环境监测噪声监测

第一节 声学基础 第二节 噪声及其评价 第三节 噪声监测
第一节 声学基础
声音的传播： 物体的振动使周围空气产生局部的密度变化，
即周围空气产生局部的压强变化，媒质的弹 性和惯性会把这个压强变化向更远的部分传 递出去，这样就造成了声音的传播。
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一、声的基础知识
声音的本质是波动。物体在空气中振动，使周围 空气发生疏、密交替变化并向外传递，振动频率在 20～20000Hz之间，人耳可以感觉，称为可听声， 简称声音。
（二）声级运算 1、声音的叠加 两个或两个以上独立声源作用于某一点，产生噪声
的叠加。 声能量可以进行代数相加。 设：两个声源的声功率分别为W1和W2，总声功率为：
W总=W1+W2 设：两个声源在某点的声强分布为I1和I2，总声强：
I总=I1+I2
声压不能直接相加。 设：两个声源的声压分别为 p1 和 p2，总声压为：
2、噪声的相减
即从总声级中扣除背景噪 声的声压级。
若背景噪声的声级为LpB， 机器设备的噪声为Lps， 总噪声级为LpT ，
根据噪声叠加原理，可得：
Lps= LpT-ΔLps
ΔLps /dB
LpT－LpB /dB
2、噪声的相减
[例]由声级计测定车间一台 机器噪声为104 dB，当机器 停止工作，测得背景噪声为 100dB，求该机器噪声。
p总
则，总声压级为：
p12 p22
Lp总
10 lg
p12 p22 p02
Lp1 10 lg10 10
L p2
10 10
当二个声源声压级相等，Lp1＝Lp2时，总声压级为：
Lp总＝Lp1＋10lg2≈Lp1＋3 (dB)
∆L' /dB
当二个声源的声 压级不等时，用图 计算总声压级。
2、声压级
声压级常用 Lp 表示，定义为：
p2
p
Lp 10 lg p02 20 lg p0
式中：Lp——声压级，dB； p ——声压，Pa；
p0——基准声压。
在空气中规定p0为2×10-5Pa，该值是正常青年 人耳朵刚能听到的1000Hz纯音的声压值。
声压级为：0~120 dB
3、声强级 声强级常用 LI 表示，定义为：
Lp总 Lp1 L
Lp1－Lp2 /dB
[例] 两声源作用于某一点的声压级分别为： Lp1=96 dB，Lp2=93 dB， Lp1－Lp2=3 dB，查曲线得： ΔL'= 1.8 dB， Lp总＝96 dB +1.8 dB＝97.8 dB。
表5-2 声压级差与增加值关系表（dB）
Lp1-Lp2 0 1 2 3 4 5 6 7
ΔLps /dB
LpT－LpB /dB
I LI 10 lg I0
式中：LI ——声强级，dB； I ——声强，W/m2； I0 ——基准声强，在空气中取10-12W/m2。
4、声功率级
声功率级常用 LW 表示，定义为：
W
LW
10 lg W0
式中：LW ——声功率级，dB； W ——声功率，W；
W0 ——基准声功率，为10-12W。
△L' 3 2.5 2.1 1.8 1.5 1.2 1 0.8
Lp1-Lp2 8 9 10 11 12 13 14 15
△L' 0.6 0.5 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1
推广到多声源的叠加时，只需将两两声压级叠加， 与叠加次序无关。
例如，有8个声源作用于一点，声压级分别为70、 70、75、82、90、93、95、100dB，任选两种叠加 次序计算总声压级。
c f
二、声压、声强和声功率
1、声压（p）
当有声波时，引起空气指点振动，使原来大气压上叠 加一个变化的压力，即空气动压力与静压力的差值就 是声压，声压是由于声波的存在而引起的压力增值。 声波是空气分子有指向、有节律的运动。声压单位为 Pa。
声压为2×10-5 Pa时，刚好可以听见（听阈声压）； 声压为20 Pa时，人耳产生疼痛感（痛阈声压）； 声压为0.02~0.03Pa时，正常声音。
次声——频率低于20Hz 超声——频率高于20000Hz
超过人们生活、生产和活动所允许的声音程度的 声音称为噪声。
频率：声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作f， 单位为Hz。振动一次所经历的时间叫周期，T。 波长：沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距 离称为波长，用λ表示，单位为m。 声速：一秒钟内声波传播的距离叫声波速度，简称 声速，记作c，单位为m/s。 频率、波长和声速三者的关系：
常用声级表示声能量的大小。
1、分贝 2、声压级 3、声强级 4、声功率级
1、分贝
分贝是指两个相同的物理量（如A1和A0）之比，取 以10为底的对数并乘以10（或20）。
N 10 lg A1 A0
分贝符号为“dB”，它是无量纲的，是噪声测量中很 重要的参量。上式中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，该对数 值称为被量度量的“级”，亦即用对数标度时，所得 到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少 “级”。
声功率与声压和声强的区别： ✓ 声压和声强随离开声源的距离的加大而降低； ✓ 声功率不变，是描述声源性质的量。
W 4 r 2 I
式中：W ——声功率，W r ——离开声源的距离，m I ——离开声源r处的声强，W/m2
三、声级和声级的运算
（一）声级
人耳对声音强度的感觉不正比于强度的绝对值， 而与声能量的对数值成正比。
2、声强（I）
声强：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/m2。
基准声强：正常人耳对1kHz纯音的可听声强， 10-12 W/m2
p2 I
0c
式中：p ——有效声压，Pa ρ0——空气密度，kg/m3 指单位时间内，声源向外辐射的总声能。 在噪声监测中，声功率是指声源总声功率，单位 为W。
第五章 噪声监测
• 主要内容：噪声的定义、来源及危害，噪 声的量度、噪声的评价、声级计，噪声的 测定。
• 基本概念和知识点：噪声的定义、声压级、 声强级、声功率级与分贝、噪声的叠加与 相减，响度与响度级、声级的概念、声级 计、噪声监测方法。
• 问题与应用（能力要求）：熟悉噪声的有 关概念，学会噪声监测与评价。