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1、第四章：常用的安全检测方法,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,噪声,噪声即噪闹之声，是指使人感到烦躁、令人讨厌的声音的统称。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,1）声音是在某种弹性介质中的一种振动过程。2）产生振动的振源频率在2020000Hz(赫兹)之间时，人可以听到它，称为声波。3）低于20Hz的波动称为次声波4）高于20000Hz的波动称为超声波。5）声音是声波以纵波形式在介质中的传播。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,1）影响睡眠和休息。 长期下去，就会引起失眠、耳鸣、多梦、疲劳无力、记忆力衰退等。2）损害人的听力。 噪声可以造成人体暂
2、时性和持久性听力损伤。一般来说，85分贝以下的噪声不至于危害听觉，而超过100分贝时，将有近一半的人耳聋。3）引起人体其他疾病。 一些实验表明噪声对人的神经系统、心血管系统都有一定影响、长期的噪声污染可引起头痛、惊慌、神经过敏等，甚至引起神经官能症。噪声也能导致心跳加速、血管痉挛、高血压、冠心病等。4）干扰人的正常工作和学习。 当噪声高于90分贝时，交谈和思维几乎不能进行，它将严重影响人们的工作和学习。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,1）噪声的度量参数,声压和声压级,声压是指某点上各瞬间的压力与静压力之差值，单位为N/m ，即帕(Pa)。,2,在空气中，正常人刚能听到的10
3、00Hz声音的声压为210 Pa，称为听阈声压，并规定为基准参考声压，记为P0。当声压为20Pa时，能使人耳开始产生疼痛，称之为痛阈声压。,-5,声压级表示声压与准参考声压P0的相对关系，记为LP，即,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,1）噪声的度量参数,声强和声强级,声强是在传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能量，记为I，单位为W/m 。,2,声强级表示声强与参考声强I0（取I0=10 W /m2）的相对关系，记为LI，即,-12,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,1）噪声的度量参数,声功率与声功率级,声功率是声源在单位时间内发射出的总能量，用W表示，单位
4、为瓦(W)。,通用语言与若干乐器输出声功率值的近似值,声功率级表示声功率W与参考基准声功率W0（W0=10 W）的相对关系，记为LW，即,-12,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,1）噪声的度量参数,多声源的噪声级合成,N个噪声级相同的声源，在离声源距离相同的一点所产生的总声压级为,当两个不同噪声极L1和L2同时作用，且L1 L2时，则从噪声极L1到总噪声级L的附加值L可由下式,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,2）噪声的分析与评价,噪声的频谱分析,做频谱分析时要把噪声划分成一定宽度的频带。 各频带噪声的声压级称为频带声压级 。 在噪声研究中，常采用倍频程分析。
5、两个频率相差一个倍频程意味着其频率之比为2，相差2个倍频程即为 。相差n个倍频程时，两个频率之间有关系式：,常用的还有1/3倍频程，即在两个相距为1倍频程的频率之间插入两个频率，其4个频率成如下比例：1:2 :2 :2。,1/3,2/3,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,2）噪声的分析与评价,噪声的频谱分析,按倍频程均匀划分的频带，其中心频率fn分别为各频带上下限频率之比例中项，即,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,2）噪声的分析与评价,噪声的响度分析及评价,声音总效果,声压,声频率,声音持续时间,人的主观情况,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,
6、2）噪声的分析与评价,噪声的响度分析及评价,引入一个综合的声音强度的量度响度、响度级,为使在任何频率条件下主客观量都能统一，就需要在各种频率条件下对人的听力进行试验，即选取1000Hz纯音作为基准音，其噪音听起来与基准纯音一样响，则噪声的响度级就等于这个纯音的声压级(分贝数)，试验得出的曲线称为等响曲线。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,2）噪声的分析与评价,噪声的响度分析及评价,响度单位宋：频率1000Hz，声压比阀值声压大40dB的声音响度为1宋，在此基础上，声压级每增加10分贝，响度增加1倍。,响度单位方：等响曲线上，频率1000Hz的纯音的声压级。,第四章：常用的安全
7、检测方法,4.1 噪声及其检测,2）噪声的分析与评价,噪声的响度分析及评价,a.纯音响度、响度级计算,b.噪声总响度的计算,先测出噪声的频带声压级，然后从响度指数曲线查出各频带的响度指数，再按下式计算总响度：,式中 总响度，宋； 频带中最大的响度指数； 所有频带的响度指数之和； 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。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,2）噪声的分析与评价,噪声的响度分析及评价,b.噪声总响度的计算,从等响度曲线出发，在测量仪器上通过采用某些滤波器网络，对不同频率的声音信号实行不同程度的衰减，使得仪器的读数能近似地表达人对声音
8、的响应，这种网络称为频率计权网络。,A计权网络是效仿倍频程等响曲线中的40方曲线而设计，它较好地模仿了人耳对低频段(500Hz以下)不敏感，而对于10005000Hz声敏感的特点。B计权网络是效仿70方等响曲线，对低频有衰减。C计权网络是效仿100方等响曲线，在整个可听频率范围内近于平直，因此C计权网络表示总声压级。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,2）噪声的分析与评价,等效连续声级与噪声评价标准,时间,反映声音、频率、时间综合作用效果的噪声量度叫做等效连续声级。,式中 I(t)瞬时声强； 基准声强； T某段统计时间总和，T= T1 +T2 +Tn； L某一间断时间内的A声级
9、。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,2）噪声的分析与评价,等效连续声级与噪声评价标准,国际标准化组织(ISO)1971年提出利用噪声评价曲线确定噪声容许标准，左图为 噪声评价曲线。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,3）噪声测量仪器,噪声的测量主要是声压级、声功率级及其噪声频谱的测量。一套声压级测量仪器包括传声器、声级计、频率分析仪、校准器等。 可以利用声级计和滤波器进行简易的噪声频率分析，还可以将声级计的输出接信号分析仪进行精密的频率分析。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,3）噪声测量仪器,传声器,传声器是将声波信号转换为相应电信号的传感器
10、。其原理是用变换器把由声压引起的振动膜振动变成电参数的变化。根据变换器的形式不同，常用传声器有电容式、动圈式、压电式和永电体式等,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,3）噪声测量仪器,传声器,振膜是一张拉紧的金属薄膜，厚度在0.00250.05mm之间，它在声压的作用下发生变形，起着可变电容器动片的作用，可变电容器的定片是背级。壳体上开有毛细孔，用来平衡振膜两侧的静压力，以防止振膜的破裂，而动态的应力变化(声压)很难通过毛细孔作用于内腔，从而保证仅有振膜的外测受到声压的作用。,精密测量中最常用的一种传声器，其稳定性、可靠性、耐震性，以及频率特性均较好。其幅频特性平直部分的频率范围
11、约为10Hz20kHz。,a.电容式传声器,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,3）噪声测量仪器,传声器,b.动圈式传声器,动圈式传声器的结构如图，一个轻质振膜的中部有一个线圈，线圈放在永久磁场的气隙中，在声压的作用下，振膜和线圈移动并切割磁力线，产生与线圈移动速度成正比的感应电势。,精度、灵敏度较低，体积大。其突出特点是输出阻抗小，所以接较长的电缆也不降低其灵敏度。温度和湿度的变化对其灵敏度也无大的影响。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,3）噪声测量仪器,传声器,c.压电式传声器,金属膜片与双压电晶体弯曲梁相连，膜片受到声压作用而变形时，双压电元件也产生变形，
12、在压电元件梁端面产生电荷。通过变换电路可以输出电信号。,膜片较厚，其固有频率较底，灵敏度较高，频响曲线平坦，结构简单、价格便宜，广泛用于普通声级计中。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,3）噪声测量仪器,声级计,声级计是用一定频率和时间计权来测量声压级的仪器。,。,声级计的种类很多，如调查用的声级计(三级)只有A计权网络；普通声级计(二级)具有A，B，C计权网络；精密声级计(一级)除了具有A、B、C计权网络外，还有外接滤波器插口，可进行倍频程或1/3倍频程滤波分析。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,3）噪声测量的应用,噪声测量应注意的问题,a.测量部位的选取
13、传声器与被测机械噪声源的相对位置对测量结果有显著影响，因而，在进行数据比较时，必须标明传声器离开噪声源的距离。,根据我国噪声测量规范：一般测点选在距机械表面1.5m，并离地面1.5m的位置；若机械本身尺寸很小(如小于0.25m)，测点应距所测机械表面较近，如0.5m，但应注意测点与测点周围反射面相距在23m以上；机械噪声大，测点宜取在相距510m处；对于行驶的机动车辆，测点应在距车体7.5m，并高出地面1.2m处；,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,3）噪声测量的应用,噪声测量应注意的问题,a.测量部位的选取,相邻很近的两个噪声源，测点宜距噪声源很近，如0.2m或0.1m；如果
14、研究噪声对操作人员的影响，可把测点选在工作人员经常所在的位置，以人耳的高度为准选择若干个测点；做为一般噪声源，测点应在所测机械规定表面的四周均布，且不少于4点；如相邻测点测出声级相差5dB以上，应在其间增加测点，机械的噪声级应取各测点的算术平均值；如果机械噪声不是均匀地向各个方向辐射，除了找出A声级最大的一点作为评价该机器噪声的主要依据外，同时还应当测出若干点(一般多于五点)作为评价的参考。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,3）噪声测量的应用,噪声测量应注意的问题,b.测量时间的选取 测量各种动态设备的噪声，当测量最大值时，应取起动时或工作条件变动时的噪声，当测量平均正常噪声
15、时，应取平稳工作时的噪声，当周围环境的噪声很大时，应选择环境噪声最小时(比如深夜)测量。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,3）噪声测量的应用,噪声测量应注意的问题,c.本底噪声的修正 本底噪声，是指被测定的噪声源停止发声时，其周围环境的噪声。,测量时，应当避免本底噪声对测量的影响。,对被测对象进行噪声测量，所测得的总噪声级是被测对象噪声和本底噪声的合成。在存在本底噪声的环境里，被测对象的噪声无法直接测出，可由测到的合成噪声内减去本底噪声得到。本底噪声应低于所测机器噪声10分贝以上，否则应在所测机器噪声中扣除环境噪声修正值L。,第四章：常用的安全检测方法,4.1 噪声及其检测,
16、3）噪声测量的应用,噪声测量应注意的问题,d.干扰的排除,电压不稳、气流、反射和传声器方向会影响的噪声测量的结果。,电源电压如达不到规定范围，或者工作不稳定，将直接影响测量的准确性；进行噪声测量时，要避免气流的影响，若在室外测量，最好选择无风天气，风速超过四级以上时，可在传声器上戴上防风罩或包上一层绸布，在管道里测量时，在气流大的部位，如管壁口，也应如此，在空气动力设备排气口测量时，应避开风口和气流。测量时，还应注意反射所造成的影响，应尽可能地减少或排除噪声源周围的障碍物，在不能排除时要注意选择点的位置。用声级计进行测量时，若其传声器取向不同，测量结果也有一定的误差，因而，各测点都要保持同样的入射方向。,
