物理因素：噪声检测技术

1物理因素

噪声

2声音基本概念3声音的物理特性声音和声源什么是声音：声音是由“物体振动”所造成，经由介质以声波的型式将能量传送出去。声音传播介质空气：空气声固体物：固体声(结构噪声)降低物体振动为有效降噪最基本方法。声源：产生振动的物体称为“声源”。4声音的物理特性声速波声在介质中传播的速度叫“声速”。在空气中声速

(20℃、1大气压)：344米/秒，气温增加1℃，声速增加0.61米/秒音速C=331.5+0.61t(t：温度)在水中声速：1450米/秒在钢铁中声速：5000米/秒声波在真空中无法传播5频率1Hz及10Hz正弦波声音的物理特性6声音的物理特性频率声源每秒振动的次数叫“频率”，单位是“Hz”。人耳的感知声音频率约20~20,000Hz4,000Hz左右最敏感。语言带为500~2,000Hz。低于20Hz为“次声”，高于20,000Hz为“超声”。纯音：单一频率声音称为纯音。如音叉振动产生的声音复音：工作场所所接触声音绝大部份是复音，由不同频率由低到高进行排列，所组成连续的频谱。7声音的物理特性频率低频噪声：＜500Hz中频噪声：500Hz~1000Hz高频噪声：＞1000Hz※大部份工业噪声为高频噪声滤波器环境量测使用（等百分率频带）1/1八音度频带(Octaveband)1/3

八音度频带(ThirdOctaveband)1.等频带(Constantfrequencybandwidth)2.等百分率频带(Constantpercentagefrequencybandwidth)声音的物理特性

八音度频带及1/3八音度频带之中心频率中心频率Hz八音度频带1/3八音度频带中心频率Hz八音度频带1/3八音度频带中心频率Hz八音度频带1/3八音度频带0.8○25○800○1○○31.5○○1000○○1.25○40○1250○1.6○50○1600○2○○63○○2000○○2.5○80○2500○3.15○100○3150○4○○125○○4000○○5○160○5000○6.3○200○6300○8○○250○○8000○○10○315○10000○12.5○400○12500○16○○500○○16000○○20○600○20000○八音度频带及1/3八音度频带频率范围八音度频带(Hz)1/3八音度频带(Hz)中心频率切断频率中心频率切断频率22.4459018022.42835.54556719011214018022428031.52531.54063506380125100125160250200250315八音度频带及1/3八音度频带频率范围八音度频带(Hz)1/3八音度频带(Hz)中心频率切断频率中心频率切断频率35571014002800355450560710900112014001800224028003550450050040050063010008001000125020001600200025004000315040005000八音度频带及1/3八音度频带频率范围八音度频带(Hz)1/3八音度频带(Hz)中心频率切断频率中心频率切断频率560011200560071009000112008000630080001000014连续的频谱(dB)120.0104.088.072.056.040.012.5100800630015噪声的定义物理学各种不同频率和强度的声波无规律地杂乱组合，波形呈无规律的变化的声音称为“噪声”法律学：凡是不需要的、使人厌烦、起干扰作用的声音称为“噪声”16140120100806040200非常安静安静开始受干扰喧哗非常吵痛阈低声说话办公室一般说话吸尘器、打磨重型卡车15公尺印刷机、纺织机迪吧飞机起飞分贝环境噪声产生情况17声压级正弦波具有不同声压声音的物理量18声音的物理量声压和声压级一般听阈的声压为20μPa(在1000Hz)痛阈的声压为20Pa1Pa=1N/m2=106μPa由声压的绝对值来表示声音强弱很不方便。(听阈与痛阈的声压绝对值相差100万倍)为了方便表示声音大小，人们对噪声用声压级分贝(dB)来表示。19声压级Lp（SPL或LXX）Lp=20log10(dB) P为声压有效值,单位用PaP0为声压的基准值2x10-5Pa(1Pa=1N/m2)声压级Lp

(SoundPressureLevel)一般是以分贝dB的大小来表示声压的有效值PP020时间计权响应Peak：峰值档；0.01秒Impulse：脉冲档；0.035秒Fast：快档；0.125秒Slow：慢档；1秒SPL(dB)时间/秒21频率计权容许误差（精度）针对Type1&Type2噪声基本参数22峰值声级/Lpk（PeakLevel）麦克风所探测的最大瞬间声级最大声级/MaxLevel

仪器运行期间采样得到的声压级的最大值，与响应设定有关最小声级/MinLevel

仪器运行期间采样得到的声压级的最小值，与响应设定有关交换率/ER（ExchangeRate）23交换律ER，也被称作加倍率或减半率每次声音能量加大一倍，测量值增加的分贝值每次声音能量加大一倍，允许接触声音的时间减少一半LP=20log10P/P0P=F/S（压力定律）Ft=mv（动量定律）E=mv2/2（能量定律）注：E能量、m粒子质量、v粒子运动速度、F粒子打在传感器上的力、t粒子和传感器接触时间、S粒子打在传感器上的面积、P传感器测量的压力24

交换率/ER（ExchangeRate）声压级与能量的关系式为25国际通用3dB(A)交换率声音能量加大一倍，量测声级增加3分贝美国采用5dB(A)交换率人耳能够根据噪声级的大小进行自动补偿（接触时间t会减少），3分贝的交换率应当修正为5分贝以更接近人耳的响应交换率影响Leq、Lavg、TWA、Dose的值，对SPL、Max、Min、Lpk没有影响交换率/ER（ExchangeRate）26阈值Threshould

测得声级低于阈值将不被列入平均及积算美国OSHA采两个不同阈值

90分贝:TWA大于90分贝,采取工程控制(1971年)

80分贝:TWA大于85分贝,实施听力保护计划(1983年)ACGIH:80dBA中国阈值:?分贝（GBZ2.2-2007）平均声级/Lavg（AverageLevel）27平均声级/Lavg（AverageLevel）在任意交换率下计算得到的平均声级当使用阈值时容易产生一点混乱。任何低于这个阈值的声级都不会计算到这个平均值之内。这个值是以取对数后的分贝作为单位的，因此平均值的数字不能简单的进行声级相加/除以样品数来运算。用分贝作平均值单位时，短时间的高声级会对平均声级有很大的影响。等效连续声级/Leq交换率为3分贝阈值关闭时的平均声级Lavg28噪声基本参数剂量/Dose

与标准声级和标准时间有关，测量的噪声暴露量与标准最大允许暴露值的百分比时间计权平均/TWA（TimeWeightedAverage）测量出的噪声暴露值与之等能量的一个恒定的持续8小时的声级29噪声基本参数标准声级/CriterionLevel最大允许暴露的累计噪声即100%Does对应的TWA值，由相关机构制定，GBZ标准采用85dB标准时间/CriterionTime与标准声级对应的时间，一般为8小时超过声级/Ln（ExceedenceLevels）指在测量时间内有n%的时间噪声值超过的某个声级如：L40=70dB指在测量时间里有40%的时间音量大于70dB30频率响应及计权人耳对频率的反应范围为20Hz到20kHz人耳对高频率及低频率不敏感正常人耳敏感的频率为500Hz到4kHz31不同声压级SPLs及频率的例子250Hz@114dB1KHz@114dB1KHz@94dB**本声音仅供比较并非实际dB值32等响曲线

Equal-Loudess

ContoursABC33A计权网路-40dB的等响度曲线在1kHz点设定为0dB-40dB的等响度曲线倒立形成的曲线定为A-计权曲线34计权网络声压级(dB)频率(Hz)35声压级之和较高级须加上之修正值,dB两级之差值,dB(D)36声压级之差较高级须减去之修正值,dB两级之差值,dB37噪声测量/设定Z计权响应频率(Hz)31.5631252505001k2k4k8k声压级808581756570909595989183.57191.776.59299Z计权:为线性不加任何修正38噪声测量/设定A计权响应-1+1+10-3-9-16-26-39“A”计权(dB)697582.57278.577.583.584.5777681766471746956A-计权声压级在dB(A)5002501k2k8k4k1256331.5频率(Hz)声压级80858175657090959539噪声测量/设定C计权响应5002501k2k8k4k1256331.5频率(Hz)声压级808581756570909595-3-0.8-0.2000-0.2-0.8-3“C”计权(dB)96.297.183.569.997.47684.297.680858174.86269.289.894.292C-计权声压级在dB(C)40噪声测量相同噪声在不同计权所测得噪声值不同:Z计权:99dB(Z)A计权:84.5dB(A)C计权:97.6dB(C)41噪声职业接触限值GBZ2.2-200742中国噪声职业接触限值

GBZ2.2-2007

8h等效声级(85dBA)

(按额定8h工作日规格化的等效连续A计权声压级)

噪声强度等效为工作8h的等效声级。每周40h等效声级(85dBA)

(按额定每周工作40h规格化的等效连续A计权声压级)

非每周5d工作制的特殊工作场所接触的噪声声级等效为每周40h的等效声级。43交换率(减半率)/ExchangeRate每日连续接触噪声八小时,噪声接触限值为85dB(A)交换率:3dB(A)噪声声级卫生限值(85dB/Ax8小时),

若增加3dB(A),从85dB(A)88dB(A),接触时间减半(4小时)日接触噪声时间/小时卫生限值/dB(A)8854882911940.597最高不得超过115dB(A)数据源:国家职业卫生标准GBZ/T-189.8-200744970.5hr980.4hr990.32hr10015分10112分1029.5分1037.5分1046.0分1054.7分1063.75分1073.0分1082.36分1091.88分1101.5分1111.2分1120.94分1130.74分1140.59分dBA允许日接触限值8025.40hr8120.16hr8216hr8312.70hr8410.07hr858hr866.35hr875.04hr884hr893.17hr902.52hr912hr921.59hr931.26hr941hr950.79hr961.63hr45国家职业接触限值工作地点脉冲噪声接触的限值工作日接触脉冲次数(n.次)声压级峰值/dB(A)≦100140≦1000130≦10000120数据源:国家职业卫生标准GBZ2.2-200746工业企业设计卫生标准

GBZ1-2010非噪声工作地点噪声声级的设计要求地点名称噪声声级dB(A)工效限值dB(A)噪声车间观察(值班)室≤

75≤

55非噪声车间办公室、会议室≤

60计算器室、精密加工室≤

7047噪声对人体危害48人耳构造与听觉听觉器官分为：外耳、中耳和内耳49人耳构造与听觉声波经由空气振动，经外耳道收集震荡耳膜使能量传递到中耳内的三根听小骨，声波讯号以机械杠杆将讯号放大传递至内耳中的液体，内耳耳蜗液体震荡刺激毛细胞，产生电信号传至大脑。50噪声对人体的危害生理性影响心理性影响传音型听力损失感音性听力损失暂时性听力损失TTS永久性听力损失PTS51噪声对人体的危害生理性影响神经系统长期接触有头痛、头晕、耳鸣、心悸、睡眠障碍、神经衰弱综合症心血管系统心率加快或减缓、血压不稳(趋向增高)消化系统食欲减退、胃液分泌减少、胃肠蠕动减慢!52噪声对人体的危害产生疲倦生理效应头痛神经紧张心跳加速无法集中精神导致安全工伤事故53噪声对人体的危害传音性听力损失突发性高分贝噪声超过120dB所诱发之中耳伤害高于140dB易造成鼓膜破裂、听骨断裂…等不能完全或完全不能恢复典型为爆破、火炮发射巨响所诱发“爆震性耳聋”54噪声对人体的危害感音性听力损失暂时性听力损失TTS短时间接触强噪声，听阈提高10dB，短时间即可恢复。(听觉适应)暂时性听阈位移：(听觉疲劳)较长时间接触噪声，听阈提高15~30dB，需较长时间恢复。永久性听力损失PTS噪声性耳聋，永久性听阈位移。完全不能恢复。55噪声对人体的危害职业性噪声聋分级(听力损伤分级)正常听力：0~25dB轻度噪声聋：26~40dB细声交谈困难中度噪声聋：41~55dB一般交谈困难重度噪声聋：56~70dB大声交谈困难，须助听器辅助严重噪声聋：71~90dB已无法正常交谈全聋：>90dB56听力损伤的可能前兆离开噪声工作场所后仍有翁翁声与别人谈话觉得听不清楚或对方声音变小别人觉得你讲话声音变大在听广播或收看电视时须调高音量在吵杂的环境中辨识语音的能力变差听力检查的听力曲线在3000~6000Hz处出现”V”型或”U”型下陷57影响听力损伤的因素噪声的强度接触时间长短噪声的频谱噪声类型和接触方式个别差异年龄药物58健康监护听力保护计划(保护企业)检测噪声听力测试听力保护(提供个体噪声防护设备)教育及训练保存记录59噪声现场检测60流动的工作岗位(变动噪声)绝大部份有噪声危害的作业场所需随着工人测量个体噪声剂量计成为最佳选择61个体噪声剂量计安装麦克风位置非常重要62工作场所噪声检测的误差来源音频及电场干扰环境的温度、湿度及大气压力改变校准采样的次数检测设备不规范检测过程不规范63校准标准音源校准器

64降噪控制工程步骤噪声识别及音源特性分析(噪声源、传声路径)噪声检测及评价决定降噪值选择