噪声污染控制工程实验

噪声污染控制工程实验

实验一道路交通噪声监测

一、实验目的

交通噪声是城市环境噪声的主要来源，通过实验加深对交通噪声特征的理解，掌握等效连续声级及统计声级的概念，并且希望能够提高以下技能：1、掌握声级计的使用方法。2、熟练地计算等效声级、统计声级、昼夜等效声级、标准偏差。

二、测量仪器

采用积分声级计和噪声频谱分析仪。

三、实验条件

测量时应该无雪、无雨，加防风罩。使传声器膜片保持干净。

四、测点选择

测量点选在两个路口间、交通干线路边的人行道上，传声器距离路中心7.5m 处。测点在路段中间，距两交叉路口应该大于50m，小于100m。测点距地面1.2m(无支架手持时距人身体0.5m)，尽量避免周围反射物体（离反射物体最短距离3.5m）对测试结果的影响。

五、测量方法和步骤

1.准备号复合条件的测试仪器，对传声器进行校正，检查声级计的电池电压是否足够

2.在选定的位置布置测点，并标注在城市街区图中。

3.在规定时间（白天8：00～12：00，14：00～18：00；夜间22：00～05：00），每个测点每隔5s读取瞬时A声级，连续读取200个数据，同时记录车的种类和数量及车的总流速（辆/h）。

4.计算噪声瞬时声级的标准偏差

()

∑=--=

n

i i L L n 1

2

11σ（dB ）

5.测量后，用校正器对传声器再次进行校正，要求测量前后传声器的灵敏度相差不大于2dB ，否则重新测量。

六、数据处理

将测得的200个A 声级数据，按照从大到小的顺序排列，读出L10(第20个)、L50（第100个)、L90（第180个)的声级值，得到统计声级L10 、L50 、L90,由于交通噪声的声级起伏一般复合正态分布，所以等效声级根据下式近似值计算:

七、测试报告的内容和要求

1.测试路段及环境简图；测试时段；车辆类型、数量及流速；

2.测试数据列表（自己设计表格），标出统计声级L10 、L50 、L90,计算出等效连续声级Leq ，依据该路段所处区域的环境噪声标准（查资料列出），判断交通噪声是否超标。

八、注意事项

声级计属于精密仪器，使用时要格外小心，防止碰撞、跌落,防止潮湿淋雨。

九、思考题

1、你监测的路段是否超过了交通噪声标准?

2、请提出减少交通噪声污染的措施。

实验二 驻波管法测定吸声材料的吸声系数

一、实验目的

1.加深学生对基本理论知识的理解；

2.认识和了解驻波管法测定吸声材料的吸声系数装置的结构和原理；

3.学会测定常用材料吸声系数的方法

二、实验原理

在厅堂音响设计中，特别是在音质设计中，广泛地要选用各种吸声材料及其

构造。对吸声材料的吸声系数测试方法的了解，是每个建筑施工、设计人员应该掌

()60

2

901050

L L L L eq -+

≈

握的。驻波管法是测定材料的吸声系数方法之一，测试的是当声波垂直入射到材料时的吸声系数值。它广泛地应用于各种吸声材料的生产实践和科学研究。

驻波管为一金属直管，它的一端可以用夹具安装试件，另一端接好扬声器，声频讯号由声频发生器产生，经放大器进行放大，由扬声器发出单频声波，声波在驻波管内传播，由于管径较小，与音频声波的波长相比，可近似将声波面看作为平面入射波，沿管内直线传播；当入射到试件后，进行反射，由于反射波与入射波传递的方向和相位相反，声压产生叠加，干涉而形成驻波，并在管内某个位置上形成声压极大值Pmax(2

/m N )，t 和声压极较小值Pmin ，其间距为l ／4波长。

011E

E r -=-=γα 式中：α —————吸声系数

γ—————反射系数

Eo —————入射声能(W) Er —————反射声能(W)

由于： S E

I =I ；

C P

I 02

ρ= 可得：

2021ρραr -

=

又由于：

r

P ρρ+=0max ， r

P ρρ-=0min

上两式相加或相乘并险上式2

0ρ得：

2/)(min max 0P P +=ρ

α

ρρρ=-=2

02

2

min max 1/*r

P P

所以有：

)/2/(42/)/(*min max min max min max min max P P P P P P P P ++=+=α

令

n

P P =min max / 称为驻波比 (1)

故有：)2/()1/(4++=n n α (2)

一般频谱分析仪或声级计，测试的标称值是声压级，而不是声压P 值，其驻波比n 的公式推算如下，设Lmax 为波节处的声压级， L ?为声压级差。

n

P P L L L lg 20m in/lg 20m ax /lg 20m in m ax 00=Φ-Φ=-=?

1)20/(lg -?=L n (3)

如果在测试时，调节扬声器的输出声能，使Lmax 保持在一标准的常数值，分析(2)(3)可知吸声系数α值，只是Lmin 的因变量，因此在有的仪器中直接计算出了在某一个Lmin 值下的吸声系数值α，省略了(1)、(2)、(3)的公式的计算程序。

本实验装置DOS 软件编程的依据： 1.驻波管测试频率的规定：

①F<(1.84/π)×（Co/D ） ——对于圆形驻波管 ②F

Co ——空气中的声速； D ——圆管直径； M ——方管边长。

2.吸声系数的计算公式：

式中：A ——吸声系数

L ——声压级的峰值和谷值之差(有条件时取平均值) 3.公式来源：

《音频学测量》——南京大学声学研究所

三、实验测量装置

1．系统组成

[]

2

)20/()

20/(10

1104L L A +?=

本系统由三大部分组成。

⑴音频信号发生部分。⑵驻波产生与驻波峰值、谷值检测部分。⑶计算机数据处理、分析、计算部分。

整个系统可以由以下图示表示：

音频信号发生器→音频功率放大器→扬声器→在驻波管内形成驻波→探声管—→声压拾音器→自动跟踪音频滤波器→声压信号放大器→声压级检测器→计算机数据处理、分析、计算→结果打印。

2．技术指标

⑴音频信号输出范围：100Hz～10KHz,频率误差＜0.1%,±0.33Hz。

⑵音频信号输出电压：50mV～5000mV。

⑶音频设置点：按1/96倍频程可选。

⑷声压级正常检测范围：55dB～136dB。

⑸自动频率跟踪1/3倍频程带通滤波器。

⑹工作电源：AC220V, ±10%，50Hz。

⑺工作环境：0～350C，相对湿度＜80%。

⑻整机测试误差≤0.5dB。

⑼全计算机集成化。

⑽计算机数据处理、分析、计算、打印。

3．仪器操作

（一）了解仪器主机和开机

在整个系统上电之前，首先了解仪器主机背面、正面的结构，检查一下所有的连接线是否连接正确。仪器主机背后的连接线如下图：

仪器主机正面的结构见下图（一）、（二）：

当检查完毕确认无误后，开启显示器，开启仪器主机正面的机箱门，开启电源开关，电脑启动进入桌面。双击桌面上的“MSDOS驻波管”图标，系统进入一个测试系统界面，详见下表1：

表1

09/19/

2003

09：

34：47

AWA6122A型智能测试系统驻波管材料：班级：小组：姓名：

频率123吸声

系

数%

峰谷峰谷峰谷

键盘上的功能键（不可打开小键盘使用）：

0～9：输入距离或电压数据↑、↓：光标上下移动

→、←：光标左右移动F1：校准拾音器

F2：设置输出频率F3：设置音频输出电压F4：打印结果

F5：设置密码（口令）F6：清除结果F7：计算结果

F8：输入班组等信息F9：建立结果坐标F10：退出（二）各个功能键的使用

（1）0～9——在对应的光标位置输入探声管测得峰值和谷值时所在的距离，单位mm（必须是四位数，如151毫米，输入0151）。

（2）↑、↓、→、← ——按↑、↓、→、←键移动光标。

（3）F1：校准拾音器(话筒)——将拾音器（话筒）从滑车上取下，插入声级校正器。仪器在测试状态，按下键，屏幕下方显示二行文字：

（声校准功能按+开始校准退出）

（将测试话筒插入声级校正器中测试话筒灵敏度：XXX.XXmV/Pa）上面所示的XXX.XXmV/Pa表示上一次校准的值。用户如要进行校准，按下声级校正器开关，再按+开始校准。校准结束后，显示测试拾音器(话筒)在1Pa声压下的电压值XXX.XXmV/Pa。校准结束后按〈Esc〉键退出校准状态。

（4）F2：设置音频输出频率——本系统在出厂时已经设置好，一般不要另行设置。用光标选中要修改的某一行位置，按〈F2〉键，提示输入口令（密码），回车，进入频率设置状态。运用↑、↓键调节输出频率至您所需的值。设置完毕按〈Esc〉

退出。

（5）F3：设置音频输出电压——本系统在出厂时已经设置好，一般不要另行设置。用光标选中要修改的某一行位置，按〈F3〉键，按提示输入口令（密码），回车，进入音频输出电压设置状态。运用0～9功能键调节音频输出电压至您所需的值。设置完毕按〈Esc〉退出。注意，设置的音频输出电压值,在峰值时不得超过136dB,在谷值时不得低于50dB。

（6）F4：本机打印输出——按〈F4〉键打印当前屏幕内容。本仪器已配置HP1020型激光打印机，并已安装打印机驱动。

（7）用计算机的“画图”功能打印输出：选择要打印的图表，按一下〈PrintScreen〉键，按一下〈Alt〉+〈Tab〉键返回桌面。进入：“开始”→“程序”→“附件”→“画图”。打开“画图”，点击“编辑”，在下拉菜单中点击“粘贴”，刚才的图表就被粘贴到了“画图”窗口，点击“图象”，在下拉菜单中点击“反色”，刚才的图表就变成白底黑字。点击“文件”，在下拉菜单中点击“打印”即可。

（8）F5：设置口令（密码）——按〈F5〉键设置原始口令（密码），如要更改密码，则必须先输入原来的密码。设置完毕按〈Esc〉退出。

（9）F6：清除吸声系数计算结果——按〈F6〉键清除所有已计算好的吸声系数计算结果。

（10）F7：计算吸声系数结果——用光标选择要计算的那一行，在确认该行的峰值、谷值已经测定出来并且已输入了测定距离以后（低频端测定1～2组数据，高频端测定3组数据），按F7键，该行的吸声系数便自动计算出来（平均值）。建议，在学生进行该实验时，最好让学生自己手工计算，计算机的计算结果与手工计算结果误差值在0.1%左右。

（11）F8：输入班、组号——按〈F8〉键，提示输入口令（密码），回车，输入本次实验的“材料”、“班级”、“小组”、“姓名”。只能输入汉语拼音或者英文。

(12) F9：显示吸声系数坐标与曲线吸声系数坐标曲线图样见下表：

吸声系数%

70

60

50

40

30

20

10

0 100 200 300 500 700 1K 2K ( Hz )

材料：班级：小组：姓名：

当表1中所有的吸声系数计算完毕，按〈F9〉键，立即显示出表2的表格以及由不同吸声系数组成的曲线，用来表示某吸声材料的吸声特性。可采用（6）、（7）的方法进行打印。按〈Esc〉键返回到表一窗口。

（13）F10：退出测试——按〈F10〉键退出测试状态，回到桌面，同时对仪器的各个状态进行记录，使得下一次开机时原来的状态不变。

（14）+电子电路校准——本仪器的性能非常稳定，只要不感染电脑病毒，一般可以长期不校准。如果一定要校准，在测试状态按+键，仪器进入电路校准状态，屏幕最下一行显示：

（正在电子电路校准大约等待一分钟）

大约一分钟后，上列字符消失，电路校准结束，返回测量状态。

（15）Alt+F2将数据存盘——按〈Alt〉+〈F2〉键，将当前测量到的峰值、谷值和输入的数据存盘，用户可根据需要输入文件名和存盘路径，文件扩展名为“AWA”。

（16）Alt+F3将已存盘数据调出——按〈Alt〉+〈F3〉键，将已存盘数据调出并显示。用户输入正确的文件名后，就可以将已存盘数据调出并显示出来。如果文件名输入错误，则提示再次输入或退出。

（17）Alt+F6清除当前频率下的峰值、谷值——按〈Alt〉+〈F6〉键，将清除当前光标所在行的峰值、谷值、距离以及吸声系数。

（18）Num Lock 仪器采样暂停——按Num Lock键，键盘右上角的“Num Lock”指示灯亮，仪器采样暂停。再一次按一下Num Lock键，键盘右上角的“Num Lock”指示灯灭，仪器又重新开始采样。因此，当仪器出现不采样的“故障”时，首先检查“Num Lock”指示灯的情况，“Num Lock”指示灯灭时仪器才能正常工作。

三．实验步骤

测试倍频程(或1/3倍频程)频率下吸声系数，绘制材料吸声系数频率特性曲线。测量方法及步骤：

1.在开机前先旋下驻波管末端的后盖，将你需要测量的吸声材料放入后盖内（注意：放入吸声材料的状态、密度、厚度等条件一定要与实际使用时的情况相一致），可以用小刀或剪刀将待测试的材料修剪成与后盖直径一样大小的形状，将材料放入后盖内，再将后盖旋上驻波管。

2.接通电源，打开主机，开启显示屏。将驻波管的探声滑车慢慢推向靠近驻波管的位置，直至感觉到探声管已经碰到吸声材料时，再将探声滑车稍稍往后拉10mm 距离，这个位置我们把它称为初始位置，记住这个距离。

3.根据上面已经介绍的开机方法打开仪器，进入桌面，进入“MSDOS驻波管”系统，屏幕显示《表一》的表格。

4.先从低频率端开始。将光标移动到100Hz、“1 峰”位置，慢慢向外移动探声滑车，并在移动探声滑车的同时注意观察光标内的dB值变化情况，当dB值达到最大值时（可以小距离来回移动，以便寻找最大值），察看探声滑车所在的位置（探声滑车前端平面与标尺上的距离，单位mm），将距离值手工输入光标内，注意必须输入四位数（如51mm，则输入0051）。

5.再将光标移动到100Hz、“1 谷”位置，再慢慢向外移动探声滑车，当测到的dB值达到最小值时（可以小距离来回移动，以便寻找最小值），察看探声滑车所在的位置（探声滑车前端平面与标尺上的距离，单位mm），将距离值手工输入光标内，注意必须输入四位数（如351mm，则输入0351）。由于100Hz(200Hz)的频率低、波长长，故在本驻波管内只能测到一组峰、谷值。因此，在第2、第3组的位置上不要有任何数据，以免引起计算错误。当“1 谷”位置上的dB值和距离值确定以后，直接将光标向下移动到200Hz、“1 峰”位置。

6.再将探声滑车移动到初始位置，检查光标是否确定在200Hz、“1 峰”位置。用以上同样的方法测出200Hz频率时一组峰、谷值。（200Hz频率在本驻波管内也只能测到一组峰、谷值）

7.315Hz的频率可以测到二组峰、谷值，即在“1 峰”“1 谷”、“2 峰”“2 谷”位置可以测到峰、谷值。第3组的位置上不要输入任何数据，以免引起计算错误。

8.450Hz、630Hz、800Hz、900Hz、1000Hz、1400Hz、2000Hz均可以测定到三组峰、谷值，即在“1 峰”“1 谷”、“2 峰”“2 谷”、“3 峰”“3 谷”位置可以测到峰、谷值。随着频率不断升高，在驻波管内可以形成多组驻波峰、谷值。因此，此时可以将探声滑车从初始位置拉出全长1/4的距离，再开始测定峰、谷值，以提高数据的可靠性。

9.当所有频率的峰、谷值测定完毕，光标停留在最下一行的最右边位置。按F7键，输入口令（密码），回车，所有频率的吸声系数便会自动计算出来（平均值）。保存打印数据表的方法：同时按下Alt＋Tab＋Print键，再返回桌面（坐下Tab右键），开始→程序→附件→画图→编辑中的“粘贴”，选择“是”，再选择图像中的“反色”，打印前进行页面设置→横向。保存：编辑中的“另存为”，选择路径即可。

10.按F9，将不同频率下的吸声系数绘制曲线图，建立坐标系（表二）。该坐标系即全面反映了某一吸声材料的吸声特性。打印，保存方法同上。按Esc键返回到表一。

11.更换试件，例如泡沫、纸板、软木材、大理石、铁皮、钢板等，重复1→10

12．对比不同试件吸声系数频率特性（表二），对结果进行讨论。

13．本实验装置存在的缺陷在那里，如何减少实验误差？

四、关机

1.按F10键，退出“驻波管”系统，回到桌面，按照关闭电脑的方法关闭电脑。关闭仪器主机机箱门内的电源开关，锁上机箱门，拔掉电源插头。

2.将探声滑车移动到初始位置，以保护探声管。

五、注意事项

1.该仪器系统的电脑应严格专用，谨防电脑病毒的侵袭，保护本系统应用软件的安全。

2.该系统不使用时，请务必拔掉电源插头。

3.在测试过程中，100Hz、200Hz频率只能测定到一组“1 峰”“1 谷”值，后面第“2”、“3”组的表格中必须无任何数据。315Hz的频率可以测到二组峰、谷值，后面第“3”组的表格中必须无任何数据。450Hz、630Hz、800Hz、900Hz、1000Hz、1400Hz、2000Hz均可以测定到三组峰、谷值，要按照顺序从上向下、从左到右进行测定，最后将光标停留在最下一行的最右边位置。严禁将无效或错误数据输入，以

免影响测定结果的可靠性。

常用材料在不同频率下的吸声系数

材料及吸声物体名称吸声系数（频率为HZ）

125 250 500 1000 2000 4000

大理石，花岗岩等光滑石料0.01 - 0.01 - 0.015 -

未抹灰的砖墙 0.024 0.025 0.032 0.041 0.049 0.07

抹灰的光滑砖墙 0.013 0.015 0.020 0.028 0.04 0.05

木架板条毛面抹灰 0.025 0.045 0.060 0.085 0.043 0.058

木架板条光面抹灰 0.024 0.027 0.030 0.037 0.036 0.034

浮面抹灰 0.06 0.08 0.35 0.44 0.37 0.26

松木板墙 0.10 0.11 0.10 0.08 0.082 0.11

木制板墙帖在墙上 0.05 0.06 0.06 0.1 0.1 0.1

嵌木地板 0.05 0.03 0.06 0.09 0.10 0.22

单料玻璃 0.03 - 0.027 - 0.02 -

镜面玻璃 - - 0.019 - - -

布（360克/米平方）贴墙挂 0.03 0.04 0.11 0.17 0.24 0.35

布（500克/米平方）贴墙挂0.04 0.07 0.13 0.22 0.33 0.35

丝绒（650克/米平方）贴墙挂 0.05 0.12 0.35 0.45 0.38 0.36

同上离墙1厘米 0.06 0.27 0.44 0.50 0.40 0.35

同上离墙2厘米 0.08 0.29 0.44 0.50 0.40 0.35

地毯（铺地板上） 0.11 0.13 0.28 0.45 0.29 0.29

毛毡厚2.5厘米 0.18 0.36 0.71 0.79 0.82 0.85

矿棉厚4厘米 0.32 0.40 0.53 0.55 0.61 0.66

玻璃棉厚9厘米 0.32 0.40 0.51 0.60 0.65 0.60

玻璃棉（8千克/米平方）厚3厘米 0.07 0.18 0.38 0.89 0.81 0.98

泡沫塑料厚0.5厘米 0.07 0.04 0.06 0.21 0.14 0.32

压制木棉厚3.5厘米 0.08 0.17 0.04 0.66 0.60 0.58

纤维吸声板厚2.5厘米 0.12 0.19 0.35 0.48 0.72 0.55

穿孔纸料吸声板 0.31 0.33 0.47 0.53 0.59 0.64

石棉毛框（高4厘米，内有石棉毛及碑木纤维， 0.28 0.43 0.57 0.57 0.36 0.17