我国噪声与振动控制技术的现状与发展

我国噪声与振动控制技术的现状与发展
第13卷第10期
V oll3No,l0
上海环境科学
ShanghaiEnvironmentalSciences
1994年l0月
0ctober,1994
我国噪声与振动控制技术的现状与发展
章奎生
f华东建筑{殳计脘上海200002)
战嘉恺'/
一——
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北京市劳动保护科学研究所北京1D0034)
吕玉恒了8i
(中国船舶工业总公司第九设计研究院上海200063)
摘要本文从无源有源和噪声源本身控斜技术以厦声振测量仪器与计算机在噪声控制上的应用等5十方面.探讨我国噪
声与振曲控斜技术领域的现状差距及发展档势.
关键词噪声控制.振动拉斜现状发展趋鲤一
1概况
控制噪声与振动污染是环境保护防请的四大污染之
一
,
近肋年来.秘国噪声与振动控制技术得到了迅速的
发展但因起步较晚.基础薄弱,目前仍处于发展的初
级阶段.
8O年代有关资料统计.全国从事噪声与振动控制
生产科研.-垃计单位有400余家.产品千余种.年产值
约5亿元.
改革开放1O年来,国家制定和颁布的噪声与振动控
制方面的标准157个.其中环境质量标准项.摊放标准
3o项,测量方法标准77项,相关标准44项.基本擞到有
法可依,有标准可循全国从事教学研究设计『监
测,计量的单位两百多家.^数5000X.基奉趴伍已经
形成;治理所需材料,_垃备.装置基本可满足要求;解
放以来出版发行舶专着计150余本,其中80年代以来出版的有120余本;目前公开发行的有噪声与振动控制栏目的杂志有2O亲家.
2无源噪声控制技术
无源噪声控制是一种传统的有效的最常用的挂
术,包括消声.暖声.隔声.隔振阻尼减振等.
21消声
安装不同型式不商结构的i肖声器出降低各类空
气动力性噪声据统计,目前我国巳能生产8大娄.100
多种型号,400多种规格的备粪稍声器.基车上可满足治
理气流噪声的要求,根据着名声学专家马大猷教授微孔
扳吸声结构理论而研制和发展起来的微穿孔扳i肖声器是我国独创的,其特点是消声频带宽,耐高温抗期j显,压
力损失小气流再生噪声低洁净.抗气流冲击等,适
告干医药卫生,食品棒化电子等行业的气流憬声
消声另外,我国小孔喷注消声器,适用于高速.高温
大流量排气放空,其i肖声效果好,结曲新颖.紧赢在
国际上也处于领先地位
当前.稍声器的发展趋势,风机i肖声嚣为啻蕈.正
向结构紧凑简单i肖声量适中的方向发展.多数是采
用片式或管式i肖声结构.需进～步完善开发的i肖声器有螺旋式环式等阻性i肖声器,多功能消声器,汽车尾气
净化消声器,空压机油褡式滤清捎声器等.急待研究开
发的是害有粉尘,油污,水汽.高温腐蚀等恶劣环境
条件所用的i肖声嚣.
2.2吸声
近年来.我国在暖声机理.暖声结构.吸声材料以
及吸声辟噪设计的研究中,做了不少工作,开发了许多
新品种,在这方面与国外先进水平基本相当
嗳声材料.嗳声结构的发展趋势为,品种多样化.外
观装饰化,嗳声高效化,施工装配他.且要求防火.防
潮肪老化抗恶劣环境,室内外均可使用.
z3隔声
在噪声传播逮径上设置隔声门隔声窗隔声罩隔
声室,隔声屏隔声棚等来控制噪声,国内外水平相差
不大,差蓖在于国内隔声结构工艺-垃计水平还较低,加
工制造精度不高+外观不挺刮.接缝处密封性差,装配
化程度低.'
隔声材科和l鬲声结构发展的趋势为,隔声板材应质
轻,隔声量高,尤其要提高低频隔声效果,隔声结构配
套便于加工拼接.多捩拆装不变形.接缝处密封牢靠,
外观漂亮价格适中.
z.4隔振
振动产生噪声.无论是消极隔振还是积极俑振.利
用隔振器件减小振动传递.抻制噪声和减小固体传声,是,.
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基本方法.
我国隔振技术和产品与国外相比还有一定差距.国
外多数设备均安装在隔振器上,既可以减小振动传递.又可以简化设备安装被称为"设备安装革命.而国内还
没有认识到这一点.国内金属弹簧阻尼比比国外低,檬
陵隔振器动惫系数比国外高.温度适用范胃比国外窄,变阻尼变刚度隔振器还很少使用.
隔振器的发展趋势为,品种规格要多.适用温度范
围广.抗油污抗酸碱力强,应与振动设备配套供应.阻
尼弹簧喊振器向大阻尼方向发展,檬菠隔振器向低动态系数方向发展,扩大变刚度变阻尼喊振器应用范围.研
制开发大口径檬胶挠性接管和不锈钢波纹管等,
2.5阻尼减振
阻尼减振主要是刹用阻尼材料高损耗园子使物体振
动能量转化为热能而散发掉,从而达到降{氐结构噪声辐射的目的.阻尼技术在诧国起步较晚.和国外差距较大. 但近年来发展较快,已能提供多种阻尼板材和阻尼诛料. 一
般成本较高,使用受到限制同时.在踌火,踌水.脐
油及燃烧,毒性等方面的性能尚待进一步改进.
3有源噪声控制技术
用一个新声源产生一个与原声源相位相反,振幅相
等的声音,以抵消啄声源,为声抵消技术,即有源噪声
控j刍4技术
随着电子计算机和信号娃理技术的发展,声抵消技
术已应用于管道和局部区域,而在太空阃还难以宴现80 年代中期,有源噪声控制又提出了新的概念,用一个与
麻声源极性相反,强度相等的新声源使其与礞声源组
成一个复合声源,此复台声源将辐射小得多的声功率其
优点为,针对性强,低频效果好,在降噪的同时可保证
语言信号的传输,所需设备体积小,重量轻.这一技术
在发达国家发展很快,而我国虽有～些单位在进行研究, 但目前还停留在实验室阶段,在一雏督道上有试验结果, 还无应用实例,差距较大.
有诼噪声控制技术国外研究的趋势分两大部分,一
为理论研究,如有限空间声场的控铺薄板弯曲振动有源控制,流体力学过程牛的非稳定性有源控制和分布声场的有i瓯控制等;二为实际应用,如将比较成熟的瞥道有源消声器应用于空调系统送排风管道和发动机的进出气管口,提供有源护耳器产品,它能消除噪声,同时还可
以传输语言信号.另外,对于简单的分离谱噪声源(如变
压器噪声)和其它一些重复性噪声实现有源控{6j.
4声源降噪技术
最积极最有效的控制噪声的办法是从噪声源本身着手,设法降低噪声源本体噪声,研究开发低噪声设备或
产品.80年代以来,国内外在这方面的研究非常话跃,研制成功近百种低噪声设备,国内有20余种.如,低噪声——
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的风机和玲却塔低噪声的术工机械低噪声面机,低
噪声制钉机等等.
从声源上控制噪声的发展趋势为,提供更多的低噪
声产品.因为唪声的高低已成为评价机电设备和家用电器产品质量好坏的标准之一,
5计算机在噪声控制技术上的应用
随着电子汁算机技术的迅猛发展,计算机在噪声与
振动控翩领域的应用越来越广泛其～.有豫噪声控制
和声源诅g技术的发展,关键是借助了计算机技术,在
这方面,我国与发达国家的差距很太;其二.利用汁算
机建立噪声源数据库和环境噪声数据库.国外已有相当
太的进展,国内正在起步;其三.噪声预测和评价.国
外70年代开始就利用计算机对城市i苣端交通噪声和飞机噪声进行预测.80年代卫开始了工业噪声预测.我国某
些城市刚开始用计算机进行交通噪声厦机场噪声预测
其四.噪声控制工程和噪声控制产品的计算机辅助设计
'cAD.发达国家已有较为成熟的计算机软拌系统.由
于受对力物力和技术水平的限制,国内在应用计算机
于噪声控制技术厦产品优化设计等方面剐刚起步可以
预计,在未来的几十年中,随着整个国民经济技术水平
的提高,计算机在噪声控制技术方面的应用将会有一个
大发展.
6声振潮t仪器及其他
要实现噪声-塬舯有翦控制,首先必缅对噪声源进行
精密而准确的测试分析,这就需要各种噪声和振动测量
仪器70年代以前,国内只能生产几种简易声级计近
z0年来,噪声与振动攫I量仪器发展迅速,目前已能生产
品种较多的精密声级计.滤波器,记录仪,噪声统计分
析仪.噪声自动啦测仪,活塞发生器.标准声潭,噪声
显示仪和振动测量仪器等,同时兴建了几十个可进行精
密测试和分析的捎声室,混响室等.
声学和振动测量仪器的发展趋势如前所述,在声源
的分析方面采用有限元法等数值计算方法以分析复杂
边界条件下的振动和声场,并采用随机过程设计理论来
分析噪声声场能量分布:在测试方面,采用快速傅里叶
变换,振动方式分析以及声强测量,以期在短时间内完
成实验舟析也有采用多测点多通遭的采样分析方法,
研究噪声源和声场性质.在具体工程设计中,通过数值
计算或模拟预测,借助电子计算机通过比较,很快可以求得最佳方案,这些新进展都需要通过测量仪器来实现总之,藐国在噪声与振动控制理论研究方面,控制
技术的基本原理方面,发展速度方面,与发达国家相比, 差距并不很大,这一领域已初具规模.但在产品加工工艺,选材,优化设计,标准化,系列化以及新技术的应
用等方面差距较大,有待发展与提高.
L收祷日期:】993年】0月z0日。