第七章 噪声监测
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1.声音的发生 当物体在空气中振动，使周围空气发生疏、密交替 变化并向外传递，且这种振动频率在20～20000HZ之间， 人耳可以感觉，称为可听声，简称声音。
2.频率/周期 声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作F，单位 为HZ。
3.波长
沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距 离，或在波形上相位相同的相邻两点间的距离称 为波长，用λ表示，单位为m。 4.声速
Ldn 16 10 0.1Ld 8 10 0.1( Ln 10 ) 10 lg[ ] 24
式中：Ld——白天的等效声级，时间是从6∶00至 22∶00，共16个小时； Ln——夜间的等效声级，时间是从22∶00至 第二天的6∶00，共8个小时。
四、噪声的频谱分析
将噪声的强度（声压级）按频率顺序展开， 使噪声的强度成为频率的函数，并考查其波形，称 为噪声的频率分析（或频谱分析）。
LAeq,T 1 10 lg( T
T
0
10
0 . 1 L pA
dt )
式中：LpA——某时刻t的瞬时A声级，dB； T ——规定的测量时间，s。
如果数据符合正态分布，其累积分布在正 态概率纸上为一直线，则可用下面近似公式计算：
LAeq,T L50 d 2 / 60, d L10 L90
表7.4 一天不同时间对基数的修正 单位：dB
时间 白天 晚上 夜间 修正值 0 -5 -10至-15
《声环境质量标准》GB3096-2008
表7.5 不同地区对基数的修正值
地区 农村、医院、休养区 市郊、交通量很少的地区
单位：dB
修正值 0 +5
城市居住区
居住、工商业、交通混合区 城市中心（商业区） 工业区（重工业）
AWA6270A噪声频谱分析仪
AWA6270噪声频谱分析仪 图7.7
AWA6218C噪声统计分析仪
各种声级计实物照片
二、其他噪声测量仪器
1.声级频谱仪(外接倍频程滤波器） 2.录音机
3.记录仪
4.实时分析仪
7.4
噪 声 标 准
干扰睡眠和休息的噪声级阈值白天为50dB，夜 间为45dB，我国提出环境噪声允许范围见表7.3。
五、噪声的物理量和主观听觉的关系
1. 响度和响度级
（1）响度(N) 响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念， 响度的单位叫“宋”，1宋的定义为声压级为40dB， 频率为1000Hz，且来自听者正前方的平面波形的强度。 如果另一个声音听起来比这个大n倍，则声音的响度 为n宋。
人的听觉与声音的频率有密切关系，声压相同而频率不同 的纯音听起来是不一样响的
一秒时间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：
c f
在空气中，C=331.4+0.607t
二、声功率、声强和声压
1.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。 2.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/m2。 3.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 2 p Pa。 p I c 或者 I=
c
三、分贝、声功率级、声强级和声压级
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）。 A1 N 10 lg 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”。
表7.1
中心频率 fm/Hz 31.5
常用1倍频程滤波器的中心频率和截止频率
下截止频率 f1/Hz 22.273 7 中心频率 fm/Hz 1 000 上截止频率 f2/Hz 1 414.20 下截止频率 f1/Hz 707.100
上截止频率 f2/Hz 44.547 3
63
125 250 500
89.094 6
2.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。
3.声强级
声强级常用LI表示，定义为：
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。
图7.3
等响曲线(又称ISO等响曲线)
（3） 响度与响度级的关系
根据大量实验得到，响度级每改变10方， 响度加倍或减半。
或
N 2
LN 40 10
LN 40 33 lg N
响度级的合成不能直接相加，而响度可以 相加。
2、计权声级
A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声 的频率特性。
176.775 353.550 707.100
44.547 3
88.387 5 176.775 353.550
2 000
4 000 8 000 16 000
2 828.40
5 656.80 11 313.6 22 627.2
1 414.20
2 828.40 5 656.80 11 313.6
例2、某噪声的倍频程声压级如下表所示，试求该噪 声的A计权声级
B计权声级是模拟55～85dB的中等强度噪声的 频率特性。
C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。 D计权声级是对噪声参量的模拟，专用于飞机 噪声的测量。
图7.4
A、B、C、D计权特性曲线
3. 等效声级、噪声污染级和昼夜等效声级
（1）等效声级
一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对 人影响的问题，即等效连续声级，符号“Leq”或 “LAeq,T”。
（2）响度级(LN)
1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的数值，
任何其他频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使 之与这声音一样响时，则这1000Hz纯音的声压级分
贝值就定为这一声音的响度级值。响度级的单位叫
“方”（phon)。
80dB的20Hz纯音，与20dB的1000Hz的纯音一样响 其响度级为20phon
频率/Hz 声压级/dB 63 60 125 70 250 80 500 82 1000 2000 4000 8000 80 83 78 76
解：
A计权修正值 -26.2 -16.1 -8.6 -3.2 0 +1.2 +1.0 -1.1
修正后频带声级/dB
各声级叠加/dB 总的A计权声级/dB
33.8
∆Lp /dB
Lp1－Lp2 /dB
图7.1 两噪声源的叠加曲线
[例] 两声源作用于某一点得声压级分别为Lp1= 96 dB，Lp2=93 dB， 由于Lp1－Lp2=3 dB，查曲线得 ΔLp= 1.8 dB，因此Lp总＝96 dB +1.8 dB＝97.8 dB。
掌握了两个声源的叠加，就可以推广到多声源 的叠加，只需逐次两两叠加即可，而与叠加次序无 关。 例如，有8个声源作用于一点，声压级分别为 70、75、82、90、93、95、100dB，它们合成的总声 压级可以任意次序查图7.1的曲线两两叠加而得。任 选两种叠加次序如下：
+10
+15 +20 +25
表7.6
室内噪声受室外噪声影响的修正值 单位：dB 窗户状况 修正值
开窗
关闭的单层窗 关闭的双层窗或不能开的窗
-10
-15 -20
表7-7
城市区域环境噪声标准值
单位：等效声级Leq /dB(A)
类 别
0 1 2
昼间
50 55 60
夜 间
40 45 50
3
4 4a 4b
4.声压级 声压级常用Lp表示，定义为：
p2 p L p 10 lg 2 20 lg p0 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。
四、噪声的叠加和相减
1.噪声的叠加
二、噪声及其主要危害
人们生活和工作所不需要的声音叫噪声。 损伤听力、干扰人们的睡眠和工作，诱发疾病， 干扰语言交流，强噪声还会影响设备正常运转和损 环建筑结构。
三、环境噪声的来源
1.交通噪声 2.工厂噪声 3.建筑施工噪声 4.社会生活噪声
7.2
声音的物理特性和量度
一、声音的发生、频率、波长和声速
略
53.9
略
71.4
71.4
78.8
78.8 87.5
80
80
84.2
84.2
79
79
74.9
74.9
7.3 噪声测量仪器
一、声级计
1.声级计的工作原理
声级计，又叫噪声计，是一种按照一定的频率计权 和时间计权测量声音的声压级和声级的仪器，是声学测 量中最常用的基本仪器，是一种主观性的电子仪器。
图7.6 声级计工作方框图
2.声级计的分类 按精度将声级计分为1级和2级。两种级别的声 级计的各种性能指标具有同样的中心值，仅仅是容 许误差不同，而且随着级别数字的增大，容许误差 放宽。
按体积大小可分为台式声级计、便携式声级计 和袖珍式声级计。
按指示方式可分为模拟指示（电表、 声级灯） 和数字指示声级计。
AWA5633D型声级计
频谱分析的方法是使噪声信号通过一定带宽
的滤波器，通带越窄，频率展开越详细；反之通带 越宽，展开越粗略。以频率为横坐标，相应的强度
（如声压级）为纵坐标作图。经过滤波后各通带对
应的声压级的包络线（即轮廓）叫噪声谱。图7.5 为一次实测的噪声频谱图。
图7.5
频谱图
表7.1列出了1倍频程滤波器最常用的中心频率 值（fm），以及上、下截止频率。这是经国际标准 化认定并作为各国滤波器产品的标准值。
LNP Leq Ks
式中：K——常数，对交通和飞机噪声取值2.56； s——测定过程中瞬时声级的标准偏差。
s 1 n ( LpA LpAi ) 2 n 1 i 1
式中：LpAi ——测得第i个瞬时A声级；
L pA
—— 所测声级的算术平均值；
n ——测得总数。
（3）昼夜等效声级 考虑到夜间噪声具有更大的烦扰程度，故提 出一个新的评价指标——昼夜等效声级（也称日 夜平均声级），符号“Ldn”。它反映社会噪声昼夜 间的变化情况，表达式为：
第七章 物理性污染监测
第一节 噪声污染监测
Hale Waihona Puke Baidu
7.1 声音和噪声 7.2 声音的物理特性和量度 7.3 噪声测量仪器 7.4 噪声标准 7.5 噪声监测
7.1 声音和噪声
一、声音的定义
声音的本质是波动。受作用的空气发生振动， 当振动频率在20～20000Hz时，作用于人的耳鼓膜而 产生的感觉称为声音。
声能量是可以代数相加的，设两个声源的声功率 分别为W1和W2，那么总声功率W总=W1+W2。而两个声源 在某点的声强为I1和I2时，叠加后的总声强
I总=I1+I2。
声压不能直接相加。
2 p12 p2 L p 10 lg 2 p0
10 lg(10 10 10 10 )
L p1
Lp 2
如果LP1=LP2，则LP=LP1+10lg2≈Lp1+3
表7.3
我国环境噪声允许范围
最高值 90 60 50
单位：dB 理想值 70 40 30
人的活动 体力劳动（保护听力） 脑力劳动（保证语言清晰度） 睡眠
环境噪声标准制定的依据是环境基本噪声。 各国大多参考ISO推荐的基数（如睡眠为30dB）， 根据不同时间、不同地区和室内噪声受室外噪声 影响的修正值以及本国具体情况来制定。
L10，L50，L90为累积百分声级，其定义是： L10——测定时间内，10％的时间超过的噪声级， 相当于噪声的平均峰值； L50——测量时间内，50％的时间超过的噪声级， 相当于噪声的平均值； L90——测量时间内，90％的时间超过的噪声级， 相当于噪声的背景值。
（2）噪声污染级
噪声污染级（LNP）：
2.噪声的相减
[例]为测定某车间中一 台机器的噪声大小，从声 级计上测得声级为104 dB， 当机器停止工作，测得背 景噪声为100dB，求该机器 噪声的实际大小。
ΔLp/dB
Lp－Lp1/dB
图7.2 背景噪声修正曲线
解：由题可知104dB是指机器噪声和背景噪声之 和（Lp），而背景噪声是100 dB （Lp1）。 Lp－Lp1=4 dB，从图7.2中可查得相应ΔLp＝ 2.2 dB ，因此该机器的实际噪声噪级Lp2=Lp-ΔLp =101.8 dB。
2.频率/周期 声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作F，单位 为HZ。
3.波长
沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距 离，或在波形上相位相同的相邻两点间的距离称 为波长，用λ表示，单位为m。 4.声速
Ldn 16 10 0.1Ld 8 10 0.1( Ln 10 ) 10 lg[ ] 24
式中：Ld——白天的等效声级，时间是从6∶00至 22∶00，共16个小时； Ln——夜间的等效声级，时间是从22∶00至 第二天的6∶00，共8个小时。
四、噪声的频谱分析
将噪声的强度（声压级）按频率顺序展开， 使噪声的强度成为频率的函数，并考查其波形，称 为噪声的频率分析（或频谱分析）。
LAeq,T 1 10 lg( T
T
0
10
0 . 1 L pA
dt )
式中：LpA——某时刻t的瞬时A声级，dB； T ——规定的测量时间，s。
如果数据符合正态分布，其累积分布在正 态概率纸上为一直线，则可用下面近似公式计算：
LAeq,T L50 d 2 / 60, d L10 L90
表7.4 一天不同时间对基数的修正 单位：dB
时间 白天 晚上 夜间 修正值 0 -5 -10至-15
《声环境质量标准》GB3096-2008
表7.5 不同地区对基数的修正值
地区 农村、医院、休养区 市郊、交通量很少的地区
单位：dB
修正值 0 +5
城市居住区
居住、工商业、交通混合区 城市中心（商业区） 工业区（重工业）
AWA6270A噪声频谱分析仪
AWA6270噪声频谱分析仪 图7.7
AWA6218C噪声统计分析仪
各种声级计实物照片
二、其他噪声测量仪器
1.声级频谱仪(外接倍频程滤波器） 2.录音机
3.记录仪
4.实时分析仪
7.4
噪 声 标 准
干扰睡眠和休息的噪声级阈值白天为50dB，夜 间为45dB，我国提出环境噪声允许范围见表7.3。
五、噪声的物理量和主观听觉的关系
1. 响度和响度级
（1）响度(N) 响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念， 响度的单位叫“宋”，1宋的定义为声压级为40dB， 频率为1000Hz，且来自听者正前方的平面波形的强度。 如果另一个声音听起来比这个大n倍，则声音的响度 为n宋。
人的听觉与声音的频率有密切关系，声压相同而频率不同 的纯音听起来是不一样响的
一秒时间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：
c f
在空气中，C=331.4+0.607t
二、声功率、声强和声压
1.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。 2.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/m2。 3.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 2 p Pa。 p I c 或者 I=
c
三、分贝、声功率级、声强级和声压级
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）。 A1 N 10 lg 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”。
表7.1
中心频率 fm/Hz 31.5
常用1倍频程滤波器的中心频率和截止频率
下截止频率 f1/Hz 22.273 7 中心频率 fm/Hz 1 000 上截止频率 f2/Hz 1 414.20 下截止频率 f1/Hz 707.100
上截止频率 f2/Hz 44.547 3
63
125 250 500
89.094 6
2.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。
3.声强级
声强级常用LI表示，定义为：
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。
图7.3
等响曲线(又称ISO等响曲线)
（3） 响度与响度级的关系
根据大量实验得到，响度级每改变10方， 响度加倍或减半。
或
N 2
LN 40 10
LN 40 33 lg N
响度级的合成不能直接相加，而响度可以 相加。
2、计权声级
A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声 的频率特性。
176.775 353.550 707.100
44.547 3
88.387 5 176.775 353.550
2 000
4 000 8 000 16 000
2 828.40
5 656.80 11 313.6 22 627.2
1 414.20
2 828.40 5 656.80 11 313.6
例2、某噪声的倍频程声压级如下表所示，试求该噪 声的A计权声级
B计权声级是模拟55～85dB的中等强度噪声的 频率特性。
C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。 D计权声级是对噪声参量的模拟，专用于飞机 噪声的测量。
图7.4
A、B、C、D计权特性曲线
3. 等效声级、噪声污染级和昼夜等效声级
（1）等效声级
一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对 人影响的问题，即等效连续声级，符号“Leq”或 “LAeq,T”。
（2）响度级(LN)
1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的数值，
任何其他频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使 之与这声音一样响时，则这1000Hz纯音的声压级分
贝值就定为这一声音的响度级值。响度级的单位叫
“方”（phon)。
80dB的20Hz纯音，与20dB的1000Hz的纯音一样响 其响度级为20phon
频率/Hz 声压级/dB 63 60 125 70 250 80 500 82 1000 2000 4000 8000 80 83 78 76
解：
A计权修正值 -26.2 -16.1 -8.6 -3.2 0 +1.2 +1.0 -1.1
修正后频带声级/dB
各声级叠加/dB 总的A计权声级/dB
33.8
∆Lp /dB
Lp1－Lp2 /dB
图7.1 两噪声源的叠加曲线
[例] 两声源作用于某一点得声压级分别为Lp1= 96 dB，Lp2=93 dB， 由于Lp1－Lp2=3 dB，查曲线得 ΔLp= 1.8 dB，因此Lp总＝96 dB +1.8 dB＝97.8 dB。
掌握了两个声源的叠加，就可以推广到多声源 的叠加，只需逐次两两叠加即可，而与叠加次序无 关。 例如，有8个声源作用于一点，声压级分别为 70、75、82、90、93、95、100dB，它们合成的总声 压级可以任意次序查图7.1的曲线两两叠加而得。任 选两种叠加次序如下：
+10
+15 +20 +25
表7.6
室内噪声受室外噪声影响的修正值 单位：dB 窗户状况 修正值
开窗
关闭的单层窗 关闭的双层窗或不能开的窗
-10
-15 -20
表7-7
城市区域环境噪声标准值
单位：等效声级Leq /dB(A)
类 别
0 1 2
昼间
50 55 60
夜 间
40 45 50
3
4 4a 4b
4.声压级 声压级常用Lp表示，定义为：
p2 p L p 10 lg 2 20 lg p0 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。
四、噪声的叠加和相减
1.噪声的叠加
二、噪声及其主要危害
人们生活和工作所不需要的声音叫噪声。 损伤听力、干扰人们的睡眠和工作，诱发疾病， 干扰语言交流，强噪声还会影响设备正常运转和损 环建筑结构。
三、环境噪声的来源
1.交通噪声 2.工厂噪声 3.建筑施工噪声 4.社会生活噪声
7.2
声音的物理特性和量度
一、声音的发生、频率、波长和声速
略
53.9
略
71.4
71.4
78.8
78.8 87.5
80
80
84.2
84.2
79
79
74.9
74.9
7.3 噪声测量仪器
一、声级计
1.声级计的工作原理
声级计，又叫噪声计，是一种按照一定的频率计权 和时间计权测量声音的声压级和声级的仪器，是声学测 量中最常用的基本仪器，是一种主观性的电子仪器。
图7.6 声级计工作方框图
2.声级计的分类 按精度将声级计分为1级和2级。两种级别的声 级计的各种性能指标具有同样的中心值，仅仅是容 许误差不同，而且随着级别数字的增大，容许误差 放宽。
按体积大小可分为台式声级计、便携式声级计 和袖珍式声级计。
按指示方式可分为模拟指示（电表、 声级灯） 和数字指示声级计。
AWA5633D型声级计
频谱分析的方法是使噪声信号通过一定带宽
的滤波器，通带越窄，频率展开越详细；反之通带 越宽，展开越粗略。以频率为横坐标，相应的强度
（如声压级）为纵坐标作图。经过滤波后各通带对
应的声压级的包络线（即轮廓）叫噪声谱。图7.5 为一次实测的噪声频谱图。
图7.5
频谱图
表7.1列出了1倍频程滤波器最常用的中心频率 值（fm），以及上、下截止频率。这是经国际标准 化认定并作为各国滤波器产品的标准值。
LNP Leq Ks
式中：K——常数，对交通和飞机噪声取值2.56； s——测定过程中瞬时声级的标准偏差。
s 1 n ( LpA LpAi ) 2 n 1 i 1
式中：LpAi ——测得第i个瞬时A声级；
L pA
—— 所测声级的算术平均值；
n ——测得总数。
（3）昼夜等效声级 考虑到夜间噪声具有更大的烦扰程度，故提 出一个新的评价指标——昼夜等效声级（也称日 夜平均声级），符号“Ldn”。它反映社会噪声昼夜 间的变化情况，表达式为：
第七章 物理性污染监测
第一节 噪声污染监测
Hale Waihona Puke Baidu
7.1 声音和噪声 7.2 声音的物理特性和量度 7.3 噪声测量仪器 7.4 噪声标准 7.5 噪声监测
7.1 声音和噪声
一、声音的定义
声音的本质是波动。受作用的空气发生振动， 当振动频率在20～20000Hz时，作用于人的耳鼓膜而 产生的感觉称为声音。
声能量是可以代数相加的，设两个声源的声功率 分别为W1和W2，那么总声功率W总=W1+W2。而两个声源 在某点的声强为I1和I2时，叠加后的总声强
I总=I1+I2。
声压不能直接相加。
2 p12 p2 L p 10 lg 2 p0
10 lg(10 10 10 10 )
L p1
Lp 2
如果LP1=LP2，则LP=LP1+10lg2≈Lp1+3
表7.3
我国环境噪声允许范围
最高值 90 60 50
单位：dB 理想值 70 40 30
人的活动 体力劳动（保护听力） 脑力劳动（保证语言清晰度） 睡眠
环境噪声标准制定的依据是环境基本噪声。 各国大多参考ISO推荐的基数（如睡眠为30dB）， 根据不同时间、不同地区和室内噪声受室外噪声 影响的修正值以及本国具体情况来制定。
L10，L50，L90为累积百分声级，其定义是： L10——测定时间内，10％的时间超过的噪声级， 相当于噪声的平均峰值； L50——测量时间内，50％的时间超过的噪声级， 相当于噪声的平均值； L90——测量时间内，90％的时间超过的噪声级， 相当于噪声的背景值。
（2）噪声污染级
噪声污染级（LNP）：
2.噪声的相减
[例]为测定某车间中一 台机器的噪声大小，从声 级计上测得声级为104 dB， 当机器停止工作，测得背 景噪声为100dB，求该机器 噪声的实际大小。
ΔLp/dB
Lp－Lp1/dB
图7.2 背景噪声修正曲线
解：由题可知104dB是指机器噪声和背景噪声之 和（Lp），而背景噪声是100 dB （Lp1）。 Lp－Lp1=4 dB，从图7.2中可查得相应ΔLp＝ 2.2 dB ，因此该机器的实际噪声噪级Lp2=Lp-ΔLp =101.8 dB。