矿山噪声污染与控制

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矿山噪声污染及防治2/221

随着矿山机械化水平的提高和强化开采的结果矿山环境的特殊性，使矿山特别是井下工作面噪声问题日益突出。矿山安全条例第五十四条规定：“井下工人作业地点，噪声不得超过90分贝(A)。超过时应采取消音或其它防护措施。”测定表明，在采矿环境中工作的人有50-80％遭受听觉损坏，而美国60岁以上的矿工100％有不同程度耳聋。噪声污染不仅危及矿山工人的身体健康、降低工作效率和劳动生产率，而且容易发生工伤事故和干扰通风系统的正常运行。3/2216.1振动、声波和噪声6.2噪声的物理量度6.3噪声的主观评价6.4噪声危害、容许标准和测量技术6.5噪声的控制原理和方法 6.6矿山机械设备噪声控制6.

7噪音职业病目录4/2216.1振动、声波和噪声6.1.1振动与声波6.1.2描述振动的三个物理量6.1.3描述波动的三个物理量6.1.4噪声5/2216.1.1振动与声波在我们生活的环境中每时每刻都能听到各种各样的声音，如汽车声音、说话声音等。很多信息是通过声音传播的，如唱歌-人的心情，说话-人的感情或意愿，听到火车声音-反应等。声音与人类的关系如此密切，那么它是怎么产生的呢？又是怎么传播的呢？怎么样来度量？6/221声音是怎样产生的将手指按住自己的喉头两侧后说话用手拔动张紧的琴弦用手搅动水风吹动树叶哗哗响……结论：声是由物体的振动产生的。一切发声物体都在振动，振动停止，声音停止。6.1.1振动与声波7/2216.1.1振动与声波敲击锣面时，锣面向外（右）运动，靠近锣面的空气受压缩，空气介质的质点密集，空气密度加大；当锣面向内（左）运动时，又使这部分空气介质体积增大，质点变稀，空气密度减小。如此往返，靠近锣面的空气时疏时密，带动邻近空气质点由近及远依次推动起来，这一密一疏的空气层就形成了传播的声波，作用于人耳，产生声音。图3-1声音的产生和传播8/2216.1.1振动与声波注意：声音在介质中传播的只是运动的形式，而介质本身并不被传走，只是在它平衡的位置来回振动。声音的传播就是物体振动形式的传播，故称声音为声波。产生声波的振动源为声源；介质中有声波存在的区域称为声场。声波传播方向称为声线。9/2216.1振动、声波和噪声6.1.1振动与声波6.1.2描述振动的三个物理量6.1.3描述波动的三个物理量4.1.4噪声10/2216.1.2描述振动的三个物理量声音来自声源的振动，故振动特性对声的性质影响很大。而物体的振动通常用振幅、频率和相位表示。x=Asin(2πft+φ0)这三个物理量是互相独立的。图3-2振动示意图x11/2216.1振动、声波和噪声6.1.1振动与声波6.1.2描述振动的三个物理量6.1.3描述波动的三个物理量6.1.4噪声12/2216.1.3描述波动的三个物理量振动在介质中的传播称为波。波动与振动不同，振动是振动质点的位移随时间而变化，波动则是介质中各处质点的位移随时间和空间分布不同而变化。波速c=频率f×波长λ

其中任两个与振幅一起构成描述波动的三个物理量。

13/2214.1.3描述波动的三个物理量声音在不同的介质中传播速度不同。在空气中的传播速度与温度有关，0℃-332m/s，每升高1℃，声速约增加0.6m/s。c=332+0.6T

水中：1450m/s，钢铁中：5000m/s。

当波速一定时，频率低的波长越长。在控制低频声和高频声的技术措施上不同。14/2216.1振动、声波和噪声6.1.1振动与声波6.1.2描述振动的三个物理量6.1.3描述波动的三个物理量4.1.4噪声15/2216.1.4噪声物理学：声强和频率杂乱无章、没有规律的声音。广义：人们生活和工作所不需要的声音叫噪声；噪声是声波的一种，具有声波的一切特性。根据不同的分类依据进行分类。16/2216.1.4噪声声源不同空气动力性噪声机械性噪声电磁性噪声

由于气体中有了涡流或发生了压力突变，引起气体扰动而产生，如凿岩机、扇风机、鼓风机、空气压缩机等产生的噪声。17/2216.1.4噪声声源不同空气动力性噪声机械性噪声电磁性噪声

由于撞击、摩擦、交变的机械应力作用下，机械的金属板、轴承、齿轮等发生振动而产生的。如球磨机、破碎机、电锯等产生的噪声。（由此判断机器运行情况）18/2216.1.4噪声声源不同空气动力性噪声机械性噪声电磁性噪声

由于磁场脉动、磁场伸缩、引起电气部件振动而产生的。如电动机、变压器等产生的噪声。19/2216.1.4噪声频谱不同有调噪声无调噪声

含有非常明显的基频和伴随着基频的谐波，这种噪声大部分是由旋转机械（如扇风机、空气压缩机）产生的。

没有明显的基频和谐波的噪声，如脉冲爆破声、排气放空等。20/2214.1振动、声波和噪声4.1.1振动与声波4.1.2描述振动的三个物理量4.1.3描述波动的三个物理量4.1.4噪声21/2216.1振动、声波和噪声6.2噪声的物理量度6.3噪声的主观评价6.4噪声危害、容许标准和测量技术6.5噪声的控制原理和方法 6.6矿山机械设备噪声控制目录22/2216.2.1声压与声压级6.2.2声强与声强级6.2.3声功率与声功率级6.2.4分贝的运算方法

6.2噪声的物理量度23/221声压P：声源振动时，空气介质中压力的改变量。牛顿/米2或帕（Pa）声压越大，人耳感觉越响，反之则小。人耳能听到的声音最低界限称闻阈，对于1000Hz的基音，正常人的闻阈声压为2×10-5Pa；能使人耳产生疼痛感觉的界限称痛阈，正常人的痛阈声压为20Pa，如果痛阈声压超过20Pa后，人耳在此声压作用下，就会破裂出血，造成耳聋。二者相差百万倍，故用声压的绝对值来衡量声音的强弱，不是很方便，而且人耳对此范围内的微小变化、分辨力又差，因此，采用声压级来表示。6.2.1声压和声压级24/221声压级

Lp＝10lgP2/P02＝20lgP/P0Lp——声压级（dB）；

p——声压（Pa）；

p0——基准声压，为2×10-5Pa，该值是对1000Hz声音人耳刚能听到的最低声压。用声压级代替声压的好处是把闻阈与痛阈声压差值从数百万倍改为0~120dB的范围，这样就简单多了。6.2.1声压和声压级25/2216.2.1声压与声压级6.2.2声强与声强级6.2.3声功率与声功率级6.2.4分贝的运算方法

6.2噪声的物理量度26/221声强I：在单位时间内，通过与声波传播方向垂直的单位面积上的声能量。用I表示，单位为W/m2。声压与声强关系

I＝P2/ρcρ——空气密度；c——声速。声强级

LI＝10lgI/I0LI——声强率级（dB）；I——声强（W/m2）;I0——基准声强，1000Hz时纯音的闻阈声强为10-12W/m2。6.2.2声强和声强级27/2216.2.1声压与声压级6.2.2声强与声强级4.2.3声功率与声功率级6.2.4分贝的运算方法

6.2噪声的物理量度28/2216.2.3声功率和声功率级声功率：是表示声源特性的物理量，是指声源在单位时间内向外辐射出的总声能。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。声源辐射声音本领的大小声功率与声强的关系

I=W/4πr2

r—测试点到辐射中心（如产生噪声的机器）距离，m。可见，声强大小随着与声源距离的增大而迅速降低。29/2216.2.3声功率和声功率级声功率级：声源发射的声功率W与基准声功率W0的比值取常用对数再乘以10的数值，用LW表示。

LW=10lgW/W0

W0—基准声功率，

1000Hz时纯音的闻阈声强为10-12W。声功率级与声强级一样，无法直接测定，需要在特定条件下测出声压级进行推算。30/2216.2.1声压与声压级6.2.2声强与声强级6.2.3声功率与声功率级6.2.4分贝的运算方法

6.2噪声的物理量度31/2216.2.4分贝的运算方法分贝定义：（dB）——decibel

声音的单位，指两个相同的物理量（例如A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。

n＝10lgA1/A0

其中：A0——基准量（或参考值）

A1——被量度量分贝运算：声压级的相加、声压级相减、声压级平均值32/221(1)噪声的合成1、噪声级合成是按照能量的叠加规律进行叠加的。2、声强级：声强与能量成正比。总声强等于各声强之和。假设有n个噪声源同时存在，声强与声强级分别为I1、I2、…In和L1、L2、…Ln。则：L1＝10lgI1/I0，L2＝10lgI2/I0，…Ln＝10lgIn/I0。I1/I0＝100.1L1，I2/I0＝100.1L2，…In/I0＝100.1Ln。所以，总声强级L＝10lg（I1/I0＋I2/I0…In/I0

）＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）

33/221(1)噪声的合成3、声压级：能量与声压的平方成正比。总声压的平方等于各声压排放之和。假设有n个噪声源同时存在，声压与声压级分别为p1、p2、…pn和L1、L2、…Ln。则：Lp1＝20lgp1/p0，Lp2＝20lgp2/p0，…，Lpn＝20lgpn/p0

。（p1/p0）2＝100.1Lp1，（p1/p0）2

＝100.1Lp2，…，（p1/p0）2＝100.1Lpn。所以，总声压级Lp＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）

34/221(1)噪声的合成4、n个相同噪声级合成的总噪声级L＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）＝10lg（n100.1L1）＝L1＋10lgn当n＝2时，L＝L1＋10lg2＝L1＋3即表示两个相同的声压级相加，能量增加一倍，声级增加3dB。35/221(1)噪声的合成5、不同噪声级的合成假设存在两个噪声源，声压级分别为L1、L2，且L1>L2

，则有：L－L1＝10lg（100.1L1＋100.1L2）－L1

＝10lg[100.1L1＋100.1L2）/100.1L1]＝10lg[1+10—0.1(L1-L2)]设噪声合成的附加值△L＝10lg[1+10—0.1(L1-L2)]，则L＝L1＋△L其中△L可查表，根据表可知，当L1-L2>6dB时，△L<1dB，所以当两个声源中的一个噪声级超出另一个噪声级6～8dB，则较弱的噪声可以忽略不计。36/221(1)噪声的合成L1-L2（dB）△L=10lg[1+10—0.1(L1-L2)]03（dB）12.522.131.841.551.261.070.880.690.5100.437/221(1)噪声的合成6、计算例题例1强度为80dB的噪声，其相应的声压为多少？解：Lp＝20lg（p/p0），则，p＝p010Lp/20所以，p＝2×10－5×1080/20＝0.2Pa例2声强为10－6W/m2时的声强级是多少？解：L＝10lg（I/I0）＝10lg（10－6/10－12

）所以，L＝60dB38/221(1)噪声的合成例3室内洗衣机工作时，测得噪声声压p＝0.02Pa；电冰箱单独开动时声压级是54dB，试计算两者同时开动时的合成声压级。解：洗衣机单独工作时声压级为：L1＝20lg0.02/（2×10－5）＝20×3＝60dB电冰箱声压级L2＝54dBL1-L2＝6dB，所以△L＝1dB则两者同时工作时L＝60＋1＝61dB39/221(1)噪声的合成例4、声压级分别为70、84、78、82、86、89dB，试计算合成声压级。解（1）首先将声压级按从大到小顺序排列：89、86、84、82、78、70；（2）89与86合成：合成声压级＝89＋1.8＝90.8dB；（3）90.8与84合成：90.8＋0.84＝91.64dB；（4）91.64与82合成：91.64＋0.46＝92.1dB（5）由于92.1－78＝14.1dB，因而78、70dB两个声源可忽略不计。则总声压级为92.1dB。40/221(2)噪声的相减1、噪声级相减是按照能量的相减进行的。噪声级的相减与相加类似，实质都是声能的加和减。例：室内有两个噪声源，同时工作时总声压级为82dB，当其中一个声源停止工作时，测得室内声压级为81dB，试求另一声源的声压级。解：由于82－81＝1dB，则另一声源声压级＝81－6＝75dB。41/2216.1振动、声波和噪声6.2噪声的物理量度6.3噪声的主观评价6.4噪声危害、容许标准和测量技术6.5噪声的控制原理和方法 6.6矿山机械设备噪声控制目录42/2216.3.1等响曲线、响度和响度级6.3.2声级计的计权网络、A声级、和等效连续A声级噪声评价数NR6.3噪声的主观评价43/2216.3.1等响曲线、响度和响度级主客观的差异主要是由声波频率不同引起的，与波形有一定关系。当声音频率变化时，就需要在各种条件下进行人的听力试验，这种实验得出的曲线称为等响曲线。等响曲线就是根据大量典型听者认为响度(人耳对声音强弱的主观感觉)相同的纯音声压级与频率关系而得出的。由于人耳对不同频率的声音主观感觉不同，所以对应每个频率都有各自的闻阈声压级和痛阈声压级。44/2216.3.1等响曲线、响度和响度级响度级单位为方（phon）。闻阈线为零方响度线，痛阈线为120方响度线。凡在同一条曲线上各点，代表着不同频率和声压级但响度相同，每条等响曲线所代表响度级（方）值的大小，是由该曲线在1000Hz时的声压级的dB值而定的。即：选取1000Hz纯音作为基准音，其噪声听起来与基准纯音一样响，则噪声响度级（方）值就是等于该纯音的声压级值。如某噪声听起来与频率1000Hz的声压级85dB的基准音一样响，则该噪声响度级就是85方。因此，响度级就将声压级和频率用一个单位统一起来，它既考虑了声音的物理效应，又考虑了声音对人耳听觉的生理效应，是人们对噪声的主观评价的基本量之一。45/2216.3.1等响曲线、响度和响度级由图可知：人耳对高频音敏感，对低频音不敏感。如60方，100Hz——67dB，3000-4000Hz——52dB。当声压级小和频率低时，声压级值(dB)和响度级值(方)的差别很大。如声压级为40dB的50Hz的低频音是听不到的，响度级还不到1方。当声压级高于100dB时，等响曲线已渐拉平。说明声音达到一定程度时，人耳已不易分辨高、低频声，此时声音的响度只决定于它的声压级而与频率无关。图中，横坐标为频率，纵坐标为声压级，二者都是声音的客观物理量。而每条曲线代表不同频率和声压级但响度相同46/22147/2216.3.1等响曲线、响度和响度级用响度表示噪声的大小比较直观，可直接算出声音增加或减少的百分比。如，噪声源经消声处理后，响度级从120方(响度为256宋)降低到90方(响度为32宋)，则总响度降低为响度级是一个相对量，有时需要用绝对量来表示，即响度，单位为宋(sone)。1宋响度=40方的响度级，响度级每增加10方，响度增加1倍，即50方=2宋，60方=3宋。其换算关系：

S——响度，宋；

LS——响度级，方48/2216.3.1等响曲线、响度和响度级一般噪声总响度计算：先测出噪声的频带声压级，然后从相应的表中查出各频带的响度指数，再按下式计算总响度。St—总响度；Sm—频带中最大的响度指数；ΣSi—所有频带响度指数和；F—常数，对倍频带、1/2倍频带和1/3倍频带分别为0.3、0.2和0.15。【例3.2】长宁号客轮机舱噪声测定如下：中心频率631252505001000200040006000声压级4240475460586072响度指数0.160.371.442.844.85.27.017.5解：总响度St=Sm+0.3(39.31-17.5)=24sone再将总响度24sone，换算成响度级为86phon。49/2216.3.1等响曲线、响度和响度级6.3.2声级计的计权网络、A声级、和等效连续A声级噪声评价数NR

6.3噪声的主观评价50/221计权网络和A声级噪声控制工程中，为使声音的客观物理量和人耳听觉主观感受近似一致，人们在声级计中设置了四档，其中一档称线性网络，用来反映客观声压级，对任何频率均无衰减；其他三档是参考等响曲线设置的A、B、C三条计权网络。C网络是模拟100phon的等响曲线倒立后的形状，在整个可听频率范围内有近乎平直的特性。即对可听声频率基本不衰减，故C计权网络代表总声压级；B网络是模拟70phon的等响曲线倒立形状，对低频段500Hz以下的声压级有较大衰减。A网络与40phon的等响曲线倒立形状接近，它对高频敏感，对低频不敏感，这正与人耳对噪声的主观感觉近似一致。因此，近年来，在噪声测量中，人们就用A网络测得声压级代表噪声响度大小，称A声级或分贝。51/221计权网络和A声级利用A、B、C三档声级读数可略了解噪声频谱特性。由图可见：当LA>LB=LC时，表明噪声的高频成分较突出；当LC=LB>LA时，表明噪声的中频成分较多；当LC>LB>LA时，表明噪声是低频特性。图4-15几种计权网络的频率响应52/221计权网络和A声级A声级：可用仪器直接测量。可从测量的8个倍频带声压级，查该表求出相应中心频率的衰减值，然后再分别将8个倍频带声压级加上相应的衰减值，并将8个声压级求和，即为A声级，表达式为：曲线中有关频率处的具体数值如下：频率Hz曲线A/dB曲线B/dB曲线C/dB31.5-39.5-17-363-26-9-1125-16-40250-8.5-10500-3.000100000020001.00040001.0-1-18000-1.0-3-316000-6.589LA—A声级，dB;Lpi—某倍频带声压级，dB；ΔAi—不同频率计权衰减，dB；i—1，2，…，8代表倍频带中心频率63，125，250，500，1000，2000，4000，8000Hz。53/221等效连续A声级有间歇暴露的几个不同声级噪声，如何来表示该段时间的噪声大小？某工人，有时在A车间，有时在B车间，如何来计算或表示其受噪声影响状况？54/221等效连续A声级在声场中的某一位置上，用某一段时间内能量平均的方法，将间歇暴露的几个不同A声级噪声，用一个A声级来表示该段时间的噪声大小，这个声级即为等效连续A声级。用Leq表示，单位为dB。等效连续A声中用下式表示：式中：Leq—等效连续A声级，dB;T—某段时间的时间总量，s；LA—声级变化的瞬时值，dB。55/221等效连续A声级我国1979年颁布的《工业企业噪声检测规范》对等效声级的测量方法做了具体规定，其方法是：将抽样测量数据按声级大小及持续时间进行整理。整理时声级从小到大排列，分成5dB一段并以中心声级表示，可列成表格。用中心声级表示的各段为：80、85、90、95、100、105、110、115dB。其中80dB表示78-82dB范围，85dB表示83-87dB范围，以此类推。每个工作日内，各段声级总量暴露时间统计出来，填入表中，便可计算等效连续声级。n段1234567中心声级Ln/dB(A)80859095100105110暴露时间Tn/minT1T2T3T4T5T6T7各段中心声级和相应的暴露时间56/221等效连续A声级以每天8小时为基础，低于78dB不予考虑，则每天的等效连续A声级可按下式近似计算：n段12345678中心声级Ln/dB(A)80859095100105110115暴露时间Tn/min28050060300600【例3.3】某厂锻工作业，在8h的工作日内，暴露在112dB下为1h，102dB下为0.5h，93dB下为1h，86dB下为50min，其余时间均处在80dB以下。求该工种在一个工作日内等效A声级为多少？式中：n—段数;Tn—第n段噪声级在1个工作日内的暴露时间，min。解：将已知数据代人表中，然后按公式计算，如下：该工种在一个工作日内等效连续A声级为101dB。57/221噪声评价数NR国外普遍采用A声级作为噪声的评价标准，因为它是对噪声的所有频率的综合反映，而且很容易测量。但是，A声级不能代替频带声压级来评价噪声。因为不同的频谱形状的噪声可以是同一A声级值。所以，若想较细致地确定各频带噪声标准，还需用“噪声评价数NR”来评价噪声。国际标准化组织ISO推荐使用一族噪声评价线，即NR线。58/221噪声评价数NR曲线NR数为噪声评价曲线的号数，它等于中心频率为1000Hz的倍频程声压级的分贝数。它的噪声级范围为0-130dB，适用于中心频率从31.5到8kHz的9个倍频程。各倍频程声压级Lp与NR数的关系：倍频程中心频率631252505001000200040008000a35.522124.80-3.5-6.1-8b0.790.870.930.97410001.0151.0251.03式中：Lp—噪声各倍频程声压级dB；NR—噪声评价数的NR号数；a、b—与倍频程声压级有关的常数，见表。59/2216.1振动、声波和噪声6.2噪声的物理量度6.3噪声的主观评价6.4噪声危害、容许标准和测量技术6.5噪声的控制原理和方法 6.6矿山机械设备噪声控制目录60/2216.4噪声危害、容许标准和测量技术6.4.1噪声的危害6.4.2噪声的容许标准6.4.3噪声的测定技术61/221交通运输噪声工业生产噪声社会生活噪声施工噪声其它6.4.1噪声危害62/2216.4.1噪声危害63/2216.4.1噪声危害64/221噪声对特殊人群对生理影响对心理影响病人老人孕妇儿童其他…急慢性疾病听力睡眠其他…人体动物物质体工作6.4.1噪声危害65/221噪声会影响人的睡眠质量和数量。连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转，使人熟睡时间缩短；突然的噪声可使人惊醒。一般40dB连续噪声可使10%的人受影响，

70dB连续噪声可使50%的人受影响突然的噪声40dB时，使10%的人惊醒；

60dB时，使70%的人惊醒对人体的生理影响（1）①干扰睡眠，影响工作效率。66/221②损伤听力，造成噪声性耳聋。

90分贝下20％耳聋，85分贝下10％耳聋工作40年后噪声性耳聋发病率噪声/dB（A）国际统计（ISO）/%美国统计/%噪声/dB（A）国际统计（ISO）/%美国统计/%8000952928851081004140902118对人体的生理影响（2）67/221矿山噪声危害影响方面内容影响正常生活使人们没有一个安静的工作和休息环境，烦躁不安，妨碍睡眠，干扰谈话等。对矿工听觉的损伤矿工长期在强噪声90dB以上中工作，将导致听阈偏移，当500、1000、2000Hz听阈平均偏移25dB，称噪声性耳聋引起矿工多种疾病噪声作用域矿工的中枢神经系统，使矿工生理过程失调，引起神经衰弱症，噪声对心血管系统，可引起心血管痉挛或血管紧张度降低，血压改变，心律不齐等；使矿工的消化机能衰退，胃功能紊乱，消化不良，食欲不振，体质减弱。影响矿山安全生产和降低矿山劳动生产率矿工在嘈杂环境里工作，心情烦躁，容易疲乏，反应迟钝，注意力不集中，影响工作进度和质量，也容易引起工伤事故；由于噪声的掩蔽效应，使矿工听不到事故的前兆和各种警戒信号，更容易发生事故。68/221

噪声的容许标准噪声的危害很大，必须对之进行严格控制。为了保护人的听力和健康，保证生活和工作环境不受噪声干扰，这就需要制定一系列噪声标准。不同行业、不同时间、不同区域规定有不同的最大容许噪声级标准，国家权力机关根据实际需要和可能，颁布了各种噪声标准。69/2216.4噪声危害、容许标准和测量技术6.4.1噪声的危害6.4.2噪声的容许标准6.4.3噪声的测定技术70/221工业企业噪声卫生标准1980年1月1日试行。该标准是听力保护标准，所规定的噪声标准是指人耳位置的隐态A声级或非稳态噪声的等效声级。每个工作日接触噪声时间/h84211/21/4新建企业容许噪声dB/A90939699102105改建企业容许噪声dB/A8588919497100最高不得超过115dB/A71/221环境噪声标准对于人们的交谈、工作与作息、睡眠以及吵闹感觉等方面适用区域昼间夜间特殊住宅区4535居民、文教区5040一类混合区5545二类混合区、商业中心6050工业集中区6555交通干线道路两侧705572/221噪声暴露率噪声暴露率：这是美国某研究单位提出的计算法。以噪声级高于90dB为标准，对于超过90dB实际噪声暴露时间处以容许暴露时间，即为噪声暴露率。若接受噪声不是某一个固定声级，则噪声暴露率应按具体的声级和相应的暴露时间进行计算。D=C1/T1+C2/T2+C3/T3+……式中：D—噪声暴露率；

C1—在特定噪声级下工作的总时间，hT1—在该噪声级下容许工作的时间，h噪声暴露率不得超过1，相当于等效连续A声级不超过90dB，超过越多，对听力损伤危险越大。73/2216.4噪声危害、容许标准和测量技术6.4.1噪声的危害6.4.2噪声的容许标准6.4.3噪声的测定技术74/2216.4.3噪声的测定技术为了研究和控制噪声，必须对噪声进行测定和分析，根据不同的测定目的和要求，可选择不同的测试方法。对于工矿企业噪声的现场测定，一般常用的仪器有声级计、频率分析仪、自动记录仪和优质磁带记录仪等。75/221声级计噪声现场测量的一种基本测试仪器。在把声信号转换成电信号时，可以模拟人耳对声波反应速度的时间特性；对高低频有不同灵敏度的频率特性以及不同响度时改变频率特性的强度特性。因此，声级计是一种主观性的电子仪器。不仅可以单独用于声级测量，还可以和相应的仪器配套，进行频谱分析、振动测量等。声级计一般分为普通声级计和精密声级计两种。精密声级计又可分为两类，一是测量稳态噪声的，一是用于测量脉冲噪声。近年来又有人将声级计分为四类，即：

0型、1型、2型和3型。精度：±0.4、±0.7、±1.0、±1.5分贝。76/221指示器AACAB滤波器传声器前置放大器计权网络输出放大器检波器输出由传声器、放大器、计权网络、指示表头等部分组成。声级计原理：声压信号通过传声器转换成电压信号，经过放大器放大，再通过计权网络，则可在表头显示出分贝值。77/221世界上最小的声级计爱华公司研制成功世界上最小的声级计

爱华公司研制成功目前世界上最小的声级计AWA5610P型积分声级计和AWA5633P型声级计，它们全部采用贴片式元件，体积仅为180×25×16（mm）,比一支钢笔略粗一些，可插在上衣口袋中，重量仅为80克，使用和携带均非常方便。性能符合新的国际标准IEC61672-2002《声级计》和新的国家计量检定规程JJG188-2002《声级计》的要求。03-11-26AWA5610P型积分声级计78/221频率分析仪频率分析仪是用来测量噪声频谱的仪器。主要由两大部分组成：测量放大器、滤波器。若噪声通过一组倍频程带通滤波器，则得到倍频程噪声频谱；若通过一组1/3倍频程带通滤波器，则得到1/3倍频程噪声频谱。矿山噪声测量时，常用倍频程带通滤波器。79/221噪声测量方法进行测量时，应将传声器尽量接近机器的辐射面，这样可使噪声的直达声场足够大，而其他噪声源的干扰相对较小；测量前，应首先检查声级计的电池电压是否满足要求，并用活塞发声器对声级计进行校正；测量噪声要避免风、雨、雪的干扰，若风力在三级以上时，要在声级计传声器上加防风罩；大风天气（5级以上）应停止测量；手持仪器进行测量，应尽可能使仪器离开身体，传声器距离地面1.2-1.5m，离房屋或墙壁2-3m，以避免反射声的影响；在测定时，若本底噪声小于被测噪声10dB以上，则本底噪声的影响可忽略。若其差值小于3dB时，所测噪声值没有意义。若在3-10dB之间，可依修正表进行校正。80/2216.1振动、声波和噪声6.2噪声的物理量度6.3噪声的主观评价6.4噪声危害、容许标准和测量技术6.5噪声的控制原理和方法 6.6矿山机械设备噪声控制目录81/2216.5噪声的控制原理和方法6.5.1噪声控制的一般方法6.5.2吸声处理6.5.3隔声6.5.4消声器82/221噪声在传播过程中有三个要素，即声源、传播途径和接受者。

只有当声源、声的传播途径和接受者三个因素同时存在时，噪声才能对人造成干扰和危害。因此，控制噪声必须考虑这三个因素。6.5.1噪声控制的一般方法83/221从声源上根治噪声合理选择材料和改进机械设计来降低噪声改进工艺和操作方法降低噪声提高零、部件加工精度和装配质量降低噪声这是最根本的措施，包括降低激发力，减小系统各环节对激发力的响应以及改变操作程序或改造工艺过程等。84/221从声源上根治噪声合理选择材料和改进机械设计来降低噪声一般金属材料，如钢、铜、铝等，其内阻尼、内摩擦较小，消耗振动能量的能力较弱，因此，用这些材料制成的零、部件，在激振力的作用下，在构件表面会辐射较强的噪声。而采用内耗大的高分子材料或高阻尼合金就不同了，如锰-铜-锌合金，它的晶体内部存在一定的可动区，当它受到作用力时，合金内摩擦将引起振动滞后损耗效应，使振动能转化为热能而耗散掉，因此，在同样作用力的激发下，减振合金比一般合金辐射的噪声小得多。如锰-铜-锌合金与45号钢试件相比较，前者内摩擦损耗是后者的12-14倍，在同样激励作用下，前者辐射噪声比后者低27dB。85/221从声源上根治噪声改进工艺和操作方法降低噪声，是从声源上降低噪声的另一途径。如：用低噪声的焊接代替高噪声的铆接；用液压来代替高噪声的捶打；用喷气织布机代替有梭织布机等，都会得到降低噪声的效果。在工矿企业，若把铆接改为焊接，把煅打改为摩擦压力或液压加工，均可降低噪声20-40dB。86/221从声源上根治噪声提高零部件加工精度和装配质量降低噪声。在机器运行时，由于机件间的撞击、摩擦或由于动平衡不好，都会导致噪声增大。可采用提高零部件加工精度和机器装配质量，采用良好的润换、平时注意检修等方法降低噪声。如一台齿轮转速为1000r/min的条件下，当齿轮误差从17um降为5um时，则其噪声可降低8dB。若将轴承滚珠加工精度提高一级，则轴承噪声可降低10dB。87/221控制噪声但就我国目前的技术水平、经济水平来看，无法将大多数设备的噪声降低到人们满意的程度，使得从声源处控制噪声难以实现，往往还需要在传播途径上采取噪声控制措施。88/221总体设计上，采用“闹静分开”的原则，是控制噪声较有效措施。如：在城、镇、产业开发区的规划时，将机关、学校、科研院所与闹市区分开；闹市区与居民区分开；工厂与居民区分开；工厂的高噪声车间与办公室、宿舍分开；高噪声机器与低噪声机器分开。这样噪声在传播中的自然衰减，可缩小噪声的污染面。因地制宜，利用地形、地物，如山丘、山坡、深堑或已有建筑设施来降低噪声。利用噪声源的指向性合理布置声源位置，可使噪声源指向无人或对安静要求不高的地区。利用绿化，改善环境的同时，降低噪声。种植不同的疏密，使树疏密级高低合理的配置，降噪。直接采取声学措施，如吸声、隔声等噪声常用控制技术。在噪声传播途径上降低噪声89/221在其他技术措施无法控制噪声时，个人防护仍是一种既经济又实用的有效方法。常用的防声用具有：佩戴耳塞、耳罩、防声头盔等。主要是利用隔声原理来阻挡噪声传入人耳，以保护人的听力，并能防止由噪声引起的神经、心血管、消化等系统的病症。在噪声接受点采取防护措施90/221几种防噪声用具的效果种类说明重量/g衰减值/dB棉花塞在耳内1-55-10棉花涂蜡塞在耳内1-510-20伞形耳塞塑料或人造橡胶1-515-30柱形耳塞乙烯套充蜡3-520-30耳罩罩壳内衬海绵250-30020-40防声头盔头盔内加耳塞150030-5091/2216.5噪声的控制原理和方法6.5.1噪声控制的一般方法6.5.2吸声处理6.5.3隔声6.5.4消声器92/221室内吸声减噪量吸声系数吸声量A厂房（硐室）吸声减噪量的计算吸声材料和吸声结构4.5.2吸声处理93/221一般工矿车间和矿井硐室内的表面多是一些坚硬的、对声音反射很强的材料，如混凝土的天花板、光滑的墙面和水泥地面。当声源发出噪声时，对操作人员来讲，除了听到由声源传来的直达声外，还可听到由房间或硐室内表面多次反射形成的反射声。直达声和反射声的叠加，加强了室内噪声的强度。根据实验，同样的声源放在室内和室外自由声场相比较，由于室内反射声的作用，可以使室内声压级提高几个分贝。如果在室内天花板和墙壁或硐室内表面装饰吸声材料或吸声结构，在空间悬挂吸声体或装饰吸声屏，声源发出的噪声碰到吸声材料，部分声能就被吸收，使反射声能减弱。操作人员听到的只是从声源发出经过最短距离达到的直达声和被减弱的反射声，这种降低噪声的方法称为吸声处理。吸声原理和室内吸声减噪量94/2216.5.2吸声处理注意：吸声处理只能吸收反射声，对于直达声没有什么效果。所以只有当反射声占主导地位时才会有明显的吸声效果。95/2216.5.2吸声处理吸声系数声波在传播中，当遇到某些材料时，便有一部分声能被反射，一部分声能向材料内部传播并被吸收，一部分透过材料继续向前传播。入射声能被反射得越少，表明材料的吸声能力越好。材料的这种吸声能力通常用吸声系数α来表示：不同的材料具有不同的吸声系数，一般介于0-1之间。吸声材料对不同的频率，具有不同的吸声系数。在工程上，一般采用125、250、500、1000、2000、4000Hz的六个频带的吸声系数的算术平均值，来表示某种吸声材料的吸声性能。对于吸声系数大于0.2的材料，称为吸声材料。96/2216.5.2吸声处理吸声量吸声系数只表明材料所具有的吸声能力，而实际噪声量的大小不仅与材料的吸声系数有关，而且还与使用材料的面积有关。对于吸声系数为α，面积为S(m2)的一块材料，其吸声量为A，单位m2。

A=Sα按定义，向着自由空间开着的1m2的窗户所引起的声吸收就是1m2，如果某材料的吸声系数为0.5，则该材料的面积为2m2时，所吸收的声能才具有1m2的吸声量。97/2216.5.2吸声处理厂房(硐室)吸声减噪量的计算室内某点噪声级大小的计算，不仅决定于声源发出的直达声的大小、还与从周壁反射回来的反射声有关。即：声源性质、声源所处位置、房间体积、形状以及房间内表面的吸声条件，都会造成室内各点噪声级的差异。室内某一控制点的声压级一般可表示为：房间内某一控制点声压级，dB;声源的声功率级，dB;直达声场的作用;混响声场的作用;98/2216.5.2吸声处理S1,S2,S3……Sn:各个不同材料的表面积;a1,a2,a3……an:各个不同材料的吸声系数;r：某一控制点距声源的距离，m;Q：声源的指向性因数。与声源的指向特性及声源放置的位置有关。R：房间常数，单位为m2。是与房间的声学特性有关的物理量。S：房间的总面积;：平均吸声系数可见：房间内表面作吸声处理后的噪声改变量仅仅和房间常数R有关。99/2216.5.2吸声处理假设a1，R1，Lp1分别为吸声处理前的室内平均吸声系数，房间常数和声压级；a2，R2，Lp2分别为吸声处理后的室内平均吸声系数，房间常数和声压级，则房间吸声处理前该点声压级：房间吸声处理后该点声压级：吸声处理前后该点噪声降低量为：100/2216.5.2吸声处理若在一个大的房间里该点在声源附近位置上，则噪声以直达声为主，，噪声的降低量为：即吸声处理对近场无降噪效果。这一数值反映了在扩散房间内远离声源处的最大吸声减噪量。若该点与声源相聚足够远，噪声以反射声为主，，此时噪声降低值为：一般在具有直达声和反射声形成的稳态声场的房间内，其平均吸声减噪量可表示为：或101/2216.5.2吸声处理实际工程中测量室内吸声减噪效果常采用混响时间法，是利用反射声衰减的时间长短进行计算。混响时间：当室内声能达到稳态后，声源突然停止发声，衰减60dB所需的时间。混响时间T60表示，单位为s。如声源发出100dB声音，从声源停止发声，降低到40dB所需时间。大量试验表明，混响时间长短与房间体积V和表面吸声材料的吸声量A有密切关系，关系式为：V—房间的体积，m3；A—房间吸声量，m2。混响时间T60与房间体积V成正比，与室内吸声量A成反比。对于一个形状不太复杂的房间，当体积已确定时，房间处理前后噪声降低值由下式确定：T1、T2处理前后的混响时间。102/2216.5.2吸声处理总结以上噪声降低值可写成：如果把室内平均吸声系数增加一倍，噪声可降低3dB，若变化10倍，噪声降低10dB。只有在原来房间的平均吸声系数不大时，增加吸声系数才有明显效果。A2/A11234568102040100ΔL035678910131620室内声学条件相对变化与噪声降低量关系103/221室内吸声减噪量吸声材料和吸声结构薄板共振吸声结构穿孔板共振吸声结构微穿孔板吸声结构6.5.2吸声处理104/2216.5.2吸声处理吸声材料都是什么样子？吸声机理是什么？不同频率的吸声效果一样吗？105/2216.5.2吸声处理吸声材料都是一些多孔材料，如玻璃棉、矿渣棉、泡沫塑料、石棉绒、软质显微板以及微孔吸声砖等。吸声机理：当声波进入材料的空隙内，引起空隙间的空气分子和纤维振动，由于摩擦阻力和空气的粘滞阻力及热传导等作用，使相当一部分声能变成热能耗散掉，从而起到吸声作用。因此，多孔材料的内部要求蓬松多孔，各孔之间要连通，同时这些连通的孔隙与外界还要连通。多孔性吸声材料对于高频声是非常有效的，但对于低频来说，吸声系数就低得多。若用加大厚度及容重，在背后设置空气层等办法，能够改善低频段的吸声性能，但这样做往往不够经济。为了弥补多孔吸声材料不足，常采用各种吸声结构来进行吸声处理。106/221吸声结构薄板共振吸声结构穿孔板共振吸声结构微孔板吸声结构107/2216.5.2吸声处理108/221各种材料的宏观图片及其应用照片各种材料的优缺点109/221把薄的金属板、胶合板、塑料板甚至纸质板材的周边固定在框架上，背后设置一定深度的空气层，就构成薄板共振吸声结构。当入射声波射到板面，激励板面振动，从而引起薄板和空气层这一系统振动。将一部分声能转变为热能耗散掉。当入射声波的频率与板振动系统的固有频率一致时，就产生了共振，此时，所消耗的声能最大。薄板共振吸声结构由于多数薄板共振结构的固有频率都在低频范围之间，所以，它能有效地吸收低频声。110/221薄板共振吸声结构的固有频率可由下式计算：薄板共振吸声结构M—薄板的面密度，kg/m2；D—空气层厚度，cm增加薄板的面密度M或空气层厚度D，可使薄板结构的固有频率降低，反之，则会提高。实际中，单纯用薄板与空气层组成的薄板共振吸声结构的吸声系数不高，如果在薄板结构的边缘放置一些软材料（海绵条、橡皮条、毛毡等）或在龙骨架四周粘贴一些多孔材料（玻璃棉、泡沫等）则可提高吸声系数，改善吸声性能，使吸声系数的最大值向低频方向移动。111/221穿孔板共振吸声结构是把钢板、铝板或胶合板、塑料板等，以一定的孔径和穿孔率在板上打孔，并在板后设置空气层而构成。由于穿孔板上每个孔后都有对应空腔，当入射声波频率和系统的共振频率一致时，就激起共振。穿孔板共振吸声结构穿孔板孔颈处空气柱往复运动，速度、幅值达最大值，摩擦与阻尼也最大。此时，使声能转变为热能最多，即消耗声能最多。112/221穿孔板共振吸声结构的共振频率可表示为：穿孔板共振吸声结构P—穿孔率，即板上穿孔面积与板的总面积的百分比，kg/m2；C—声速，m.s-1；h—空腔深度，m；Lk—小孔的有效颈长。板的穿孔面积越大，吸收的频率越高；空腔越深或颈口有效深度越长，吸收的频率越低。113/221穿孔板共振吸声结构的缺点：频率选择性强，即吸声频带窄，仅在共振频率附近才有较好的吸声性能，偏离共振频率，则吸声效果明显下降。因此，在实际应用中，尽可能使消声频带宽一些。可在穿孔板空腔侧加衬多孔吸声材料或在空腔中填充多孔吸声材料，大大改善穿孔板结构的吸声性能。穿孔板共振吸声结构114/221穿孔板共振吸声结构加衬多孔吸声材料后，吸收峰值变宽，不断提高吸声系数，而且使共振频率稍向低频移动，移动量在一个倍频程内。115/221微穿孔板是近年发展起来的新型吸声结构，特别适用高温、高速和潮湿等条件下的吸声处理。在板厚小于1mm的金属板上钻孔径小于1mm的微孔，穿孔率在1%-5%之间，后部留有一定厚度的空气层。由于微孔中空气的粘滞阻力，可以耗散入射的声能，其吸声系数和吸声带宽远大于穿孔板吸声结构。为了适应吸收不同频率噪声的要求，常常作成双层或多层组合结构。微孔板吸声结构116/221微孔板共振吸声结构的共振频率可表示为：P—穿孔率，即板上穿孔面积与板的总面积的百分比，kg/m2；C—声速，m.s-1；h—空腔深度，m；Lk—小孔的有效颈长；PD/3—修正值；D—腔深。优点：清洁、美观、轻便。特别适用在高速气流的噪声控制，用于消声器结构中具有消声量大和良好的空气动力性能，因而为动力机械中气流噪声控制提供了较好吸声结构。微孔板吸声结构Lk=t+0.8d+PD/3117/221为了吸收不同频率的声音，还将吸声材料做成各种形状的的空间吸声体，悬挂在室内顶棚上以达到吸声的目的。在吸声处理上，还有一些其他的吸声结构可以采用，如薄膜吸声结构，帘幕吸声结构以及吸声尖劈等。吸声结构118/2216.5噪声的控制原理和方法6.5.1噪声控制的一般方法6.5.2吸声处理6.5.3隔声(表示、结构、罩与屏)6.5.4消声器119/221隔声是噪声控制工程中常用的一种重要技术措施。隔声原理：用隔声结构把噪声源封闭起来，使噪声局限在一个小的空间里，把这种隔声结构称为隔声罩；也可以把需要安静的场所用隔声结构封闭起来，使外面的噪声很少传进去，这称为隔声间；还可以在噪声与受干扰的位置之间，设立用隔声结构做成的屏障，隔挡噪声向接受点位置传播，这称为隔声屏。隔声罩、隔声间、隔声屏是按隔声原理设计制成的三种噪声控制设备，在防噪中有广泛的应用。隔声结构120/221隔声材料与吸声材料不同：吸声是依靠组成材料的多孔性、柔软性，使入射的声波在材料的细孔中，由摩擦转化为热能而将声能耗散掉。要求吸声材料的表面上反射的声能越少越好。隔声：靠材料的密实性、坚实性，使声波在隔声结构上反射，要求透过隔声结构的声能越小越好。隔声结构121/221隔声材料一般用透声系数、透声损失来表示。透声系数τ：τ=EZ/Ei

EZ—透过墙体的声能，Ei—入射声能实际工程中，测定透声系数不是很方便，故多用透声损失TL表示，单位dB。TL=10lg1/ττ越小，TL越大，说明隔声性能越好。同一隔声墙，对于不同频率声音，隔声性能不同。在工程中，常用中心频率为125、250、500、1000、2000、4000Hz的六个倍频程下的隔声量相加，取其算术平均值表示某一隔墙的隔声性能，称为平均隔声量。隔声结构122/221质量定律：当声波传到墙的表面时，使墙体像“膜片”一样的振动，墙体质量越大，其惯性阻力越大，就越不易振动，声音就很难传过去，隔声效果就好。如果想提高单层密实均匀板材的隔声量，可以增加厚度，但是不是越厚越好？提高隔声量是有限的，而且会显得很厚很笨重，不经济不现实。隔声结构123/221实践发现，如果将单层隔声结构分成双层或多层，在各层之间留出空气层，或在空气层中填充一些吸声材料，往往可以突破质量定律的限制，较大地提高隔声量。施工中需要注意的是，采用具有空气层的夹层结构，在施工中不要把砖头瓦块丢进夹层中间，以免在两层墙之间形成声桥或刚性连接，使隔声效果大大降低；其次，这种夹层结构的空气层相当于一个具有弹性的弹簧，在施工中，如果空气层太薄，会把两墙连接起来形成共振，大大影响墙体的隔声效果。隔声结构124/221隔声罩：这是目前抑制机械噪声的较好办法，如柴油机、电动机、空压机、球磨机等可用隔声罩降低噪声。一般机器设备用隔声罩由罩板、阻尼涂料和吸声层构成，罩板采用1-3mm厚度钢板或面密度较大的木质纤维板。隔声结构125/221罩壳采用金属板时一定要涂以一定厚度的阻尼层，以提高金属板在共振区和吻合效应区的隔声量。为达到一定的隔声量，隔声罩必须内衬吸声材料。隔声罩在实际加工中，要注意隔声罩的密封，否则稍有缝隙和孔洞将影响隔声罩的隔声性能；隔声罩不能与设备任何部分有刚性连接，如机器设备没有隔振措施，则隔声罩必须与设备地基采取隔振措施，不然固体声的传播，会使隔声罩的实际效果下降；一般机器配有动力源，加罩以后的散热问题应在设计中一并考虑，必要时应采取通风冷却。隔声结构126/221设计隔声罩的隔声量可用下式估算：隔声结构隔声罩的实际隔声量，dB；隔声构件平均隔声量，dB；罩内表面的平均吸声系数。【例4.4】用2mm厚度钢板做一隔声罩。已知钢板的传声损失TL=29dB，钢板的平均吸声系数=0.01。由于隔声效果不理想变作了改进，在隔声罩内作了吸声处理，使平均吸声系数提高到=0.6。改进后隔声罩的实际隔声值提高了多少？解：罩内未作吸声处理时，隔声量TL1=29+10lg0.01=29-20=9dB

罩内做了吸声处理后，隔声量TL2=29+10lg0.6=29-2=27dB

故，改进后隔声罩的实际隔声量比改进前提高了：27-9=18dB隔声罩内壁进行吸声处理对隔声罩的实际隔声效果至关重要!127/221隔声结构【例4.5】一隔声罩，面积S=10m2，透声系数τ1=10-5，现开一通风口散热，面积S2=0.1m2，透声系数τ2=1，计算因开通风口隔声量下降多少？解：隔声罩在未开孔时的隔声量TL1为：

隔声罩开孔后的隔声量TL2为：

由此可见，罩体因有0.1m2孔洞可使隔声量下降30dB，因此，因为散热或管道通过墙而需要开孔时，应分别采取消声措施。128/221隔声结构综合隔声量的计算任何一种隔声间都是由墙、门、窗三者组成，三者的隔声材料不同，故需要计算隔声间的综合隔声量。步骤：选择组成墙、门、窗的材料，查出各自隔声量TL，求出各自透声系数：计算综合隔声量：计算组成墙、门、窗的面积S1、S2、S3；计算隔声间综合透声系数τ；129/221隔声结构【例4.6】设计一隔声间，墙隔声量TL=20dB，面积S1=8m2，门隔声量TL=10dB，面积S2=2m2，求隔声间综合声量多少？解：综合透声系数为：

若墙隔声量从20dB提高到50dB，其他情况不变，则综合隔声量达17dB，仅提高1.5dB；若门隔声量由10dB提高到15dB，其他情况不变，则综合隔声量达18.4dB，提高2.9dB。

总之，隔声间有门、窗、墙时，其综合隔声量取决于隔声量较低的门和窗，要提高综合隔声量，只有改变门和窗的材料和结构，提高门和窗的隔声量，若提高墙的隔声量，其结果是花钱多收效不大。在隔声间对于结构上的孔洞缝隙必须进行密封处理，否则隔声效果大大降低，若需开通风口散热时，必须安装消声器。130/221隔声结构隔声罩或隔声间能把噪声源与接受点完全隔开，在控制噪声上是很有效的。但在有操作、维护、散热或厂房内有吊车作业时，不宜用全封闭性隔声措施，此时，可考虑用隔声屏来降低接受点的噪声。隔声屏：用隔声结构做成屏障，放在噪声源与接受点之间，利用屏障拦挡噪声直接向接受点辐射的一种降噪措施。因声波在传播中遇到障碍具绕射特性，故隔声屏的降噪效果有限。高频音波长短，绕射能力差，隔声屏效果显著；低频声波长，绕射能力强，故效果有限。隔声屏具有不妨碍机器散热和工人检修、维护等优点，因此，它几乎在防治各种机器设备噪声上都可采用。131/221隔声屏减噪量的计算

在自由声场中，声源为点声源，并假设隔声屏的横侧没有绕射发生，根据几何声学理论，可绘出图4-28。图中纵坐标为噪声衰减量，横坐标是菲涅尔数N。N是描述声波在传播中绕射性能的一个量，由路径差和声波频率来确定。可用下式表示：N—借用光学上的菲涅尔数，无量纲。δ—设置屏障前后的声传播路径差，cm。132/221【例4.7】按图4-29所示的条件，求屏障的衰减量。解：首先计算各倍频程中心频率的相应波长，再计算屏障设置前后路径差和菲涅尔数N，最后利用图4-28便可求得各倍频带的衰减量，如表4-15所示。隔声屏减噪量的计算中心频率Hz31.563125250500100020004000波长m10.75.42.71.360.680.340.170.09N0.240.480.961.903.907.715.0030.00衰减量dB910131619212427133/221噪声控制前面两种：吸声、隔声，要求把声源密闭起来，否则效果不佳。如果有一种设备必须要求降低噪声又要有气流通过，来降低其热量或便于维修，这时，用什么方法来降低噪声比较好呢？134/2216.5噪声的控制原理和方法6.5.1噪声控制的一般方法6.5.2吸声处理6.5.3隔声(表示、结构、罩与屏)6.5.4消声器135/221消声器消声器是一种使声能衰减而允许气流通过的装置。将其安装在气流通道上便可控制和降低空气动力性噪声。设计一个性能优良的消声器，必须具备三个条件：具备良好的消声性能。即：消声器在有足够宽的频率范围内，具有最佳消声效果，将噪声水平控制在规定范围之内。具有良好的空气动力性能。要求消声器对气流阻力损失足够小，并确保不影响设备的工作效率和进、排气的畅通。在机械性能上要求消声器体积小、结构简单、成本低。具有一定的刚度和较长的使用寿命，便于现场安装和无再生噪声。据消声原理，可分为阻性消声器、抗性消声器和阻抗复合。136/221阻性消声器利用铺设在气流通道内壁上的多孔材料来吸收声能。当外来声波沿着消声器通道传播时，激起管壁上的多孔材料中的空气分子振动，由于摩擦阻力和粘滞阻力使声能变为热能，从而达到降低噪声的目的。这种消声器具有结构简单和良好吸收中、高频噪声的优点，故应用广泛。阻性消声器常见形式：

直管式。还有片式、折板式等。137/221阻性消声器直管式阻性消声器的消声量估算ΔL：消声系数，与吸声系数有关通道横截面周长，m通道饰面部分长度，m气流通道截面面积，m2消声量ΔL与消声通道长度I成正比，与截面积S成反比，与截面周长L成正比。若要提高消声量，可增加通道长度或缩小截面面积。若面积为定值，适当选择截面形状，使周边增大，提高消声量。138/221阻性消声器消声器的消声量ΔL与消声系数有很大关系，而消声系数主要由衬贴材料的吸声系数决定。消声系数与吸声系数的函数关系如下：α0.100.200.300.400.500.60-1.0Ψ(α)0.100.250.40.550.751-1.5139/221阻性消声器直管式阻性消声器对于高频噪声有较好的消声效果。但就一定截面的消声器来说，当频率增至某一限度后，其消声性能急剧下降。因为波长短高频声以窄束状从通道穿过，很少或不与吸声材料接触的缘故，这时的频率称为高频失效频率fm，由下式确定：

fm=1.85c/D式中D—消声器通道的当量直径（圆截面的直径），mc—声速，m/s小风量的细管道，可采用单通道直管式消声器，风量较大的粗管道，由于高频失效，不能采用单通道直管式消声器，而采用多通道形式，如片式、折板式等。140/221抗性消声器原理：利用管道内声学特性突变的截面，将部分声波向声源反射回来。这样，沿着通道继续向前传播的只是原来声波的一个小部分，从而达到消声的目的。抗性消声器具有良好的中、低频消声特性，且能在高温、高速、脉动气流条件下工作。抗性消声主要有：扩张室消声器、共振腔消声器和干涉消声器。141/221扩张室消声器又叫膨胀室消声室，由连管和扩张室组成。是利用管道截面的扩张、收缩引起反射和干涉而达到消声目的。最简单的形式是单节扩张室消声器。单节扩张室消声器的消声量可计算：扩张比，m=S2/S1扩张室消声器的长度，m波数142/221由上可见，消声量ΔL与sinKL有关。当sinKL=±1时，消声量最大。当sinKL=π/2的奇数倍时，sin2KL=1，消声量最大。当KL为π的整数倍时，消声量为零（不起消声作用），相应频率称通过频率fmin：单节扩张室消声器消声量的计算143/221必须有足够大的扩张比。当sin2KL=1时，有设计单节扩张室消声器应注意问题

如果要求消声器有明显的消声效果，m就必须有足够大的数值。如要求消声量不小于10dB，m就必须选在6以上。实际工作中，m不允许取得最大。因为m受消声器所占空间体积的限制，也受声学方面的限制（高频失效）。扩张室消声器有效消声的上限频率fm常用下式表示：

fm=1.22c/D式中c为声速，D为扩张部分的几何尺寸（圆形截面为直径，方形为边长，矩形为截面积的平方根）。可见，D越大，消声上限频率fm越小，扩张消声器的有效消声频率范围越窄。故m不能太大，应兼顾消声量与消声频率范围。144/221扩张室消声量达最大值时（KL=（2n+1）π/2）的频率：设计单节扩张室消声器应注意问题