第二章噪声的基本知识

Ir
w
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
10 lg I I0
I 0 110 12W / m2
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
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第二节 噪声的量度和评价
Lp 10lg 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
LpA
10lg(1
p p
B A
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。
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
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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。
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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）
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：
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。
LW
10lg
w 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
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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）
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。
Lp
20 lg
p p0
听阈声压 2×10-5N/m2 痛阈声压20N/m2 听阈声压级 0分贝 痛阈声压级120分贝
p0 2 10 5帕
典型环境下的声压级
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
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。
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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。
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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） 听阈声功率为10-12 W
喷气飞机 大型高压风机
痛阈声功率为1 W
典型声源的声功率级
听阈声功率级为0dB
100 W
140dB 痛阈声功率级为120dB
10W
130dB
风动铆枪
1W
120dB
织布机 汽车喇叭
0.1W 0.01W
110dB 100dB
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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）。
钢琴
0.001W
90dB
普通谈话
0.00001W
70dB
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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）
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：
p p f p0
喷气飞机
120～130分贝
载重汽车
80～90分贝
办公室谈话
60～70分贝
郊外安静的森林
10～20分贝 14
பைடு நூலகம்
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 LpB L p
合成噪声：
p
＝
pA2 pB2
L p
20lg
p po
20lg
pA2 pB2 po
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.
c/ f
水，空气，铜，钢，玻璃，硬橡胶中的声速排序？
空气 340m/s
铜
3800m/s
水 1450m/s
钢
4900m/s
硬橡胶 1570m/s
玻璃 5000~6000 m/s
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第一节 声学基础
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。
pe
1 T p 2 (t)dt T0
有效声压就简称为声压，声压的大小反映了声波的强弱。
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。
按波的传播面：平面波、球面波和柱面波。
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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。