噪音处理方法

噪音处理方法三、噪声的分类和起因泵的噪音是反映泵工作状态的特征之一。噪音是由声源产生的，泵的噪声，是由泉内各部位机件或泵内流动的介质产生的。要减小噪音，就要认真分析产生噪声的声源，改善声源的结构或是介质的运动状态。噪声的起因主要有以下几个方面。机械性噪声机械性噪声产生的原因较多。它的产生往往伴随着泵的振动而同时存在。泵本身的内在原因主要有泵体刚性不好，在伴有泵的汽蚀发生时，使构成声源；叶轮设计刚性不好也能够导致E述结果。另外，多级离心泵用的导叶，当它刚性不好或者导叶入口处截面积与人口边缘厚度搭配不合理时，都可能引起泵内较大的振动所产生的噪声。其次，泵转子上的冬件与不旋转的泵体之间，由于接触摩擦，也将产生较高频的噪声，机械性噪声产生的另一个原因是由于泵的外部结构和安装存在的问题所产生的。例如泵的底座设计不合理，刚性小，底座下面充境混凝土有缺陷，形成“空鼓现象二再有就是泵与电机不同心，引起转子的振动而产生噪声。总之，外部产生的噪声，容易发现，也较容易消除。空气动力性噪声空气动力性噪声，主要是由于电机的风扇及转于在空气中旋转而产生，它主要与风扇的叶片数和空气流动的相对速度有关。对于水冷式电机，这种由风扇引起的噪声就可以消除,电磁性噪声电磁性噪声，是山电机产生的。电压不稳定引起电磁振动；转子偏心气隙不均匀，使电感噪声增大；电动机绕组有故障，造成磁场不平衡，使电机产生一种低沉的吼声；异莎电机转子有断条，电机力矩降低，负栽电流时高时低，发生时高时低的噪声。水力噪声机泵水力噪声是由水力振动引起的，机泵在最高效率区运行时噪声最小，这是水力设计衰2-11工业企业噪声卫生标准噪声暴鼐时间24210.50.25企业嘿音限/dB90939699102105新企业噪音限/dB«5889197100表2-12不同地点噪声限制■适用区限制量/dB适用区泉制械/dB白夭（6点~i夜间（22点~白天（6点~22点）夜间（22点~6点）22点）6点）特安静区（疾院、疗芥浣）4535少歌交通，小工业与居民区6050安静区（学校、居民区等）5040•L业区6555小栈业区与居民混合区等5045交通干线7055从可听阚声压到痛阈声压，它们之比为1：10\区域十分广大。为了计量的方便，引用一个成倍比关系的对数里“级”，表示声音的大小，称为声压级。一个声音的声压级等于这个声音的点压和基准声压的比值的常用对数乘以20,单位为dB（分贝），即：lP=2OlgP/Po式中lp声压级，（IB;P——声压有效值，N/m2;Po——基准点压即频率为1000Hz.声压为2乂10-卞/挤。从上式可见，从听国声压到痛阈声压，声压级为OdB和120dB.表2-10为各种声源的声压级与人身的主观感觉关系。另外，音量大小还可以用“声强”和“声功率”两个物理最来度屋，但通常大都用声压级（分贝）来度量C表2-10各种声源的声压级与人耳的主观感觉声压级/dB140120ion80w4020主魂融觉影响程度实例很招苫引起其他生理损伤以上干扰语言交流导弹发If（lOOmfi）.耳边步枪发奶，嗅弋KI起飞，锯炉排气放空（寓响口Im）,球磨机旁痛苫听觉较快受投.耳药辆炉车间.汽车嘲叭（距离1m）（俑成）.内燃机车机房赠忍受长期影响听觉受损、耳皆大型风机房（锵风机lm）.彷织车间.冲床车间（葛冲床Im）很吵闹公共汽车.泵房.很吵的街ifi・交通干遣.城市道埒旁，大声讲话（距陶0.3m）吵闹长期影响尚无定论家用洗衣机.住宅内的冽房Im远谈话.一般办公室-般安金家用龟冰箱安»轻声耳胡.安鼻住宅很部极村的郊区.网好听到（听成）平5普1。8频率/Hzio4io21io2io4io6io**io10'iilz次声可听声超声特超声.■—.一_■■图2-3】声谱为了消灭可恨的老鼠我可是无所不用其极；从粘鼠板、鼠笼、鼠药一直到后期的喷气灭鼠器材。自从用上了专业灭鼠器材后灭鼠量也极具攀升，累计己经达到60十且颇有乐趣。鼠类是非常机敏且听力极佳的物种，在使用喷气器材灭鼠的时候也经常遇到器材激发的声音惊吓到附近鼠类导致不靠近的情况。正是出于这个目的，我开始着手设计和制造自己的消音器，主要是对鼠类敏感的频率段进行针对性衰减，并根据自己所掌握的知识和拥有的测量设备进行后期科学测量与分析。希望本文可以通过作者设计制作消音器和最后测量调试的过程，来告诉大家如何自己设计制造消音器的科学方法并采用严谨的方式对消音效果进行测量评估。一，设计理念：这是一只灭鼠专用消音器，因此它除了具备和普通消音器相同的减压降噪功能之外,还必须对鼠类敏感频率段衰减做优化。所以在设计初期我就考虑采用复合式消音结构，只有这样的设计才能同时满足多频段降噪的要求。从减压降噪方面着手，目前论坛中已经有许多可参考的设计，如分体消音碗设计，隔断板设计，密闭式设计等等，制作简单但功能单一，消音效能也可接受。从单独降低高频噪方面，论坛中也有不少网友设计了如通管式结构，或者通管+外吸音结构的消，设计制作更为简单,但是总体效能要比分体膨胀腔式的消略差一些。但其优势在于该设计对高频啸叫（•,哗”音）的衰减比低频气流声（”噗“音）效果要好，原因就在于微孔吸音原理的应用。有没有一种设计可以综合两种方法的优势，组合成复合消音器，让它即口J以拥有良好减压降噪功能同时还能对高频噪针对性衰减呢？有的，这就是今天我给大家带来的本人新设计也是论坛上第一款复合式消音器，型号：X-lO二，X-1的设计思路：不知大家是否宥这样的感觉，在没有加消音器的时候，喷气器材的击发音是非常脆的“啪”响，类似小鞭炮。这种噪音除了由于气体快速膨胀导致还因为气流高速通过管引起的颤动引起，涵盖频率比较宽，因此要消除此类急促宽频噪音就需要多重结构。为了设计制造完美搭配压气类器材的复合式消音器，我查阅了能找到的几乎所有国内外Hu。Yao动力与气体动力器材的消音器原型，终于找到两款最符合个人要求的消音结构。它们分别是uHearingPiotectionLLCCheckmateQD”和“WeiluauchSilencer-halfinchtluead",这是两款价格分别为350美金和60美金的专业消音器:分别针对.22英寸口径火器和高档PCP而设计。其中“HearingProtectionLLCCheckmateQD”应用了密集型多腔（8腔）隔声原理和膨胀反射原理，而uWeiluauchSilencer-halfuichtluead”应用了简单的多腔（3腔）隔声原理和微孔吸音原理，这两种结构的复合应用相信可以满足我的需要。第一重“节流减压”结构：利用形状独特的隔音劈将高压气流逐级减缓并有效降低能量最强的低频噪音。在X-1的设计上着重考虑了隔音劈的形状细节，它的隔音劈是人形结构并在弯转处加入了一定的R角形成m形。这种m形设计可以让高压气体先快速往两侧分流，然后再通过弧形角回转与后出来的高压气体对冲减缓压力释放。而之所以第一减压腔的容积最大，是为了保证直接面对最高压气体时宥足够的释放缓冲空间。在这里必须对弹体在消音器内受到的乱流影响做一些说明：很多朋友装上D消音器后发现精度不理想有几个原因：1是制作精度不够弹体通道不同心，弹体刮擦导致精度急剧下降。2是由于内部隔离碗（面）不对称导致气流反作用于弹体导致弹道偏离。人字形隔音劈的优点在于该形状顶部，大家注意弹体通道的入口狭长且位于气流回转角之前，因此能保证惮体首先进入弹体通道并被保护，不被回旋的气流所影响。接下来的2、3、4级减压腔结构类似，但长度不同，分别为25inm、30mm和35inm。长度各不相同节流隔音腔让气流逐渐减弱并使得不同腔体的共振频率不同，避免消身材料声阻尼太小导致的自（共）鸣。第二重“膨胀微孔吸音”结构：前面我们说过，击发产生的“脆响”涵盖频率较宽，其中高频部分虽然能量不是最大，但是其声音尖锐，噪音感非常强。而要衰减急促高频噪音仅仅阻碍气流是不够的，因为“节流减压”结构不能很好地吸收急速气流的高频音，因此就有必要增加额外的“膨胀微孔吸音”结构。为了保证“膨胀微孔吸音”结构的效能，我将这个结构设计在“节流减压”之后，也就是消音器的末端，因为此时的气流己经过多次衰减，保证了“微孔吸音”的高效工作。而之前的几个隔离膨胀腔巳经较好的衰减了低频噪音，我只要将衰减高频作为接下来的重点即可。这个结构的需要的特性是，它一定要有足够的长度和容量，保证吸音区的容积和覆盖面积。我们通过设计图可以看到，这个结构的长度和容积都是最大的；它让经过多次衰减但是还有一定速度的高频噪气流进入最后也是最大的扩容空间；此时内部的压力以及外部的大气压都会让这股气流长时间（相对）停滞在这个区域，并膨胀将它挤压进通孔和外面包覆的吸音材料中。外围包覆的吸音材料是特制的吸音纤维，能高效吸收各频段的声波。我测量了在不加消音器的情况下高频噪主要集中在4kHz-8kHz,刚好是一个倍频程。而老鼠听觉范围是鼠听觉是IkHz-lOOkHz之间，因此我将这个“膨胀微孔吸音”的吸音频段就设定在4kHz-8kHz,这也是人类非常敏感且听上去尖锐的频率段。为了保证通孔能更好的吸收特定的频率段，我经过计算得出了通孔的直径大小，具体的计算过程就不多赘述了，原理和声波的波长有关，我对这个频率析出过程的理解是，在特定孔径中，某个频段空气柱的粒子速度达到最大，因此该频率下吸声系数最高。消音器的透声及微孔吸音计算原理部分参考了以下论文，在此对原作者提出感谢：《板（膜）理论吸声公式及声强反射系数》《膜•板振动吸声系数公式》《膜•板振动吸声系数公式研究》《纤维性材料经验吸声公式》《纤维材料吸声原理和公式再探》。三，X-1的结构装配特性：有好的设计但缺少合理的装配结构是不够的，为了保证X-1的完美效果，在结构装配上我采用了以下的一些优化设计。一体化消芯：由于采用一体化消芯结构，消芯和转接头直接相连，避免了以往多层消音碗结构设计中容易出现的不同心问题，也让消的整体结构更加稳固不容易相互碰撞发出二次噪音。前O圈设计：在消芯和转接头之间加入了一个小O圈，这个。圈不仅可以加强消芯和转接头之间的气密，更可以通过0圈本身的膨胀性让两个部件结合的更加紧密，不松动无杂音。在多次拆卸时最大程度减少金属接触磨损而导致中心轴偏差。消音桶与消芯的紧配合：X-1复合消音结构的要点在于各腔体的完全隔离，在消芯外围涂抹粘稠的阻力油并与消音桶采用紧配合设计，能最大程度保证各消音区的独立气密。加强消音桶与消芯两端的气密：由于消音桶与消芯两段是过盈挤压配合，不能保证绝对气密，因此在设计中增加了两个尾部01卷I和一个前部0|卷1,避免高压气流的泄漏导致杂音的出现。四，消音器效能的科学测量：声能的单位首先谈一些声学基础方面的知识，什么是声能量，声能量即“响度”或“声压”，以dB（分贝）为单位，每增加3dB,声压增大一倍，同样传音距离每增加一倍，声能减弱3dB。只有用数据说话才能科学和准确的表达消音器的消音效能，而不是像大家平常所说的，4手气变1手气，声音减少了70%等等，这都是不科学不准确的说法。当然这和大家所使用的测量设备有关，如果只能用耳朵去听，那也只能用大致的感受来阐述效能，条件所限而己。消音器的效能目前普通的隔板原理式消音器，效能大致在-15dB至-18dB左右,能达到-20dB的消音器口J以算是设计合理的，能达到-30dB以上的消音器就是高效消音器了。打个比方，原击发噪音为90dB,装上高效-30dB消音器后声压级降为60dB,在减去的30dB中每3dB为一倍的压降,30dB即2的10次方，也就是说声压只有原来的1/1024。就算是-18dB的消音器，消音效能也减少为原声压的1/64,并不是大家平常说的减少了70%云云。消音器的频率衰减特性频率是声波每秒振动的次数，100Hz（赫兹）的声波每秒振动100次，3kHz的声波每秒振动3000次，以此类推。人耳的听音范围是20Hz-20000Hz,因此将低于20Hz的声波定义为次声波，高于20000Hz的声波定义为超声波。而不同频率的声波所拥有的特性差异极大，例如在人耳上声压为80dB,频率3000Hz声音就要比相同响度频率为100Hz的声音更加明显和刺耳，原因是人类的耳朵或者动物的耳朵对不同频率声波的敏感性不同。人类听觉里中高频比对低频敏感的多，因此有了人耳的等响度曲线。再如传导距离上，频率低的声波要比高频率的声波传导的距离更远，因为频率越高波长越短，声波在一秒内振荡的频率越快，也就更容易衰减。现实中打雷和地震发出的次声波可以传到几十甚至几百公里之外就是这个道理。解释完频率，我们回到消音器的话题上。平常朋友们听到的击发噪音并不只宥声压一个含义，它还由众多复杂的频率构成。如果只有普通的声压计，只能对消音器声压的强弱进行测量，对于分析噪音的频率构成是无能为力的。要测量声音的频率构成，首先需要一个良好的环境：一个足够大的空间、天台、旷野都是比较理想的,这样的环境能尽量减少墙壁对声波地反射，避免测量结果不准确。最理想的声测量环境是消音室，这是一个房间六面均被吸音材料包覆的密闭环境，最顶尖的消音室六面均由长达1米的吸音尖劈构成，每个尖劈内充满了吸音率为99.9%的玻璃纤维材料，在消音室内测量能确保测量结果的准确，也最符合实际使用时的情况。本次X-1消音器的测量就将在顶尖的消音室内进行，此消音室造价超过千万元人民币。测量的声学设备方面我们需要宥多频谱分析功能的声压计，没必动用百万级别的测量仪器，使用由美国PHONIC公司推出的新款