工作环境噪声及振动
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一、声音的性质及度量
1、声音的基本概念 物体的振动产生声音，振动发声的物体被称 为声源。 声音的形成是由振动的发生与传播这两个环 节组成。 没有振动就没有声音,没有介质来传播 振动也听不到声音. 声音的频率、声音的波长、声音传播的速度是 描述声波的三个重要的物理量。
（1）频 率 声源每秒钟振动的次数称为频率，以f表示，单 位为赫兹（Hz）。人耳能感受到的频率是 20~20000HZ。在声频范围内，声波的频率愈 高，声音显得愈尖锐；反之，显得低沉。 （2）波长 声波在媒介中一个波动的周期内传播的距离称 为波长，记作λ, 单位为m。 （3）声速 声波在媒介中传播的速度称为声速，用c表示， 单位为m/s。
频率、波长和声速之间的关系
cf
2、声音的度量
（1）声压和声压级
声压指媒介中有声波存在时的压力与没有声波 存在时的静压之差。它是表示声音强弱的物理量。
声压的物理单位是Pa。一个健康的人可以感知 到的最微弱的声音是2×10-5Pa。2×10-5Pa的压力 波很低，只能引起内耳耳膜的不足一个原子直径的 偏移。耳朵同样可以忍受最高至20Pa的声压。
计权声级
声级 通过计权网络测得的声压级称为计权声级，简称 声级。 为使噪声测量结果与人对噪声的主观感觉量一致， 通常在声学测量仪器中，引入一种模拟人耳听觉 在不同频率上的不同感受特性的计权网络，对被 测噪声进行测量。通过计权网络测得的声压级称 为计权声级，简称声级。它是在人耳可听范围内 按特定频率计权而合成的声压级。
为了适用如此广泛的声压范围，人们引入了一个 对数来衡量声压——声压级（SPL），其单位为分贝 （dB）。
声压级指声压与该基准声压之比的以10为底 的对数乘以20。声压级用听力的最低极限 2×10-5Pa为基准声压。其表达式为：
P SPLdB 20lg Po
式中，SPL dB 代表声压级，单位为分贝 （dB）；P为声压，单位为Pa；P0为基准声 压，即2×10-5Pa 。
百度文库
声音的响度级与响度
响度级是人们对噪声进行主观评价的一个基本量， 用LN表示，单位为方(phon) 。选取1000Hz 的纯音作基准音，凡是听起来和该纯音一样响的
声音，不论其声压级和频率是多少，它的响度级
(方值)就等于该纯音的声压级数，即与该声音同 样响度的1000赫兹纯音的声压级。
等响度曲线
声音的响度
什么是频程？
为了便于实际测量和分析，人为地把声频范围划分为几 个小的频段，在每一个频段中，上限频率与下限频率之间的 距离称为频程，它以上限频率和下限频率之比的对数表示， 此对数通常以2为底。
f1 n log 2 f2
或
f1 2n f2
式中 n 为倍频程数。 f1 为上限频率， f2 为下限频率 n=1 为1个倍频程；n=1/3为1/3倍频程
频率计权电网络
在声学测量仪器中，通常根据等响度曲线，设置一定 的频率计权电网络，使接收的声音按不同程度进行频 率滤波，以模拟人耳的响度感觉特性。一般设置A、B 和C 三种计权网络，
其中
A 计权网络是对强度在55dB以下噪音的频率特性的 模拟（相当于模拟人耳对40 方纯音的响度) B 计权网络是对55~85dB中等强度噪音的频率特性的 模拟（相当于模拟人耳对70 方纯音的响度)
频率范围 /Hz
707～ 1414
1414～ 2828
2828～ 5656
5656～ 11212
11212～ 22424
频谱图 各频率成分与能量分布关系的图形称为频谱 图
以频率为横坐标，以声压级(或声功率级)为 纵坐标进行绘图，如图所示。
（2）人耳对声音的主观感觉
人耳对声音大小的主观感觉不仅与声压有关， 而且与声音频率有关。人耳对高频声音感觉比较灵 敏，对低频声音感觉比较迟钝。声压或声压级只能 表示声音在物理上的强弱，不能表征人对声音的主 观感觉，即对于不同频率的声音，尽管声压级相同， 但人耳的主观感觉是不一样的 。因此，必须建立评 价人耳对声音的主观量度的物理量。
倍频程通常用它的几何中心频率f0代表，中心 频率与上、下限频率之间的关系为：
f0是一个频率，代表一个倍频程的频率范围。
表6-3 倍频程的频率范围
中心频率 /Hz 频率范围 /Hz 中心频率/ Hz 31.5 22.5～ 45 1000 63 45～90 2000 125 90～180 4000 250 180～354 8000 500 354～707 16000
C 计权网络是对85dB以上噪音的频率特性的模拟 （相当于模拟人耳对100 方纯音的响度）
三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减
程度，A衰减最多，B次之，C最少。A计权声
级由于其特性曲线接近于人耳的听感特性，因
此是目前世界上噪声测量中应用最广泛的一种，
B、C已逐渐不用。
A、B、C声级 不同计权网络测量的结果，分别标以dB（A）、dB （B）或dB（C），称为A 声级、B声级、C声级。 近年来研究表明，无论声强多大，A声级都能较好 地反映人耳的响应特征，所以，如无特殊说明，基 本都用A声级表示噪声评价指标。 当人们遇到的噪音是起伏的不连续的噪音时，用等 效连续声级评价。 等效连续声级是指某一段时间内的A声级能量平均 值，简称等效声级或平均声级，用符号Leq表示， 单位是dB(A)
声音的响度是人耳对声音强度所产生的主观感觉 量，它与人对声音响亮程度的主观感觉成正比 . 响度以N表示，单位为宋(song） 响度与响度级的关系式为
LN 40 33.22lg N
响度与声音的频率和强度有关，当声压级一定时， 频率越高，人耳感觉越响；而当频率一定时，声 压级越高，人耳感觉越响。
正常人耳刚能听到的最低声压称为听阈声压，使人耳产生 疼痛感觉的声压称痛阈声压。
（三）频谱分析
什么是频谱？ 各种声源发出的声音大多是由许多不同强度，不同 频率的声音复合而成。具有不同频率 ( 或频段 ) 成分 的声波具有不同的能量，这种频率成分与能量分布 的关系称为声的频谱。 什么是频谱分析？ 将声源发出的声音强度按频率顺序展开，使其成 为频率的函数，并考察变化规律，称为频谱分析。
1、声音的基本概念 物体的振动产生声音，振动发声的物体被称 为声源。 声音的形成是由振动的发生与传播这两个环 节组成。 没有振动就没有声音,没有介质来传播 振动也听不到声音. 声音的频率、声音的波长、声音传播的速度是 描述声波的三个重要的物理量。
（1）频 率 声源每秒钟振动的次数称为频率，以f表示，单 位为赫兹（Hz）。人耳能感受到的频率是 20~20000HZ。在声频范围内，声波的频率愈 高，声音显得愈尖锐；反之，显得低沉。 （2）波长 声波在媒介中一个波动的周期内传播的距离称 为波长，记作λ, 单位为m。 （3）声速 声波在媒介中传播的速度称为声速，用c表示， 单位为m/s。
频率、波长和声速之间的关系
cf
2、声音的度量
（1）声压和声压级
声压指媒介中有声波存在时的压力与没有声波 存在时的静压之差。它是表示声音强弱的物理量。
声压的物理单位是Pa。一个健康的人可以感知 到的最微弱的声音是2×10-5Pa。2×10-5Pa的压力 波很低，只能引起内耳耳膜的不足一个原子直径的 偏移。耳朵同样可以忍受最高至20Pa的声压。
计权声级
声级 通过计权网络测得的声压级称为计权声级，简称 声级。 为使噪声测量结果与人对噪声的主观感觉量一致， 通常在声学测量仪器中，引入一种模拟人耳听觉 在不同频率上的不同感受特性的计权网络，对被 测噪声进行测量。通过计权网络测得的声压级称 为计权声级，简称声级。它是在人耳可听范围内 按特定频率计权而合成的声压级。
为了适用如此广泛的声压范围，人们引入了一个 对数来衡量声压——声压级（SPL），其单位为分贝 （dB）。
声压级指声压与该基准声压之比的以10为底 的对数乘以20。声压级用听力的最低极限 2×10-5Pa为基准声压。其表达式为：
P SPLdB 20lg Po
式中，SPL dB 代表声压级，单位为分贝 （dB）；P为声压，单位为Pa；P0为基准声 压，即2×10-5Pa 。
百度文库
声音的响度级与响度
响度级是人们对噪声进行主观评价的一个基本量， 用LN表示，单位为方(phon) 。选取1000Hz 的纯音作基准音，凡是听起来和该纯音一样响的
声音，不论其声压级和频率是多少，它的响度级
(方值)就等于该纯音的声压级数，即与该声音同 样响度的1000赫兹纯音的声压级。
等响度曲线
声音的响度
什么是频程？
为了便于实际测量和分析，人为地把声频范围划分为几 个小的频段，在每一个频段中，上限频率与下限频率之间的 距离称为频程，它以上限频率和下限频率之比的对数表示， 此对数通常以2为底。
f1 n log 2 f2
或
f1 2n f2
式中 n 为倍频程数。 f1 为上限频率， f2 为下限频率 n=1 为1个倍频程；n=1/3为1/3倍频程
频率计权电网络
在声学测量仪器中，通常根据等响度曲线，设置一定 的频率计权电网络，使接收的声音按不同程度进行频 率滤波，以模拟人耳的响度感觉特性。一般设置A、B 和C 三种计权网络，
其中
A 计权网络是对强度在55dB以下噪音的频率特性的 模拟（相当于模拟人耳对40 方纯音的响度) B 计权网络是对55~85dB中等强度噪音的频率特性的 模拟（相当于模拟人耳对70 方纯音的响度)
频率范围 /Hz
707～ 1414
1414～ 2828
2828～ 5656
5656～ 11212
11212～ 22424
频谱图 各频率成分与能量分布关系的图形称为频谱 图
以频率为横坐标，以声压级(或声功率级)为 纵坐标进行绘图，如图所示。
（2）人耳对声音的主观感觉
人耳对声音大小的主观感觉不仅与声压有关， 而且与声音频率有关。人耳对高频声音感觉比较灵 敏，对低频声音感觉比较迟钝。声压或声压级只能 表示声音在物理上的强弱，不能表征人对声音的主 观感觉，即对于不同频率的声音，尽管声压级相同， 但人耳的主观感觉是不一样的 。因此，必须建立评 价人耳对声音的主观量度的物理量。
倍频程通常用它的几何中心频率f0代表，中心 频率与上、下限频率之间的关系为：
f0是一个频率，代表一个倍频程的频率范围。
表6-3 倍频程的频率范围
中心频率 /Hz 频率范围 /Hz 中心频率/ Hz 31.5 22.5～ 45 1000 63 45～90 2000 125 90～180 4000 250 180～354 8000 500 354～707 16000
C 计权网络是对85dB以上噪音的频率特性的模拟 （相当于模拟人耳对100 方纯音的响度）
三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减
程度，A衰减最多，B次之，C最少。A计权声
级由于其特性曲线接近于人耳的听感特性，因
此是目前世界上噪声测量中应用最广泛的一种，
B、C已逐渐不用。
A、B、C声级 不同计权网络测量的结果，分别标以dB（A）、dB （B）或dB（C），称为A 声级、B声级、C声级。 近年来研究表明，无论声强多大，A声级都能较好 地反映人耳的响应特征，所以，如无特殊说明，基 本都用A声级表示噪声评价指标。 当人们遇到的噪音是起伏的不连续的噪音时，用等 效连续声级评价。 等效连续声级是指某一段时间内的A声级能量平均 值，简称等效声级或平均声级，用符号Leq表示， 单位是dB(A)
声音的响度是人耳对声音强度所产生的主观感觉 量，它与人对声音响亮程度的主观感觉成正比 . 响度以N表示，单位为宋(song） 响度与响度级的关系式为
LN 40 33.22lg N
响度与声音的频率和强度有关，当声压级一定时， 频率越高，人耳感觉越响；而当频率一定时，声 压级越高，人耳感觉越响。
正常人耳刚能听到的最低声压称为听阈声压，使人耳产生 疼痛感觉的声压称痛阈声压。
（三）频谱分析
什么是频谱？ 各种声源发出的声音大多是由许多不同强度，不同 频率的声音复合而成。具有不同频率 ( 或频段 ) 成分 的声波具有不同的能量，这种频率成分与能量分布 的关系称为声的频谱。 什么是频谱分析？ 将声源发出的声音强度按频率顺序展开，使其成 为频率的函数，并考察变化规律，称为频谱分析。