讲工业噪声的危害及控制ppt课件

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1、2019/2/21,1,工业卫生 电子教案,主讲人：裴晓东 2011年12月8日,电话：13776773183 Email：,2019/2/21,2,主要参考书,采矿工业卫生学，王秉权编，中国矿业大学出版社，1991年8月； 工业卫生与职业病学，王世俊主编，化学工业出版社，1990年； 煤矿安全手册第12篇：矿山救护；第13篇：工业卫生及劳动保护，赵全福等主编，煤炭工业出版社，1991年； 工业防毒技术，袁昌明等编著，冶金工业出版社，2006年6月第1版； 工业卫生讲义，左树勋编，2002年8月；,2019/2/21,3,4.1 前言 4.2 声波的基本性质 4.3 噪声的量度、测定方法及分级

2、标准 4.4 噪声的危害及与安全生产的关系 4.5 控制噪声的基本方法,第4讲 工业噪声的危害及控制,2019/2/21,4,4.1 前言,4.1.1 噪声的定义,物理学定义：各种频率和声强的声音杂乱无章的组合； 即噪声是由各种不同频率和不同强度的声音无规则组合而成的；（噪声音乐） 生理和心理学定义：凡是人们不需要的、使人受到干扰的声音都叫噪声；,4.1.2 噪声的分类及特点,工业噪声劳动保护（工业卫生）的研究重点； 交通噪声； 生活噪声；,2019/2/21,5,噪声的特点： 局部性扩散距离有限； 分散性几乎存在于人类所有的生活空间； 暂时性不积累，不持久； 在噪声控制中，应充分利用这些特点

3、；,4.1.3 噪声的危害,在全世界范围内，噪声已经成为危害人类健康的重要因素，早在上世纪60年代，就被列为全球三大公害之一； 即空气污染、水污染和噪声污染；,4.1 前言（续）,2019/2/21,6,噪声对人体的危害很大，长时间处在强烈的噪声环境中，会引起听觉能力的下降，直至引起噪声性耳聋；特强的噪声还会引起人耳的外伤，甚至耳膜被击穿而出血； 噪声还能损害人的整个机体，使人的血压升高，呼吸和脉搏加快，胃液含酸量减少，消化能力减弱等； 胃溃疡的发病率，在高噪声条件下比在安静条件下高5倍； 噪声易使人发生注意力分散、失眠、头疼、神经紧张等神经系统症状； 噪声的掩蔽效应使作业人员听不到信号或事故

4、的前兆声响，导致事故危险性增加，劳动生产率也降低； 例如，机械振动、摩擦、撞击以及气流扰动而产生的噪声；,2019/2/21,7,4.1 前言（续）,4.1.4 研究与控制噪声的意义,随着工业机械化程度的日益提高，机器的功率越来越大，机器的转速越来越高，噪声危害日益严重； 特别是在一些重型机械行业、钢铁企业和广泛采用压气动力设备的机械化矿井中，噪声控制就显得更为重要； 控制噪声保护劳动者身心健康提高劳动生产率、减少事故发生保障生产安全,2019/2/21,8,4.2 声波的基本性质,4.2.1 声波的产生与类型,声波的传播必须有两个条件： 一是要有振动的物体； 这个做机械振动的物体称为声源；

5、二是要有能够传播声波的媒质； 这个声波存在并传播的弹性媒质空间称为声场； 声波的类型： 1、按介质质点振动方向与声波传播方向的关系分为： 纵波二者一致（声波在空气中） 横波二者垂直（声波沿液体和固体表面传播时） 在噪声控制中，主要研究纵波；,2019/2/21,9,声波的类型： 2、按发生时间分： 连续波机械的连续振动； 脉冲波放炮、打桩等； 3、按声波的空间位置（波阵面形状）分： 平面波波阵面是平面，由平面声源产生； 球面波波阵面是球面，由点声源产生； 柱面波波阵面是柱面，由线声源产生； 图31、几种声波的波阵面及声线,2019/2/21,10,4.2 声波的基本性质（续）,4.2.2 声波

6、的物理参数,人耳的听力范围是2020000Hz；,1、声波的波长、频率和声速,2、声波的声压（P）,物体的振动引起空气中质点的疏密变化，这种变化将引起空气静压（静压强）的起伏变化，我们称这个变化量为声压； 声压的单位就是压强的单位，在国际单位制中，声压的基本单位是帕，辅助单位是微巴，bar； 在描述声波的所有物理量中，声压P是最容易测量得到的，且通过P和频率可求出其他所有物理参量；因此在声波（噪声）研究中，声压P是最关键的一个量；,2019/2/21,11,声波是正弦波，其声压也有瞬时值、最大值、有效值等概念，其关系与电工学中描述电压的公式一样，即：,其中Pm是声压幅值，Pe是有效声压； 对人

7、耳起作用的是有效声压Pe； 与电压相似，如不特别强调，我们所提及的声压值或仪表测得的声压值均是指有效声压；,2019/2/21,12,声压对人耳的作用： 声压的大小直接反映声波的强弱； 声压愈大，人耳听起来愈响，反之则愈小； 人耳能听到的最低声压界限叫闻阈； 正常人的闻阈声压约为2105Pa； 能使人耳产生疼痛感觉的声压界限叫痛阈； 正常人的痛阈声压为20Pa； 如果声压再提高，会导致人耳鼓膜破裂出血，造成耳聋； 下面是几个声压实例： 正常说话声 0.010.1 Pa 交响乐 0.3 Pa 喷气发动机（距喷口5m） 约100 Pa，会导致爆震性耳聋；,2019/2/21,13,从闻阈声压到痛阈

8、声压的绝对值之比是0.00002:201:106 这说明人耳的听觉范围是非常广的，声学工程中，由于声压值变化范围太大，所以直接用声压来衡量声音的大小不很方便，声学工程中多采用声压级作为计量单位，其定义为：,其中LP声压级，dB； P实际声压，Pa； P0基准声压，P02105Pa；,2019/2/21,14,3、声波的声能密度、声强和声功率,声场是一种能量场，其大小可用声能密度表示； 声波的能量称为声能量，声波的全能量为其动能与位能之和，单位为J； 单位体积声场内的声能量称为声能密度，记作，其单位为J/m3；,也是按振动周期变化的量； 式312是一个普适公式，它代表单位体积内声能密度的瞬时值；

9、 平均声能密度：,2019/2/21,15,声功率和声强 单位时间内通过垂直于声传播方向上的面积为S的平均声能量就称为平均声能量流或称为平均声功率；,声强又称平均声能量流密度，通过垂直于声传播方向的单位面积上的平均声能量流；,声强是有方向的量，它的指向就是声传播的方向；,2019/2/21,16,4.2 声波的基本性质（续）,4.2.3 声波的反射、折射与绕射,当声波从一种媒质传播到另外一种媒质时，在两种媒质的分界面上，声波的传播方向要发生变化，产生反射和折射现象；,原因：两种媒质的声阻抗不同所致；,与光不同的是，声波在传播过程中还有绕射现象，且频率越低，绕射能力越强； 有实用意义，如隔声墙的

10、设计；,2019/2/21,17,4.2 声波的基本性质（续）,4.2.4 声波的干涉与声驻波,几列声波同在同一媒质中传播时，这些声波在相遇以后仍能保持其特性，沿原来方向继续传播； 例如当几种乐器合奏时，仍能区分出各个乐器的声音； 但在几列声波相遇处，质点的振动就等于各列声波在该处振动的叠加，这就是声波的叠加原理；,1、声波的干涉,若在同一媒质中同时传播几列声波，当这几列声波的频率相同，且有固定的相位差，则它们在叠加时就会产生波的干涉现象：使声场中某些点处的振动加强，某些点处的振动减弱；,2019/2/21,18,2、声驻波,声驻波是干涉现象的特例； 若在同一媒质中两列平面声波的声压幅值相同、

11、频率相等，而传播的方向相反，则由叠加原理合成的声波称为驻波；,3、不相干波,若在同一媒质中两列声波的频率和相位没有固定的关系而带有随机性，这种波称为不相干波； 噪声一般是不相干波；,2019/2/21,19,4.2 声波的基本性质（续）,4.2.5 声波辐射的指向性,声源在不同的方向上具有不同的声辐射本领，我们把声源的这种性质称为声源的指向特性； 把任一方向上的声强和等距离的平均声强之比值定义为指向性因数，以Q表示；（描述了声波的指向特性）,有时还用dB来表示指向性因数，以G表示，称指向性指数； 显然，无指向性时Q1，G0； 噪声大多属于无指向性声源； 但排气（风）口的空气动力性噪声具有指向性

12、；,2019/2/21,20,4.3 噪声的量度、测定方法及分级标准,4.3.1 噪声的量度,声音性质的三要素: 响度：声强的大小； 音调：频率高低； 音色：波形特点； 谐波成分及其相对强度，是区别声音的重要指标；但不是噪声研究的重点； 对噪声的度量可以采用物理量 如声压和声压级、声强和声强级、声功率和声功率级以及频谱来量度； 也可以用人的听觉 如响度和响度级、各种计权网络声级和感觉噪声级来量度；,2019/2/21,21,1、级的定义和分贝的计算,声压级可以用分贝（dB）来表示，这使我们可以在小数字范围内对声压进行评价和计算；（式35） 分贝(dB)原是电气工程师在电讯领域开始应用的； 声学

13、中，我们用所研究的数量与一个任选参考量取以10为底的对数量级，作为表示声音大小的常用单位； 声压、声强、声功率都可以分别用声压级、声强级和声功率级来表示其大小； 级是一个作相对比较的无量纲量；其数学表达式为：,式中L级，dB；W所研究的功率，W；W0基准功率，W；,4.3.1 噪声的量度（续）,2019/2/21,22,根据级的定义，声压级的数学表达式应为：,其中LP声压级，dB；P声压有效值，Pa；P0基准声压，P02105Pa； 关于10和20的系数在电工领域也存在，如功率增益为10,电压和电流的增益为20；,同理，可得声强级与声功率级分别为：,式中I0基准声强，I01012W/m2； W

14、0基准功率，W01012W；,2019/2/21,23,分贝的加法 前面关于级的运算都是针对一个声源的，在实际工作中，声场中的同一地点往往要受多个噪声源的影响，需要解决声强级或声压级的叠加问题； 如声场中有几个声源，其声功率分别为W1、W2、Wn,在某处测得其声压和声强分别为P1、I1，如不考虑级的运算，则总声功率、声压、声强有简单关系： WW1 II1 P2P12 即使纯物理量，也非直接相加关系； 如测得的值都用级（分贝）表示，其总的级是什么关系呢？,2019/2/21,24,为方便理解，设仅有两个声源，单独发声时，在声场中某处测得的声压级分别为LP1和LP2,求同时发声时的总声压级；,由此

15、可导出计算若干个声源的总声压级公式：,2019/2/21,25,分贝的减法 把某一噪声作为被测对象，与被测对象噪声无关的干扰噪声的总和，称为相对于被测对象的本底噪声，它由环境噪声和其它干扰噪声组成； 本底噪声可以被测定，本底噪声和被测对象噪声的总和也可以测定，所以必须从总噪声级中减去本底噪声才能得到被测对象的噪声； 分贝相减的过程类似于分贝相加 已知总声级方程和外界或背景声压级方程为：,2019/2/21,26,由此便可计算得出被测声源的声压级为：,其中LP总声压级，dB； LPS待测声源的声压级，dB； LPB外界或背景声压级，dB；,2019/2/21,27,2、噪声频谱,频谱噪声频率与强

16、度（通常用声压级）之间的关系称频谱； 表示这种关系的图形称频谱图； 用频谱图或频谱仪对噪声进行分析称为频谱分析； 通过噪声的频谱分析，就能了解噪声的频率特性，为控制噪声和设计噪声结构提供依据； 为研究方便起见，通常需要将宽广的声频变化范围（2020000HZ）划分为若干较小的区段加以研究，每一区段称为频程（或频带）； 频程有上限频率值、下限频率值和中心频率值，上下频率之差称为频带宽度，简称带宽；,4.3.1 噪声的量度（续）,2019/2/21,28,实践表明，两个不同频率的声音的听觉差异，取决于两个声音频率的比值，而不是它们的差值； 如钢琴相邻两键的频率比为21/12，约1.06倍,频率范围27.54186HZ； 若将2020000Hz的频率范围，按频率倍比的关系划分