環(huán)保工程師輔導(dǎo)之噪聲與振動的計量和評價

　　復(fù)習(xí)要求：

　　1、熟悉躁聲與振動的主要物理量和單位

　　2、掌握躁聲與振動控制工程中的常用評價量

　　一、噪聲和振動的基本概念

　　聲音在人們的生活、工作中起著非常重要的作用。聲音的本質(zhì)就是氣體、液體、固體介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)振動，聲音的產(chǎn)生和傳播都離不開介質(zhì)的力學(xué)振動行為。聲音有有利的一面，也有有害的一面。人們把不和諧的、令人反感的聲音稱為噪聲。要抑制噪聲的發(fā)生和傳播，就必須了解噪聲產(chǎn)生的原因和傳播的規(guī)律，也就必須具備振動基本知識。

　　振動是聲音的來源。噪聲是聲音的一種，判斷一個聲音是否屬于噪聲，主觀因素起決定性作用。生理學(xué)將對人體有害或人們不需要的聲音稱為噪聲。物理學(xué)將和諧的聲音叫做樂音，不和諧的聲音稱為噪聲。噪聲是各種不同頻率和不同強(qiáng)度聲音無規(guī)則的雜亂組合，給人煩躁的感覺;噪聲的波形曲線通常是無規(guī)則的。

　　1、聲源：凡是能發(fā)出聲音的振動體，都可以稱為聲源。聲音是由于聲源的振動而產(chǎn)生的。聲源可以是固體，液體或氣體。

　　2、聲波：物體在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振動可引起介質(zhì)密度的改變，這種介質(zhì)密度變化由近及遠(yuǎn)的傳播過程即為聲波。聲波產(chǎn)生和傳播見332頁圖。聲波產(chǎn)生的條件是聲源(機(jī)械振動的物體)和彈性媒質(zhì)。聲波可分為橫波和縱波。聲音的傳播是物體振動狀態(tài)的傳播過程，即傳播的是狀態(tài)和能量，不是媒質(zhì)本身。

　　3、聲場：由聲波存在的媒質(zhì)區(qū)域稱為聲場?？梢苑譃樽杂陕晥?、混響聲場、擴(kuò)散聲場、遠(yuǎn)場和近場等。

　　自由聲場：無反射聲存在的聲場，也表示那些在各向同性的均勻媒質(zhì)中界面的影響可以忽略的聲場，或者做了強(qiáng)吸聲的消聲室內(nèi)的聲場。

　　混響聲場：在比較大的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)，各壁面存在多次強(qiáng)反射所形成的、以反射聲為主的聲場，稱為混響聲場。

　　擴(kuò)散聲場：聲能密度分布均勻，反射的傳播方向?yàn)闊o規(guī)律分布的聲場，稱為擴(kuò)散聲場?；祉懧曉綇?qiáng)烈的聲場越接近擴(kuò)散聲場。

　　遠(yuǎn)場：指自由聲場中到聲源的距離每增加一倍，聲壓降低至一半的區(qū)域。遠(yuǎn)場內(nèi)的媒質(zhì)瞬時質(zhì)點(diǎn)速度與聲壓的相位一致。

　　近場：遠(yuǎn)場之內(nèi)的區(qū)域?yàn)榻鼒?。近場?nèi)媒質(zhì)瞬時質(zhì)點(diǎn)速度與聲壓的相位不相同。

　　4、頻率( )：單位時間內(nèi)媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動的次數(shù)，單位為Hz。

　　周期( )：質(zhì)點(diǎn)振動每往復(fù)一次所需的時間稱為周期。單位s。 聲音的頻段范圍劃分見333頁表5-1-1。

　　5、波長( )：在波的傳播方向上，相鄰兩波峰(或相鄰兩波谷)之間的距離稱為波長。波長也是質(zhì)點(diǎn)的振動經(jīng)過一個周期聲波傳播的距離。單位是米(m)。

　　6、聲速( )：聲音在媒質(zhì)中傳播的速度。單位米/秒(m/s)。 或 聲速是介質(zhì)溫度的函數(shù)，溫度升高聲速增加;聲速還隨大氣壓強(qiáng)的增加而增加;空氣聲速受空氣濕度影響;聲速和媒質(zhì)的種類有關(guān)。聲速表見334頁。

　　7、聲壓：空氣受到擾動時，空氣壓強(qiáng)就在大氣壓強(qiáng) 附近做迅速起伏變化的波動，并改變?yōu)?，將聲擾動產(chǎn)生的逾量壓強(qiáng) 稱為聲壓。聲壓一般是時間和空間的函數(shù)。分為瞬時聲壓和有效聲壓。單位 1Pa=1N/m2,微巴( )，1微巴=0.1Pa。

　　一定時間間隔內(nèi)瞬時聲壓對時間的均方根值稱為有效聲壓。 人耳對頻率為1000Hz聲音的可聽閾(即人耳剛剛能察覺到聲音的存在)約為 Pa;剛剛使人耳產(chǎn)生疼痛感覺的聲壓(痛閾聲壓)約為20Pa。

　　8、頻帶：把寬廣的聲音頻率變化范圍劃分為若干較小的段落，叫做頻帶(頻程)。任一頻帶都有上限頻率 、下限頻率 (這兩個頻率又稱截至頻率)和中心頻率 ，上、下限頻率之間的頻率范圍稱為頻帶寬度，又稱帶寬。

　　倍頻帶(倍頻程)：如果兩個頻率相差一倍，稱這兩個頻率之間相差一個倍頻帶，即這兩個頻率之比為21，或 ;相差3個倍頻帶意味著兩個頻率之比為23，依此類推，相差n個倍頻帶就意味著兩個頻率之比為 。上限頻率 、下限頻率 和倍頻帶系數(shù)n有如下關(guān)系： 或 ，一般 越小，頻帶分的越細(xì)。

　　頻帶的中心頻率 是上、下限頻率的幾何平均值， 在噪聲測量中，通用的倍頻帶有n=1時的1/1倍頻帶，簡稱倍頻帶;有n=1/2時的1/2倍頻帶，有n=1/3時的1/3倍頻帶等。其上限頻率值 、下限頻率 和中心頻率值 值分別見337頁表。

　　9、聲功率：單位時間內(nèi)聲源輻射出來的總聲能量稱為聲功率。瞬時聲功率 ，它的平均聲功率為： 。

　　一個聲源發(fā)出的聲功率和聲源做功發(fā)出的總功率是兩個截然不同的概念，聲功率只是聲源總功率中以聲波形式輻射出去的一小部分功率。聲源聲功率強(qiáng)度的范圍很廣。

　　10、振動的位移、速度和加速度

　　設(shè)在一簡諧振動中，A為振動的振幅， 為角頻率， 為時間，則可將振動的位移表為 、速度表為 、加速度表為 。

　　振動位移在研究機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和變形時有意義;加速度在研究機(jī)械疲勞、沖擊和評價振動對人的影響時有重要意義;振動速度和結(jié)構(gòu)輻射噪聲大小有關(guān)聯(lián)。

　　環(huán)球網(wǎng)校2009年環(huán)保工程師輔導(dǎo)方案

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