第二章噪声的基本知识

T
0
p 2 (t )dt
有效声压就简称为声压，声压的大小反映了声波的强弱。
13
第二节 噪声的量度和评价
一、声音的物理量度（声压）

声压计量单位：声压的可听范围有100万倍的变化，为 描述方便，定义了声压级来表示声压的大小。
p Lp 20 lg p0
听阈声压 2×10-5N/m2 痛阈声压20N/m2
10
第二节 噪声的量度和评价
一、声音的物理量度（声功率）
典型声源的声功率级 喷气飞机 大型高压风机 风动铆枪 织布机 汽车喇叭 钢琴 普通谈话 100 W 10W 1W 0.1W 0.01W 0.001W 0.00001W 140dB 130dB 120dB 110dB 100dB 90dB 70dB 11

频谱分析
根据所绘制的频谱图，即可了解频带声压级（是在频带 宽度范围内所能检测到的各个噪声的合成声压级）在不 同频率范围内的分布情况，并据此判断出噪声的成分和 性质，即为频谱分析。
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第二节 噪声的量度和评价
二、频带与频谱分析（频谱分析）
该柴油机 的噪声中 在中心频 率 为 125 Hz 的 声 压级最高 。
p p f p0
p 就是声压，声压一般为有效声压：
p( x, y, z, t )（该点瞬时声压）的方均根值
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第二节 噪声的量度和评价
一、声音的物理量度（声压）

有效声压：人耳鉴别不出瞬时声压的变化，只能感受 到一个稳定的有效声压。有效声压是一个变化周期内 瞬时声压的均方根值。
1 pe T
–
有效检波器
用于将交流信号检波整流成直流信号。
–
指示仪表：
读出数据或自动记录声音特征 31
第三节 噪声测量分析技术
一、声级计：
频衰减次之，高频稍放大。所测结果与人 耳的感觉最接近。
B计权网络：按70方等响曲线设计，仅在低频衰减。
按100方等响曲线设计，对整个可听频率范 C计权网络：
围均无衰减，又叫总声压级。
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第二节 噪声的量度和评价
四、噪声的评价
1. 等效连续A声级LAeq（平均声级）
用来对某一固定点的连续起伏的环境噪声进行评价。


L50：50％的所测数据超过的声级，又叫平均值。
L90：90％的所测数据超过的声级，又叫本底值。
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第二节 噪声的量度和评价
四、噪声的评价（道路交通噪声的评价）
2）交通噪声指数TNI
TNI L90 4d 30 d L10 L90
3）噪声污染级NPL
考虑机动车噪声起伏对人 的干扰而引入的评价量。
NPL L Aeq k
σ——同一过程中瞬时声级的标准偏差； k——为临时性系数，一般对于飞机和交通噪声，k＝2.56。
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第二节 噪声的量度和评价
四、噪声的评价（道路交通噪声的评价）
4）日夜平均声级Ldn
Ldn 10 lg 0.625 10

0.1Ld
0.375 10
0.1 Ln 10
第二章 噪声基础知识
1. 声学基础 2. 噪声的量度和评价 3. 噪声测量分析技术 4. 噪声的危害和控制
1
第一节 声学基础

声源：一个向周围媒质辐射声波的振动系统叫“声 源” ，固体，液体，气体都可以发声，都可以当作声 源。典型理想点声源：脉动球，振动球。
声波：振动在媒质中的传播过程就称为声波。声波的 存在有两个基本条件：声源和能够传播振动的介质。 声波的属性：声波能在固体，液体和气体中传播，在 固体中可以是纵波，也可以是横波。但在液体和气体 中一般以纵波传播。
N
Lp a b
Lp——倍频程声压级； a，b——常数，与各频程的中心频率有关，可用表查得。
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第二节 噪声的量度和评价
四、噪声的评价
3. 语言干扰级SIL
倍频带中心频率为500、1000、2000Hz下三个声 压级的算术平均值。
SIL
L p 500 L p1000 L p 2000 3
c/ f

水，空气，铜，钢，玻璃，硬橡胶中的声速排序？ 空气 水 340m/s 1450m/s 铜 钢 3800m/s 4900m/s
4
硬橡胶 1570m/s
玻璃 5000~6000 m/s
第一节 声学基础

声波的反射和折射：声波一般沿直线传播，遇到障碍 物会发生发射，如天坛的回音壁。声波在传播过程中， 遇到介质发生变化时，传播方向会变化，就发生折射。 声波的绕射（衍射）：当声波在传播过程中，碰到障 碍物，声波能绕过障碍物的边缘继续前进，这种现象 称为绕射或衍射现象（高频声波易于屏蔽）。 声波的叠加原理：两个独立声波同时传播，仍保持其 原有特性（频率、速度、传播方向），但在共同作用 区域的质点振动为合振动。—— 干涉


w Ir 4r 2
8
第二节 噪声的量度和评价
一、声音的物理量度（声强）

声强级：
LI

I 10 lg I0
I 0 1 10 12 W / m 2
听阈声强为10-12 W/m2，痛阈声强为1 W/m2 听阈声强级为0dB，痛阈声强级为120dB 通常在谈话时的声强级为60～70dB
修正值是总噪声与本底噪声之差的函数，可查表。

一般情况下，若总噪声－本底噪声≥10分贝，则可忽 略本底噪声。
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第二节 噪声的量度和评价
二、频带与频谱分析（频带）
频带（频程）：为了测量方便，把噪声的声频范围划
分为若干个频段，每个频段即为一个频带（频程）。
①
倍频程：f上/f下＝2 中心频率
fm
f上 f下
p0 2 10 5 帕
典型环境下的声压级 喷气飞机 载重汽车 办公室谈话 郊外安静的森林 120～130分贝 80～90分贝 60～70分贝 10～20分贝
听阈声压级 0分贝
痛阈声压级120分贝
14源自文库
第二节 噪声的量度和评价
一、声音的物理量度（声压级的合成）

噪声声压级相等时，则：
L pA L pB L p
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第二节 噪声的量度和评价
三、声音的主观量度（纯音等响曲线）
可以看出： 人耳对高 频声音敏 感，低频 声不敏感。
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第二节 噪声的量度和评价
三、声音的主观量度（声级计和计权网络）
声级计：指测量声音强弱的仪器。
“输入”——声压和频率，“输出”——尽可能接近人耳听觉
声 级 的 分 贝 值
A计权网络：按人耳40方等响曲线设计，低频衰减，中 计 权 网 络
( L pA L pB ) / 10
)
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第二节 噪声的量度和评价
一、声音的物理量度（声压级的分解）

本底噪声（暗噪声、环境噪声）：在被测对象发声之
前，测定场中已有一个难以避免的噪声存在，此种噪
声相对被测噪声而言称为本底噪声。

测定：先测本底噪声，再测总噪声，按能量法相减。
被测对象的分贝值=总噪声-修正值

其中：白天从7：00～22：00，晚上从22：00～7：00。 5）其它评价指标 感觉噪声级PNL，噪声次数指数NNI等。
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第三节 噪声测量分析技术
环境噪声的测量

噪声测量：是用相宜的声学测量手段，以获得描写环 境噪声或噪声源特征参量的技术过程。 噪声测量过程
– –

事先了解测量对象 明确测量目的、制定周密计划
f上——上限频率； f下 ——下限频率 频带宽度=f上－ f下
②
1/3倍频程：将倍频程分3份（1：21/3：22/3：2）
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第二节 噪声的量度和评价
二、频带与频谱分析（频谱）

频谱图
以所选用的倍频程或1/3倍频程的中心频率fm为横坐标， 以声压级（或声强级、声功率级）为纵坐标，作出噪声 测量图形即为频谱图。
2


第一节 声学基础
声波的分类：

按介质质点的振动方向：纵波、横波或者二者合成。
纵波是指介质质点的振动方向与波的传播方向相同，例如 鼓面振动； 横波指振动方向与波的传播方向互相垂直，如琴弦产生的 声波。

按介质质点振动的连续性：连续波和脉冲波。
介质质点做连续不断振动的波为连续波； 介质质点作单个或间歇的脉冲运动的波为脉冲波。
pB pA
2 2
)
先按照从大到小的顺序排 列，按照此顺序将两个最 大值求和，再将所求和与 第三大的值求和，依次进 行，直到两分贝值相差10 分贝时或到最小数为止。
L pB L pA 10 lg
pB pA
2 2
pB pA
2 2
10
( L pA L pB ) / 10
L p L pA 10 lg(1 10

按波的传播面：平面波、球面波和柱面波。
3
第一节 声学基础

声波的频率f（Hz）：声音每秒钟振动的次数。
声波的范围十分广泛，人耳能够听到的范围是20~20000Hz 频率高于20000Hz的称为超声，频率低于20Hz的称为次声。

声速c：声波在媒介中的传播速度。声波在不同介质中 的频率f保持不变，但波长λ有所变化，声速也有所变化.
7

第二节 噪声的量度和评价
一、声音的物理量度（声强）

声强I：声强，垂直于声传播方向上的单位时间内单 位面积上通过的声能量。 声强是一个矢量(W/m2)。它不仅反映了声能量的大 小，而且还反映了声能量的方向，声强矢量的方向 就是声传播的方向。 如自由声场中的点声源（球面波），其声功率为w， 则其声强可以表示为：
评价噪声对语言交谈、打电话时的干扰程度。 谈话时要想对方完全听清楚，必须高于语言干扰级12dB。
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第二节 噪声的量度和评价
四、噪声的评价
4. 道路交通噪声的评价
1）L10、L50、L90统计声级 单位dB（A）（交通噪声的测量与评价常用此声级）

L10：10％的所测数据超过的声级，又叫噪声峰值。
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第二节 噪声的量度和评价
一、声音的物理量度（声功率）

声功率w（W）：声源在单位时间内辐射的声能量称 为该声源的声功率。 声波实际传播过程就是声振动能量的传播过程，声功 率就是单位时间内声源向外辐射出的全部能量。

w LW 10 lg w0
w0 1 1012W
声功率是标量，反映的是声源振动辐射能量的大小 是一个表示声源特性的参数

听阈声功率为10-12 W 痛阈声功率为1 W

听阈声功率级为0dB 痛阈声功率级为120dB
第二节 噪声的量度和评价
一、声音的物理量度（声压）

声压p：声波在介质中传播时，使介质时而密集，时而 稀疏，形成一种压力波（N/m2） 。设介质处于平衡状 态时，各处的压力为p0 ，当声波传来时，该处的压强 变为pf ，其变化量为 p：
5


第一节 声学基础
乐音：发声体做规则振动时发出的声音。 噪声：发声体做无规则振动时发出的声音。
噪音的波形图
乐音的波形图
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第二节 噪声的量度和评价
一、声音的物理量度

声强I：通过单位面积的声能；


声压p：介质中压力超过静压的值；
声功率w：声源在单位时间辐射的声能量； 声级L：人耳具有独特的生理机能，由听阈到痛阈声 压的绝对值相差达到100万倍，其感觉和客观物理量 之间也不是线性关系而近似对数关系，所以引入对 比量声级（无量纲）。
–
– –
熟悉测量内容及噪声测量的标准与规范
选用测量仪器 按照规定的方法进行噪声测量
–
作好记录并进行必要的数据处理
30
第三节 噪声测量分析技术

基本测量系统的基本构成：
–
传声器：
为换能器，将声压信号成比例地转变为电压信号
–
放大器或衰减器：
将传声器传来的电信号不失真的放大或衰减
–
计权网络：
模拟人耳特性而涉及的滤波线路
p ＝ p A p B
2 2
合成噪声：
p 20 lg 20 lg po
L p
p A pB
2
2
po
L p 10 lg 2
同理，n个相同噪声级 噪声源的合成声压级为
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第二节 噪声的量度和评价
一、声音的物理量度（声压级的合成）

噪声声压级不相等时 若A＞B，则：
L p L pA 10 lg(1
L Aeq
1 n 0.1Li 10 lg 10 n i 1
Li——间隔时间t读取的一个分贝值； n——一定时间内读取的分贝值的总个数。
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第二节 噪声的量度和评价
四、噪声的评价
2. 噪声评价数N
主要用于评定噪声对听觉损伤、预言干扰和周围环境的 影响，它代表了噪声的强度和频率两个主要因素。
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第二节 噪声的量度和评价
三、声音的主观量度（响度）

响度级 如果所测声音与基准声——频率为1000Hz的纯音对 比，听起来同样的响，则此基准声的声压级分贝数 ，就称为该所测声音的响度级。


单位：方（phon）。
纯音（基准声的频率均为1000HZ ）等响曲线 响度级既反映了声音的物理量度 也反映了人耳听觉的生理效应