噪声的危害和测定(1)

峰值噪声级LA10：在一定时间内，以均匀的时间间隔 测量噪声的A计权声级dB值，然后从大到小依次排列， 其中10%的时间所超过的声级；
中间噪声级LA50：在一定时间内，以均匀的时间间隔 测量噪声的A计权声级dB值，然后从大到小依次排列， 其中50%的时间所超过的声级； 环境背景噪声级LA90：在一定时间内，以均匀的时间 间隔测量噪声的A计权声级dB值，然后从大到小依次 排列，其中90%的时间所超过的声级。
式中：Lpi为第i个测点测得的声压级；Lpi0为第i个测点 测得的总噪声声压级；Lp1为背景噪声声压级；

0 . 1 L pi 0
0 . 1 L p 1

经验公式：
L L k pi pi 0 1
k1为背景噪声修正值，可查表或曲线得到。
3 测量表面平均声压级计算 定义：围绕噪声源在同一测量表面上多个测点 噪声级的平均值。 根据能量叠加原则，可得声压级平均值Lpm为
2．计权声级 任一等响度曲线，对各频率f显然有如下关系： 响度级(f)=声压级(f)+ 修正值(f) 从等响度曲线获得: 修正值(f)=响度级(f)-声压级(f) 当噪声不是单一频率，需用计权声级。 计权声级：将噪声的各频率成分按某等响度曲线进 行修正(衰减)后，测得的噪声值。常用有A、B、C 三种计权声级，单位为dB。 A计权声级：将噪声的各频率成分按40phon等响度 曲线进行衰减后，测得的噪声值。 特点是主要衰减低频段声音，对中频段也有一定衰 减。
C K /
K ----体积弹性模量； ρ---介质的密度。
4 声压和声压级
声压：有声波时介质的压强对其静压力的变化量。单位：P a(N/m2)
2*10-5Pa----听阈声压；
20Pa----痛阈声压
听阈声压与痛阈声压间差100万倍，为便于衡量声音的强 弱和适应人的“听觉特性”，引入声压级Lp(dB)
声功率：声源在单位时间内辐射的总能量。单位：W
为便于衡量声功率的相对大小，引入声功率级Lw(dB)
W0----基准声功率，Fra Baidu bibliotek0=2*10-12 W； W----声源辐射的声功率。
声压级与声功率级的关系：功率级不能直接测得， 可在一定条件下利用声压级进行换算，见表13-1。
声压级换算为声功率级的原因： 声压级的值与声源----测点间的距离及测 量环境有关，而声功率级与测点无关，故对 于固定式机械设备ISO推荐以声功率级作为 噪声的评价量。
9 噪声的频谱
作用：为分析噪声的频率特性和确定噪声源， 还需测量噪声强度在频域的分布规律。 频程（频率区段）的划分方法，有
频程（频率区段）的划分方法:
（1）1倍频程（10个频程）：频带的上下限 频率之比为2:1；
（3）恒定窄频带
频谱图：以选用的频程中心频率为横坐标， 以相应的频程声压级（或声功率级）为纵坐 标，所绘制的曲线图。是分析噪声来源及频 率特性的基本工具。
（3）声压级的合成
根据能量叠加原则和声功率与声压平方成正 比的关系，可得合成总声压pt为
p p p p t
2 1 2 2 2 n
由声压级的定义式，总声压级Lpt为
p p p p t L 20 lg 20 lg pt p p 0 0
2 1 2 2 2 2 2 p p p n 1 2 10 lg p p p 0 0 0
S L ( L k k ) 10 lg w pm 2 3 S 0
式中： Lpm为声压级平均值；S为测量表面面积(m2) ； S0为基准面积， S0 =1m2；k2为测量环境修正值； k3为测量环境温度和气压修正值。
测量环境修正值k2的计算：
4 V .16 k 10 lg( 1 ) A0 2 t A / S
噪声的危害和测定
博山区实验中学 赵钦孟 岳文慧 杜欣怡 薛鹏 昊 李鑫栋 周宁浩 袁乐晨 陈晓 煜
噪声基础知识 几个定义 声音：人的听觉器官对空气压力波的主 观感觉。 噪声（客观）：无规律组合的不同频率 和不同强度的声音。 噪声（主观）：一切对人的工作和生活 有影响的的声音。
噪声分类




空气动力性噪声：由于气体的非稳定过程 而产生的噪声，如进、排气噪声、风扇噪 声等； 机械性噪声：由于固体振动而产生的噪声， 如摩擦、敲击等引起的噪声； 电磁性噪声：由于电磁振动(电磁力引起 内部零件结构振动)而产生的噪声，如发 电机、变压器等产生的噪声； 燃烧噪声：气体力引起内部零件结构振动， 并向外辐射的噪声。
频率分辨率由采样时间确定。
低频噪声：<350Hz； 中频噪声：350----1000Hz； 高频噪声：>1000Hz。
二、噪声评定值
1．响度级（考虑人的听觉特性的主观评价值）
人的听觉特性：声压级相同但频率不同的两个声源， 人的主观感觉是不同的，一般对高频敏感，低频迟钝。 考虑到人的上述听觉特性后，响度级定义如下： 选取1000 Hz的纯音为基准声，如果所测声音听 起来与某一声压级的基准声一样响，则该基准声的声压 级dB值就是所测声音的响度级，单位为phon（方）。
1．传声器 电容式传声器结构：由振膜和后极板组成电 容，两电极间预先加一恒定的直流电压，使 电容处于不变的充电状态。 工作原理：振膜在声压作用下产生振动，电 极间隔发生变化，电容发生变化，引起电极 间电压的变化，仪器利用电压变化感知声压 的变化。
2．放大器 放大传声器的输出信号。 3．衰减（增益）器 控制指示表头的显示量程， 每档衰减10dB。 4．计权网络 将噪声的各频率成分按一定 特性用模拟电路进行衰减。 5．指示表头 与衰减器配合读出噪声级。 6．滤波器 按一定频程（一般为1倍频程） 对噪声进行滤波。
自由声场（边界完全吸收声波）：允许声波在任何方向作 无反射自由传播的空间
半自由声场：声波除仅以地面作为反射面，在其他方向作 无反射自由传播的空间
2. 频率：声波每秒钟波动的次数，单位为H z。 次声：<20Hz； 超声：>20000Hz； 基准声：1000 Hz。 3 .声速：声波在介质中的传播速度。
4．等效声级
用能量相等的稳定声级评定某固定点连续变化的 A声级。 假设在一定时间内，测的某连续变化声源的噪声 级数据共n个，记为Li(i=1,2,3…,n)，则该声源的 等效声级Leq可表示为
1 0 . 1 L i L 10 lg 10 eq n i 1
n
三、声级计 作用： （1）测量噪声级（线性声 级，A、B、C三种计权声 级）； （2）输出噪声对应的模拟 电信号，以便进行记录、 采样和信号处理。 组成：传声器、放大器、 衰减（增益）器、计权网 络、指示表头、（滤波 器）。
p p 2 L 10 lg( ) 20 lg p p p 0 0
p0----基准声压，p0=2*10-5Pa； p----测点的声压。
这样，声压变化10倍，声压级变化20dB；声压变化100 万倍，声压级变化120dB；听阈声压与痛阈声压间的声压 级变化幅度为0----120 dB。
5 声功率和声功率级
1 0 . 1 L pi L 10 lg 10 pm m i 1
m
式中：Lpi(i=1,2,…,m)为第i个测点测得的声压 级；m为测点总数。 简便算法：当各测点声压级之间相差不大于5 dB时，可按算术平均法计算，其误差小与1d B。
声级平均值测量
声级平均值计算
1 0 . 1 L pi L 10 lg 10 pm m i 1
m
式中：Lpi(i=1,2,…,m)为第i个测点测得的声压级； m为测点总数。 简便算法：当各测点声压级之间相差不大于5d B时，可按算术平均法计算，其误差小与1dB。
4 噪声声功率级的换算
当在专用的声学环境下测量，可用前述基本公式。 如在普通试验室测量时，按环境修正法或标准声源法 进行修正。 环境修正法修正公式：
噪声源的声功率测量（声压法）
基本公式：
但测量过程和结果需结合具体情况进行处理和修正。
1 测量表面和测点布置
测量表面：包围被测对象，布置有测点的表面组合。 工程上通常采用半球面、长方体表面、圆柱体表面等作 为包络面。测点布置有5点法、9点法、10点法等。
2 背景噪声的修正 理论公式：
L 10 lg 10 10 pi
7 声压级的分解 设有如下关系式
L 10 lg 10 10 pt
经代数运算，可得

0 . 1 L . 1 L pb 0 p

L 10 lg 10 10 pd

0 . 1 L pt
0 . 1 L pb

8 声级平均值 定义：围绕噪声源在同一测量表面上多个测 点噪声级的平均值。 根据能量叠加原则，可得声压级平均值Lpm 为
例如，响度级为40 phon声音，是指该声音听起来 与声压级为40dB、频率为1000 Hz的纯音一样响。如 声压级约为50 dB、频率为100 Hz的声音；声压级约 为70 dB、频率为50 Hz的声音。
等响度曲线：以声音频 率为横坐标，声压级为 纵坐标，频率与声压级 不同，但响度级相同的 曲线。描述了各频率下， 客观的声压级与主观的 响度级之间的关系，可 由声音的频率和声压级， 查图得到相应的响度级。 例如：声压级为60 dB、 频率为100 Hz的声音， 查图得到相应的响度级 为50phon。
B计权声级：将噪声的各频率成分按70phon等 响度曲线进行衰减后，测得的噪声值。 特点是仅对低频段声音有一定的衰减。
C计权声级：将噪声的各频率成分按100phon 等响度曲线进行衰减后，测得的噪声值。 特点是对整个可听频率范围内的声音基本上无 衰减。
3．统计声级
在一定时间内，对不稳定噪声的各个测量值进行统计 并分级评定的表示值，记为LAn。：
噪声的危害
（1）对听力的影响：在高噪声环境下长期工作，可 能造成耳聋。 90dB(A)----20%的人可能耳聋； 85dB(A)----10%的人可能耳聋； 低于80dB(A)才能保证长期工作而不造成耳聋。 （2）对人的精神和身体的影响：如失眠、注意力不 集中、破坏色觉等。 （3）对工作的影响：降低工作效率，计算、书写易 出错。 （4）对建筑物的影响：大的低频噪声可能造成建筑 物薄壁件的损坏。
一、噪声测量中的声学概念和参数
1. 声场：声波传播的空间，分为自由声场、半自 由声场、混响声场、半混响声场。 （1）自由声场（边界完全吸收声波）：允许声 波在任何方向作无反射自由传播的空间。
（2）半自由声场：声波除仅以地面作为反射面， 在其他方向作无反射自由传播的空间。
（3）混响声场（边界完全反射声波）：允许声 波在任何方向作无吸收传播的空间。 （4）半混响声场：边界既不完全反射声波、又 不完全吸收声波的空间。
6 声级的计算（声级的合成与分解） （1）基本原则：能量叠加原则，即当声场中同 时存在n个声功率分别为W1、W2、……、 Wn的独立声源时，这些声源的合成总声功 率Wt为
W W W W t 1 2 n
（2）声功率级的合成
W W W W t 1 2 n L 10 lg 10 lg W t W W 0 0
式中： A为试验室房间的吸声量(m3) ；S为测 量表面面积(m2) ；V为试验室房间的体积(m3)； t为试验室房间的混响时间(s)。 A也可按下式计算：
A iS i
1
i
式中： Si 为房间各表面面积(m2) ； αi为各表面对应的吸声系数。
测量环境温度和气压修正值k3的计算：
293 p k 10 lg 3 273 T 100
2 n
由于
p p 2 L 10 lg( ) 20 lg p p p 0 0
p 0 .1 L i pi 10 p 0
n
2
（i=1,2,…,n）
故
0 . 1 L pi L 10 lg 10 pt i 1
例：当两个声源声压级分别为100dB时，合 成后的总声压级Lpt为103dB。