华南理工环境科学课件03第二章 第二节 噪声基础2011

(2-56)
• 由上式可以看出， 由可测量的Lp 和LpB 的 Lps ps 差值计算得到，这时 Lps 按式 Lps Lp Lps 即 可求出。图2-4和表2-5表示出 Lp 和LpB 各差 值所对应的修正值 。 Lps
【图、表法】声压级相减简便计算。
表 2-4 分贝“相减的修正值”
叠加的声压级为90dB。用图2-5或表2-6计算，
则
Lp -LpB ＝90 － 86＝4 (dB) 查图2-4或表2-5，得 Lps =2.3，则机器 真实的声压级为 Lps =90 － 2.3＝87.7 (dB)
（三）声压级平均
计算平均声压级的目的
计算指向性指数
一点多次测量的结果
计算公式
则，总声压级即可按下式计算
LPt LP1 LP '
2-3和图2-4。
(2-53)
' L • 由一系列的 P，可得一系列对应的LP ，其值见表
【图、表法】若声源太多,式 (2-51)计算总声压级较麻烦，通 过式 (2-51) 得到相关图（图2-4）和表（表2-3）可简便计算。
表2-3 分贝和的附加值
• •
1c1 2c2 ，声波无反射，是全透射。
2c2 1c1 ，媒质II比媒质I“硬”；
• 若 2c2 1c1 ，声波发生全反射。如:声波从空 气中入射到水(或墙)的界面上。 •
1c1 2c2 ，媒质Ⅱ比媒质I“软”；
• 若 1c1 2c2 ，在媒质I中，入射声压与反射声 压在界面处大小相等、相位相反，总声压达到极小， 近似等于零，而质点速度达到极大，在媒质Ⅱ中无 透射声波。
频率成分的波都互不干涉，合成声的总声压仍可用
上式计算。但要求瞬时声压时应用式(2-58)。
（二）声波的反射、透射和折射
• 声波在传播过程中遇到障碍物、不均匀媒质或者不
同媒质时，在两媒质的界面会发生反射，折射和透 射现象。声波的这些特性与光波相似。

1. 垂直入射声波的反射和透射
2. 斜入射声波的反射和折射
（三）声压级平均
（一）声压级相加
• 总声压级
Lp 10 lg 10
i 1
n
0.1Lpi
(2-51)
若 LP1 LP2 LPn LP ',则
LP LP ' 101gn
(2-52)
式中， LP ——总声压级，dB； 在某点各声源产生的声压级或一个声级 LP—— i 某频率下的声压级，dB； n ——声压级的总个数。
七
声压级计算
八
声波的传播特性
（五）声音的声压级、声强级和声功率级
• 声压级（ Lp ）：声音的声压与基准声压之比，取以
10为底的对数，再乘以20，分贝（dB）。表达式为
p Lp 20lg p0
(2-36)
式中，
p——有效声压，Pa；
p0——基准声压， p0 ＝2×10-5Pa。
Lp 20lg p 94
Lps 10 lg 10
10
0.1L pB

10lg(10
0.180
10
0.176
)
=77.8(dB)
【图、表法】声压级相减简便计算的
• 若设修正值 Lps Lp Lps ,将式（2-53、54） 代入并整理，得
0.1( Lp LpB ) Lห้องสมุดไป่ตู้s 10lg 1 10
I I1 I 2 I n
声压不能直接相加
pt p p2 pn pi 2
2 2 1 2 2 n
几个噪声源同时存在时，通常要计算声场中某点
i 1
的总声压级，有时还需要计算一个噪声源发出各种
频率声波的总声压级。下面讨论声压级的计算。
七
声压级计算
（一）声压级相加 （二）声压级相减
1 n 0.1Lpi Lp 10lg 10 n i 1
n 0.1Lpi
或
Lp 10lg 10
i 1
10lg n
(2-57)
八
声波的传播特性
（一）声波的叠加 （二）声波的反射、透射和折射
（三）噪声在传播中的衰减
（四）声源的指向性
（一）声波的叠加
92 10lg 7 100.4 (dB)
【例2-2】在某测点处测得一台噪声源的声 压级如下表所示，试求测点处的总声压级。
中心频率/Hz 声压级/dB 63 84 125 87 250 90 500 95 1000 96 2000 91 4000 85 8000 80
解：根据式(2-51)
A 式中， ， pA 为球面波的振幅，与半径 pA r
r 成反
比，即离声源越远，声音越小； A称为声源辐射声波能力常数，与声源几何尺寸和
振动速度幅值有关，对一定的点声源，A其为常数。
六
球面波
• 球面波质点振动速度
1 A u cos(t kr ) u A cos(t kr ) 0 c r
（二）声压级相减
很多情况下，由于存在背景噪声，被测
对象的噪声级无法直接测定，只能测到 它们合成的噪声级。此时，要确定被测 对象的声压级，可从测得的总声级中减 去背景噪声级后得出。
（二）声压级相减
• 若设背景噪声为 LpB 、背景噪声和被测 对象的总声压级为
Lp
、被测对象真实
的声压级为 Lps ，则
10
n
Lp 2 /10
10
(2-50)
• 等式两边取对数，并经整理得总声压级
Lpt 10lg 10
i 1
0.1Lpi
(2-51)
（一）声压级相加 【例2-1】有7台机器工作时，每台在某测点 处的声压级都是92dB，求该点的总声压级。
解：根据式(2-52)
LP LP ' 101gn
-12 W／m2 —— 基准声强， ＝ 10 I I0 0
• 将 I 0 ＝ 10-12W／m2代入式(2-38)，得
LI 10lg I 120
(2-39)
（五）声音的声压级、声强级和声功率级
• 声功率级（LW ）：同样，声功率级定义式为
W LW 10 lg W0
式中， W ——声功率， W；
• 实际遇到的声波不只含有一个频率或一个 声源。这些情况都涉及声波的叠加。
• 声波的叠加原理:多列声波合成声场的瞬时 声压等于每列波瞬时声压之和。即
p p1 p2 pn pi
i 1 n
（2-58）
式中，
p ——合成声场的瞬时声压，Pa； pi ——第i列波的瞬时声压，Pa。
(2-40)
-12 W。 W —— 基准声功率， ＝ 10 W0 0
六 球面波
• 点声源：声源的几何尺寸比声波波长小很多， 或测量点离声源相当远，则视为点声源。
• 球面声波：在各向同性均匀媒质中，点声源声
波向各方向传播的速度相等，形成以声源为中 心的一系列同心球面，这样的波称为球面波。
六
球面波
• 球面波声压与半径 r 和时间 t 的函数关系为 A p(r , t ) cos(t kr ) p A cos(t kr ) (2-41) r
Lp 10 lg 10
i 1
n
0.1Lpi
10lg(10 10 10 10 10 10 10 10 )
8.4 8.7 9.0 9.5 9.6 9.1 8.5 8.0
=100.2(dB)
【图、表法】计算总声压级的
• 设两声压级 LP1 和 LP 2 ，且 LP1 ＞ LP 2 ，
Lps 10lg 10
0.1Lp
10
0.1LpB
（2-55）
【例2-3】两台机器工作时，在某点测得声压级为
80dB，其中一台停止工作后，在该点测得的声压级 为76dB，求停止工作的机器单独工作时在该点的声 压级。
解：已知
Lp
=80, LpB =76,由式(2-55)得
0.1Lpt
（一）声波的叠加 1.相干波
• 相干波：具有相同频率、相同振动方向和固定 相位差的声波。 • 两列相干波的合成声压为
p p1 p2 pA1 cos(t 1 ) pA2 cos(t 2 )
p At cos(t 0 )
（2-61）
• 合成后的声波仍是一个同频率的声波。
• (2)用第1个分贝值减第2个分贝值得 LP ；
• (3)由 LP 查图2-4或表2-3得 LP ' ，然后按
LP LP1 LP ' ,计算出第1、2个分贝值之和；
• (4)用第1、2个分贝和之值再与第3个分贝值相加， 依次加下去，直到两分贝之差大于10分贝，可停止 相加，此时得到的分贝和即为所求。
LP1 - LP 2 ＝LP ，则 LP 2 = LP1 ﹣ LP
• 代入式 (2-50)，则有
LPt 10lg[10
0.1LP 1
10
0.1( LP 1 LP )
0.1LP = L 10lg(1 10 ) ] P1
0.1LP 0.1( LP 1 LP 2 ) ' L 10lg(1 10 ) 10lg(1 10 ) 设， P
第二章 噪声污染及其控制
第一节 概述 第二节 声学基础 第三节 噪声的评价和标准 第四节 噪声控制技术——吸声 第五节 噪声控制技术——隔声 第六节 噪声控制技术——消声 第七节 噪声控制技术——有源噪声控制简介
一
声波的形成
第二节 声学基础
声音的频谱
二
声波的基本物理量