声学基础及其原理
中学物理声学基础原理
中学物理声学基础原理声音是我们日常生活中不可或缺的一部分,它是通过振动传播的,产生于物体振动时,通过介质传递到我们的耳朵中。
声学是研究声音产生、传播和接收的学科,本文将介绍中学物理中的声学基础原理。
一、声音的产生声音是通过物体的振动产生的,当物体振动时,颗粒会沿着特定的方向进行周期性的位移,从而产生声波。
振动的物体可以是固体、液体或气体,不同的振动方式和特征会导致不同的声音音质和音高。
二、声音的传播声音是通过介质(如空气、水或固体)的振动传播的。
当物体振动时,振动会导致周围介质中的分子发生振动,从而使振动向外传播。
声音的传播速度取决于介质的性质,一般来说,固体中声音传播最快,液体次之,气体传播速度最慢。
三、声音的特性声音有三个基本特性:音调、音量和音质。
1. 音调:音调是指声音的高低,由振动的频率决定,频率越高,音调越高。
2. 音量:音量是指声音的大小或强度,由振动的振幅决定,振幅越大,音量越大。
3. 音质:音质是指声音的特色或品质,不同的声音有着独特的音质,它由声音的频谱组成,即不同频率的声波分量。
四、声音的测量声音的测量可以使用声级和频率来进行。
1. 声级是关于声音强度的测量。
由于人耳对不同频率的声音有不同的敏感性,声级通常使用分贝(dB)单位来表示,分贝数越高,声音越大。
2. 频率是指声音的振动频率,单位是赫兹(Hz)。
我们通常使用声音的频率来区分不同的音调,低频率对应低音,高频率对应高音。
五、声音的反射与吸收声音在遇到障碍物时会发生反射和吸收。
当声音遇到光滑的表面时,大部分能量会反射回去,形成回声。
而松软的物体则会吸收声音能量,减弱声音的强度。
六、共鸣现象共鸣是指当外界振动频率与物体本身固有频率相同时,物体会发生共振现象。
共鸣会导致物体振动幅度增大,声音更加响亮。
七、声音在不同媒介中的传播声音在不同媒介中的传播速度不同。
在空气中,声音的传播速度约为343米/秒;在水中,传播速度约为1482米/秒;在钢铁中,传播速度可达到5000米/秒以上。
声学的基本原理和应用
声学的基本原理和应用声学是研究声音产生、传播和接收的学科。
声学的基本原理包括声音的产生、传播和接收三个方面,同时声学也有许多实际应用。
本文将从这两个方面来探讨声学的基本原理和应用。
一、声学的基本原理1. 声音的产生声音是由物体振动引起的,当物体振动时,会通过分子之间的相互作用传递声能,从而产生声波。
声音的产生需要具备以下条件:振动的物体、介质以及能够将机械能转化为声能的振动方式。
2. 声音的传播声音的传播是指声波在介质中的传播过程。
声波的传播需要通过介质,常见的介质包括空气、水和固体。
声音在传播过程中会产生折射、反射、散射等现象,从而使声音能够在不同的环境中传播。
3. 声音的接收声音的接收是指声音到达人耳或接收器件时的过程。
人耳是人体的听觉器官,能够将声音转化为神经信号,经过神经系统传递到大脑,从而产生听觉感觉。
而接收器件则可以将声音转化为电信号或其他形式的能量。
二、声学的应用1. 声学工程声学工程是将声学原理应用于建筑、交通、环境等领域的工程技术。
例如,在建筑设计中,声学工程师可以通过调整建筑结构、使用吸音材料等方式,优化室内声学环境,提高空间的舒适度和声音的清晰度。
2. 声学检测与测量声学检测与测量是利用声学原理进行物体或现象的检测与测量。
例如,超声波检测技术可以用于医学中的超声诊断,通过发送超声波,可以对人体内部器官进行成像和检测。
3. 声学信号处理声学信号处理是利用计算机和数字信号处理技术对声音信号进行处理和分析。
例如,语音识别技术可以将人的语音转化为文字,广泛应用于语音助手、自动驾驶等领域。
4. 声学乐器制造声学乐器制造是应用声学原理制造乐器的技术。
通过调整乐器内部共鸣腔体的结构和材料,可以获得不同的音质和音色。
例如,小提琴和钢琴等乐器的制造都需要考虑声学原理来设计共鸣腔体和音源。
5. 声学音频技术声学音频技术包括音频录制、混音、放音等方面,被广泛应用于音乐、广播、电影等领域。
通过合理的录音、声效设计和播放,可以提高音质和音效的真实感,增强听众的音乐和影视体验。
声学基础知识
声学基础知识声学是研究声音的产生、传播和接收的学科,它是物理学的一个重要分支,也与工程学、心理学等学科密切相关。
声音是一种机械波,是由介质中分子的振动引起的。
在日常生活中,我们所接触的声音与我们的情绪、心理状态有很大关联,而在工业、医学、通信等领域,声学也扮演着重要的角色。
本文将从声音的产生、传播和接收三个方面介绍声学的基础知识。
一、声音的产生声音是由物体振动引起的,当物体振动产生的机械波传播到我们的耳朵时,我们才能感知到声音。
声音的产生主要有以下几种方式:1. 自由振动:当一个物体自由地振动时,会在周围介质中产生声音。
例如,乐器弦线振动时产生的声音。
2. 强迫振动:当一个物体被外力作用迫使振动时,也会产生声音。
例如,乐器的音箱被演奏者的手和腮帮振动时产生的声音。
3. 空气振动:当空气被物体振动时,会通过空气分子的碰撞传播声音。
例如,人的嗓子发出的声音就是通过空气的振动传播出去的。
二、声音的传播声音是通过介质传播的,常见的传播介质有空气、水和固体。
声音传播的速度与介质的性质相关,例如,在空气中,声音传播的速度约为每秒343米。
声音传播的基本过程可以分为以下几个步骤:1. 振动:声音是由物体的振动引起的,当物体振动时,会在介质中产生声波。
2. 压缩与稀疏:振动的物体使介质中的分子产生交替的压缩和稀疏,形成纵波传播。
3. 传播:声波以纵波的形式沿介质传播,当声波到达物体后,物体的分子也会被振动,进而再次产生声波。
4. 接收:当声波达到接收器(如耳朵),通过耳膜、骨骼、耳腔等组织,被转化为神经信号,我们才能感知到声音。
三、声音的接收声音的接收是指我们如何感知和理解传播过程中产生的声音信号。
人类具有复杂而精细的听觉系统,能够感知各种不同频率和振幅的声音。
1. 听觉器官:人类的听觉器官包括外耳、中耳和内耳。
外耳通过外耳道将声音引入中耳,中耳通过鼓膜和听小骨(听骨链)将声波传递给内耳。
内耳中的耳蜗含有感音神经,能够将声波转化为神经信号。
第1章声学基础
声源置于全反射材料构成的密闭空间中,声音在各个方 向上均发生全放射。
声源
扩散声场
二、声场
c.半自由(半扩散)声场
介于自由与扩散声场之间,声源部分声音被反射,部 分 投向无穷远,如开着窗户的教室。
半自由声场
声源
三、声音的反射与透射
1. 声音的反射角与折射角
(1) 反射: ?1 ? ?1?
声源
波振面 声线
三、声波种类
(2)声波按波振面分类 球面波: 波振面为球面,点声源产生; 柱面波: 波振面为柱面,线声源产生; 平面波: 波振面为平面,平面声源产生;
注:当距离声源足够远时,所有声波均可 视为平面波。
四、声音的频率、波长、振幅
1.频率f: 单位Hz(1/秒)
人耳可听频率范围:20~20000Hz 次声波:低于20Hz 超声波:高于2000Hz
?
? 0.9994
?p
?
2? 空c空 =
2? 1.29 ? 340
? 水c水+? 空c空 1000 ? 1500+1.29? 340
?
0.0006
说明: (1)从水中入射的声波声压反射系数为负值, 相位改变180°。 (2)从空气透射进入密介质时,声压近似加倍。
三、声音的反射与透射
3. 声强反射与透射系数(垂直入射)
(1)声强反射系数
rI
?
Ir Ii
?
( ? 2c2 ? ?1c1 )2 ? 2c2 ? ?1c1
?
rp2
(2)声强透射系数
介质1:c1ρ1 Ii
Ir
?I
?
It Ii
?
4?1c1? 2c2 ? 2c2 ? ? 1c1
声学基础知识
声学基础知识声音,作为我们日常生活中最常接触到的感知,是一种形式的机械波,它通过物质的震动传播而产生。
声学是研究声音产生、传播和听觉效应等相关现象的学科。
本文将介绍声学的基础知识,包括声音的特性、声波的传播与衰减、和人类的听觉系统。
一、声音的特性声音有几个重要的特性,包括音调、音量和音色。
音调是指声音的高低,由声源的频率决定。
频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
音量是指声音的强弱,由声源振幅的大小决定。
振幅越大,音量越大;振幅越小,音量越小。
音色是指具有独特质感的声音特征,由声音的谐波成分和声源的包络形状决定。
不同的乐器演奏同一个音高,因为其谐波成分和包络形状不同,所以会有不同的音色。
二、声波的传播与衰减声波是指由声源振动产生的压力波。
声波传播时,需要介质作为传播介质,常见的介质包括空气、水、固体等。
在传播过程中,声波会经历衍射、反射、折射等现象。
衍射是指声波遇到障碍物时沿着障碍物的边缘传播,使声音能够绕过障碍物。
反射是指声波遇到障碍物后从障碍物上反弹回来,产生回声。
折射是指声波在介质之间传播时由于介质密度不同而改变传播方向。
声波在传播过程中会逐渐衰减,衰减的程度取决于声音传播的距离、传播介质的特性以及环境条件等。
一般来说,声音传播的距离越远,声波能量的衰减越大;传播介质的特性也会影响声波的衰减,固体传播声波的衰减相对较小,而空气和水传播声波的衰减相对较大。
环境条件如温度和湿度也会对声波的衰减产生一定影响。
三、人类的听觉系统人类的听觉系统是感知声音的重要器官。
它由外耳、中耳、内耳和大脑皮层等部分组成。
外耳包括耳廓和外耳道,它们的主要功能是接收和传导声音。
中耳包括鼓膜和听小骨(锤骨、砧骨和镫骨),它们的主要功能是将声音的机械能转换为神经信号。
内耳包括耳蜗和前庭,耳蜗负责感知声音,前庭负责维持平衡。
大脑皮层负责处理和解读声音信号。
人类听觉系统对不同频率的声音有不同的感知范围。
一般来说,人类可以听到频率范围在20Hz到20kHz之间的声音。
声学基础知识
声学基础知识一、声学基础:1、名词解释(1)波长——声波在一个周期的行程。
它在数值上等于声速(344米/秒)乘以周期,即λ=CT(2)频率——每秒钟振动的次数,以赫兹为单位(3)周期——完成一次振动所需要的时间(4)声压——表示声音强弱的物理量,通常以Pa为单位(5)声压级——声功率或声强与声压的平方成正比,以分贝为单位(6)灵敏度——给音箱施加IW的噪声信号,在距声轴1米处测得的声压(7)阻抗特性曲线——扬声器音圈的电阻抗值随频率而变化的曲线(8)额定阻抗——在阻抗曲线上最大值后最初出现的极小值,单位欧姆(9)额定功率——一个扬声器能保证长期连续工作而不产生异常声时的输入功(10)音乐功率——以声音信号瞬间能达到的峰值电压来计算的输出功率(PMPO)(11)音染——声音染上了节目本身没有的一些特性,即重放的信号中多了或少了某些成份(12)频率响应——即频响,有效频响围为频响曲线最高峰附近取一个倍频程频带的平均声压级下降10分贝划一条直线,其相交两点间的围2、问答(1)声音是如何产生的?答:世界上的一切声音都是由物体在媒质中振动而产生的。
扬声器是通过振膜在空中振动,使前方和后方的空气形成疏密变化,这种波动的现象叫声波,声波使耳膜同样产生疏密变化,传级大脑,于是便听到了声音。
(2)什么叫共振?共振声对扬魂器音质有影响吗?答:如果物体在受迫振动的振动频率与它本身的固有频率相等时,称为共振当物体产生共振时,不需要很大的外加振动能量就能是使用权物体产生大幅度的振动,甚至产生破坏性的振动。
当扬声器振膜振动时,由于单元是固定在箱体上的,振动通过盆架传递到箱体上。
部分被吸收,转化成热能散发掉;部分惟波的形式再辐射,由于共振声不是声源所发出的声音,将会影响扬声器的重放,使音质变坏,尤其是低频部分(3)什么是吸声系数与吸声量?它们之间的关系是什么?答:吸声性能拭目以待好坏通常用吸声系级“α”表示,即α=1-K;吸声量是用吸声系数与材料的面积大小来表示。
音响技术第2章声学基础
我们以舞台上左右前后错开的各种乐器组成整个乐队. 他们演奏时, 到达听众耳际的声音可分为三类:
第二类为反射声.
第一类为直达声.
第三类为混响声.
与单声道重放声相比, 立体声具有一些显著的特点. 具有明显的方位感和分布感
用单声道放音时, 即使声源是一个乐队的演奏, 聆听者仍会明确地感到声音是从扬声器一个点发出的. 具有较高的清晰度
1.声压
声压的大小表示声波的强弱. 在一定时间内, 瞬时声压对时间取均方根值称为有效声压. 用电子仪表测量得到的通常是有效声压, 人们习惯上讲的声压实际上也是有效声压. 声压的国际单位是“Pa”(帕), 1 Pa=1 N/m2, 1大气压=105 Pa. 声压与大气压相比是极其微弱的. 正常人能听到的最弱声音约为2×10-5 Pa, 称为参考声压, 用符号Pr表示.
掩蔽效应是指同一环境中的其它声音会使聆听者降低对某一声音的听力. 一个较强的声音往往会掩盖住一个较弱的声音, 特别是当这两个声音处于相同的频率范围时.
01
掩蔽效应在音响技术中得到应用. 如一些降噪系统就是利用掩蔽效应的原理设计的, 信噪比的概念及其指标要求也是根据掩蔽效应提出来的. 在数字音源中, 可利用掩蔽效应进行压缩编码.
01
正弦定理告诉我们: 改变左右两只扬声器的发声强度, 声像将定位在两只扬声器之间.
(2 - 3)
01
02
式中l表示两耳距离; θ表示声源与人头中心线的夹角, 称为平面入射角; c为声速. 设l=20 cm,
c=340 m/s, 则
02
Δt≈0.62 sinθ (ms) (2 - 4)
两耳虽然相距不远, 但是, 由于头颅的阻隔作用, 使得从某方向传来的声音需要绕过头部才能到达离声源较远的一只耳朵中去. 在传播过程中, 其声压级会有一定程度的衰减, 使两侧耳壳处产生声级差.
声学基本原理
声学基本原理声学是研究声波传播、声音产生和感知的科学,它的基本原理涉及到声波的产生、传播和接收。
本文将通过对声学基本原理的阐述,帮助读者理解声学的核心概念和应用。
一、声波的产生声波是由物体振动引起的机械波,它的传播依赖于介质的存在。
为了产生声波,物体必须具备振动的能力。
当物体振动时,周围的空气分子也会跟随振动,形成了一个局部的密度变化,这种变化以机械波的形式传播出去,形成了声波。
二、声波的传播声波在传播过程中,需要介质作为传播媒介,常见的介质包括空气、水和固体等。
声波通过介质的传递是一种能量传递的过程,而介质分子的振动则是声能量的媒介。
声波的传播速度取决于介质的性质,如空气中的声速约为343米/秒。
三、声波的特性声波具有多种特性,包括频率、振幅和波长等。
其中,频率是指声波振动的快慢,单位是赫兹(Hz);振幅表示声波的强度,与声波带来的能量有关;波长则是声波的空间周期,表示声波一个完整振动的距离。
四、声音的感知声波通过耳朵传入人的耳蜗,经过神经信号的传递,最终由大脑解读成为声音的感知。
这个过程涉及到声波的频率、振幅和声音的音色等要素。
人耳对不同频率和振幅的声波有不同的感知,例如高频率的声波会被解读成尖锐的声音。
五、声学的应用声学在很多领域都有着重要的应用,其中之一是音响技术。
音响技术利用声学原理,使得人们能够获得更好的音乐享受和语音传递效果。
此外,声学还应用于医学领域,如超声波成像技术;工程领域,如噪声控制和声学设计等。
总结:声学是研究声波传播、声音产生和感知的科学。
声波的产生依赖于物体振动,声波的传播需要介质作为媒介,而声波的特性包括频率、振幅和波长。
声音通过耳朵传入大脑被解读成为声音的感知。
声学在音响技术、医学和工程等领域有广泛的应用。
通过学习声学基本原理,我们可以更好地理解和应用声音的科学。
声学基础知识解析
声学基础知识解析声学,作为物理学的一个分支,研究了声音的产生、传播和感知。
声波是一种机械波,是由固体、液体和气体中的物质震动引起的。
声学的研究对于我们日常生活和科学研究中都具有重要的意义。
本文将对声学的基础知识进行解析。
一、声的产生声音的产生是由物体的振动引起的。
当物体振动时,周围的空气分子也会跟随振动,形成一个机械波,即声波。
声波的频率越低,音调就越低,频率越高,音调就越高。
二、声的传播声波是通过介质传播的,大部分情况下是通过空气传播。
当我们发出声音时,声波会向四面八方传播,当声波到达一个物体时,它会撞击物体的表面,使表面振动,并且使介质内的分子也发生振动。
这种振动会一直传播下去,直到遇到障碍物或者被吸收。
三、声的特性声音具有以下几个基本特性:1. 音量:也称为声音的强度,是指声音的大小。
音量与声波的振幅有关,振幅越大,音量就越大。
2. 频率:也称为音调,是指声音振动的快慢。
频率与声波的周期有关,周期越短,频率就越高,音调就越高。
3. 声音色彩:是指声音的质地或音质,不同的乐器和人的声音都有独特的音色。
音色由声波的谐波分量决定。
四、声的吸收与反射当声波遇到物体时,它会发生吸收和反射。
当声波被吸收时,会转化为其他形式的能量,导致声音变弱或消失。
当声波被物体表面反射时,它会沿着其他方向传播,形成回声。
五、应用领域声学的研究在很多领域都有重要的应用,以下是一些常见的应用领域:1. 音乐:声学研究有助于了解乐器的原理和声音产生的机制,帮助人们更好地演奏乐器和欣赏音乐。
2. 建筑与环境:声学研究在建筑和环境设计中发挥重要作用,可以帮助减少噪音污染,改善室内声学环境。
3. 通讯:声学研究在通讯技术中起着关键作用,例如手机和音频设备的设计。
4. 医学:声学在医学中的应用广泛,包括超声波成像、听力研究等。
结论声学作为物理学的一个分支,研究了声音的产生、传播和感知。
通过学习声学的基础知识,我们可以更好地理解声音的产生和传播原理,并且可以应用于音乐、建筑、通讯和医学等领域。
声学的基本原理
声学的基本原理声学是研究声波的传播、产生和调制的学科。
声波是由物体振动产生的机械波,它通过介质传播,使人们能够感知到声音。
声学的研究对象包括声波的频率、幅度、速度、反射、折射等特性,并且涉及到声音的感知和应用。
声音的产生源于物体的振动。
当物体振动时,空气中的分子受到振动的作用,形成一个憋气的过程,通过相邻分子的相互作用,憋气的过程就会传递下去。
这种通过分子之间的相互作用而传递的能量就形成了声波。
声波分为机械波和电磁波两种,其中以机械波为主。
声速是声波传播的速度,它受到介质的密度和弹性系数的影响。
一般情况下,声速在气体、液体和固体中不同。
在空气中,声速大约是每秒343米;在水中,声速大约是每秒1500米;在固体中,声速可以达到几千米甚至几万米每秒。
声波的传播受到反射、折射和干涉等现象的影响。
当声波传播到一个边界时,一部分声波会被反射回来,形成回波,同时一部分声波会继续传播到新的介质中,并按照折射定律改变传播方向。
这种现象在声学中被广泛应用,例如声波的反射可用于测量距离和声纳系统,声波的折射可用于声学成像。
此外,声波还会受到不同波源的干涉影响,形成共鸣或干涉消除。
声音的频率决定了人们对声音的音调感知。
频率是指声波在单位时间内振动的次数,单位是赫兹(Hz)。
人能够听到的声音频率范围大约在20 Hz到20,000 Hz之间,低于20 Hz的声音称为次声,高于20,000 Hz的声音称为超声。
频率越低,声音越低沉;频率越高,声音越尖锐。
声音的幅度决定了人们对声音的音量感知。
幅度是指声波振动的振幅大小,单位是分贝(dB)。
人耳对声音的响度感知是对声压级的感知,声压级是声波振动引起的介质分子之间变化的压力差。
声波的幅度越大,声音的音量越大;幅度越小,声音的音量越小。
声学不仅仅关注声波的产生和传播过程,还涉及声音的感知和应用。
人耳是感知声音的主要器官,其结构复杂,包括外耳、中耳和内耳。
当声波进入外耳,经过中耳的共振放大,最终刺激内耳的听觉神经,产生声音的感知。
声学基础知识
声学基础知识一、声音声音是空气分子的振动。
物体的振动(我们称之为"声源")引起空气分子相应的振动,传入人耳导致鼓膜振动,通过中耳、内耳等一系列听觉器官的共同作用使人听到了声音。
二、声波把石头扔进平静的水面,会形成一组向四周扩散的水波,这是我们所能见到的比较直观"波",空气分子振动形成的声波要复杂一点,它是从声源向四周立体扩散的一组疏密波,空气分子并不是从声源一直跑到您的耳朵,而是在它本来的位置振动,从而引起与它相邻的空气分子随之振动,声音就是这样从声源很快地向外传播的,声音在空气中的传播速度是331米/秒。
举一个简单的例子,麦浪的运动跟声波很相似,粒子的振动方向与波的运动方向是平行的。
波需要通过介质来传播,麦浪的运动到田埂边就自然停止了,声波的传播介质是空气分子,所以,真空里声音是不能传播的。
三、声音的频率声波每秒的振动次数称为频率,频率在20Hz~20KHz之间称为声波;频率大于20khz称为超声波;频率小于20hz称为次声波。
超声波和次声波人耳是听不到的,地震波和海啸都是次声波。
有些动物的耳朵比人类要灵敏得多,比如蝙蝠就能"听到"超声波。
世界上很少存在单一频率的"纯音",我们所听到的声音大都是各种频率的复合音,如乐器发出的单音就是周期性的复合音,语音则是非周期性的复合音。
让我们对声音的频率有一个比较直观的概念:大鼓的"蓬蓬"声频率很低,大约在35Hz-7kHz;人的语音频率范围主要在200 Hz到40 00 Hz之间;锣声、铃声的频率大约在2000 Hz到3000 Hz左右;在人类语音中,女声比男声频率要高一点;童声要比成人频率高一点;"啊啊"声频率较低,"咿咿"声频率稍高,"嗤嗤、嘶嘶"声频率最高。
知道这一点很有用,在实际中,可以经常用来测试病人戴助听器前后对声音频率的反应。
声学基础及其原理
2 声学基础及其原理[13]在我们的生活环境中会遇到声强从弱到强范围很宽的各种声音[5]。
如此广阔范围的能量变化直接使用声功率和声压的数值很不方便,而用对数标度以突出其数量级的变化则相对明了些;另一方面人耳对声音的接收,并不是正比与强度的变化值,而更近于正比与其对数值,由于这两个原因,在声学中普遍使用对数标度来度量声压、声强、声功率,分别称为声压级、声强级和声功率级,单位用分贝(dB )来表示[1]。
2.1声压级将待测声压的有效值P e 与参考声压P o 的比值取以10为底数的常用对数,再乘以20。
即:L p =20lg oe P P (dB ) (2.1) 在空气中,参考声压P 0规定为2⨯10-5帕,这个数值是正常人耳对1000Hz 声音刚能够觉察到的最低声压值。
式(2.1)也可以写为:L p =20lgp+94 (dB ) (2.2)式中p 是指声压的有效值P e ,由于声学中所指的声压一般都是指其有效值,所以都用p 来表示声压有效值P e 。
人耳的感觉特性,从可听域的2⨯10-5帕的声压到痛域的20帕,两者相差100万倍,而用声压级表示则变化为0-120分贝的范围,使声音的量度大为简明。
2.2 声强级:为待测声强I 与参考声强I 0的比值取以常用对数再乘以10,即:L I =10lg 0I I (dB ) (2.3) 在空气中,参考声强I 0取以10-12W/m 2这样公式可以写为:L I =10lg I+120 (dB ) (2.4)2.3声功率可以用“级”来表示,即声功率L W ,为:L W =10lg 0W W (dB ) (2.5) 这里W 是指声功率的平均值W ,对于空气媒质参考声功率W 0=10-12W ,这样式子可以写为:L W =10lg W +120 (dB ) (2.6)由声强与声功率的关系I=W/S ,S 为垂直声传播方向的面积,以及空气中 声强级近似的等于声压级,可得:L p =L I =10lg ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅01I S W =10lg ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅S I W W W 1000 (2.7) 将W 0=10-12W ,I 0=10-12W/m 2代入,可得:S L L L W I p lg 10-== (dB ) (2.8)这就是空气中声强级、声压级与声功率级之间的关系,但应用条件必须是自由声场,即除了有源发声外,其它声源的声音和反射声的影响均可以忽略。
声学基本原理及声音传播规律
声学基本原理及声音传播规律声学是研究声音产生、传播和接受的学科,涉及到声波传播的各个方面。
声音是人类生活中不可或缺的一部分,了解声学基本原理和声音传播规律对于我们更好地理解声音的产生与传播以及应用于实际生活中具有重要意义。
一、声学基本原理1.声音的产生声音的产生源于物体的振动。
当物体振动时,周围空气也会跟随振动,产生了气体密度的周期变化,即形成了声波。
这些声波通过传播介质(通常是空气)以机械波的形式传递出去。
2.声音的特性声音具有频率、振幅和波长等特性。
频率是指声波振动的速度,单位是赫兹(Hz);振幅则代表声音的强弱,它决定了我们听到的音量大小;波长是声波传播的长度,与频率有关。
3.声音的传播介质声音需要通过介质来传播,如空气、水、固体等。
介质的密度和弹性决定了声波的传播速度和衰减情况。
在空气中,声音的传播速度约为340米/秒。
二、声音传播规律1.声音的传播路径声音传播可以通过直接传播和间接传播两种方式。
直接传播是指声波以机械波的形式在空气等介质中传递。
间接传播是指声音通过固体或液体振动引起相邻介质的振动,进而传递声波。
2.声音的衰减声音在传播过程中会遇到阻力、散射和吸收等因素,从而引起声波能量的衰减。
阻力是由介质的摩擦和黏性引起的,散射是声波在遇到不规则物体时的反射与折射,而吸收则是介质对声波的能量吸收。
3.声音的反射和折射声波在遇到障碍物或界面时会发生反射和折射现象。
反射指的是声波在遇到障碍物后被反射回原来的方向,折射则是声波在遇到介质的边界时改变传播方向。
4.声音的干扰和共振当两个或多个声波相遇时,会产生干扰现象。
干扰可以是构相干干扰,即声音的振动相加或相减,也可以是声波的相位干扰,即声音的相位发生变化。
共振是指当声波的频率与物体的固有频率相同时,将引起物体共振,产生更大的振动幅度。
综上所述,声学基本原理涵盖了声音的产生、特性和传播介质等方面的内容。
声音传播规律包括声音的传播路径、衰减、反射与折射以及干扰和共振现象。
声学基础知识(整理)
噪声产生原因空气动力噪声由气体振动而产生。
气体的压力产生突变,会产生涡流扰动,从而引起噪声。
如空气压缩机、电风扇的噪声。
机械噪声由固体振动产生。
金属板、齿轮、轴承等,在设备运行时受到撞击、摩擦及各种突变机械力的作用,会产生振动,再通过空气传播,形成噪声。
液体流动噪声液体流动过程中,由于液体内部的摩擦、液体与管壁的摩擦、或者流体的冲击,会引起流体和管壁的振动,并引起噪声。
电磁噪声各种电器设备,由于交变电磁力的作用,引起铁芯和绕组线圈的振动,引起的噪声通常叫做交流声。
燃烧噪声燃料燃烧时,向周围的空气介质传递了热量,使它的温度和压力产生变化,形成湍流和振动,产生噪声。
声波和声速声波质点或物体在弹性媒质中振动,产生机械波向四周传播,就形成声波(声波是纵波)。
可听声波的频率为20~20000Hz,高于20KHz 的属超声波,低于20Hz 的属次声波。
点声源附近的声波为球面波,离声源足够远处的声波视为平面波,特殊情况(线声源)可形成柱面波。
声频( f )声速( c )和波长( λ )λ= c / f声速与媒质材料和环境有关:空气中,c =331.6+0.6t 或t c +=27305.20 (m /s) 在水中声速约为1500 m /s t —摄氏温度传播方向上单位长度的波长数,等于波长的倒数,即1/λ。
有时也规定2π/λ为波数,用符号K 表示。
质点速度质点因声音通过而引起的相对于整个媒质的振动速度。
声波传播不是把质点传走而是把它的振动能量传走。
声场有声波存在的区域称为声场。
声场大致可以分为自由场、扩散场(混响场)、半扩散场(半自由场)。
自由场在均匀各向同性的媒质中,边界影响可忽略不计的声场称为自由场。
在自由场中任何一点,只有直达声,没有反射声。
消声室是人为的自由场,是由吸声材料和吸声结构做成的密闭空间,静谧无风的高空或旷野可近似为自由场。
扩散场声能量均匀分布,并在各个传播方向作无规则传播的声场,称为扩散场,或混响场。
声学基础_声学原理绪论
声学基础声学基础1绪论2声波的基本性质3管道声学4声波的辐射5声波的接收与散射6室内声学声学基础第1章绪论1.1 声与噪声的概念1.2 声学发展历史131.3 声学研究范畴1.4 课程内容1.5 参考书目第1章绪论1.1 声与噪声的概念声:声音的世界:自然界中的声音, 音乐,语言,噪声波动现象,曾发生过波动说和粒子说的争论声波:在弹性媒质中传播的扰动声音:人耳可听声声源——媒质——受者物体振动——媒质传播——听觉器官或传感器产生反应一种物质波,需要媒质(光波,无线电波为电磁波)噪声的定义:生理学:不需要的声音。
(与时、人、环境、目的有关)物理学:不协调音为噪声,协调音为乐音。
噪声:频率、声强不同声波的无规则组合。
噪声:对人起作用的不愉快声。
人——声噪声对人起作用的不愉快声第1章绪论 1.1 声与噪声的概念声学(Acoustic)研究声波的产生、传播、接收和效应的科学, 关于声音的学问应用声学科学原理改造人类的物质环境1.2声学发展历史第1章绪论1.2 声学发展历史灿烂的古代声学最早的声音研究:自然声音、人类声音、语言、音乐、乐器,房间声学特性声波和水波的类比,共振、天坛古代乐器,编钟,调音乐律:三分损益法第1章绪论 1.2 声学发展历史经典声学发展史人们常将18,19世纪欧洲的声学发展称之为经典声学这里主要从经典声学对声音的产生,传播和接收三方面的研究分别来介绍18,19世纪这近200方面的研究分别来介绍世纪这近多年的历史中,这些伟大的科学家们对声音的探索和认识第1章绪论 1.2 声学发展历史声音的产生通常认为最早研究乐器声音起源的人是希腊哲学家彼得y g格拉斯Pythagoras他发现当把两根拉直的弦底部扎牢时,高音是从短的那根弦发出的第1章绪论 1.2 声学发展历史声音的产生意大利的伽利略(Galileo Galilei) 在17世纪初作了单摆及弦的研究,得到单摆的周期及弦的振动发声特性。
发现钟摆的周期与振幅无关,而只依赖于决定振动频率的悬线长度,强调了频率的重要性。
声学基础原理
声学基础原理
1. 声音的产生
声音的产生是由于物体的振动。
当物体振动时,它会在周围介质中产生压力变化,进而引起介质分子的运动。
这种压力变化会以波的形式传播,形成声波。
2. 声波的传播
声波是机械波,需要介质来进行传播。
在空气中,声波通过使空气分子沿波的传播方向振动来传导能量。
声波可以在固体、液体和气体中传播,但不会在真空中传播,因为真空中没有介质分子来传递能量。
3. 声音的特性
声音有几个主要的特性,包括频率、振幅和波长。
- 频率:声音的频率是指声波振动的次数。
频率越高,声音越
高音调。
- 振幅:声音的振幅是指声波的最大压力变化。
振幅越大,声
音越大。
- 波长:声音的波长是指声波一个完整振动周期所占据的距离。
较短的波长意味着高频率的声音。
4. 声音的应用
声音在各个领域中都有广泛的应用。
- 通信:声音是一种重要的通信媒介,例如电话、对讲机和语
音传输系统。
- 音乐:声音是音乐的基础,通过不同频率和振幅的声音可以
创造出各种音乐效果。
- 医学:声音在医学诊断和治疗中有重要作用,例如听诊器用
于听取患者的心脏和肺部声音。
5. 声学研究领域
声学研究涵盖了多个子领域,包括乐理声学、环境声学、建筑声学等。
这些领域对于理解声音的产生、传播和影响有着重要的贡献。
以上是声学基础原理的简要概述。
声学作为一个学科,涉及到许多复杂的概念和现象,进一步了解这些原理将有助于我们更好地理解声音和应用声学知识。
声学的基本原理与实验研究
02 降低环境噪音
利用声学技术保护人类健康
03
声学的教育意义
培养综合素质
加强声学教育对学生的综 合素质培养至关重要
推动声学研究
提高公众对声学知识的了 解有助于推动声学研究的 发展
声学科研现状
声学理论研 究
推动声学领域的 学术发展
声学技术应 用
促进声学技术的 创新与应用
尖锐与低沉
声音的频谱分析
频谱分析是一种研究 声音频率成分的方法, 通过频谱仪等设备可 以对声音进行详细的 频谱分析,进一步了 解声音的频率特性
声音的波形分析
利用示波器 进行波形分
析
研究声音波形的 变化
波形分析的 应用
了解声音特征及 信号处理
总结
声音的测量与分析是声学研究中的重要环节,通 过测量声音的强度、频率、频谱和波形,可以深 入了解声音的特性和行为,为声学实验研究提供 基础和支持。
声学的基本原理与实验研究
汇报人:XX
2024年X月
第1章 声学的基本概念 第2章 声音的产生机制 第3章 声学实验方法 第4章 声音的测量与分析 第5章 声学的工程应用 第6章 声学的未来发展趋势 第章 声学的基本概念
声学的定义和研 究对象
声学是研究声音的产 生、传播和接收的物 理学科,研究对象包 括声波、声音的特性、 声音在不同介质中的 传播等。
声波的分类
纵波
波动方向与传播 方向一致,如声
波
横波
波动方向垂直于 传播方向,如光
波
声音的特性
声音的频率决定了其 音调高低,声音的振 幅决定了其音量大小, 声音的波形决定了其 音色。
声学的应用领域
医学
超声波成像 听力疾病诊断
声学基础知识(1)
声音在室内传播
当一个声源在室内发声, 任一点听到的声音按照先后顺 序分为直达声、早期反射声和混响声。
声音在室内传播
直达声
直达声是室内任一点直接接收到声源发出的声音, 是接收声音的 主体, 不受空间界面的影响。
早期反射声
早期反射声是指延迟直达声50毫秒以内到达听音点的反射次数 较少的声音, 包括一次、二次或少数三次反射声。
40方等响
20 87dB 31.5 75dB 63 58dB 125 45dB 250 43dB 500 42dB 1K 40dB 2K 36dB 4K 32dB 8K 48dB
声波的透射与吸收
▪ 声波具有能量, 简称声能。
▪ 当声波碰到室内某一界面后(如天花、墙), 一部分声能被反射, 一
部分被吸收(主要是转化成热能), 一部分穿透到另一空间。
Eo E E E
透射系数:
Ei Eo
Er
反射系数: Eo
1 r 1 Er Ea Ei
Eo Eo
不同吸材声料,系不数同的: 构造对声音具有不同的性能。在隔声中希望用透
声音的基本性质
“声”由声源发出, “音”在传播介质中向外传播。 声音在固体中的传播速度最快, 其次是液体, 声音 在气体中传播的速度最慢。
声波的基本量
f: 频率,每秒钟振动的次数,单位Hz(赫兹)频率高的声音 称为高音,频率低的声音称为低音。
声音是声波作用于人耳引起的主观感受, 人耳对声波 频率的主观感觉范围为20Hz~20kHz, 通常称此范围为 音频;低于20Hz为次声波, 高于20kHz为超声波。 : 波长,在传播途径上,两相邻同相位质点距离。单位m(米 )。声波完成一次振动所走的距离。
高中物理声学知识
高中物理声学知识声学是研究声波传播、声音产生、感受和应用的学科。
在高中物理课程中,声学是一个重要的知识点。
本文将介绍一些关于高中物理声学知识的基本原理和概念。
一、声波传播声波是一种机械波,需要介质传播。
当物体振动时,周围的介质分子也产生振动,从而形成了声波的传播。
声波传播的速度取决于介质的特性,如密度和弹性模量。
一般而言,固体中声波传播的速度最快,液体次之,气体最慢。
二、声音产生和感受声音的产生是因为物体振动引起周围介质的波动。
当振动频率在人耳可接受的范围内,人们会感知到声音。
声音的强弱与振动的振幅有关,频率的高低决定了声音的音调。
三、声音的特性1. 音调:音调是声音的基本特征,取决于声音波的频率。
频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
2. 音量:音量是声音的强度,取决于声音波的振幅。
振幅越大,音量越高。
3. 速度:声音在空气中的传播速度大约为340米/秒,但在不同介质中会有所不同。
4. 谐波:声音波可以分解为不同频率的谐波波形。
四、声音的传播和衍射声音可以通过直线传播,也可以发生衍射。
衍射是指声波在遇到障碍物时产生弯曲和扩散的现象。
声音的频率越低,衍射效应越明显。
五、声音的共振共振是指当声波的频率与物体的固有频率相同时,物体会发生明显的共振现象。
共振的发生会增强声音的音量,并产生更加明亮的声音。
六、声音的应用声音在日常生活和工业中有着广泛的应用。
以下是一些例子:1. 扩音器:扩音器利用共振效应来增大声音的音量,常用于演讲和音乐表演等场合。
2. 声纳:声纳是利用声音波在水中传播的特性,通过测量声波的反射和回声来探测和定位水下物体。
3. 音乐乐器:各种乐器的演奏都利用了声波的产生和传播原理。
4. 声波通信:声波可以用作短距离通信,在水下或者其他介质中传送信息。
5. 声学设计:声学在建筑和音响系统设计中起着重要作用,以提供良好的声音质量和环境。
总结:声学是物理学中重要的一部分,主要研究声波的传播和应用。
声乐生理学与声学基础
声乐生理学与声学基础一、声学基本知识歌唱的发声与物体的发声相同,是遵循声学基本规律的物理现象。
要懂得歌唱发声的科学原理,需要对声学知识有一定的了解。
(一)声音的产生自然界声音的形成来源于物体的振动。
物体在外力作用下,沿着直线或曲线往复运动称为振动。
振动须具备两个条件:一是声源,二是动力源。
被振动的物体为声源,亦称振源体。
作用于物体的力称为动力源。
乐器的发声就是在具备上述二个因素的条件下产生的。
打击乐的振源体是被打击物体的界面,动力源为打击。
弦乐器的振源体是琴弦,动力源来自弓与弦的磨擦;管乐器的振源体是哨片或吹奏者的嘴唇,动力源来自吹奏者的气流。
发声体在外力作用下发生振动时,会以一定速度在媒介质(气体、固体、液体)中传播,称为声波。
声波在空气中传送到人耳(在15·C 的条件下,传送速度为340米/秒),激起听觉器官的反应,从而引人的听觉感受,人就听到了声音。
物体有规律的周期性振动,发出的声音有固定频率,听起来悦耳,称为乐音。
噪音,又称杂音,是由许多不规则的声波重叠而成,是一种和成波。
风雨声、爆炸声、机器声等,都是噪音。
(二)声音的特性在声学概念中,声音有如下四种特性:1.音高发声体振动,从离开原位到回到原位的时间称为振动周期。
单位时间内的振动周数称为频率。
频率的多少决定音的高低。
频率多,音就高,频率少,音就低。
频率的单位叫赫兹(Hz)——即发声体每秒内的振动周数。
乐音体系中的每个音均有固定的频率,如标准音的频率为440赫兹——即振动数为440次/秒。
2.音量发声体振动,从原位到离开原位的最大值叫做振幅。
振幅的大小取决于使物体振动的外力。
在物体弹性范围内,振幅与外力成正比。
外力越大,振幅越大。
振幅决定音的强弱,即音量。
振幅越大,声音越强,音量越大。
反之,声音弱,音量小。
3.音色不同发声体所发出的声音具有不同的个性与色彩,构成音色。
音色是由于发声体振动形式及波纹的曲折不同而构成。
发声体振动的形式决定基因和泛音之间的关系。
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2 声学基础及其原理[13]在我们的生活环境中会遇到声强从弱到强范围很宽的各种声音[5]。
如此广阔范围的能量变化直接使用声功率和声压的数值很不方便,而用对数标度以突出其数量级的变化则相对明了些;另一方面人耳对声音的接收,并不是正比与强度的变化值,而更近于正比与其对数值,由于这两个原因,在声学中普遍使用对数标度来度量声压、声强、声功率,分别称为声压级、声强级和声功率级,单位用分贝(dB )来表示[1]。
2.1声压级将待测声压的有效值P e 与参考声压P o 的比值取以10为底数的常用对数,再乘以20。
即:L p =20lg oe P P (dB ) (2.1) 在空气中,参考声压P 0规定为2⨯10-5帕,这个数值是正常人耳对1000Hz 声音刚能够觉察到的最低声压值。
式(2.1)也可以写为:L p =20lgp+94 (dB ) (2.2)式中p 是指声压的有效值P e ,由于声学中所指的声压一般都是指其有效值,所以都用p 来表示声压有效值P e 。
人耳的感觉特性,从可听域的2⨯10-5帕的声压到痛域的20帕,两者相差100万倍,而用声压级表示则变化为0-120分贝的范围,使声音的量度大为简明。
2.2 声强级:为待测声强I 与参考声强I 0的比值取以常用对数再乘以10,即:L I =10lg 0I I (dB ) (2.3) 在空气中,参考声强I 0取以10-12W/m 2这样公式可以写为:L I =10lg I+120 (dB ) (2.4)2.3声功率可以用“级”来表示,即声功率L W ,为:L W =10lg 0W W (dB ) (2.5) 这里W 是指声功率的平均值W ,对于空气媒质参考声功率W 0=10-12W ,这样式子可以写为:L W =10lg W +120 (dB ) (2.6)由声强与声功率的关系I=W/S ,S 为垂直声传播方向的面积,以及空气中 声强级近似的等于声压级,可得:L p =L I =10lg ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅01I S W =10lg ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅S I W W W 1000 (2.7) 将W 0=10-12W ,I 0=10-12W/m 2代入,可得:S L L L W I p lg 10-== (dB ) (2.8)这就是空气中声强级、声压级与声功率级之间的关系,但应用条件必须是自由声场,即除了有源发声外,其它声源的声音和反射声的影响均可以忽略。
在自由场和半自由场测量机器噪声声功率的方法的原理就是如此。
声压级、声强级、声功率级的定义中,在后两者对数前面都好似乘以常数10,而声压级对数前面乘以常数为20,这是因为声能量正比于声强和声功率的一次方,而对声压是平方的关系。
如声压增加一倍,声压级和声强级增加6分贝,而声强增加一倍,声压级和声强级增加3分贝[5]。
对于一定的声源,其声功率级是不变的,而声压级和声强级都是随着测点的不同而变化的。
专门的研究表明,人耳对于不同频率的声音的主观感觉是不一样的,人耳对于声的响应不单纯是物理上的问题了。
为了使人耳对频率的响应与客观声压级联系起来,采用响度级来定量的描述这种关系,它是以1000Hz 纯音作为基准,对听觉正常的人进行大量比较试听的方法来定出声音的响度级的,它的定义是以频率为1000Hz的纯音的声压级作为其响度级。
也就是说,对于1000Hz的纯音,它的响度级就是这个声音的声压级,对频率不是1000Hz的纯音,则用1000Hz纯音与这一待定的纯音进行试听比较,调节1000Hz纯音的声压级,使它和待定的纯音一样响,这时1000Hz纯音的声压级就被定义为这一纯音的响度。
响度级记为L N,单位是方(phon)。
对各个频率的声音都做这样的试听比较,把听起来同样响度的个相应声压级按频率连成一条条曲线,这些曲线就称为等响曲线。
如图2.1:图2.1 等响曲线Fig.2.1 the surve of equal sound由等响曲线可以得出各个频率的声音在不同的声压级时人们主观感觉出的响度级是多少。
从频率上看,人耳能听到的声音在20-20000Hz的频率范围内,低于20Hz的叫次声,高于20000Hz的叫超声。
另一方面,即使在20-20000Hz 的声频范围内也不是任意大小的声音都能被人耳所听到,在图 2.1中的最下面的一根虚曲线表示人耳刚刚能听到的声音的强弱,其响度级为零方,低于这根曲线的声音人耳是听不到的;图上最上边的曲线是痛觉的界限超过此曲线的声音人耳是听不到的,感觉到的是痛觉。
从曲线中可以看出,人耳能感觉为声音的声音的声能量范围达到1012倍,相当于120分贝的变化范围。
响度级也是一种对数标度的单位,不同响度级的声音不能直接进行比较。
声音想的程度叫做响度使它能与正常听力对声音倾向的主观感受量成正比,也就是说响度加倍时,声音听起来也家倍的响。
由等响曲线可以看出,人耳对于高频声音,特别是对于1000-5000Hz的声音比较敏感,而对于低频声音,特别是100Hz以下的可听声不敏感。
即声压级相同的声音由于频率不同所产生的主观感觉不一样。
为了使声音的客观量度和人耳听觉主观感受取得一致,在测量声音的仪器上都装置了对频率的计权网络,即加上一个滤波器,对所接到的声音按频带设一定的衰减来模拟人耳的听觉特性,一般这种计权网络有A、B、C三种,用计权网络测得的结果叫做声级,范围分贝后必须写出所用的计权网络的标志,即dA、dB、dC,相应的A计权声压级记做L Pa,简称A声级。
A、B、C、D的计权曲线如图2.2:图2.2 计权网络响应特性Fig.2 charitics of effect2.4 计权响应与频率的关系对声级计电性能要求从20-20000Hz有平直的频率响应,计权网络A、B、C的频率响应特性,是按IEC规定选取接近人耳对声音频率响应的几条等响曲线设计的。
A计权网络频响曲线相当于40方的等响曲线的倒置曲线。
经过多年的实践和研究表明,用A计权网络测得的声级与由宽频率范围噪声引起的烦恼和对听力危害程度的相关性较好,而且用单一声级测量又比较方便,因此近年来测量一般宽频率噪声时,多用A计权网络。
使用声级计时,必须防止过载,以免读出的数据不可靠,为此,有的声级计有过载指示灯。
表2.1给出了A计权响应的具体数值。
表2.1 A 计权响应与频率的关系(按1/3倍频程中心频率)Tab.2.1 relation between frequence and effect频率(Hz ) A 计权响应(dB ) 频率(Hz ) A 计权响应(dB )20 -50.5 630 -1.925 -44.7 800 -0.831.5 -39.4 1000 040 -34.6 1250 +0.650 -30.2 1600 +1.063 -26.2 2000 +1.280 -22.5 2500 +1.3100 -19.1 3150 +1.2125 -16.1 4000 +1.0160 -13.4 5000 +0.5200 -10.9 6300 -0.1250 -8.6 8000 -1.1315 -6.6 10000 -2.5400 -4.8 12500 -4.3 500 -3.2 16000 -6.6由噪声的个频率的声压级L p i 和对应频率的A 计权修正值∆Ai L ,可得出此声音的A 计权声级:()⎥⎦⎤⎢⎣⎡=∑=∆+⨯n i L L A A i pi L 11.010lg 10 (dB A ) (2.9) 2.5 消声器消声器是一种允许气流通过而能使透过声音得到降低的装置。
2.5.1评价消声器性能时,应综合的考虑声学,空气动力学性能和结构等要求,归纳起来,有三个基本条件:2.5.1.1 足够的消声量,尤其在噪声突出的频带范围内有良好的消声性能;2.5.1.2 良好的空气动力性能,要求阻力损失越小越好,基本上不降低风量,保证气流畅通;2.5.1.3 空间位置合理,构造简单,便于制作安装,且能保持长期稳定性。
2.5.2 评价消声器声学性能时,常用的有4个评价量:2.5.2.1 插入损失:指装置消声器前后,气流通过管道某一测点位置的声压级差。
这一方法比较简便,并能直观的反映消声器的实际使用效果。
2.5.2.2 声压级差:又称末端声压级差或噪声降低量,指消声器进口和出口端的平均声压级差。
这一方法常用于已安装好消声器的管道内的测量。
2.5.2.3 轴向声衰减:指消声器通道内沿着轴向的声级变化,通常以每米的声衰减量来表示这一方法只适用于声学材料在较长管道内连续而均匀分布的直通管道消声器。
2.5.2.4 传声损失:系指消声器进口端输入声功率与消声器出口端书声功率之比,取以1为底的对数并乘以10,或者是两端声功率级之差,即L W 1—L W 2。
声功率通常可通过测试两端的平均声压级1P L 和2P L 来确定。
设S 1和S 2分别为进口和出口端消声通道的截面积,因此有:111lg 10S L L P W +=222lg 10S L L P W += (2.10)测量时应没有末端反射影响。
上述的几种测量方法,都会由于管道末端干涉的影响而使测得结果即使对同一种消声器也有很大的差别。
2.5.3 消声器的设计程序可分成五个步骤:2.5.3.1 对噪声源做声频谱分析,通常可测定63-8 000Hz 频率段范围内1倍频程的八个频带声压级和A 计权声级。
如果噪声成分中有明显的夹叫声,则需做1/3倍频程或更窄的频带分析。
2.5.3.2 根据对噪声源的调查机器使用上的要求,决定控制噪声的标准,采用有关控制措施后应该符合这一标准要求。
过高,则增加成本,消声器体积增大或者使措施复杂;过低,则达不到足以保护环境的目的。
有时,环境噪声和他不利条件的影响(如控制范围内有多个噪声源的干扰等),也是考虑确定消声其器必须达到的消声量的因素。
2.5.3.3 计算消声器所需要的消声量△L ,对不同的频带消声量要求是不相同的,应分别进行计算:△L=L P —△L d —L A (2.11)式中:L P 为声源每一频带的声压级,分贝;△L d 为当无消声措施时,从声源至控制点经自然衰减所降低的声压级,分贝;L A 为控制点允许声压级,分贝。
2.5.3.4 由各频带所需要的消声量△L 来选择不同类型的消声器,如阻性、抗性或其他类型。
在选取消声器类型时,应该作方案比较并作综合平衡后确定。
2.5.3.5 检验实际消声效果,看是否达到预期要求,否则需修改原设计方案作出补救措施。
2.5.4 管道消声器主要有以下几种:2.5.4.1阻性消声器声波在衬贴吸声材料的直管道中的传播时,吸声材料将消耗声波的能量,从而可达到将噪效果。
材料的消声性能类似:当声波通过衬贴吸声材料的管道于电路中的电阻耗损电功率,故得其名。