的强信号衰减，

4、不使输入放大器过载。由 于输入衰减器不能降低第一组放大器所产生的噪声，于输入衰减器不能降低第一组放大器所产生的噪声， 信噪比指标不好，而输出衰减器接在第一组放大器信噪比指标不好，而输出衰减器接在第一组放大器 和第二组放大器之间，获得的信噪比指标好，所以和第二组放大器之间，获得的信噪比指标好，所以 使用时输出衰减器尽量处在最大衰减位置。使用时输出衰减器尽量处在最大衰减位置。 第四章噪声测试和监测 4.滤波器滤波器 所谓滤波器就是把所需要测量的声音频谱划分所谓滤波器就是把所需要测量的声音频谱划分 成许多频带，可以逐次允许某一频带声音通过，成许多频带，可以逐次允许某一频带声音通过， 而将其余成分声音

5、滤去。而将其余成分声音滤去。 声级计中的滤波器包括声级计中的滤波器包括A、B、C、D计权网络计权网络 和和1/1倍频程或倍频程或1/3倍频程滤波器。倍频程滤波器。 第四章噪声测试和监测 5.声级计的主要附件声级计的主要附件 （1）防风罩：在室外测量时，为避免风噪声对测量）防风罩：在室外测量时，为避免风噪声对测量 结果的影响，在传声器上罩一个防风罩，通常可降结果的影响，在传声器上罩一个防风罩，通常可降 低风噪声低风噪声1020dB。 （2）鼻形锥：若要在稳定的高速气流中测量噪声，）鼻形锥：若要在稳定的高速气流中测量噪声， 应在传声器上装配鼻形锥，使锥的尖端朝向来流，应在传声器上装配鼻形锥，使锥的

6、尖端朝向来流， 从而降低气流扰动产生的影响。从而降低气流扰动产生的影响。 （3）延长电缆：当测量精度要求较高或在某些特殊）延长电缆：当测量精度要求较高或在某些特殊 情况下，测量仪器与测试人员相距较远。这时可用情况下，测量仪器与测试人员相距较远。这时可用 一种屏蔽电缆连接电容传声器和声级计。一种屏蔽电缆连接电容传声器和声级计。 第四章噪声测试和监测 6.声级计的校准声级计的校准 为保证测量的准确性，声级计使用前后要进行为保证测量的准确性，声级计使用前后要进行 校准，通常使用活塞发生器、声级校准器或其校准，通常使用活塞发生器、声级校准器或其 他声压校准仪器对声级计进行校准。他声压校准仪器对声级计进

7、行校准。 第四章噪声测试和监测 使用声级计测量应注意的事项使用声级计测量应注意的事项 （1 1）背景噪声的影响：背景噪声会影响测量准确性。）背景噪声的影响：背景噪声会影响测量准确性。 （2 2）反射声的影响：声源附近或传声器周围有较大的）反射声的影响：声源附近或传声器周围有较大的 反射体时，会给测量带来较大的误差。如墙壁、地反射体时，会给测量带来较大的误差。如墙壁、地 面、机械设备、人体等都是反射体。测量时，传声面、机械设备、人体等都是反射体。测量时，传声 器应尽量远离反射体，最好距离在器应尽量远离反射体，最好距离在1 1米以外。米以外。 （3 3）环境的影响：在野外测量时，风吹到传声器使膜）

8、环境的影响：在野外测量时，风吹到传声器使膜 片上的压力发生变化，从而引起风噪声，影响测量片上的压力发生变化，从而引起风噪声，影响测量 的准确性。此时可使用风罩。的准确性。此时可使用风罩。 第四章噪声测试和监测 4.2声强及声功率测量声强及声功率测量 4.2.1 声强测量及应用声强测量及应用 运用加（减）法器、乘法器和积分器等电路模块，运用加（减）法器、乘法器和积分器等电路模块， 就可根据式（就可根据式（4-2），求出声强平均值。），求出声强平均值。 互功率谱方法也是计算声强的一种通用方法。互功率谱方法也是计算声强的一种通用方法。 声强测量的用处很多，由于声强是一个矢量，因此声强测量的用处很多，

9、由于声强是一个矢量，因此 声强测量可用来鉴别声源和判定它的方位，可以画声强测量可用来鉴别声源和判定它的方位，可以画 出声源附近声能流动路线，可以测定吸声材料的吸出声源附近声能流动路线，可以测定吸声材料的吸 声系数和墙体的隔声量，甚至在现场强背景噪声条声系数和墙体的隔声量，甚至在现场强背景噪声条 件下，通过测量包围声源的封闭包络面上各面元的件下，通过测量包围声源的封闭包络面上各面元的 声强矢量求出声源的声功率。声强矢量求出声源的声功率。 目前，大致有三类声强测量仪器：目前，大致有三类声强测量仪器： 第四章噪声测试和监测 4.2.2 4.2.2 声功率的测量声功率的测量 声源的声功率是声源在单位时

10、间内发出的总能量。声源的声功率是声源在单位时间内发出的总能量。 它与测点离声源的距离以及外界条件无关它与测点离声源的距离以及外界条件无关，是噪，是噪 声源的重要声学量。声源的重要声学量。 测量声功率有三种方法：混响室法、消声室或半测量声功率有三种方法：混响室法、消声室或半 消声室法、现场法。消声室法、现场法。 第四章噪声测试和监测 一、室内声场一、室内声场 为便于分析研究，通常把房间内的声场分解成两部为便于分析研究，通常把房间内的声场分解成两部 分：从声源直接到达受声点的直达声形成的声场叫分：从声源直接到达受声点的直达声形成的声场叫 直达声场直达声场；经过房间壁面一次或多次反射后到达受；经过房

11、间壁面一次或多次反射后到达受 声点的反射声形成的声场叫声点的反射声形成的声场叫混响声场混响声场。声音不断从。声音不断从 声源发出，又经过壁面及空气的不断吸收，当声源声源发出，又经过壁面及空气的不断吸收，当声源 在单位时间内发出的声能等于被吸收的声能，房间在单位时间内发出的声能等于被吸收的声能，房间 的总声能就保持一定。若这时候房间内声能密度处的总声能就保持一定。若这时候房间内声能密度处 处相同，而且在任一受声点上，声波在各个传播方处相同，而且在任一受声点上，声波在各个传播方 向作无规分布的声场叫向作无规分布的声场叫扩散声场扩散声场。 一些大的厅堂里欣赏音乐，常产生有一些大的厅堂里欣赏音乐，常产

12、生有“余音绕梁，余音绕梁， 三日不绝三日不绝”的感受，这就是混响造成的效果。的感受，这就是混响造成的效果。 第四章噪声测试和监测 第四章噪声测试和监测 1、平均自由程、平均自由程 设设混响声场是理想的扩散声场混响声场是理想的扩散声场。在室内声场中，。在室内声场中， 声波每相邻两次反射所经过的路程称作声波每相邻两次反射所经过的路程称作自由程自由程。 室内自由程的平均值称为平均自由程（室内自由程的平均值称为平均自由程（d）。）。 S V d 4 cS V c d4 V cS n 4 1 式中：式中：V V房间容积；房间容积； S S房间内表面面积。房间内表面面积。 当声速为当声速为c时，声波传播一

13、个自由程所需时间时，声波传播一个自由程所需时间为：为： 故单位时间平均反射次数故单位时间平均反射次数n为：为： 第四章噪声测试和监测 2、平均吸声系数、平均吸声系数 当声波在室内碰到壁面（包括天花板与地板）时，当声波在室内碰到壁面（包括天花板与地板）时， 如果壁面并非刚性，它对声波具有一定的吸声能力，如果壁面并非刚性，它对声波具有一定的吸声能力， 那么一部分入射声波就要被壁面吸收，被壁面所吸那么一部分入射声波就要被壁面吸收，被壁面所吸 收的能量与入射能量的比值称为壁面的吸声系数收的能量与入射能量的比值称为壁面的吸声系数i。 设对应于某吸声表面积设对应于某吸声表面积Si的吸声系数为的吸声系数为i

14、 ，如果对室，如果对室 内所有的吸声表面的吸声系数进行平均，则可得到内所有的吸声表面的吸声系数进行平均，则可得到 室内平均吸声系数为室内平均吸声系数为 1 1 i i i ii S S 第四章噪声测试和监测 3. 吸声量吸声量 吸声系数反映房间壁面单位面积的吸声能力，材料实吸声系数反映房间壁面单位面积的吸声能力，材料实 际吸收声能的多少，除了与材料的吸声系数有关外，际吸收声能的多少，除了与材料的吸声系数有关外， 还与材料表面积大小有关。吸声材料的实际吸声量按还与材料表面积大小有关。吸声材料的实际吸声量按 下式计算：下式计算： A= S 单位是单位是m2。 房间中的其他物体如家具、人等，也会吸收

15、声能，而房间中的其他物体如家具、人等，也会吸收声能，而 这些物体并不是房间壁面的一部分。因此，房间总的这些物体并不是房间壁面的一部分。因此，房间总的 吸声量吸声量A可以表示为：可以表示为： i i i i iASA 右式第一项为所有壁面吸收量的总和，第二项是室内右式第一项为所有壁面吸收量的总和，第二项是室内 各个物体吸收量的总和。各个物体吸收量的总和。 第四章噪声测试和监测 4.直达声场直达声场 设点声源的声功率是设点声源的声功率是W，在距点声源，在距点声源r处，直处，直 达声的声强为：达声的声强为： Id = QW 4r2 式中：式中：Q-指向性因子。指向性因子。 第四章噪声测试和监测 距点

16、声源距点声源r处直达声的声压处直达声的声压pd及声能密度及声能密度Dd为：为： pd2=cId= Dd= = 相应的声压级相应的声压级L =LW + 10lg( ) 4r2 cQW pd2 c24r2c QW pd Q 4r2 第四章噪声测试和监测 5. 混响声场混响声场 设混响声场是理想的扩散声场。自声源未经反射直接设混响声场是理想的扩散声场。自声源未经反射直接 传到接收点的声音均为直达声。经第一次反射面吸收传到接收点的声音均为直达声。经第一次反射面吸收 后，剩下的声能便是混响声。故单位时间声源向室内后，剩下的声能便是混响声。故单位时间声源向室内 贡献的混响声为贡献的混响声为W(1-)，这些

17、混响声在以后的多次反，这些混响声在以后的多次反 射中还要被吸收。射中还要被吸收。 设混响声能密度为设混响声能密度为Dr，则总混响声能为，则总混响声能为DrV，每反射一，每反射一 次，吸收次，吸收DrV，每秒反射，每秒反射cS/4V次，则单位时间吸收的次，则单位时间吸收的 混响声能为混响声能为DrV cS/4V。 第四章噪声测试和监测 当单位时间声源贡献的混响声能与被吸收的混响声当单位时间声源贡献的混响声能与被吸收的混响声 能相等时，达到稳态，即：能相等时，达到稳态，即： 因此，达到稳态时，室内的混响声能密度为：因此，达到稳态时，室内的混响声能密度为： Dr= 4W（1-） cS V cS VD

18、W r 4 )1 ( 第四章噪声测试和监测 设设 式中：式中：R-房间常量，房间常量， 则：则： 由此得到，混响声场中的声压由此得到，混响声场中的声压 pr2为：为： 相应的声压级相应的声压级 1 S R cR W Dr 4 R cW pr 4 2 R LL Wpr 4 lg10 r p L 第四章噪声测试和监测 6.总声场总声场 把直达声场和混响声场叠加，就得到总声场。总声把直达声场和混响声场叠加，就得到总声场。总声 场的声能密度场的声能密度D为：为： 总声场的声压平方值总声场的声压平方值p2为：为： 总声场的声压级总声场的声压级 Rr Q c W DDD rd 4 4 2 Rr Q cWp

19、pp rd 4 4 2 222 Rr Q LL Wp 4 4 lg10 2 第四章噪声测试和监测 第四章噪声测试和监测 在在Q=1的情况下，即声源远离壁面位于房间的中央的情况下，即声源远离壁面位于房间的中央 时，我们以时，我们以R=100米米2的曲线为例，从图上可以看出，的曲线为例，从图上可以看出， 当离声源中心的距离当离声源中心的距离r在在1米以内时，声压级与房间米以内时，声压级与房间 是否存在没有多大区别。也就是说，声源放置在房是否存在没有多大区别。也就是说，声源放置在房 间内测出的声压级与放置在露天广场上时测出的声间内测出的声压级与放置在露天广场上时测出的声 压级相差不到压级相差不到3分

20、贝。分贝。 第四章噪声测试和监测 但是当离声源中心的距离但是当离声源中心的距离r在在6米以外时，声压级就米以外时，声压级就 基本上与距离无关了，这时声压级主要就由房间常基本上与距离无关了，这时声压级主要就由房间常 数数R决定。决定。 由此可知，离声源近时，直达声场占主要地位。当由此可知，离声源近时，直达声场占主要地位。当 离声源中心的距离逐渐增大时，房间的影响逐渐增离声源中心的距离逐渐增大时，房间的影响逐渐增 强。当距离增加到一定程度时，房间内的混响声场强。当距离增加到一定程度时，房间内的混响声场 转为占主要地位。转为占主要地位。 第四章噪声测试和监测 图中的图中的R直线即为自由场中直达声随距

21、离的衰减。直线即为自由场中直达声随距离的衰减。 以以R1000m2的曲线为例，从图中可以看出，假定无的曲线为例，从图中可以看出，假定无 指向性声源放在两壁面边线的中心，即指向性声源放在两壁面边线的中心，即Q4，当离声，当离声 源中心的距离在源中心的距离在4米以内时，声压级与声源放置在室外米以内时，声压级与声源放置在室外 露天相差不到露天相差不到1分贝，即以直达声为主。当离声源中心分贝，即以直达声为主。当离声源中心 的距离足够远时，如的距离足够远时，如r10米，声压级基本上与距离无米，声压级基本上与距离无 关，这时主要由房间常数关，这时主要由房间常数R确定，即混响声占主要成分。确定，即混响声占主

22、要成分。 对于同一位置，随着对于同一位置，随着R的增大声压级将逐渐降低。的增大声压级将逐渐降低。 第四章噪声测试和监测 7.混响半径混响半径 由式（由式（734）可知，在声源的声功率级为定值时，）可知，在声源的声功率级为定值时， 房间内的声压级由受声点到声源距离房间内的声压级由受声点到声源距离r和房间常数和房间常数R 决定。当受声点离声源很近时，决定。当受声点离声源很近时，Q/4r2远大于远大于4/R， 室内声场以直达声为主，混响声可以忽略；当受声室内声场以直达声为主，混响声可以忽略；当受声 点离声源很远时，点离声源很远时， Q/4r2远小于远小于4/R，室内声场以混室内声场以混 响声为主，直

23、达声可以忽略，这时声压级响声为主，直达声可以忽略，这时声压级Lp与距离与距离 无关；无关； 当当Q/4r2=4/R时，直达声与混响声的声能相等，这时时，直达声与混响声的声能相等，这时 候的距离候的距离r称为称为临界半径临界半径，记作，记作rc： rc=0.14QR 当当Q=1时的临界半径又称为时的临界半径又称为混响半径混响半径。 第四章噪声测试和监测 8. 8.室内声衰减和混响时间室内声衰减和混响时间 （1 1）室内声能的增长和衰减过程）室内声能的增长和衰减过程 当声源在房间内辐射出声波时，声波在空间传播，当声源在房间内辐射出声波时，声波在空间传播， 当遇到界面时，部分声能被吸收，而剩余的部分

24、当遇到界面时，部分声能被吸收，而剩余的部分 被反射。在声波连续传播时，声波会第二次、第被反射。在声波连续传播时，声波会第二次、第 三次以至于更多次地被吸收和反射，这样在房间三次以至于更多次地被吸收和反射，这样在房间 内就形成了一定的声能密度。内就形成了一定的声能密度。 第四章噪声测试和监测 一个声功率恒定的声源在房间内开始发声，不断辐射一个声功率恒定的声源在房间内开始发声，不断辐射 出声能后，由于声波被限制在房间内传播，因此房间出声能后，由于声波被限制在房间内传播，因此房间 内的声能逐渐累积起来，各处的声能密度随时间逐渐内的声能逐渐累积起来，各处的声能密度随时间逐渐 增大。但是当声波在房间中传

25、播时，由于壁面和空气增大。但是当声波在房间中传播时，由于壁面和空气 的吸收作用，声能不断地被吸收。很明显，声能密度的吸收作用，声能不断地被吸收。很明显，声能密度 愈大，沿一定方向传播的声强愈强，被吸收掉的声能愈大，沿一定方向传播的声强愈强，被吸收掉的声能 也就愈多。由于单位时间内从声源发出的声能是恒定也就愈多。由于单位时间内从声源发出的声能是恒定 的，当声能密度随时间增大时，被吸收掉的声能就逐的，当声能密度随时间增大时，被吸收掉的声能就逐 渐增多，可供累计的声能也就逐渐减少，声能密度随渐增多，可供累计的声能也就逐渐减少，声能密度随 时间的增加相应地愈来愈慢。最后，当声源发出的声时间的增加相应地

26、愈来愈慢。最后，当声源发出的声 能等于被吸收掉的声能时，声能密度就达到了稳定的能等于被吸收掉的声能时，声能密度就达到了稳定的 状态。如图左侧曲线。从理论上讲，达到稳定的状态状态。如图左侧曲线。从理论上讲，达到稳定的状态 要经过要经过“无穷长的无穷长的”时间，实际上从图看出，只要经时间，实际上从图看出，只要经 过过12秒钟就与稳定状态很接近了秒钟就与稳定状态很接近了 第四章噪声测试和监测 第四章噪声测试和监测 与此相类似，当室内声场已达到稳态时，突然关闭与此相类似，当室内声场已达到稳态时，突然关闭 声源，房间内的声音并不立即停止，需要延续一段声源，房间内的声音并不立即停止，需要延续一段 时间，声

27、能逐渐衰减直到实际听不见时为止。这种时间，声能逐渐衰减直到实际听不见时为止。这种 声音的延续现象叫做混响。如图右侧曲线。很明显，声音的延续现象叫做混响。如图右侧曲线。很明显， 壁面和空气的吸收作用愈差，声强愈不容易衰减，壁面和空气的吸收作用愈差，声强愈不容易衰减， 混响的现象也就愈显著。混响的现象也就愈显著。 房间内声音的增长过程、稳定状态和衰减过程可以房间内声音的增长过程、稳定状态和衰减过程可以 用图形象地表示出来。图中实线表示房间内表面反用图形象地表示出来。图中实线表示房间内表面反 射很强的情况。在这种情况下，在声源发声后，很射很强的情况。在这种情况下，在声源发声后，很 快就达到较高的声能

28、密度并进入稳定状态。快就达到较高的声能密度并进入稳定状态。 第四章噪声测试和监测 这种声能密度增长过程的长短与室内吸声的情况有这种声能密度增长过程的长短与室内吸声的情况有 着密切的关系，吸声作用愈强，这种增长过程就愈着密切的关系，吸声作用愈强，这种增长过程就愈 快。当声源停止发声，声音将比较慢地衰减下去。快。当声源停止发声，声音将比较慢地衰减下去。 实线表示房间内反射很强时，声能密度衰减的过程；实线表示房间内反射很强时，声能密度衰减的过程； 虚线则表示房间内表面的吸声量增加到不同程度的虚线则表示房间内表面的吸声量增加到不同程度的 情况，不难看出，房间内吸声作用愈强，声能的衰情况，不难看出，房间

29、内吸声作用愈强，声能的衰 减过程减过程( (混响过程混响过程) )也愈短。也愈短。 第四章噪声测试和监测 （2）混响时间）混响时间 在混响过程中，把声能密度衰减到原来的百万分之在混响过程中，把声能密度衰减到原来的百万分之 一，即衰减一，即衰减60dB所需的时间，定义为所需的时间，定义为混响时间混响时间。 a 只考虑壁面吸声时只考虑壁面吸声时 W.C.Sabine通过大量实验，首先得出混响时间通过大量实验，首先得出混响时间T60的的 计算公式（即计算公式（即Sabine公式公式）：）： S V A V T 161. 0161. 0 60 Sabine公式的意义极其重要的，但在使用过程中，当公式的

30、意义极其重要的，但在使用过程中，当 总吸声量超过一定范围时，其结果将与实际有较大的总吸声量超过一定范围时，其结果将与实际有较大的 出入。研究表明，只有当室内平均吸声系数小于出入。研究表明，只有当室内平均吸声系数小于0.2时，时， 计算结果才与实际情况比较接近。计算结果才与实际情况比较接近。 0.2, f 0.2, f 0.2, f 2kHz 2kHz 第四章噪声测试和监测 （3）衰减系数）衰减系数m 衰减系数衰减系数m与湿度和声波的频率有关，随着频率的升与湿度和声波的频率有关，随着频率的升 高而增大。高而增大。低于低于2kHz的声音，的声音，m可以忽略可以忽略。 a 声波能量的衰减声波能量的衰

31、减 声波在均匀介质中传播，其振幅和声强等将随着离声波在均匀介质中传播，其振幅和声强等将随着离 开声源的距离增大而衰减，其衰减的原因，一是由开声源的距离增大而衰减，其衰减的原因，一是由 于声波的扩张；二是出于声能被吸收。前者指的是于声波的扩张；二是出于声能被吸收。前者指的是 除平面波外的其它声波自声源向四周辐射时，由于除平面波外的其它声波自声源向四周辐射时，由于 波阵面的面积随着传播距离的增加而扩大，使得单波阵面的面积随着传播距离的增加而扩大，使得单 位面积上通过的声能减少。后者指的是由于真实气位面积上通过的声能减少。后者指的是由于真实气 体体(如空气如空气)的粘滞性、热传导和分子驰豫现象等原因

32、，的粘滞性、热传导和分子驰豫现象等原因， 使声能转化为其它形式的能量，从而使声强不断衰使声能转化为其它形式的能量，从而使声强不断衰 减。减。 第四章噪声测试和监测 第四章噪声测试和监测 现以平面波为例，讨论声能被吸收的规律。现以平面波为例，讨论声能被吸收的规律。 设设x处的声强为处的声强为I，经过，经过x距离后声强衰减为距离后声强衰减为(I I)， I为声强的增量，因系衰减，故为声强的增量，因系衰减，故I为负值。为负值。 不难理解声强的增量不难理解声强的增量I与声强与声强I的大小以及声波传播的大小以及声波传播 距离距离x成正比关系。即成正比关系。即 II x 或写成或写成 I2I x 式中之所

33、以将比例系数取为式中之所以将比例系数取为2，是为了便于计算声压，是为了便于计算声压 衰减系数。衰减系数。 第四章噪声测试和监测 当当x0时，有如下表达式：时，有如下表达式： xI I dx I dI 0 2 0 x I I 2ln 0 式中式中I0为为x0的声强。的声强。 则则 故在故在x处的声强为处的声强为 II0e 2x （ （1） 第四章噪声测试和监测 上式又可写成上式又可写成 x e I I p p 2 0 2 0 2 则可求出则可求出x处的声压为处的声压为 pp0e mx 式中式中称为声压衰减系数，称为声压衰减系数，2 (m)称为声强衰减系称为声强衰减系 数。数。 第四章噪声测试和监

34、测 b 大气中的声吸收大气中的声吸收 由（由（1）式可知，声强在空气中衰减的声强级数）式可知，声强在空气中衰减的声强级数A为为 )(lg10lg10lg10 0 mexe I I A mx ex A m lg10 因此声强衰减系数因此声强衰减系数m为为 若取若取x100米，则有米，则有 m=A/434.3 m反映空气本身吸收声能的衰减系数。反映空气本身吸收声能的衰减系数。 A声波在空气中每传播声波在空气中每传播100米声压级衰减的分贝数。米声压级衰减的分贝数。 第四章噪声测试和监测 【例例1】已知房间的尺寸为已知房间的尺寸为45m（长）（长）60m（宽）（宽） 12m（高），对（高），对500

35、Hz声音，平顶的吸声系数为声音，平顶的吸声系数为 10.3，地面，地面20.2，墙面，墙面30.4，在房间中央有，在房间中央有 一声功率为一声功率为1W的点声源发声，求：的点声源发声，求： （1）房间平均自由程；）房间平均自由程； （2）房间内对）房间内对500Hz声音的平均吸声系数声音的平均吸声系数； （3）房间常数）房间常数R； （4）房间混响时间）房间混响时间T60（不计空气吸收）；（不计空气吸收）； （5）离点源）离点源6m处直达声能密度和混响声能密度；处直达声能密度和混响声能密度； （6）混响半径）混响半径rc； （7）离点源）离点源6m处的噪声级。处的噪声级。 第四章噪声测试和监测

36、 解：解： （1）平均自由程）平均自由程d为：为： 126021245260452 12604544 S V d )(36.16 7920 129600 m 3 . 0 7920 4 . 0)12601245(22 . 060453 . 06045 1 1 i i i ii S S （2）平均吸声系数为：）平均吸声系数为： 第四章噪声测试和监测 )(3 .3394 3 . 01 3 . 07920 1 2 m S R )(85. 1 )3 . 01ln(7920 126045 161. 0 )1ln( 161. 0 60 s S V T )/(105 . 6 34064 1 4 )/(105

37、. 3 3403 .3394 144 36 22 36 mW cr W D mW Rc W D R r （3）房间常数为：）房间常数为： （4）房间混响时间（不考虑空气吸收）为：）房间混响时间（不考虑空气吸收）为： （5）离点源）离点源6m处混响声能密度和直达声能密度：处混响声能密度和直达声能密度： 第四章噪声测试和监测 )(2 . 83 .339414. 0 4 1 m R r c )(3 .95 7 .24120 3 .3394 4 64 1 lg10 10 1 lg10 4 4 lg10lg10 4 4 lg10 212 2 0 2 dB Rr Q W W Rr Q LL Wp （6）混

38、响半径：）混响半径： （7）离点源）离点源6m处的噪声级：处的噪声级： 第四章噪声测试和监测 【例例2】某混响室的容积为某混响室的容积为94.5m3，各壁面均为混凝，各壁面均为混凝 土，总面积为土，总面积为127.5m3，试计算，试计算250Hz和和4000Hz的混的混 响时间。设空气温度为响时间。设空气温度为20，相对湿度为，相对湿度为50。 )(9 .11 01. 05 .127 5 .94161. 0161. 0 60 s S V T 解：解：（1）f250Hz时，查表时，查表73得壁面吸声系数得壁面吸声系数 s0.01，空气吸收可以忽略不计，则，空气吸收可以忽略不计，则 第四章噪声测试

39、和监测 （2） f4000Hz时，查表时，查表73得壁面吸声系数得壁面吸声系数s 0.02，查，查P99页表页表5-2得得A2.653（dB），则），则 mA/434.3=2.653/434.3=0.00611,于是混响时间为：于是混响时间为： )( 1 . 3 5 .9400611. 0402. 05 .127 5 .94161. 0 4 161. 0 60 s mVS V T 第四章噪声测试和监测 二、混响室法二、混响室法 混响室法是将声源放置混响室内进行测量的方法。混响室法是将声源放置混响室内进行测量的方法。 混响室是一间体积较大（一般大于混响室是一间体积较大（一般大于200m3），墙的

40、），墙的 隔声和地面隔振都很好的特殊实验室，它的壁面隔声和地面隔振都很好的特殊实验室，它的壁面 坚实光滑，在测量的声音频率范围内，壁面的反坚实光滑，在测量的声音频率范围内，壁面的反 射系数大于射系数大于0.98. 第四章噪声测试和监测 室内离声源室内离声源r点的声压级为：点的声压级为： 在混响室内只要离开声源一定的距离，即在混响场在混响室内只要离开声源一定的距离，即在混响场 内，表征混响声的内，表征混响声的4/R将远大于表征直达声的将远大于表征直达声的 Q/4r2。于是近似有：。于是近似有： 考虑到混响场内的实际声压级不是完全相等的，因考虑到混响场内的实际声压级不是完全相等的，因 此必须取几个

41、测点的声压级平均值此必须取几个测点的声压级平均值Lp。 由此可以得到被测声源的声功率级为：由此可以得到被测声源的声功率级为： Rr Q LL wp 4 4 lg10 2 R LL wp 4 lg10 R LL pw 4 lg10 第四章噪声测试和监测 三、消声室法三、消声室法 它是将声源放置在消声室或半消声室内进行测量的它是将声源放置在消声室或半消声室内进行测量的 方法。消声室是另一种特殊实验室，方法。消声室是另一种特殊实验室，与混响室正好与混响室正好 相反相反，内壁装有吸声材料，能吸收，内壁装有吸声材料，能吸收98%以上的入射以上的入射 声能。室内声音主要是直达声而反射声极小。消声声能。室内声音主要是直达声而反射声极小。消声 室内的声场，称为自由场。如果消声室的地面不铺室内的声场，称为自由场。如果消声室的地面不铺 设吸声面，而是坚实的反射面，则称为半消声室。设吸声面，而是坚实的反射面，则称为半消声室。 第四章