噪声测试

噪音检测技术的剖析

上海时代之光照明电器检测有限公司陆培光

摘要 该文简述了噪声对人体的危害和影响，分析了消音的原理和检验的方法，提出了选择灯具镇流器的要求。

关键词 镇流器 噪音 半消声室 仪器 检验

一、概况

在我们生活的环境中，存在着各种各样的声音，常听到的有：人的讲话声，机器的运转声，车辆的奔驰声，演奏乐曲的音乐声等等，凡是我们所不需要的声音就叫噪声。噪声污染已成为重要的公害，它严重地影响人们的工作、学习、生活与健康。随着现代工业生产的迅速发展和人民物质文化生活水平不断地提高，噪声广泛地影响着人们的各种活动，如：妨碍人们的交谈，影响睡眠和休息，干扰工作，使听力受损甚至危害人的健康，所以噪声的危害越来越多地引起全社会的重视。为了有效地控制噪声，必须精确地测定机器或部件噪声。灯具作为一种与人的日常工作、学习、生活等方面有着密切联系的电气产品，其噪声的大小也不可忽视，它直接影响着人们的学习、工作、生活的一个主要方面，所以必须建立必要的测试手段，来控制灯具的噪音，我中心针对灯具噪声的测试，特建造了精密的半消声室，是专测灯具的实验室，用来客观地评定灯具噪声的大小与危害的程度。

二、标准依据

根据国际标准中规定和GB6882-86标准中关于机器噪声声功率级测量方法有以下几个：

ISO3741，声学——噪声源声功率级的测定——混响室内宽频带声源的精密方法。

ISO3744，声学——噪声源的声功率测定——反射平面上自由场条件的工程方法。

ISO3745，声学——噪声源的声功率级测定——消声室和半消声室的精密方法。

GB6882-86，声学噪声源声功率级的测定消声室和半消声室

GB/T14044-1993《管形荧光灯镇流器性能要求》

精密法。

对于不同的测量要求，测量环境，噪声特性等因素来测量，对于灯具依据测量方法是ISO3745和GB6882-86的规定进行。

三、噪声的危害和影响

噪声广泛地影响着人们的各种活动和危害人体健康，所以噪声是影响面最广

的一种环境污染，它的危害主要表现在下面几个方面：

1、听力机构损伤

噪声引起的听力机构损伤，主要是内耳的接收器官即柯蒂氏器官受到损害而产生的，柯蒂氏器官由感觉细胞和支持结构组成，过量的噪声暴露可造成感觉细胞核柯蒂氏器官整个的破坏，不能再生，听力就无法恢复，所以噪声级在80分贝A以下，才能保证长期工作不致耳聋。在90分贝A条件下，只能保护80%的人不会耳聋。即使是85分贝，还会有10%的人可能产生噪声性耳聋。根据国际标准化组织的规定，暴露在强噪声下，对500赫、1000赫和2000赫三个频率的平均听力损失超过25分贝，称为噪声性耳聋。

2、对睡眠的干扰

睡眠对人是极重要的，能够使人的新陈代谢得到调节，使人的大脑得到休息，从而消除体力和脑力疲劳，所以保证睡眠是关系到人体健康的重要因素，但是噪声会影响人的睡眠质量和数量。老年人和病人对噪声干扰较敏感，影响工作效率和健康，连续噪声可以使人多梦，熟睡的时间缩短，突然的噪声可使人惊醒，所以40分贝的连续噪声可是10%的人睡眠受到影响，70分贝时可影响50%，而突发的噪声在40分贝使可氏10%的人惊醒，到60分贝时，可使70%的人惊醒。

3、对人体的生理影响

噪声能引起失眠、疲劳、头晕、头痛、记忆力衰退。强噪声会刺激内耳腔的前庭，使人脑晕、恶心、呕吐，如晕船一般。超过140分贝的噪声甚至会引起眼球振动、视觉模糊，呼吸、脉搏、血压都发生波动，全身血管收缩，使供血减少，甚至说话能力受到影响。

4、对人体的心理影响

噪声引起的心理影响主要是烦恼，引起烦恼首先是由于对交谈和休息的干扰。

由于噪声容易使人疲劳，因此往往会影响精力集中和工作效率，尤其是对一些不是重复性的劳动，影响更为明显。灯具是人们生活、学习、工作的重要组成部分，所以必须加以严格控制声源，由于噪声引起的公害，人们已广泛的重视。

四、消声室结构原理

1、本所研制的精密级半消声室技术指标：

（1） 自由场范围（对角线方向）〉1.6m（除250Hz为1.2m外）；

（2） 截止频率80Hz；

（3） 背影噪声小于20dB(A)；

（4） 净空尺寸（长×宽×高=净体积）：3.65m×2.60m×2.95m=28.0m3。

半消声室是五面挂吸声的尖劈，一面反透面，尖劈是切成平头尖劈，对低频吸声影响很小，而对高频稍有影响，一般截去的端部在总长度L的十分之一以内，对吸声效果影响不会很大，所以我所采用的平头尖劈，总长为64cm，尖劈内部填

充容重40kg/ m3的 超细玻璃棉（纤维4=2～4微米），尖劈基部填充容重为100kg/ m3的矿渣棉，这是因为前者在500Hz～4000Hz频区内吸声系数很高，后者在125Hz～250Hz频区吸声系数都优于前者，两者结合有互补作用。尖劈的骨架选用Φ4mm的钢条焊接结构来制作，塑料窗纱做护面制作成的尖劈，地坪就用质量较好的磨光石子面，近似全反射。整个半消音室五面共挂用了362个尖劈，尖劈形状如图1：

图1

消声室四周用甲级砖灌浆满，各墙面不留任何缝隙来隔声的砖墙。

2、测量仪器

高质量的消声室要求同时具备高精度的声学仪器和合理的仪表布局如图2：

图2

所用的4230型声级校准口为口袋型声源，所以配用本传声器（1/2寸）的声级计提供准确的日常校准，所用的电容传声器4165直径为1/2寸，灵敏度50mv/ph 属自由场型，适用于消声室内使用。

五、消音原理

国内现有灯具产品对噪音指标一般控制在低于35dB(A)，如：GB/T14044-1993《管形荧光灯镇流器性能要求》中规定把试品置于消声室内接通所规定的电源及负载，把拾音器置于被镇流器同高并距出线端边缘10cm处用音级器测量，测得的噪声应不大于35dB(A声级)。如在普通房间中测量灯具噪声，房间各壁面和室内的物体对声音的反射将使测量结果无法准确。

为了防止测量仪器在测试被测声源直接传来的声波的同时也接收到反射声波和从室外传来的其他干扰声，必须设想把声源放在一个没有干扰的理想空间中，在这个空间中，传播声波的介质均匀地向各个方向无限延伸，使声源辐射的声波能“自由”地传播，既无障碍物的反射，也无环境噪声的干扰，这样的空间称为“自由声场”。这种理想空间实际上是无法完全实现的，唯一可行的办法是设法在室内建立近似的自由声场，这就是“消声室”。

为了消除室内的反射声，在消声室内不但没有障碍物，还在室内的墙、天花板、墙面上铺设高效能吸声材料，使入射到其界面上的声波在一定频率范围内几乎完全被吸收了，为了也消除外界的干扰，消声室还应有良好隔声和隔振性能，所以将消声室的背景指标定为20dB(A)以下，从而满足测量上的要求。

1、隔声

将消声室的四周与屋顶与原有建筑隔开一定的距离，能起到隔振（同时隔声）的效果就更好。我们采用单层隔声砖墙和复合隔声的措施来做到大于60dB的隔声量。选用厚度为23cm的一砖双面粉水泥的单层砖墙作为消声室的墙壁，来确保消声室内的允许本底噪声小于等于20dB(A)。

隔声门是消声室的进出口，也是隔声的重要环节，是采用内衬木架和沥青玻璃纤维，外包薄钢板的结构制作隔声门。门与门框制成退拢配合，两者间还衬有海面条、毛毡等弹性密封材料，配有紧固的铰链以保证可以将门压紧，该门的传声损失约为33dB。

2、吸声

为了满足消声室的自由声场要求，铺置在消声室各面壁上的吸声层是吸声性能关键。用矿渣棉、玻璃纤维、泡沫塑料制成的平头尖劈状作为吸声体，整个消声室共用了362个尖劈，其中A1型139个、A2型139个、A3型27个、H4型27个、B1型16个、B2型9个、C型5个。

3、面积

为了防止被测声源自身体积的反射或吸收对消声室“自由声场”的破坏，ISO3745规定（被测）声源体积最好小于测试体积的0.5%，换句话说就是消声室体积比被测灯具的体积大200倍以上，考虑到通常被测最大灯具四管荧光灯具体积为0.12～0.13m3，故消声室净体积指标定为28m3。

4、频率

灯具的镇流器噪声可能达到的最低频率，认为最大频率的噪声主要是50周交流电源基波产生的电磁振动，因为声波是纵波，所以50周基波产生的振动频率为100Hz，将灯具消声室的截止频率定为100Hz。

灯具的镇流器作为一种噪声源，它一般具有以下几个特性：体积小、噪声稳定、声功率级较小、指向性因数不大等，所以若是要对灯具的镇流器声功率级做出精确评价，或指定噪声控制措施等精度要求高的测定就必须按ISO3741、3742和ISO3745所规定的精密级测定法。

在ISO3741、3742规定的混响室测定法中规定：测试环境、混响室要求应具有规定的体积和吸收性能，背景噪声至少应低于所需测量的感光区频率范围内每一频带声压级6dB最好能蒂12dB，包括移动传声器而引起的所有噪声在内。噪声源规定体积要小于混响室体积的1%，声源必须放在典型的正常使用位置并正常安

V/，V为房间体积，T 装，传声器和声源之间的最小距离应不小于d min=0.08T

为混响时间，传声器应以恒

定透度，在至少3m长度的路途上移动，同时其数值以均方值为基础加以平均或者用至少3个固定的传声器或传声器位置配置点，它们相互至少距离λ/2，λ为感光区的最低频率的相应波长，测定其数据，在计算出数据后并对因背景噪声而引起的偏差进行修正，上诉2个标准可测得噪声源的频带声功率级、A计权声功率级。若是对灯具镇流器的噪声指标进行型式试验，也可用上诉标准方法得其A 计权声功率级。

另一种精密级测量方法是ISO3745中所规定的消声室或半消声室精密级测定法。利用ISO3745可对多种特性的噪声源测得A计权声功率级声源指向特性等大量精确数据。半消声室在标准中的要求是很高的测试室，应足够大，且应有足够高的总吸声量，使各感光区频带和每一所选的测量面都有一个适当的自由声场。背景噪声标准为：背景声压级应比在感光区频率范围内每一频带上被测声压至少低6dB，最好低12dB以上。对半消声室反射面要求其吸声系数应不超过0.06，声源要求其体积为测试消声室的0.5%，安放应按实际的典型条件，安装时不能使其振动传至安装面上，辅助设备最好放在测试室以外。在消声室内测量时，假想测试的各包面最好中心取在声源的声中心上，测试球面的半径需等于或大于声源尺寸的两倍且不小于1m。在半消声室内测量时，假想半球面的中心取在声源声中心的地面投影上，测试半球面的半经应等于或大于声源长度尺寸的两倍，或声源离反射面的平均距离的四倍，且不小于1m。如果不能采用半球测量面，测量距离d 不应小于1m。标准中对传声器位置也做了规定：为得到测试球面（或半球面）上的均方声压的平均值，应采用下列三种方法中的一种。

（1）用固定的传声器位置的配置点，配置点分布在测试球面（或半球面）的

表面上。

（2）传声器沿着有规则地分布于测试球面（或半球面）上的多个平行环形路径移动。

（3）单个传声器沿着有规则地分布于测试球面（或半球面）上的多条径方弧线移动。

a、固定的传声器位置

对于测试球面应采用下图所示的20个位置的配置，如果在任何一所需频带上测得的最高和最低声压级值（dB）大于测量点数的一半时则应追加20点，所以用围绕乙轴把下图旋转180°而定。

对于测试半球面应采用下图所示的10个位置的配置，如果在任何一所需频带上测得的最高和最低声压级值（dB）在数值上大于测量点数目的一半，则增加10

配置点可用围绕乙轴把下图的原配置点旋转180°而定。

自中心线传声器位置的水平距离

b、平行平面中的同轴环形途径

对于反射面上的自由场中测量，声压级在空间和时间上的平均可用单个传声器沿着如图所示的五个环形途径连续移动而得出，对于全自由场中的测量，还得增加五条。

各条途径选择的使每条途径相关的半球表面部和面积都相等

c、频向弧移动

用来平均测试球面或半球面上的均方声压的第三种可选择的方法，是由单个

传声器围绕通过声源中心的水平轴，沿着一条半圆弧移动。

在用上诉标准的测量方法所测得的声压级计算出测量面的表面声压级，在用自由场中声源声功率级的计算公式得出声功率级，并对背景噪声引起的偏差进行修正。而灯具镇流器的超声评级一般都较小，所以要满足以上背景噪声指标是不难的。当进行诸如型式试验等灯具噪声指标要求精度不定向的情况下，可降低精度用工程级的精度来代替。ISO3743和ISO3744中规定了工程级测量法分别在专用混响测试室和反射平面上自由场条件中测定，而工程级自由声场条件测定法中要求的自由场条件半消声室要求也降低了。测试室中有一反射面，一般均采用半球形测量面，用工程级测量方法得出的声功率级也能符合诸如型式试验要求的精度，但测量方法都比精密级的方法更为简便。由于灯具种类和特性等因素，我们可采用响应，正确地利用ISO标准规定的方法来测得声功率级的要求。

灯具镇流器的噪声虽然不会形成公害，但也不能忽视，应引起人们广泛的重视。

随着城市飞跃的发展，高架道路的增多，汽车业走进私家项列，噪声也愈加严重。人们对降低噪声呼声也愈来愈大，城市随着绿花增大，污染再不断地减少，人们的生活环境再不断地提高。但对噪声降低还没有足够的重视起来，消除噪声对人们的危害也应不断地污处理。

参考文献

ISO3741，声学——噪声源声功率级的测定——混响室内宽频带声源的精密方法ISO3744，声学——噪声源的声功率测定——反射平面上自由场条件的工程方法ISO3745，声学——噪声源的声功率级测定——消声室和半消声室的精密方法

GB6882-86，声学噪声源声功率级的测定消声室和半消声室精密法

GB/T14044-1993《管形荧光灯镇流器性能要求》