噪声控制工程

《噪声控制工程》教案课程名称：噪声控制工程学生专业及年级：环科0301－02教师姓名：姚秀清教师职称：助教所用教材：《环境噪声控制工程》主编：洪宗辉高等教育出版社本课程总学时数：32本学期总学时数：32本学期上课周数：16平均每周学时数：2讲课：30实验：0测验：2课程性质：学科任选课环境与生物工程学院辽宁石油化工大学第一章绪论【课时安排】1.1前言1学时1.2环境声学的研究内容1学时总计2学时【掌握内容】基本概念：噪声、噪声污染环境声学的基本研究内容【熟悉内容】噪声对人的危害，主要包括五个主要方面【教学难点】1.噪声评价方法2.噪声测试技术的组成部分。【教学目标】掌握有关噪声及噪声污染的相关概念。掌握噪声控制工程的主要研究内容。能结合实际了解到噪声所产生的危害，并能树立噪声污染的环境观念，增强防噪降噪意识。【教学手段】以课堂讲授为主，适当增加学生讨论内容。【教学内容】1.1噪声及其危害一什么是噪声及噪声污染？噪声：人们不需要的声音。（包括自然现象产生和人们的活动，可能是乐音也可能是杂乱无序的声音）噪声污染：当声音超过人们的生活和社会活动所许可的程度时，就称为噪声污染。二噪声的危害对听力损伤（>80dB）当听力损失：15dB以下正常25～40dB轻度耳聋40～65dB中度耳聋65dB以上重度耳聋对睡眠的干扰人的睡眠一般过程：朦胧－半睡－熟睡－沉睡（周期一般为90min）噪声加快由熟睡到半睡的回转，熟睡时间缩短。对人体生理机能引起不良反应引起人的紧张反应，肾上腺素分泌增加，心率加快。消化系统：消化性溃疡的发病率增加。干扰语言交谈和通讯联络当噪声级<<语言声级无影响；噪声级≒语言声级受到干扰噪声级－语言声级≥10dB完全掩蔽特强噪声对仪器设备和建筑结构的危害影响因素：噪声强度，频谱和仪器设备本身的结构特征。例：当噪声级>135dB时，电子仪器的连接部位“错动”，引线抖动，维调元件偏移；当噪声级>150dB时，仪表的元件可能失效或损坏；特强冲击波：门窗变形，墙面开裂1.2环境声学的研究内容研究范畴大致五方面： 噪声污染的规律；噪声评价方法和标准；噪声控制技术；噪声测试技术和仪器；噪声对人体的影响和危害一噪声污染的规律1971年第八界声学会议上提出“环境声学”术语。环境噪声污染是指被测试环境的噪声级超过国家或地方规定的噪声标准限值，并影响人们的正常生活、工作或学习的声音。分类：产生源：工业噪声，交通噪声，建筑施工噪声，社会生活噪声产生机理：机械噪声，气流噪声，电磁噪声。污染规律的研究包括:噪声辐射和传播过程中的声衰减与有关参量的关系、噪声的时间分布和空间分布。研究方法:现场类比测量、理论研究、数学分析、计算机模拟和实验室。二噪声评价方法和标准.评价量:响度级、各类计机声级、噪声指数。采用最普遍的是A计机声级。.标准:工业企业噪声卫生标准、城市区域环境噪声标准、工业产品噪声标准。(噪声容许标准)三噪声控制技术环境噪声污染的组成环节：声源、传播途径、受主(接受者)。自20世纪80年代起是“从声源控制噪声”的年代。降低声源的噪声辐射是控制噪声的根本途径。声源：研制新型的低噪声设备，改进加工工艺，加强行政管理。声传播途径中的控制是常用的降噪手段。常用措施：设置障碍（关窗），铺置吸声材料。具体应用：吸声墙面，隔声门窗，消声器，隔振地板。受主控制是采用护环器、控制室等个人防护措施来保护工作人员的健康。四噪声测试技术噪声测量系统的组成：接受部分、分析部分和显示(记录)接受部分：传声器和前置放大器。.分析部分：两种形式①模拟分析装置:输入放大器和滤波器和输出放大器②数字信号分析装置:数学运算(程序).显示方式:电表指示、液晶数字显示、液晶图表显示。五对人体的影响和危害包括生理效应和心理效应生理效应：噪声对听觉系统、消化系统、神经系统和其他脏器的影响。心理效应：噪声引起的心理影响主要是烦躁，包括对短时作用噪声的主观评价和影响，对低频的听觉响应和评价，探索能够明确反映不同主观评价的客观参量。课后作业：查阅有关“噪声危害”的资料。第二章声波的基本性质及其传播规律【课时安排】1学时1学时1学时1学时总计4学时【教学内容】1声波的产生2描述声波的物理量【教学重点】描述声波的物理量：声压P、波长λ、频率f、周期T、声速c、振幅【教学难点】声波的形成过程【教学目标】1理解声波的形成过程2掌握描述声波的各种物理一声波的产生1声源定义：凡能产生声音的振动物体。声源的振动是指物体或质点在其平衡位置附近进行的往复运动。分类：固体声源、液体声源、和气体声源2声源的形成声源的振动 声源周围弹性媒质（空气分之的振动） 周围空气分子的振动形成声波（传播的振动的形式和能量）（注意：声波不能在真空中传播）横波：质点的振动方向与声波的传播方向垂直；纵波：质点的振动方向与声波的传播方向一致。（在空气中声波中纵波，在固体和液体中即可能存在横波也可能存在横波）二描述声波的基本物理量1声压P：当声源振动时，邻近的空气分子受到交替的压缩和扩张，形成疏密相间的状态。当空气变密时：P>Po（Po为平衡状态下的大气压强）；当空气变稀时：P<Po所以：p=P－Po单位为帕(Pa)称为声压2波长λ：在同一时刻，声波中两个相邻的最稠密区或最稀疏区之间的距离称为波长，单位为米(m)a。3频率f：单位时间内介质质点振动的次数称做声波的频率，记作f，单位为赫兹(Hz)。人耳能听到的声音其频率一般在20Hz至20000Hz之间。这个范围内的声音称为可听声，高于20000Hz的声音称为超声，低于20Hz的声音称为次声。蝙蝠、狗等动物可以听到超声，老鼠等动物可以听到次声。在声频范围内，声波的频率愈高，声音显得愈尖锐。反之显得低沉。通常将频率低于300Hz的声音称做低频声；300-1000Hz的声音称做中频声，1000Hz以上的声音称做高频声。4周期T：振动重复一次的最短时间间隔，单位为秒((s)5声速c振动在煤质中传播的速度叫声速。在任何一种媒质中的声速取决于该煤质的弹性和密度。声音在空气中的传播速度还随空气温度的升高而增加。声音在不同媒质中传播的速度也是不同的，在液体和固体中的传播速度一般要比在空气中快得多，例如在水中声速为1450m/s，而在钢中则为5000m/m。空气中的声速：c=331.-4s+0.61t（实际计算时取。为340m/s）波长λ、周期T和声速c之间的关系为：λ＝c/f'＝cT6相位：在任意时刻茱一质点的振动状态，包括该质点振动的位移和运动方向，或者压强的变化。7振幅：指通过零压力线测得的波峰或波谷的高度，在一个振动周期内，平均压力为零，与振幅无关。第二节声波的基本类型【教学内容】1声波的基本类型：平面声波、球面声波、柱面声波2声能量、声强、声功率【教学重点】基本概念：平面声波、球面声波、柱面声波、波阵面、声密度、瞬时声强、声功率等。【教学难点】描述各种声波的波动方程【教学目标】1掌握平面声波、球面声波、柱面声波、波阵面、声密度、瞬时声强、声功率等基本概念2在已有数学和物理知识的基础上了解描述各种声波的波动方程。.固体的振动产生声波，或当流体越过、环绕或穿过固体孔洞时流体分离产生声波。空气压缩使空气局部密度和压力增加;相反，膨胀则使密度和压力减小.这些交替的压力变化即是人耳所听到的声音.空气交替压缩与膨胀产生的正弦波:在均匀的理想流体煤质中小振幅声波的波动方程式中:o拉普拉斯算将，在直角坐标系中声压n是空间和时间的函数，记为,}c}.>..，、u，描述不同时刻的声压变化规律。波振面—空间同一时刻相位相同的各点的轨迹曲线。根据声波传播时波振面的形状不同将声波分为:平面声波、球面声波和林面声波。一平面声波波阵面：空间同一时刻相位相同的各点的轨迹曲线。平面声波：声波的波阵面是垂直于传播方向的一系列平面，通常可以将各种远离声源的声波看作平面声波。若将振动活塞置于均匀直管的一端，，另一端伸向无穷远。当活塞在平衡位置作小振幅往复运动时，在管内任一截面上各质点将同时受到压缩或扩张，具有相同的振幅和相位，就形成了平面声波。二球面声波概念：当声源的几何尺寸比声波波长小得多时，或者测量点离声源相当远时，则可以将声源看成一个点，称为点声源。在各项同性的均匀媒质中，从一个表面同面同步胀缩的点声源发出的声波是球面声波。三柱面声波概念：波振面为同轴圆柱面的声波。其声源一般可视为“线声源”四声能量、声强、声功率1声能量：声波在媒质中传播，一方面使媒质在平衡位置附近做往复运动产生动能，同时又使媒质产生了压缩和膨胀的疏密过程，具有形变的势能。声能量＝动能＋势能；声密度：声场中单位体积媒质所含有的声能量，记为D(J/m3)。2声强：（7-2（7-2）瞬时声强：声场中，在垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能称做声强。常以I表示，单位为(w／m2)。声强实质是声场中某点声波能量大小的度量，声场中某点声强的大小与声源的声功率、该点距声源的距离、波阵面的形状及声场的具体情况有关。通常距声源愈远的点声强愈小，若不考虑介质对声能的吸收，点声源在自由声场中向四周均匀辐射声能时，距声源r处的声强为式中I—距点声源为r处的声强（w/m2）；W—点声源功率（w）。若S表示包围声源的封闭面面积，声功率W和声强I的关系为式中是声强在微元面积dS法线方向的分量。3声功率：声源在单位时间内辐射的总声能量称为声功率。常用W表示，单位为瓦(w)。声功率是表示声源特性的一个物理量。声功率越大，表示声源单位时间内发射的声能量越大，引起的噪声越强。声功率的大小，只与声源本身有关。W=IS第三节级的概念【教学内容】1分贝的概念2声压级、声功率级、声强级3级的叠加、级的相减【教学重点】基本概念：分贝、声压级、声功率级、声强级级的叠加、级的相减的计算【教学难点】级的叠加、级的相减的计算公式的使用【教学目标】掌握分贝、声压级、声功率级、声强级等基本概念掌握级的叠加级的相减的简单计算引：1）生活中声音强度变化范围相当宽，人正常说话声功率为10-5w，而强力火箭发射时的声功率为10-9W，相差1014数量级。2）人耳对声音强度的感觉不正比于强度的绝对值，而更接近对数值。一分贝的定义级：对被量度量与基准量的比值求对数，这个对数值称为被量度量的“级”。分贝：如果所取对数是10为底，则级的单位为贝尔（B）。分贝：贝尔的单位太大，将贝尔分为10档，每一档则称为分贝（dB）。二声压级、声强级、声功率级1声压级：声压级(dB)P :被量度量的声压的有效值，p0基准声压。2×10-5Pa。2声强级:声强级(dB)I0为基准声强，10-12w/m2。在空气中，I0取10-12w/m2，对于平面声波，则：L℃的空气中，ρc=400pa.s/m，此时LI≈Lp。3声功率级：LW＝10lg（W/Wo），空气中Wo＝10-12W，对于给定的声源，其声功率是不变的。三级的叠加pT2=p12+p22+…+pn2n=2时Lp1＝10lg（p12/po2）Lp2＝10lg（p22/po2）p12＝po2.10Lp1p22＝po2.10Lp2pT2=p12+p22＝po2.（10Lp1+10Lp2）LpT＝10lg（pT2/po2）＝10lg（10Lp1+10Lp2）LpT＝10lg（∑10Lpi）当两个不同的噪声源同时作用在声场中同一点上，如果两个声源单独作用产生的声压级分别为Lp1和Lp2，且Lp1≥Lp2；为计算方便，列出（表7-1）Lp1-Lp2差值相对应的增值ΔL，这点的总声压级LpT为：

两个声源Lp1-Lp2差值与增值ΔL的对应关系Lp1-Lp2ΔL

Lp1-Lp2ΔL0123453

67891011(dB)四级的相减：LpT＝10lg（10+LpB10LpS）；LpS＝10lg（10LpT-10LpB）第四节声波在传播中的衰减【教学内容】声波传播过程的各种衰减：Ad：随距离的发散衰减；Aa：空气吸收的附加衰减；Ag：地面吸收的附加衰减；Ab：声屏障衰减；Am：气象条件对声传播的影响【教学重点】Ad随距离的发散衰减的计算【教学难点】Aa：空气吸收的附加衰减Am：气象条件对声传播的影响【教学目标】掌握Ad随距离的发散衰减的简单计算了解Aa：空气吸收的附加衰减，Am：气象条件对声传播的影响声波在传播过程中除发生反射、折射和衍射等现象，并在传播过程中引起衰减，这些衰减包括：Ad：随距离的发散衰减Aa：空气吸收的附加衰减Ag：地面吸收的附加衰减Ab：声屏障衰减Am：气象条件对声传播的影响总衰减A＝Ad+Aa+Ag+Ab+Am一Ad随距离的发散衰减Ad＝20lg(r2/r1)（假设以声源为中心的球面对称地向各个方向辐射声能） 空气中Wo＝10-12WIo＝10-12W/m2LI=LW-10lgS=LW-10lg(4πr2)=LW-20lgr-11(全空间)LI=LW-10lgS=LW-10lg(2πr2)=LW-20lgr-8（半空间）二空气吸收的附加衰减声波在空气中传播时，因空气的粘滞性和热传导，在压缩和膨胀的过程中，使一部分的声能转化为热能而损耗，这种吸收称为空气的经典吸收。空气分子转动或振动时存在固有频率，当声波的固有频率接近这些频率时要发生能量交换，能量交换的过程都有滞后现象，这种现象称为驰豫吸收，它能使声速改变，声能被部分吸收。20℃20℃时：ββ＝4×10-6三地面吸收的附加衰减Ag当地面是非刚性表面时，短距离，声能的衰减可以忽略，70米以上时不可忽略。在厚草地或穿过灌木丛传播时衰减Ag＝（）d穿过树木或森林的声衰减Ag＝0.01f1/3d四声屏障衰减Ab声屏障衰减与声源及接受点相对屏障的位置、屏障的高度及结构，以及声波的频率密切相关。五气象条件对声传播的影响Am雨、雪、雾等对声波的衰减量大约每1000米不到，因此可以忽略，风和温度梯度对声波的传播影响很大。第三章噪声的评价和标准【课时安排】噪声的评价量2学时环境噪声评价标准和法规1学时【教学内容】1噪声评价量的建立考虑噪声对人们影响的特点：2主要的几个噪声评价量：等响曲线、响度级、响度；斯蒂文斯响度；计权声级和计权网络；等效连续A声级；昼夜等效声级Ldn；累计百分数声级；交通噪声指数TNI；噪声污染级【教学重点】1等响曲线、响度级、响度、计权声级、效连续A声级、昼夜等效声级Ldn、累计百分数声级、交通噪声指数TNI、噪声污染级等概念的含义。2从倍频带声压级计算A计权声级。【教学难点】1对计权声级、计权网络、等效连续A声级的理解2响度级、响度两概念的区别【教学目标】1了解不同噪声评价量应用的不同情况2掌握从倍频带声压级计算A计权声级3掌握效连续A声级、昼夜等效声级Ldn、累计百分数声级、交通噪声指数TNI、噪声污染级等评价量的计算公式。引言：噪声评价的目的是为了有效的提出适合于人们对噪声主观反应的客观评价量。评价量包括：与人耳听觉特性有关的评价量；与心理情绪有关的评价量；与人体健康有关的评价量；与室内人们活动有关的评价量噪声的评价量一噪声评价量的建立考虑噪声对人们影响的特点：1)不同频率的声音对人们的影响噪声评价量的建立考虑噪声对人们影响的特点：不同：高频声音比低频声音影响更大。2)噪声涨落对人的影响不同：3）噪声出现的时间不同，对人的影响不同；4）同样的声音对不同的心理和生理的人群反应不同二噪声的几个评价量1等响曲线、响度级、响度通常，声音愈响，对人的干扰愈大。实践证明，人耳对高频声较低频声敏感，同样声压级的声音，中、高频声显得比低频声更响一些，这是人耳的听觉特性所决定的。为此人们提出响度级这一概念，用以定量地描述声音在人主观上引起的“响”的感觉。响度级，就是以1000Hz的纯音作标准，使其和某个声音听起来一样响，那么此1000Hz纯音的声压级就定义为该声音的响度级。记作LN，单位为方(Phone)。对各个频率的声音作这样的试听比较，得出达到同样响度级时频率与声压级的关系曲线，通常称为等响曲线。响度：与主观感觉的轻响程度成正比的参量为响度，符号为N,单位“宋”（sone）,具体说是正常听者判断一个声音比响度级40phon参考声强的倍数。规定响度级为40phon的响度为1sone，2计权声级和计权网络声压级只反应声音强度对人响度感觉的影响，不能反映声音频率对响度感觉的影响。响度级和响度解决了这个问题，但是用它们来反映人们对声音的主观感觉过于复杂，于是又提出了计权声压级的概念。•计权声级：为了使声音的客观量度和人耳的听觉主官感受近似取得一致，通常对不同频率声音的声压级经某一特定的加权修正后，再叠加计算可得到噪声的总声压级，此声压级称为计权声级。•学测量仪器中，通常根据等响度曲线，设置一定的频率计权电网络，使接收的声音按不同程度进行频率滤波，以模拟人耳的响度感觉特性。当然我们不可能做无穷多个电网络来模拟无穷多根等响度曲线，一般设置A，B和C三种计权网络，其中A计权网络是模拟人耳对40方纯音的响度，当信号通过时，其低、中频段（1000Hz以下）有较大的衰减。B计权网络是模拟人耳对70方纯音的响度，它对信号的低频段有一定衰减。而C计权网络是模拟人耳对100方纯音的响度，在整个频率范围内有近乎平直的响应。A计权的频率响应与人耳对宽频带的声音的灵敏度相当，成为最广泛的评价参量A、B、C计权的频率响应曲线（计权曲线）已由国际电工委员会（IEC）定为标准，并示于图。IEC61672-1：图2.2频率计权相对响应曲线3等效连续A声级（等能量A计权声级）等效于在相同的时间间隔T内与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的A声级。式中：pA（t）是瞬时A计权声压；p0是参考声压（2×10-5Pa）；LA是变化A声级的瞬时值，单位dB；T是某段时间的总量。实际测量噪声是通过不连续的采样进行测量，假如采样时间间隔相等，则：式中：N是测量的声级总个数，LAi是采样到的第i个A声级。对于连续的稳定噪声，等效连续声级就等于测得的A声级。4昼夜等效声级Ldn通常噪声在晚上比白天更显得吵，尤其对睡眠的干扰是如此。评价结果表明，晚上噪声的干扰通常比白天高10dB。为了把不同时间噪声对人的干扰不同的因素考虑进去，在计算一天24h的等效声级时，要对夜间的噪声加上10dB的计权，这样得到的等效声级为昼夜等效声级，以符号Ldn表示：5累计百分数声级表达噪声的随机起伏程度。Ln：测量时间内高于Ln声级所占的时间为n％如：L10＝70dB噪声级高于70dB的时间占10％通常认为，L90相当于本底噪声级，L50相当于中值噪声级，L10相当于峰值噪声级(用于评价涨落较大的噪声相关性较好)，累计百分数声级一般只用于有较好正态分布的噪声评价。对于统计特性符合正态分布的噪声，其累计百分数声级与等效连续A声级之间有近似关系：6交通噪声指数TNI通常，起伏的噪声比稳态的噪声对人的干扰更大，交通噪声指数就是考虑到了噪声起伏的影响，加以计权而得到的，通常记为TNI。因为噪声级的测量是用A计权网络，所以它的单位为dB(A)，其数学表达式为：TNI=L90+4d-30，d=L10-L90d反映了交通噪声起伏的程度，d越大，表示噪声起伏越大，则TNI也越大，也就是说，对人的干扰越大。噪声干扰亦同噪声的本底有关，L90越高，即本底越大，对人的干扰也越大。7噪声污染级标准偏差SD（或σ）也可表示噪声起伏大小：式中：AL为整个采样时间内所有A声级的算术平均值，LAi为第i个瞬时A声级，N为总的采样次数。噪声评价标准和法规【教学内容】1环境噪声污染防治法2噪声标准1）产品噪声标准2）噪声排放标准3）环境质量标准【教学重点】计算一个工作日内的等效连续A声级和噪声暴露率【教学目标】1了解环境噪声污染防治法和各种噪声标准的内容2掌握一个工作日内的等效连续A声级和噪声暴露率的计算一环境噪声污染防治法1996年10月第八届全国人大通过，共八章，64条。二噪声标准1产品噪声标准:主要包括家电产品，办公用品和机电产品标准。2噪声排放标准:工业企业厂界噪声标准（GB12348-90）1类：适用于以居住、文教机关为主的区域，乡村居住环境可参照执行该类标准；2类：适用于居住、商业、工业混杂区；3类：适用于工业区；4类：适用于城市中交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。2）建筑施工厂界噪声限值3环境质量标准：工业企业噪声卫生标准，室内环境噪声允许标准，城市区域环境噪声标准噪声卫生标准：我国工业企业噪声卫生标准规定新建、扩建、改建企业职工每天工作8小时，允许噪声不大于85dB(A)；对现有企业，允许放宽到90dB(A)。如每天接触（暴露）噪声不到8小时，暴露时间减半，允许噪声值可相应提高3dB(A)，这是根据等能量原理规定的。标准还规定最高声级不超过115dB(A)。执行这个标准，95%以上工人长期工作不致耳聋。室内环境噪声允许标准3）城市区域环境噪声标准（GB3096-93）0类：适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别严于0类标准5dB执行；1类：适用于以居住、文教机关为主的区域，乡村居住环境可参照执行该类标准；2类：适用于居住、商业、工业混杂区；3类：适用于工业区；4类：适用于城市中交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声（列车不通过时）限值也执行这类标准。另规定，夜间突发的噪声，其最大值不准超过标准值15dB。第四章噪声测试和监测【课时安排】测量仪器2学时 声强及声功率的测定1学时环境噪声监测方法30分钟4.4工业企业噪声测量20分钟测量仪器【教学内容】1声级计1）声级计的分类2）声级计组成及工作原理。2频谱分析仪和滤波器3磁带记录仪4实时分析仪【教学重点】声级计的分类组成及传声器的传声原理。【教学难点】滤波器的滤波原理【教学目标】掌握声级计的分类组成及传声器的传声原理。理解滤波器的滤波原理了解磁带记录仪和实时分析仪的有缺点，及发展概况。 一声级计声级计是根据国际标准和国家标准按照一定的频率计权和时间计权测量声压级的仪器，它是声学测量中最基本最常用的仪器，适用于室内噪声、环境保护、机器噪声、建筑噪声等各种噪声测量。1）声级计的分类按精度来分：根据最新国际标准IEC61672-1：2002和国家计量检定规程JJG188-2002，声级计分为1级和2级两种。在参考条件下，1级声级计的准确度。2级声级计的准确度±1dB。（不考虑测量不确定度）按功能来分：分为测量指数时间计权声级的常规声级计，测量时间平均声级的积分平均声级计，测量声暴露的积分声级计（以前称为噪声暴露计）。另外有的具有噪声统计分析功能的称为噪声统计分析仪，具有采集功能的称为噪声采集器（记录式声级计），具有频谱分析功能的称为频谱分析仪。按大小来分：台式、便携式、袖珍式。按指示方式：模拟指示（电表、声级灯）、数字指示、屏幕指示。2）声级计组成及工作原理。传声器：一种将声压转换成电压的声电还能器。 类型：电容传声器，驻极体电容传声器前置放大器：由于电容传声器电容量很小，内阻很高，而后级衰减器和放大器阻抗不可能很高，因此中间需要加前置放大器进行阻抗变换。衰减器：将大的信号衰减，提高测量范围。计权放大器：将微弱信号放大，按要求进行频率计权（频率滤波）。有效值检波器：将交流信号检波整流成直流信号，直流信号大小与交流信号有效值成比例。检波器要有一定的时间计权特性。声级计的主要附件：防风罩主要是为防止室外测量时风对噪声测量结果的影响，可降低噪声10～12dB。鼻形锥：用于在稳定的高速气流中测定噪声。延长电缆：当测量精度要求较高或在某些特殊情况下，或测试仪器与测试人员相距较远，可用一种屏蔽电缆连接电容传声器。二频谱分析仪和滤波器噪声是由许多频率成分组成的，为了了解这些频率成分，需要进行频谱分析，通常采用倍频程滤波器或1/3倍频程滤波器。这是两种恒百分比带宽的带通滤波器，倍频程滤波器的带宽是100%，1/3倍频程滤波器是23%。为了统一起见，IEC61260-1995国际标准及GB/T3241-1998国家标准对滤波器的中心频率、带宽及衰减特性等作了规定。三磁带记录仪由于现场测试或受供电条件的限制，不可能携带复杂的测试分析系统，磁带记录具有仪携带简便，直流供电等优点，同时能将现场的信号连续不断的记录在磁带上，带回实验室重放分析。对磁带记录仪的要求：畸变小，抖动少，动态范围大，20～20000Hz有平直的频率响应。为了能在回放时确定所录信号声压级的绝对值，必须在测量前后对系统进行校准，在磁带上录入一段标准信号作为基准值。四实时分析仪声级计：通过开关切换逐次接入不同的滤波器来对信号分析。特点：只适宜分析稳态信号，需较长的分析时间。实时分析仪：能快速（实时）分析连续或瞬时噪声信号的设备。发展阶段：20世纪60年代研制的采用多档模拟滤波器并联的方法来实现实时分析。20世纪70年代初窄带实时分析仪又兼有模拟和数字两种特征。70年代中期出现了全数字化的实时分析仪。4．2声强及声功率的测定【教学内容】1声强测量原理2声源声功率测定方法混响室法2）消声室法3）现场测量法【教学重点】混响室、消声室的概念及相应的测定方法原理、计算公式。【教学难点】声强测量原理【教学目标】掌握混响室、消声室的概念及相应的测定方法原理、计算公式。了解声强测量原理1、声强测量原理声场中某一点上，在单位时间内，在与指定方向（或声波传播方向）垂直的单位面积上通过的平均声能量，称为声强。在没有流动的介质中，声强向量等于瞬时声压p(t)和同一点上相应的质点速度u(t)的时间平均乘积：式中p(t)、u0(t)——表示传播方向r上某一点的瞬时声压和瞬时空气质点速度。声场中某点的质点速度的测量可以通过两只适当安放的传声器组成的探头来进行,两只传声器测出的声压分别为p1(t)和p2(t)。当两传声器距离△r远小于声波波长时，声波传播方向上，质点速度与声压梯度的积分成正比，即式中ρ0——空气密度。因为△r很小，所以可以用有限差值来近似声压梯度，于是质点速度为：测量点的声强可表示为：二声功率的测定声源声功率：声源在单位时间内发出的总能量，它与测点离声源的距离无关。测定方法：混响室法、消声室法、现场法。混响室法：混响室一间体积较大，墙的隔声和地面隔振都很好的特殊实验室，它的壁面坚实光滑，壁面的反射系数大于0.98，那么室内离声源r点的声压级为：其中Rθ：声源的指向性因数，R：房间常数。2）消声室法消声室：与混响室正好相反，内壁装有吸声材料，能吸收98％以上的入射声能，这样的试验室称为消声室。如果消声室地面不铺设吸声材料，而是坚实的反射面，那么称为半消声室。测量时设想有一包围声源的包络面，将声源完全封闭其中，将包络面分为n个面元，每个面元的面积为△Si，测定每个面元上的声压级则其中包络面总面积；平均声压级：3）现场测量法：①直接测量法：与消声室法一样，只是在现场测量中存在混响声，因此对测量结果加上必要的修正，具体如下：,其中：平均声压级，：包络面总面积。修正值K值越大，测量结果的精度越差，为减小k值，可适当缩小包络面的面积，或将测点移进声源，或在房间放置一些吸声材料，增加吸声量。②比较法其中：标准声源的声功率级：待测声源现场测量的平均声压级：标准声源现场代替测量的平均声压级4．3环境噪声监测方法【教学内容】1城市环境噪声监测方法：网格测量法、定点测量法2城市交通干线噪声平均值的测量方法3工业企业厂界噪声测量方法4车间内噪声测量5机器噪声的现场测量6企业厂界噪声【教学重点】城市环境噪声监测方法：网格测量法、定点测量法车间内噪声测量【教学难点】机器噪声的现场测量【教学目标】掌握网格测量法、定点测量法熟悉城市交通干线噪声平均值的测量方法及车间内噪声测量方法的相关要点了解机器噪声的现场测量和企业厂界噪声的方法及注意事项。一城市环境噪声监测方法方法：网格测量法（噪声普查）定点测量法（常规检测）1网格测量法：将要普查的城市某一区域或整个城市划分成多个等大的正方格，总数应多于100个，测点布在每个网格的中心，分别在昼间和夜间测量。在规定的测量时间内，每次每个测点测量10min的Leq。将全部网格中心测得的10minLeq进行算术平均，此平均值代表某一区域或全市的噪声水平。如所测量的区域仅执行某一类区域环境噪声标准，那么该平均值可按该区域的适用标准进行评价。将测量得到的Leq按5dB一檔分级（60-65、65-70、70-75），用不同颜色或阴影线表示每一文件Leq，绘制在复盖某一区域或城市的网格上，表示区域或全市的噪声污染分布情况。2定点测量法在标准规定的城市建成区中，优化选取一个或多个有代表性的测点，进行长期定点噪声监测，进行24h测量，测量每小时的Leq及Ld和Ln。某一区域或城市昼间（或夜间）的环境噪声平均水平由下式计算：式中Li为第i个测点测得的昼间（或夜间）的Leq，Si为第i个测点所代表的区域面积，S为整个区域或城市的总面积。按各类区域对应标准，评估测量区域的噪声水平。将每小时测得的Leq按时间排列，得到24h声级变化图形，表示某一区域或城市环境噪声的时间分布规律。二城市交通干线噪声平均值的测量方法（GB/T3222-94）在城市规划部门划定的城市主、次交通干线，每个自然路段布一个测点，测点距任一路口的距离应大于50m，长度不足100m的路段，测点设于路段中间。测点位于人行道上距路面（含慢车道）20cm处。每个测点（路段）测量20分钟的等效声级，以及累积百分声级L5、L50、L95，同时记录车流量（辆/小时）。测得的Leq及L5表示该路段道路交通噪声评价值。由各路段测得的交通噪声级Leq、L5，按路段长度加权算术平均方法，计算全市的道路交通干线噪声平均值，计算公式如下：式中：L为全市交通干线噪声平均值；Li为第i条路段测得的等效声级；Leq或累积百分声级L5，dB。Ii为第i条路段的长度；n为干线路段总数。由中科院声学所负责起草的GB/T3222-94《声学环境噪声测量方法》中提出加测累计百分声级L5、L95，并做为被测噪声声级分布特征分析。而L5和Leq一起作为交通噪声评价值。三、工业企业厂界噪声测量方法（GB/T12349-90）①测量仪器和测量气象条件同上。②测量时间应选在被测企事业单位正常工作时间内进行，分为昼间和夜间两部分。③用“快”响应，采样时间间隔不大于1s。④稳态噪声测量1min的Leq，周期性噪声测量一个周期的Leq，当声级分布明显分段时，可按不