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1、第5章 噪声监测 本章教学目的、要求1 掌握噪声的概念、分类、危害；2 了解噪声监测参数； 3掌握噪声测量仪器结构、原理、操作方法； 4掌握噪声监测方法。 本章重点 噪声的分类、危害；等效连续声级、计权声级、声级计；噪声监测。本章难点等效连续声级、噪声监测本章教学目录 5.1概述 5.2噪声监测5.1 概述5.1.1噪声的概念声音：受作用的空气发生振动，当振动频率在20-20000Hz时作用于人的耳鼓膜而产生的感觉。噪声：为人们生活和工作所不需要的声音。5.1.2噪声的分类5.1.2.1 机理分类从噪声发生的机理，可将噪声分为三大类：(1)空气动力性噪声：是由气体振动产生的，当气体中存在涡流或
2、发生压力突变时引起气体的扰动。(2)机械性噪声：是固体振动产生的，在撞击、摩擦、交变作用应力作用下，机械金属板、轴承、齿轮等发生的振动。(3)电磁性噪声：是由于磁场脉动、磁致伸缩、电源频率脉动等引起电气部件的振动而产生的。5.1.2.2 按来源分类一是交通噪声：指机动车辆、船舶、航空器等交通运输工具在运行过程中产生的噪声；二是工厂噪声：指工矿企业在生产活动中各种机械设备产生的噪声；三是建筑施工噪声：指在施工活动中由各种建筑施工机械运转时产生的噪声；四是社会生活噪声：指人类的社会活动和家庭活动产生的噪声。五是自然噪声：指除去交通、工业、建筑施工、社会生活噪声的其他噪声。5.1.3环境噪声的主要特
3、征(1) 噪声是感觉公害(2) 噪声具有局限性和分散性5.1.4噪声的危害(1)损伤听力，造成噪声性耳聋在强噪声下工作一天，只要噪声不是过强（120分贝以上），事后只产生暂时性的听力损失，经过休息可以恢复；但如果长期在强噪声下工作，每天虽可以恢复，经过一段时间后，就会产生永久性的听力损失，过强的噪声还能杀伤人体。见表5-1。(2)干扰睡眠(3)干扰语言通讯。见表5-2。(4)影响人的心理变化(5)能诱发多种疾病5.1.5噪声监测参数及其分析5.1.5.1声功率、声强和声压（1）声功率（W）声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。 在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单
4、位为W。 （2）声强（I） 声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量。单位为 W/米2（W/m2）。 （3）声压（P） 声压是空气受声波干扰而产生的压力增值。单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替的。但通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值，对于球面波和平面波，声压与声强的关系：I = P2/c式中：-空气密度；c-声速。5.1.5.2 分贝、声功率级、声强级和声压级（1） 分贝 人们日常生活中听到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对
5、数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N=10lg(A1/A0)分贝符号为dB，它是无量纲的。式中：A0是基准量（或参考量），A1是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的级。（2） 声功率级 Lw =10lg(W/W0)式中：Lw声功率级（dB）； W声功率（W）； W0基准声功率，为10-12 W。 （3） 声强级 LI = 10lg(I/I0)式中：LI声强级(dB)； I声强（W/m2）； I0基准声强，为10-12 W/m2。 （4） 声压级 LP = 20lg(P/P0)式
6、中：LP声压级（dB）； P 声压（Pa）； P0基准声压，为210-5Pa，该值是对1000Hz声音人耳刚能听到的最低声压。5.1.5.3 噪声的叠加和相减（1）噪声的叠加两个以上独立声源作用于某一点，产生噪声的叠加。声能量是可以代数相加的，设两个声源的声功率分别为W1和W2，那么总声功率W总=W1+W2。而两个声源在某点的声强为I1和I2时，叠加后的总声强:I总= I1+I2。但声压不能直接相加。总声压级： LP=10lg10(Lp1/10)+10(Lp2/10)式中 LP总声压级，dB；LP1声源1的声压级，dB；LP2声源2的声压级，dB。如LP1=LP2，即两个声源的声压级相等，则总
7、声压级：LP =LP1+10lg2LP1+3(dB)也就是说，作用于某一点的两个声源声压级相等，其合成的总声压级比一个声源的声压级增加3dB。当声压级不相等时，按上式计算较麻烦。可以利用图11-1或表11-3查值来计算。方法是：设LP1LP2,以LP1-LP2值按表或图查得LP，则总声压级LP总=LP1+LP。图5-1两噪声声源叠加曲线 表5-3 分贝和的增值表LP1和LP2的级差(LP1-LP2)012345678910增值LP3.02.52.11.81.51.21.00.80.60.50.4（2）噪声的相减 噪声测量中经常碰到如何扣除背景噪声问题，这就是噪声相减问题。通常是指噪声源的声级比
8、背景噪声高，但由于后者的存在使测量读数增高，需要减去背景噪声。方法是：以LPLP1，按图5-2查得LP，则LP2=LP-LP图5-2为背景噪声修正曲线，例：为测定某车间中一台机器的噪声大小，从声级计上测得声级为104dB,当机器停止工作，测得背景噪声为100dB，求该机器噪声的实际大小。解：设有背景噪声时测得的噪声为LP，背景噪声为LP1，机器实际噪声级为LP2。由题意可知LP-LP1=4dB，从图11-2中可查得LP=2.2dB,因此该机器的实际噪声声级为：LP2=LP -LP=104dB-2.2dB=101.8dB。5.1.5.4响度和响度级（1）响度（N）响度是人耳判别声音由轻到响的强度
9、等级概念，它不仅取决于声音的强度(如声压级)，还与它的频率及波形有关。响度的单位为宋，1宋的定义为声压级为40dB,频率为1000Hz，且来自听者正前方的平面波形的强度。如果另一个声音听起来比1宋的声音大n倍，即该声音的响度为n宋。（2）响度级(LN)响度级是建立在两个声音主观比较基础上的。定义1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的数值，任何其他频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，则这1000Hz纯音的声压级分贝值就定为这一声音的响度级值。响度级用LN表示，单位是方。如果某噪声听起来与声压级为120dB，频率为1000Hz的纯音一样响，则该噪声的响度级就是120方。
10、见图5-3。（3）响度与响度级的关系根据大量的实验得到，响度级每改变10方，响度加倍或减半。它们的数学关系式为：N = 2(LN-40)/10 或 LN = 40+33lgN5.1.5.5 A计权声级为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量，有关人员在噪声测量仪器声级计中设计了一种特殊滤波器，叫计权网络。通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级，而叫计权声压级或计权声级，简称声级。通用的有A、B、C、D四种计权声级。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性；人们发现A声级(LA)用来作噪声度量标准，能较好地反映出人们对噪声吵闹的主观感觉。因此，A声级几乎成为一切噪
11、声评价的基本值。对稳定噪声可以直接用A声级评价。见图5-4。图5-4 常见环境噪声5.1.5.6 等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级（1）等效连续声级 A计权声级能够较好地反映人耳对噪声的强度与频率的主观感觉，因此对一个连续的稳态噪声，它是一种较好的评价方法，但对一个起伏的或不连续的噪声，A计权声级就显得不合适了。例如，交通噪声随车流量和种类而变化；又如，一台机器工作时其声级是稳定的，但由于它是间歇地工作，与另一台声级相同但连续工作的机器对人的影响就不一样。因此提出了一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响的问题，即等效连续声级，符号“Leq”。它是用一个相同时间内声能与之相等的连续
12、稳定的A声级来表示该段时间内的噪声的大小。例如，有两台声级为85dB的机器，第一台连续工作8小时，第二台间歇工作，其有效工作时间之和为4小时。显然作用于操作工人的平均能量是前者比后者大一倍，即大3dB。因此，等效连续声级反映在声级不稳定的情况下，人实际所接受的噪声能量的大小，它是一个用来表达随时间变化的噪声的等效量。Leq=10lg1/T100.1LAdt式中：LA 某时刻t的瞬时A声级（dB）；T 规定的测量时间（s）。如果数据符合正态分布，则可用下面近似公式计算：LeqL50+d2/60, d=L10-L90其中L10、L50、L90为累积百分声级，其定义是： L10测量时间内，10%的时
13、间超过的噪声级，相当于噪声的平均峰值； L50测量时间内，50%的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均值； L90测量时间内，90%的时间超过的噪声级，相当于噪声的背景值；d噪声的起伏程度。 累积百分声级L10、L50和L90的计算方法有两种：其一是在正态概率纸上画出累积分布曲线，然后从图中求得；另一种简便方法是将测定的一组数据（例如100个），从小到大排列，第10个数据即为L90，第50个数据即为L50，第90个数据即为L10。 （2）噪声污染级许多非稳态噪声的实践表明，涨落的噪声所引起人的烦恼程度比等能量的稳态噪声要大，并且与噪声暴露的变化率和平均强度有关。经实验证明，在等效连续声级的基础上
14、加上一项表示噪声变化幅度的量，更能反映实际污染程度。用这种噪声污染级评价航空或道路的交通噪声比较恰当。故噪声污染级（LNP）公式为：LNP = Leq + K式中：K常数，对交通和飞机噪声取值2.56； 噪声测量的标准偏差。 （3）昼夜等效声级 也称日夜平均声级，符号“Ldn”。用来表达社会噪声昼夜间的变化情况，昼夜等效声级Ldn表达式为：Ldn=10lg 式中：Ld白天的等效声级，时间从6002200，共16个小时； Ln夜间的等效声级，时间从2200第二天的600，共8个小时。为表明夜间噪声对人的烦扰更大，故计算夜间等效声级这一项时应加上10dB。5.1.5.7 噪声的频谱分析除频率单一的纯音外，一般声音都是由许多不同频率、不同强度的纯音组合而成。以声压级为纵坐标，频率的横坐标绘制成的噪声特性曲线称为噪声频谱图，见图5-5。研究噪声的频谱分析很重要，它能深入了解噪声声源的特性，帮助寻找主要的噪声污染源，并为噪声控制提供依据。图5-5 某鼓风机的噪声频谱 噪声频谱能形象
