噪声第二章-声学基本知识2
噪声第二章-声学基本知识2
声屏障的附加衰减与声源及接收点相对 屏障的位置、声屏障的高度及结构以及声 波的频率密切相关。
2.6.3 气象条件对声传播的影响
雨、雪、露等对声波的散射会引起声能的 衰减。但这种因素引起的衰减量很小，大 约每1000m衰减不到0.5dB，因此可以忽 略不计。
风和温度梯度对声波传播的影响很大。
,
2.5.3 半自由空间中的线声源
线声源：一长列火车、公路上的长车队、辐射噪 声的长输气管道等；
单位长度声功率为ω，dx段声功率dW= ωdx, 对距离r1的p点的声压平方贡献
声源无限长或p点靠近线源中部，且r0远小于线源 长度时：
当P点距声源的距离r0远大于声源的长度Ɩ时，则 Δθ=θ2-θ1很小，由图可知，r1 Δθ= Ɩ， r1= r0 因此：
空气吸收 衰减 0.27 6.7 2.1 52.3
f Lp2
120m 500 84.1
4000 77.1
800m 500 65.9
4000 15.9
2.6.2 地面吸收衰减
当地面是非刚性表面时：
地面吸收将会对声传播产生附加衰减，但短距 离（30-50m）其衰减可以忽略，而在50m以上 应予以考虑。
2.Байду номын сангаас.1 点声源在自由空间中的辐射
自由声场
理论上说是没有边界的、媒质均匀而各向同 性的声场。在自由声场中，声波在任何方向 传播都没有反射，如室外开阔的旷野、消声 室等均属自由声场。
在自由声场中，以声源为中心的球面对称地向各个方 向辐射声能。在离源点r处，球面面积S=4πr2，声强I 和声功率W之间存在简单关系： W W I S 4r 2 声强级为
声压级约等于声功率级，因此r处的声压级近似为：
物理性污染控制-第二章-第6节-噪声控制技术——消声
消声器进口端入射声的声功率级
透射声的声功率级
LR LW 1 LW 2
W1 10lg W2
传递损失反映消声器自身的特性，与声源等因素 无关； 适用于理论计算和在实验室检验消声器自身的消 声特性。
(3)减噪量
LNR
）与出口端平均 Lp 1
）之差。 L p2
(2-168)
7
8
消声器所需长度／m
高频失效验算
第二章
噪声污染及其控制
第六节 噪声控制技术——消声
一
概 述
二
阻性消声器
三
Байду номын сангаас
抗性消声器
四 阻抗复合式消声器 五 微穿孔板消声器
六
消声器的设计
三
抗性消声器
原理：利用声抗大小来消声。
特点：选择性强，适于窄带噪声和低、中频 噪声。 与阻性消声器不同，抗性消声器不使用吸声材料，主要是利用
(二)阻性消声器的结构形式
a.直管式
b.片式
c.折板式
d.声流式
e.蜂窝式
f.消声弯头
图2- 38 阻性消声器结构示意图
1.单通道直管式消声器
结构形式：如图2-38(a)所示；
特点：结构简单、气流直通、阻力损失小；
适用：小流量管道消声。 消声衰减量 LA 计算
（1）A．N．别洛夫公式：低、中频
1.单通道直管式消声器
0 的确定（表2-19） 式(2-169)中
0 的关系 表2-19 ( 0 ) 与
00
0.05 0.10 0.11 0.15 0.17 0.20 0.24 0.25 0.31 0.30 0.39 0.35 0.47 0.40 0.55 0.45 0.64 0.50 0.75 0.55 0.86 0.60～1 1～1.5
噪声基础知识
噪声分贝（dB）1、声音1.1 分贝的感觉当物体振动时，在它周围就会产生声波，声波不断向外传播，被人们听到成为声音。
人耳的听觉下限是0dB，低于15dB的环境是极为安静的环境，安静得会使人不知所措。
乡村的夜晚大多是25-30dB，除了细心才能够体会到的流水、风、小动物等自然声音以外，其他感觉一片宁静，这也是生活在喧嚣之中的城市人所追求的净土。
城市的夜晚会因区域不同而有所不同。
较为安静区域的室内一般在30-35dB，住在繁华的闹市区或是交通干线附近的居民，将不得不忍受室内40-50dB（甚至更高）的噪声。
人们正常讲话的声音大约是60-70dB，大声呼喊的瞬间可达100dB。
在机器轰鸣的厂房中，持续的噪声可达80-110dB，这种高强度的噪声会损害人耳的听觉，并对神经系统产生不良影响，长期还会导致神经衰弱、消化不良、听力下降、心血管等疾病。
人耳的噪声听觉上限是120dB，超过120dB的声音会耳痛、难以忍受，140dB的声音会使人失去听觉。
高分贝喇叭、重型机械、喷气飞机引擎等都能够产生超过120dB的声音。
1.2 人耳的感觉人耳听觉非常敏感，正常人能够察觉1dB的声音变化，3dB的差异将感到明显不同。
人耳存在掩蔽效应，当一个声音高于另一个声音10dB时，较小的声音因掩蔽而难于被听到和理解，由于掩蔽效应，在90-100dB的环境中，即使近距离讲话也会听不清。
人耳有感知声音频率的能力，频率高的声音人们会有“高音”的感觉，频率低的声音人们会有“低音”的感觉，人耳正常的听觉频率范围是20-20KHz。
人耳耳道类似一个2-3cm的小管，由于频率共振的原因，在2000-3000Hz的范围内声音被增强，这一频率在语言中的辅音中占主导地位，有利于听清语言和交流，但人耳最先老化的频率也在这个范围内。
一般认为，500Hz以下为低频，500-2000Hz为中频，2000Hz以上为高频。
语言的频率范围主要集中在中频。
人耳听觉敏感性由于频率的不同有所不同，频率越低或越高时敏感度变差，也就是说，同样大小的声音，中频听起来要比低频和高频的声音响。
声学基本知识.
当n个声源时，
n 0.1L pi L pT 10 lg 10 i 1
a.级的叠加（查表、图法）：
令： 则：
Lp Lp1 Lp2 Lp2 Lp1 Lp
代入下式中：
L pT 10 lg 10
0.1L p1
10
0.1L p2
可得：
L pT 10 lg 10
2.2.1 描述声波的基本物理量
1.周期： 质点振动每往复一次所需要的时间，单位为秒（s）。 2.声波频率： 一秒钟内媒质质点振动的次数，单位为赫兹(Hz)。
频率范围 (Hz) 声音 定义
<20 次 声 20-20000 <500 500-2000 >2000 低频声 中频声 音频声 高频 声 >20000 超
扩散声场（混响声场） : 如果室内各处的声压级几乎相等，声能密度也 处处相等，那么这样的声场就叫做扩散声场。 声波在室内等封闭空间内传播时，存在许多 反射面，声波经过壁面和室内物体多次反射， 不断改变传播方向，使室内声的传播完全处 于无规状态。如果在室内任何一点，各个方 向传来的声波几率相等，声音的相位无规，
2.2.1 描述声波的基本物理量
x sin( 2ft )
位移 振幅 周相
位移：物体离开静止位置的距离称为位移，最大 的位移叫振幅，振幅的大小决定了声音的大小。
2.2.1 描述声波的基本物理量
x sin( 2ft )
位移 振幅 周相
位移：物体离开静止位置的距离称为位移，最大 的位移叫振幅，振幅的大小决定了声音的大小。
I 0 10
12
W m
2
声强级单位：分贝。
环境噪声控制工程(2)
两个媒质中的质点振动速度分别为
环境噪声控制工程(2)
由边界条件可以得到
uAi＋uAr＝uAt
或
➢ 声压反射系数rp：反射声波声压幅值PAr入射 声波声压幅值PAi之比
➢ 声压透射系数τp：透射声波声压幅值PAt与入射 声波声压幅值PAi之比
环境噪声控制工程(2)
➢ 当ρ2 c2 > ρ1 c1时，媒质II比媒质I“硬” ➢ 当ρ1 c1 > ρ2 c2时，媒质II比媒质I“软”
环境噪声控制工程(2)
• 指向性指数DI
环境噪声控制工程(2)
• 例：测得离点声源较远的10米处的声压级为60dB，求 该声源的声功率W。 解：点声源发出的声波为球面波，球面面积 s＝4πr2 由声压级、声强级和声功率级的关系
得到
环境噪声控制工程(2)
第三章 噪声的传播和分贝的计算
• 声波的叠加 • 平面波的反射、透视和折射 • 声波的绕射 • 噪声在传播中的衰减 • 分贝的计算
环境噪声控制工程(2)
2020/11/23
环境噪声控制工程(2)
目录
❖ 第一章 绪论 ❖ 第二章 声波的基础知识 ❖ 第三章 噪声的传播和分贝的计算 ❖ 第四章 噪声评价和标准 ❖ 第五章 噪声的测量 ❖ 第六章 吸声和室内声场 ❖ 第七章 隔声 ❖ 第八章 消声器 ❖ 第九章 隔振与阻尼
环境噪声控制工程(2)
• 已知：空气密度为1.21kg/m3，空气中声 速为340 m/s ，水的密度998 kg/m3 ，声 速1483 m/s ，声波斜入射时的入射角为 10o。计算1)声波由空气入射到水面时的 反射角和折射角；2)声波由水入射到水 与空气交界面时的反射角和折射角。问 哪种情况存在全反射临界角，其值为多 少。
物理性污染控制_第二章_噪声污染及其控制_第2节声学基PPT精品文档85页
40
轻声耳语
0.00063
30
树叶飘动声
0.00020
20
常见的声压级范 围如右图所示：
2. 声强和声强级：
（1）声强：在声波传播方向上单位时间内垂直 通过
单位面积的平均声能量，称为声强，
用
I=W/A
I 表示，单位：瓦每平方米 。
声压和声强都是度量声音大小、强弱的物理量。 声压是用力的关系说明声音的强弱，声强是
为什么要用“级”表征声音的大小？ 用声压绝对值表示声音强弱不方便。从闻 阈声压2×10-5Pa到痛阈声压2×101Pa，声 压绝对值相差100万倍。采用与基准值的 相对值较方便。
级的概念：1个量的级是这个量与同类基准值
之比的对数，用L表示。
表达式：
L logr
X X0
r＝10时，级的单位为贝（耳），工程上常用分
2.2.2 声波的物理量度
1. 声压、声压级
（1）声压：受声波的传播扰动，局部空气产生 压缩或膨胀，压缩的地方压强增大，膨胀 的地方压强缩小，这样在原来的大气压上 产生压强的变化，此压强变化称声压。
p(PP0)
瞬时声压：声场中某一瞬时的声压值 峰值声压：一定时间间隔内最大一瞬时声压
值 有效声压（pe）：在一定时间间隔（周期的整
第二节 声学基础知识
2.1 声音的产生和传播 2.2 声波的描述 2.3 声波的传播特性 2.4 声源的指向性
2.1 声音的产生和传播
物体的振动是产生声音的根源。
声源：把产生声音的振动物体称作声源。
点声源：声源尺寸远小于测点到声源距离时，声波 以球面波形状较均匀地向各个方向辐射。
W 0基 准 声 功 率 ； W 0 1012W 。
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17
分贝
• 声压级与声功率级用下列公式转换：
Lw = Lp + 10 log S/S0
S =被测表面的面积，m2
S0 = 1 m²
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1
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40 dBA
20 dBA 0 dBA
轻声耳语
人的呼吸声 可闻阈
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声功率
• 虽然以声波方式辐射出去的能量与声源本身的能量相比 很小，但是总的来讲，其能量值与声源的大小、功率成 正比。 • 对于一定的声源来讲，声功率的大小是一定的，与环 无关。 • 声功率是无法直接测量出来的，它只能通过测量声压再 转化过来。
人耳对高频声音 比对低频声音更 敏感。
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噪声及声学基础
五、噪声的物理量度
例题：某车间有两台车床，在同一个测点，当开其中一台时测得的声压级为90dB，再开另一台测 得的声压级为85dB，求总声压级是多少？
解：L1-L2=90-85=5dB，由表查得△L=1.2dB Lc=L1+△L =90+1.2=91.2dB
五、噪声的物理量度
例题，有四个声源作用于同一个点，声压级分别为95dB、93dB、90dB、88dB，求总声压是多少？ （提示：它们合成的总声压级可以按任意次序两两相叠加而得。）
I= 式中 P——声压，Pa；
ρ——空气的密度，kg/m 3 ； c——声速，m/s。
P2 c
五、噪声的物理量度
（3）声功率 I=
式中 I ——声强，W/m2； W——声功率，W ； r——离声源的距离，m。
W 4 r 2
五、噪声的物理量度
2、声压级、声强级、声功率级 （1）声压级
（2）声强级
LP =
）
A．A 将B噪C声大的机械换成噪声小的机械 B．在马路和住宅间设立屏障或植树造林
C．在耳孔中塞上一小团棉花
D．关闭所有声源
5．下列不属于噪声的是（ ）
C
A．马路上车辆的鸣笛声 的夜晚突然有大声谈笑声
B．自由市场喧闹的叫卖声C．音乐欣赏会上演奏的钢琴声
D．在沉静
7．如图所示，图甲为人敲鼓，能发出悦耳动听的鼓
部脱落，不再下蛋，有6千只鸡体内出血，最后死亡。
3、减小噪声的途径
噪声也是声音，它从发声处产生，通过介质作为载体来传播，最后到达声音的接收处，完成了整个 传播声音的全过程。因此噪声控制可以从这三个方面入手：一是在声源处，二是在传播过程中，三是在 人耳处
减小噪声——在声源处减小噪声 有消音器的92式手枪
物理性污染控制-第二章-第5节-噪声控制技术——隔声
2
m B
2
墙板面密度，kg／m2 墙板的弯曲劲度，N· m
或
墙板的厚度，m
c f c 0.551 t
m
E
墙板密度，kg／m3
(2-138)
墙板的弹性模量，N/m2
由式（2-138）可知，临界吻合频率受墙板厚度、密度、弹性影响 fc 越低； 墙板越厚， 轻而弹性模量大的隔板，常常降到听觉敏感的声频范围内，对隔声造成不
图2-34 双层墙隔声特性
(一)双层隔声墙
1.双层隔声墙的隔声原理 2.双层墙的隔声特性曲线 3.双层墙的共振频率及其隔声量的实际估算
3.双层墙的共振频率及其隔声量的实际估算
双层墙的共振频率
f0
(2-143)
f0 是指入射声波法向入射时的墙板共振频率
c f0 2
0
1 1 ( ) h m1 m2
41 41 45 40 33 37 38 46
— 52 47 57 44 44 45 53 42 45 49 57 17 22 35 44 28 36 39 46
46 52
54 57 64 49 54
47 53
— 56 62 48 55
43 42 45 46
50 47 49 51 53 52 35 39 43 43
刚度和阻尼控制区
质量控制区
吻合效应区
频率大于fn,共振影响消失,墙板的隔声量受墙板惯性质量影响。
墙板的面密度愈大，即质量愈大，隔声量愈高。 墙板的隔声量随着入射声 声波频率与墙板固有频率相同时，引起 波频率的增加而以每倍频 隔声量随入射声波频率的增加，而以斜率为 6dB／倍频程直线上升。 共振，隔声量最小。 随入射声波频率继续升高，隔声量反而 程6dB的斜率下降。 随着声波频率的增加，共振减弱，直至 下降，曲线上出现低谷，这是吻合效应的 消失，隔声量总趋势上升。 缘故。 共振区的大小与墙板的面密度、形状、 越过低谷后，隔声量以每倍频程 10dB 安装方式和阻尼有关。 趋势上升，接近质量控制的隔声量。 隔声构件，共振区越小越好。
朗德科技声学测试培训2 Noise_measurements2-44
A weighti ng dB
-0.8 0 0.6 1 1.2 1.3 1.2 1 0.5 -0.1 -1.1 -2.5 -4.3 -6.6 -9.3
0 -10 -20 A-weighting -30 -40 -50 -60 20 50 125 315 800 2000 5000 12500 Frequency (Hz)
2-Human hearing system人类的听觉系统
Human hear responds predominantly to airborne noise = pressure changes 人耳对空气噪声的响应 =气压变化
Pressure variation is an adequate noise measurement quantity because : 压力变化可用来充分度量噪声的原因是： • The auditory system responds to pressure changes • 听觉系统对声压的变化有响应 • Mechanical structures responds to pressure • • • 机械结构对压力有响应 Easiest acoustic quantity to measure. From pressure, sound intensity and power can be evaluated. 可用于测量最简单的声学量。通过测量声压，可以估计出声强度和声能量。
where WC = weighting to be applied, dB f = frequency, Hz
Perception of sound pressure level variation 对声压级变化的感知度:
Change in sound level
噪声基础知识
噪声基础知识噪声污染与水污染、大气污染被看成是世界范围内三个主要环境问题。
噪声污染与化学污染不同，是一种物理污染。
化学污染进入环境中可以迁移、转化，有些物质存留时间较长。
而噪声污染在环境中则不会长时间停留，只要声源停止振动，污染也就没有了。
而且，尽管噪声对人有干扰，但人不能生活在无声无息的环境中。
周围环境过于安静，人就会感到不舒服，甚至产生恐惧。
人只能生存在适度的声学环境中。
我们将噪声特点归纳如下：其一，噪声污染是物理污染，具有即时性。
这种污染采集不到污染物，当声源停止振动时，声音便立即消失，其能量转化为空气的热能，不会在环境中造成污染的积累并形成持久的危害。
其二，噪声污染的危害是非致命的、间接的、缓慢的。
但对人心理、生理上的影响不可忽略。
其三，噪声污染具有时空局部性和多发性。
在人们日常生活、工作、学习等环境中，噪声源分布广泛，因此集中处理有一定难度。
随着城市化、工业化和交通运输业的进一步发展，以及人口密度的增加，噪声污染日益引起人们的重视，在诸多环境问题中其投诉比例呈逐年上升趋势。
因此，噪声污染已成为环境监测的一个重要组成部分。
§1 噪声污染来源及危害声音由物体振动引起，以波的形式在一定的介质（如固体、液体、气体）中进行传播。
我们通常听到的声音为空气声。
一般情况下，人耳可听到的声波频率为20～20，000Hz，称为可听声；低于20Hz，称为次声；高于20，000Hz，称为超声。
我们所听到声音的音调的高低取决于声波的频率，高频声听起来尖锐，而低频声给人的感觉较为沉闷。
声音的大小是由声音的强弱决定的。
从物理学的观点来看，噪声是由各种不同频率、不同强度的声音杂乱、无规律的组合而成；乐音则是和谐的声音。
判断一个声音是否属于噪声，仅从物理学角度判断是不够的，主观上的因素往往起着决定性的作用。
例如，美妙的音乐对正在欣赏音乐的人来说是乐音，但对于正在学习、休息或集中精力思考问题的人可能是一种噪声。
关于噪声的一些基本知识
关于噪声的一些基本知识关于噪声的一些基本知识作者：钱老先生2015-06-19 16:08分类：默认分类标签：科技今日在"北京卫视《养生堂》“ 中谈到耳朵与听觉的病变，涉及”噪声“一词，医学专家称”噪声“，但是主持人一直称”噪音“。
我听了是别扭。
看来，有许多人把”噪声“叫做”噪音“。
为此，送上旧作，以正视听。
关于噪声的一些基本知识1、声声——由听觉觉察到的感觉，或者在介质（如，空气）内以纵向压力波传播的机械辐射能，它也是听觉的客观原因。
2、噪声噪声——通常是指不需要的、不希望的或不受欢迎的声音的总称。
按其含义，一般有（1）过响声，（2）妨碍声，（3）不愉快声，（4）可忽视声。
由于，声是听觉的感觉，所以，某一声音对某接受者是愉快或不妨碍的声，而对另一接受者可能是不愉快或妨碍的声，即，噪声。
3、噪声的危害噪声使人烦恼，能引起听力、精神系统、心血管系统、消化系统等多方面的疾病；噪声往往分散人们的注意力集中，使工作效率下降，是造成事故的起因之一。
噪声是受人的生理的、心理的因素支配的感觉公害，它和大气污染、水的污染等物质公害有根本的不同。
虽然噪声一般不会引起即发型的严重疾病，但它已成为当代三大污染（水、空气、噪声）中最严重的污染。
尤其在工业发达国家，由于水和空气的污染已受到控制，噪声污染就更加突出。
在我国，人们对噪声的危害的认识正在逐渐、普遍提高。
4、噪声控制噪声控制是在符合经济和使用条件下获得可接受的噪声环境的技术手段。
5、噪声的特性噪声具有声的全部特性（包括有害的特性在内）。
因此，噪声能量是以一种具有一定速度、压力、波长、频率等的波（通过空气）来传播的。
6、噪声参量C＝20．05√T （m／s）C——声速，T——环境绝对温度。
声压和声压级：在声学上，声压，是指波压与环境气压间的差值。
当涉及噪声时，通常采用声压级。
频率：对于纯音（单频率）是用每秒若干千周或Hz表示的；对于具有许多频率成分的噪声信号，用频谱来描述其频率成分。
声学基础知识简介
19.5
16.6 13.8 28.9 41.4 47.8 52.0
2K
4K 8K 16K 20K A声级
52dB
52dB 40dB 38dB 30dB
1.2
1.0 -1.1 -6.6 -9.3 58.1dB
53.2
53.0 38.9 31.4 20.7
1、在声源处抑制噪声：
选用发声小的材料制造机
件
改革设备结构 改革传动装置
噪声控制的基本途径
2、在声传播途径中的控制： 闹静分开 利用声源的指向性降低噪声 利用地形地物降噪 绿化降噪 利用声学控制手段降噪
噪声控制的基本途径
3、接收器的保护措施 耳塞 防声棉 耳罩、头盔 隔声岗亭
隔声技术
应用隔声构件将噪声源和接受者分开、隔 离噪声在介质中的传播，从而减轻噪声污 染程度的技术称为隔声技术。
隔声罩是一种可取的有 效降噪措施，它把噪声 较大的装置封闭起来， 可以有效地阻隔噪声的 外传和扩散，以减少噪 声对环境的影响。隔声 罩可达到罩内外声级差 20-30dB（A）
消声技术
A声级
频率
声压级 加权值
加权后
20
31.5 63 A声级是对声音的频带上使用A 计权网络得到的加权值。单位是 dB(A)。A声级反映了人耳对不 同频率声音响度的计权。A声级 越大，人感觉越吵。 125 250 500 1K
69dB
55dB 40dB 45dB 50dB 51dB 52dB
-50.5
声音与人感觉的关系
声音 火箭导弹发射 喷气飞机喷口 噪声级(A) 150-160 130-140 120-130 110-120 100-110 90-100 70-80 60-70 50-60 30-40 10-20 0-10 对人的影响 听觉器官物理损伤 痛、无法忍受 痛 难于忍受 较难忍受 很吵，难于语言通讯 较吵 对其他讲话者有干扰 较静 非常静 极静 听(0)
噪声的基本知识PPT课件
●散粒噪声也是白噪声，与频率无关， 但是它与热噪声的根源不同， 热噪声起源于热平衡条件下大量电子的无规 则热运动，因而依赖于kT， 而散粒噪声直接起源于电子的粒子性， 因而与e直接有关。
第21页，共58页。
3．产生—复合噪声
●半导体中由于载流子产生与复合的随机性而 引起的平均载流子浓度的起伏所产生的噪声 称 为 产 生 — 复 合 噪 声 ， 亦 称 g—r 噪 声 (generation—recombination noise)。
T为导体的绝对温度（K）；
f 为测量带宽。 如用噪声电流表示则为:
in2J
4kTf R
第12页，共58页。
●例如：若一个1KΩ的电阻，在1Hz带宽内，室温 T=290K，则可求得均方根热噪声电压为4nV。
为了简化符号，常记
E
2 n
et2
或 En
et2
第13页，共58页。
●热噪声属于白噪声频谱， 一般说来，高端极限额率为：
AB。
RS
B
第11页，共58页。
●但是考虑流过S面的电子数的均方偏差，则不为零。 这 样在AB两端就应出现一电压涨落。
这一电压涨落1928年为琼斯(Johnson)的实验所证实。同时 奈奎斯特推导出热噪声功率为：
et2 4KTRf
式中：R为电阻或阻抗元件的实部（单位为欧姆）； K为玻耳兹曼常数：1.38×10-23 J / K；
● g—r噪声主要存在于光电导探测器中。 ● g—r噪声与前面介绍的散粒噪声本质是相同
的，都是由于载流子数随机变化所致，
所以有时也把这种载流子产生和复合的随机 起伏引起的噪声归并为散粒噪声， 但二者的具体表达式略有不同。
了解噪声基础知识
了解噪声基础知识1、了解噪声污染特点与危害由于噪声属于感觉公害，所以它与其他由有害物质引起的公害不同。
①噪声没有污染物。
即噪声在空中传播时并未给周围环境留下什么毒害性物质。
②噪声对环境的影响不积累、不持久，传播的距离有限。
③噪声声源通常是分散的，这样对它的影响只能规划性防治而不能集中治理。
④噪声污染是暂时的，一旦声源停止发声，危害和影响即可消除。
2、了解声源的种类噪声污染按声源的机械特点可分为：气体扰动产生的噪声、固体振动产生的噪声、液体撞击产生的噪声以及电磁作用产生的电磁噪声。
噪声按声音的频率可分为：<400Hz的低频噪声、400～1000Hz的中频噪声及>1000Hz的高频噪声。
噪声按时间变化的属性可分为：稳态噪声、非稳态噪声、起伏噪声、间歇噪声以及脉冲噪声等。
噪声有自然现象引起的（见自然界噪声），也有人为造成的。
故也分为自然噪声和人造噪声。
3、了解声音的物理特性和量度声功率、声强和声压（一）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。
单位为W。
（二）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/s2。
（三）声压（P）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，声压与声强的关系是：式中：ρ——空气密度，如以标准大气压与20℃时的空气密度和声速代入，得到ρ·c=408国际单位值，也叫瑞利。
称为空气对声波的特性阻抗。
分贝、声功率级、声强级和声压级（一）分贝人们日常生活中遇到的声音，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性的，而是成对数比例关系。
噪声基础课件
344
玻璃
3658
钢
5182
水
1372
铁
5182
硬木
4267
混凝土 3048
铅
1219
噪声基础
软木
3353
三 声音的频谱 （一）频程及频谱 （二）频谱分析
噪声基础
（一）频程及频谱
• 频程（频带、带宽）：将可听声的频率范围 （ 20Hz～20kHz）按倍数变化，划分为若干较小的 频段，通常称为频程。
噪声基础
五 平面声波
（一）声压波动方程 （二）瞬时声压和有效声压 （三）质点振动速度和声阻抗率 （四）声能密度、声强和声功率 （五）声音的声压级、声强级和声功率级
噪声基础
• 声波在传播过程中，同一时刻相位相同的轨迹称 为波阵面。
• 波阵面与传播方向垂直的波称平面声波。
噪声基础
（一）声压波动方程
噪声基础
（四）声能密度、声强和声功率
• 声功率（W）：声源单位时间内辐射的能量，瓦(W)。
• 自由声场中均匀辐射声源的声功率与声强关系为
W IS
（2-34）
或 WSp0ec2 Speue S0cu（e22-35）
一个声源发出的声功率和声源做功发出的总功I率是两个截然不 同的概念，声功率只是声源总功率中以声波形式辐射出去的一
行压缩和膨胀运动，由近及远向前推进的介质振动。
纵波：质点振动方向与声波传播方向相同的 波，具有交替出现的密部和疏部。
横波：质点振动方向与声波传播方向相互 垂直的波。具有交替出现的波峰和波谷
噪声基础
二 声波的基本物理量
c
频率 f
波长
声速 c
噪声基础
频率 f 描述声音特性的主要物理量！
噪音基础知识
环境噪声相关基础1.描述声波的基本物理量与概念(1)(1)波长记作λ, 单位为米(m)。
(2)(2)频率记作f，单位为赫兹(Hz)。
(3) (3)声速λ= v/f声速的大小主要与介质的性质和温度的高低有关。
同一温度下，不同介质中声速不同。
在20℃时，空气中声速约为340 m/s，空气的温度每升高1℃，声速约增加0.607 m/s。
(4)声场(5)波前(波阵面)2、环境噪声评价量及其计算2．1．计量声音的物理量(1)声功率声源在单位时间内辐射的总声能量称为声功率。
常用W表示，单位为瓦(w)。
声功率是表示声源特性的一个物理量。
声功率越大，表示声源单位时间内发射的声能量越大，引起的噪声越强。
声功率的大小，只与声源本身有关。
(2)声强声强是衡量声音强弱的一个物理量。
声场中，在垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能称做声强。
声强常以I表示，单位为 (w／m2)。
(3)声压目前，在声学测量中，直接测量声强较为困难，故常用声压来衡量声音的强弱。
声波在大气中传播时，引起空气质点的振动，从而使空气密度发生变化。
在（7-2）声波所达到的各点上，气压时而比无声时的压强高，时而比无声时的压强低，某一瞬间介质中的压强相对于无声波时压强的改变量称为声压，记为p(t)，，单位是 Pa。
声音在振动过程中，声压是随时间迅速起伏变化的，入耳感受到的实际只是一个平均效应，因为瞬时声压有正负值之分，所以有效声压取瞬时声压的均方根值。
dt t p Tp TT ⎰=2)(1 式中T p 是 T 时间内的有效声压，Pa ；p (t )为某一时刻的瞬时声压，Pa 。
通常所说的声压，若未加说明，即指有效声压，若 p 1，p 2，分别表示两列声波在某一点所引起的有效声压，该点迭加后的有效声压可由波动方程导出，为2221p p p T +=声压是声场中某点声波压力的量度，影响它的因素与声强相同。
并且，在自由声场中多声波传播方向上某点声强与声压、介质密度ρ存在如下关系vp I ρ2=2．2．声压级，声强级与声功率级正常人耳刚刚能听到的最低声压称听阈声压。
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地面上稀疏的树干
3 dB／100m
各种树林平均的附加衰减大致为：
Ag 2 0.01f
1/3
d
2.6.4 声屏障衰减
当声源与接收点之间存在密实材料形成的障碍物时
会产生显著的附加衰减，这样的障碍物称为声屏障
声波遇到屏障时会产生反射、透射和衍射三种传 播现象 屏障的作用：
阻挡直达声的传播，
隔绝透射声， 并使衍射声有足够的衰减。
重点
1.点声源在半自由空间中的辐射（p29,24题） 2.声波在空气中的吸收衰减（p29,26题）
水污染控制工程
,
2.5.3 半自由空间中的线声源
线声源：一长列火车、公路上的长车队、辐射噪 声的长输气管道等；
单位长度声功率为ω，dx段声功率dW= ωdx, 对距离r1的p点的声压平方贡献
声源无限长或p点靠近线源中部，且r0远小于线源 长度时：
当P点距声源的距离r0远大于声源的长度Ɩ时，则 Δθ=θ2-θ1很小，由图可知，r1 Δθ= Ɩ， r1= r0 因此：
L p2 L p1
r2 20 lg r 1
由上式可知，若r2＝2r1，则△L＝6dB。即在点声源的 声场中，距声源的距离加倍，声级衰减6dB，这是用 来检验声源是否可作为点声源处理的简便方法。
例：已知在离开声源20m处的声压级L1＝85dB，求 在离声源60m的地方声压级为多少？ 解：
Lp Lp
温度梯度对声波的折射
空气中温度不均匀时，造成空气的密度不 均匀：温度高，密度小，为波疏介质； 温度低，密度大，为波密介质；
声波从波密介质向波疏介质传播时，声线 远离法线； 声波从波疏介质向波密介质传播时，声线 靠近法线；
为什么声音在晚上要比晴朗的白天传播的远 一点？
风速对声波传播的影响
空气吸收 衰减 0.27 6.7 2.1 52.3
f Lp2
120m 500 84.1
4000 77.1
800m 500 65.9
4000 15.9
2.6.2 地面吸收衰减
当地面是非刚性表面时：
地面吸收将会对声传播产生附加衰减，但短距 离（30-50m）其衰减可以忽略，而在50m以上 应予以考虑。
声压级约等于声功率级，因此r处的声压级近似为：
L p LW 20 lg r 11
从距离r1传播到距离r2，声强级或声压级的衰减量：
L LI 1 LI 2 r2 I1 r2 10 lg 10 lg 20 lg I2 r1 r1
2
若已知r1处的声压级，则r2处的声压级为：
2
1
r2 20 lg r1
60 85 20 lg 20 85 10 75 (dB )
现实中，声源在自由空间中辐射声波时，其强 飞机在空中飞行时，在它的前后左右上下各方向等 距离上测得的声压级是不相同的。 度分布具有指向性，即不同方向相同距离上， 声压级不同。 考虑声源 的指向性，则在某一θ角方向上，r 处声压级为：
与20℃相差 的摄氏温度
例
点声源在空气湿度20%，气温20OC时辐射噪 声。已知距声源20m处500Hz,4000Hz处声压 级分别是100 dB，问120m，800 m处两频率 处声压级？(仅考虑随距离发散引起的衰减和 空气吸收引起的衰减)
Lp 2
f
r2 (r2 r1 ) r1=20m L p 1 20 lg r及传播规律
李 聪
licong@ 2013.10.8
章节内容
2.5 声源的辐射 2.6 声波在传播过程中的衰减
本课的重点难点
声源的辐射 声波的空气吸收衰减
2.5 声源的辐射
2.5.1 点声源在自由空间中的辐射 2.5.2 点声源在半自由空间中的辐射 2.5.3 半自由空间中的线声源
对于噪声控制工程，可以采用下面的半经验 公式来估算声波在空气中传播时声压级的衰 减量，在20℃时：
传播距离m
声波的频 率，Hz
f d Aa 7.4 10 8
相对湿度
2
对于不同温度，可采用下式来估算：
Aa(20C , ) Aa(T , ) 1 Tf
β=4×10-6
,
L p Lw 20 lg r D 1 11
DI（指向性指数）=10lgR θ 。 R θ （指向性因数）：离点声源相同距离处，某一 θ角方向上I θ和所有方向上平均声强级的比。
2.5.2 点声源在半自由空间中的辐射
当声源放置在刚性地面上时，声音只能向半空间 辐射，半径r的半球面面积为2πr2，因此对半空间 接收点：
地面对运动空气的摩擦，使近地面的风有一 个梯度，顺风和逆风传播的声速产生梯度。
逆风时，对 顺风时，对 地面声速叠 加风速（反 加风速。风 向）。声波 速随高度增 弯向空中， 加风速增大， 传播不远。 声波弯向地 面，传播远。
为什么逆风传播的声音难以听清？
顺风时，对地面声速 叠加风速。风速随高 度增加风速增大，声 波弯向地面，传播远。
100
120m
500 4000
800m
500 4000
20lg(r2/r 15.6 15.6 32 32 离声源较近的地方，随距离发散引起的衰减占主导， 1) 可见，低频噪声能够传播很远，在很大范围内形成噪声
离声源较远的地方，空气吸收高频的噪声衰减快，而低 污染，故对低频噪声污染要重视。 频噪声衰减不明显。 6.7 0.27 6.7 衰减常数 0.27
声波在厚的草地上面或穿过灌木丛传播时，在 频率为1000Hz时的附加衰减较大，可高达 25/100m dB。 附加衰减量的近似计算公式为：
Ag 1 0.18 lg f 0.31r
声波的频率
传播距 离，m
声波穿过树木或者森林时，不同树林的衰减
相差很大，在1000赫兹时：
浓密的常绿树树冠 23 dB／100m
W I 1 L I 10 lg 10 lg 2 I0 I 4 r 0 W W0 1 W 1 10 lg 10 lg 10 lg W W0 4r 2 4r 2 0 I0 LW 20 lg r 11
I
声强级为
W 2r 2
LI =LW -20lgr -8
2.5.2 点声源在半自由空间中的辐射
当距离足够远时，就可将球面波近似看成平面波， 于是有LI ≈ Lp。则若用声压级来表示，可得r处的 声压： Lp=LW-20lgr-8 对于指向性指数为DI的声源： （dB）
L p Lw 20 lg r D 1 8
声屏障的附加衰减与声源及接收点相对 屏障的位置、声屏障的高度及结构以及声 波的频率密切相关。
2.6.3 气象条件对声传播的影响
雨、雪、露等对声波的散射会引起声能的 衰减。但这种因素引起的衰减量很小，大 约每1000m衰减不到0.5dB，因此可以忽 略不计。
风和温度梯度对声波传播的影响很大。
2.5.1 点声源在自由空间中的辐射
自由声场
理论上说是没有边界的、媒质均匀而各向同 性的声场。在自由声场中，声波在任何方向 传播都没有反射，如室外开阔的旷野、消声 室等均属自由声场。
在自由声场中，以声源为中心的球面对称地向各个方 向辐射声能。在离源点r处，球面面积S=4πr2，声强I 和声功率W之间存在简单关系： W W I S 4r 2 声强级为
2.6 声波在传播过程中的衰减
2.6.1 空气吸收衰减 2.6.2 地面吸收衰减 2.6.3 气象条件对声传播的影响
2.6.1 空气吸收衰减
空气吸收：声波在空气中传播时，因空气的 粘滞性和热传导，在压缩和膨胀过程中，使 一部分声能转化为热能而损耗，称为空气吸 收。这种吸收称为经典吸收。 弛豫吸收：所谓弛豫吸收是指空气分子转动 或振动时存在固有频率，当声波的频率接近 这些频率时要发生能量交换。能量交换的过 程都有滞后现象，这种现象称为弛豫吸收。