物理性污染控制第二章噪声污染及其控制第2节声学基

物理性污染控制第二章噪声污染及其 控制第2节声学基
（2）声压级的相加
n个声源互不干涉(p24)
几种声音同时发生，则总的声压级不是各声压级 的简单算术和，而是按照能量的叠加规律，即压 力的平方进行叠加。
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代入上式：
P20例题1-2(展示用EXCEL解题2-2）
声压级单位：分贝，用dB表示。
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某些环境下的声压和声压级
环境
声压（Pa） 声压级（dB）
锅炉排气放空，距喷口1米
200
140
铆钉枪，大型罗茨风机
63
130
汽车喇叭，距人1米，大型球磨 机
20
120
柴油机
6.3
110
离心风扇
0.63
90
公共汽车上
0.20
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6. 总声压级的计算【自学P19-22】
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6.总声压级的计算【自学P19-22】
（1）声强级和声功率级的相加：声强和声功 率表征的是能量，由于能量可以相加，所 以，总声强或总声功率可以由各声源的代 数相加得到，然后计算声强级和声功率级。
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平面波：面声源形成的声波，如活塞在气缸中 推拉
球面波：点声源形成的声波，波阵面为同心球 面
柱面波：波阵面为同轴柱面。声压振幅沿轴向 分布均匀，沿径向与距轴的距离平方根成反比
解二:查表法
计算时先将声压级从大到小排列，再按由大到小 的顺序进行计算。
100
△L’p=1.8
97
101.8
△L’p=0.8
95
102.6
△L’p=0.1
102.7
合成声压级P总≈102.7 dB
80
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(3) 声压级相减
§ 用仪器测出的声源的声压级实际上是声源与 背景噪声的总声压级。所以在有背景噪声的 环境中，声源的声压级无法直接测得，只能 根据总声压级和背景声压级求得。
级的概念：1个量的级是这个量与同类基准值 之比的对数，用L表示。
表达式：
r＝10时，级的单位为贝（耳），工程上常用分 贝表示级，符号为dB。 r＝e时，级的单位为奈培(Np), 1Np＝8.686dB
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声压级：该声音的声压与参考声压的比值取以10 为底的对数再乘20，即：
分析叫做频谱分析。
§ 频谱图：以频率为横坐标，声压级（声强
级、声功率级）为纵坐标，描述噪声强度与
频谱关系的图。
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外弦a1(440Hz)空弦音
二
胡
声
音
的
频
谱 图
内弦d1(293.67Hz)空弦音
声音频谱类型：
§ 线状谱：一系列离散频率的纯音组成的频谱， 频谱图是离散的竖直线段。[一些乐器的声音、
0.8
值 表
8
0.6
：
9ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.5
10
0.4
11、12
0.3
13、14
0.2 物理性污染控制第二章噪声污染及其 控制第2节声学基
课本p20-21
△Lp’
△Lp
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图表法计算总声压级
1. 把要相加的分贝值从大到小排列，按由大到小的顺 序进行计算；
2. 用第一个分贝值减第二个分贝值，得△Lp； 3. 由△Lp查上图或上表得△L’p，然后按下式计算出第
区别于声强与声功率 声强：单位时间单位面积的平均声能量 声功率：单位时间内辐射的总的声能量
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5. 频谱与频谱分析
§ 频谱：指组成声音的各种频率的分布图形。
§ 频谱分析：对噪声源发出声音的声压级
（声强
级、声功率级）在各频率的分布特性进行分
析，考察频谱特征。这种对噪声频谱特征的
痛阈声压是20 N·m-2。
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（2）声压级
§ 为什么要用“级”表征声音的大小？ § 用声压绝对值表示声音强弱不方便。从闻 阈声压2×10-5Pa到痛阈声压2×101Pa，声 压绝对值相差100万倍。采用与基准值的 相对值较方便。
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（2）声强级：该声音的声强与参考声强的比值 取以10为底的对数再乘以10，即：
声强级单位：dB。
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3. 声功率和声功率级
（1）声功率：声源在单位时间内辐射的总能量， 单位：瓦。
意义：声功率是衡量声源输出声能量大小的 基
周期或间断振动的声源产生的声音。]
与振动相同的声波频率称为基频；频率等于 基频整数倍的称为谐波频率。
§ 连续谱：声能连续分布在宽广的频率范围内， 形成一条连续的曲线谱线。[大部分噪声属于连
续谱。]
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复合谱：既有连续声音频谱，又有离散线谱。 听起来有明显的音调，称为有调噪声。
在噪音控制中，频谱图中声压级较突出的部分及 其所对应的频率是重点控制的目标。
线状谱
连续谱
复合谱
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常见噪声的频谱图
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频程：为方便起见，通常将宽广的音频变化 范围划分为若干个较小的频段，称为频程、 频带或带宽。
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§ 液体分子运动：在平衡位置附近振动，但由于 液体的流动性，平衡位置也可以移动。由于分 子间结合也很紧密，振动也容易从一个分子传 递给另一个分子，导致声音在液体中的速度较 大，传播较快 。
§ 气体分子运动：气体分子间距大，只有在相互 碰撞时才考虑作用力。一般情况下，分子运动 是自由运动，这就使气体不容易传递振动，因 此，声音在气体中的速度小于液体和固体中的 物理性污染控制第二章噪声污染及其
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2.2 声波的描述
2.2.1 描述声波的基本物理量
位移 振幅
相位
位移：物体离开静止位置的距离称为位移，最大 的位移叫振幅，振幅的大小决定了声音的大小。
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1. 周期（T）： 质点振动每往复一次所需要的时间，单位：秒（s）
物理性污染控制第二章 噪声污染及其控制第2节
声学基
2020/11/22
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2.1 声音的产生和传播
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物体的振动是产生声音的根源。
声源：把产生声音的振动物体称作声源。
点声源：声源尺寸远小于测点到声源距离时，声波 以球面波形状较均匀地向各个方向辐射。
§ 气体分子运动的快慢和温度有关系，温度越 高，运动越快，传递振动越快。 也就是： 温度越高，声速越大 。
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声速：固体>液体>气体
§ 声速是介质特性的函数，不同介质中声速不 同。
气体中的声速：
§ 固体分子运动：分子之间力的作用使分子在 各自的平衡位置附近振动，平衡位置不能改 变。由于分子间结合紧密，振动很容易从一 个分子传递给另一个分子，导致声音在固体
一、二个分贝值之和；
4. 用第一、二个分贝和之值再与第三个分贝值相加， 依次加下去。
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例 :某车间四台机床单独运转时声压级分别为97dB 、95dB、100dB、80dB，试求车间内合成声压 级。
§ 解一、计算法
=102.6 dB
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由
仪器测 量噪声
得
背景 噪声
声源真 实噪声
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2.2.3 声波的类型
§ 波阵面（波的基本几何形状）：指空间同一 时刻相位相同的各点组成的轨迹曲线。 根据波振面的形状可将声波分为不同的类型。
§ 声线：常称为声射线，就是子声源发出的代 表能量传播方向的直线，在各向同性的媒质 中，声线就是代表波的传播方向且处处与波 阵面垂直的直线。
4. 声速（c）：振动在媒质中传播的速度。
室温时声速近似值（m/s）
媒质 名称
空气
水 混凝土 玻璃
铁
铅 软木 硬木
声速 344 1372 3048 3653 5182 1219 3353 4267
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声速与温度关系
§ 气体中的声速： § c＝（331.45＋0.61t／℃）m•s-1 § 其中331.45是0度时声音在空气中速度， 就是说地面上温度每升高一度，声速增加 约0.61米／秒
线声源：如一列较长的列车；公路上长的车队等。 面声源：如透过一个壁面向开阔空间传播。
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声波：向前推进着的振动称为声波。 声场：有声波传播的空间叫声场。 声音传播:声源、介质 声音传播实质：是物体振动形式的传播。