1、1一个向周围媒质辐射声波的振动系统叫一个向周围媒质辐射声波的振动系统叫“声声源源” ，固体，液体，气体都可以发声，都可以当作声，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。源。典型理想点声源：脉动球，振动球。振动在媒质中的传播过程就称为声波。声波的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：存在有两个基本条件：声源声源和能够传播振动的和能够传播振动的介质介质。声波能在固体，液体和气体中传播，在声波能在固体，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。中一般以纵波
2、传播。2纵波、横波或者二者合成纵波、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。声波。连续波和脉冲波。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。介质质点作单个或间歇的脉冲运动的波为脉冲波。平面波、球面波和柱面波。平面波、球面波和柱面波。3（Hz）：声音每秒钟振动的次数。）：声音每秒钟振动的次数。声波在媒介中的传
3、播速度。声波在不同介质中声波在媒介中的传播速度。声波在不同介质中的频率的频率 保持不变，但波长保持不变，但波长 有所变化，声速也有所变化有所变化，声速也有所变化.n水，空气，铜，钢，玻璃，硬橡胶中的声速排序？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 50006000 m/s声波的范围十分广泛，人耳能够听到的范围是声波的范围十分广泛，人耳能够听到的范围是2020000Hz频率高于频率高于20000Hz的称为超声，频率低于的称为超声，频率低于20Hz的称为次声。的称为次声。/c f4两个独立声波
4、同时传播，仍保持其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。区域的质点振动为合振动。 干涉干涉当声波在传播过程中，碰到障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（称为绕射或衍射现象（高频声波易于屏蔽高频声波易于屏蔽）。）。声波一般沿直线传播，遇到障碍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，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
5、向会变化，就发生折射。遇到介质发生变化时，传播方向会变化，就发生折射。5噪音的波形图噪音的波形图乐音的波形图乐音的波形图6n声强声强I：通过单位面积的声能；通过单位面积的声能；n声压声压p：介质中压力超过静压的值；介质中压力超过静压的值；n声功率声功率w：声源在单位时间辐射的声能量；声源在单位时间辐射的声能量；n声级声级L：人耳具有独特的生理机能，由人耳具有独特的生理机能，由听阈听阈到到痛阈痛阈声声压的绝对值相差达到压的绝对值相差达到100万倍，其感觉和客观物理量万倍，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比量声级（无
6、量纲）（无量纲）。7n声强声强I：声强，垂直于声传播方向上的单位时间内单声强，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。位面积上通过的声能量。n声强声强是一个是一个矢量矢量(W/m2)。它不仅反映了声能量的大。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。就是声传播的方向。n如自由声场中的如自由声场中的点声源点声源（球面波），其声功率为（球面波），其声功率为w，则其声强可以表示为：则其声强可以表示为：2rr4wI8n声强级：声强级：0lg10IILI2120/101mWIn听阈声强为听阈声强为10-1
7、2 W/m2，痛阈声强为痛阈声强为1 W/m2n听阈声强级为听阈声强级为0dB，痛阈声强级为痛阈声强级为120dBn通常在谈话时的声强级为通常在谈话时的声强级为6070dB 9n声功率声功率w（W）：声源在单位时间内辐射的声能量称声源在单位时间内辐射的声能量称为该声源的声功率。为该声源的声功率。n声波实际传播过程就是声振动能量的传播过程，声功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。率就是单位时间内声源向外辐射出的全部能量。W101w120声功率是声功率是标量标量，反映的是声源，反映的是声源振动辐射能量振动辐射能量的大小的大小是一个表示是一个表示声
8、源特性声源特性的参数的参数0Wwwlg10L10典型声源的声功率级喷气飞机100 W 140dB大型高压风机10W130dB风动铆枪1W120dB织布机0.1W110dB汽车喇叭0.01W100dB钢琴0.001W90dB普通谈话0.00001W70dBn听阈声功率为听阈声功率为10-12 W痛阈声功率为痛阈声功率为1 Wn听阈声功率级为听阈声功率级为0dB痛阈声功率级为痛阈声功率级为120dB11n声压声压p：声波在介质中传播时，使介质时而密集，时而声波在介质中传播时，使介质时而密集，时而稀疏，形成一种压力波稀疏，形成一种压力波（N/m2） 。设介质处于平衡状。设介质处于平衡状态时，各处的压
9、力为态时，各处的压力为p0，当声波传来时，该处的压强，当声波传来时，该处的压强变为变为pf ，其变化量为，其变化量为 p：0pppfp),(tzyxp就是声压，声压一般为有效声压：就是声压，声压一般为有效声压：（该点瞬时声压）的方均根值（该点瞬时声压）的方均根值12n有效声压有效声压：人耳鉴别不出瞬时声压的变化，只能感受：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瞬时声压的均方根值均方根值。有效声压就简称为声压，声压的大小反映了有效声压就简称为声压，声压的大小反映了声波的强弱声波的强弱。 Tedtt
10、pTp02)(113n声压计量单位：声压计量单位：声压的可听范围有声压的可听范围有100万倍的变化，为万倍的变化，为描述方便，定义了描述方便，定义了声压级声压级来表示声压的大小。来表示声压的大小。听阈声压听阈声压 210-5N/m2痛阈声压痛阈声压20N/m2听阈声压级听阈声压级 0分贝分贝痛阈声压级痛阈声压级120分贝分贝帕50102p典型环境下的声压级喷气飞机120130分贝载重汽车8090分贝办公室谈话6070分贝郊外安静的森林1020分贝020lgppLp14l噪声声压级相等时噪声声压级相等时，则：，则：ppBpALLL合成噪声：合成噪声： 22BAppp2lg10lg20lg2022
11、poBAopLpppppL同理，同理，n n个相同噪声级个相同噪声级噪声源的合成声压级为噪声源的合成声压级为15)1lg(1022ABpApppLL22lg10ABpApBppLL10/)(2210pBpALLABpp)101lg(1010/ )(pBpALLpApLLl噪声声压级不相等时噪声声压级不相等时若若A AB B，则：，则：先按照从大到小的顺序排先按照从大到小的顺序排列，按照此顺序将两个最列，按照此顺序将两个最大值求和，再将所求和与大值求和，再将所求和与第三大的值求和，依次进第三大的值求和，依次进行，直到两分贝值相差行，直到两分贝值相差1010分贝时或到最小数为止。分贝时或到最小数为
12、止。16l本底噪声（暗噪声、环境噪声）本底噪声（暗噪声、环境噪声）：在被测对象发声之在被测对象发声之前，测定场中已有一个难以避免的噪声存在，此种噪前，测定场中已有一个难以避免的噪声存在，此种噪声相对被测噪声而言称为本底噪声。声相对被测噪声而言称为本底噪声。l测定：测定：先测本底噪声，再测总噪声，按能量法相减。先测本底噪声，再测总噪声，按能量法相减。被测对象的分贝值被测对象的分贝值= =总噪声总噪声- -修正值修正值修正值是修正值是总噪声总噪声与与本底噪声之差本底噪声之差的函数，可查表。的函数，可查表。l一般情况下，若一般情况下，若总噪声本底噪声总噪声本底噪声1010分贝分贝，则可忽，则可忽略本
13、底噪声。略本底噪声。17倍频程：倍频程：f上上/f下下2 中心频率中心频率f上上上限频率；上限频率； f下下 下限频率下限频率 频带宽度频带宽度=f上上 f下下 1/3倍频程：倍频程：将倍频程分将倍频程分3份（份（1：21/3：22/3：2）频带（频程）：频带（频程）：为了测量方便，把噪声的声频范围划为了测量方便，把噪声的声频范围划分为若干个频段，每个频段即为一个频带（频程）。分为若干个频段，每个频段即为一个频带（频程）。下上fffm18l频谱图频谱图 以所选用的倍频程或以所选用的倍频程或1/3倍频程的中心频率倍频程的中心频率fm为横坐标，为横坐标，以声压级（或声强级、声功率级）为纵坐标，作出
14、噪声以声压级（或声强级、声功率级）为纵坐标，作出噪声测量图形即为频谱图。测量图形即为频谱图。l频谱分析频谱分析 根据所绘制的频谱图，即可了解根据所绘制的频谱图，即可了解频带声压级频带声压级（是在频带（是在频带宽度范围内所能检测到的各个噪声的合成声压级）在不宽度范围内所能检测到的各个噪声的合成声压级）在不同频率范围内的分布情况，并据此判断出噪声的成分和同频率范围内的分布情况，并据此判断出噪声的成分和性质，即为频谱分析。性质，即为频谱分析。19该柴油机该柴油机的噪声中的噪声中在中心频在中心频率为率为125 H z 的 声的 声压级最高压级最高。20l响度级响度级如果所测声音与如果所测声音与基准声基
15、准声频率为频率为1000Hz的纯音对的纯音对比，听起来同样的响，则此基准声的声压级分贝数比，听起来同样的响，则此基准声的声压级分贝数，就称为该所测声音的响度级。，就称为该所测声音的响度级。l单位：单位：方（方（phon）。）。 l纯音（基准声的频率均为纯音（基准声的频率均为1000HZ ）等响曲线）等响曲线21可以看出：可以看出：人耳对高人耳对高频声音敏频声音敏感，低频感，低频声不敏感。声不敏感。22声级计：声级计：指测量声音强弱的仪器。指测量声音强弱的仪器。 “输入输入”声压和频率，声压和频率，“输出输出”尽可能接近人耳听觉尽可能接近人耳听觉A计权网络：计权网络：B计权网络：计权网络：C计权
16、网络计权网络：按人耳按人耳40方等响曲线设计，方等响曲线设计，低频衰减，中低频衰减，中频衰减次之，高频稍放大频衰减次之，高频稍放大。所测结果与人。所测结果与人耳的感觉最接近。耳的感觉最接近。按按70方等响曲线设计，仅在方等响曲线设计，仅在低频衰减低频衰减。按按100方等响曲线设计，对整个可听频率范方等响曲线设计，对整个可听频率范围围均无衰减均无衰减，又叫，又叫总声压级总声压级。计计权权网网络络声声级级的的分分贝贝值值23用来对某一固定点的连续起伏的环境噪声进行评价。用来对某一固定点的连续起伏的环境噪声进行评价。niLAeqinL11 . 0101lg10Li间隔时间间隔时间t读取的一个分贝值；
17、读取的一个分贝值；n一定时间内读取的分贝值的总个数。一定时间内读取的分贝值的总个数。24baLNpLp倍频程声压级；倍频程声压级；a，b常数，与各频程的中心频率有关，可用表查得。常数，与各频程的中心频率有关，可用表查得。主要用于评定噪声对主要用于评定噪声对听觉损伤、预言干扰听觉损伤、预言干扰和和周围环境周围环境的的影响，它代表了噪声的强度和频率两个主要因素。影响，它代表了噪声的强度和频率两个主要因素。25倍频带中心频率为倍频带中心频率为500、1000、2000Hz下三个声下三个声压级的算术平均值。压级的算术平均值。320001000500pppLLLSIL评价噪声对评价噪声对语言交谈、打电话
18、时的干扰程度。语言交谈、打电话时的干扰程度。谈话时要想对方完全听清楚谈话时要想对方完全听清楚，必须高于语言干扰级，必须高于语言干扰级12dB。261）L10、L50、L90统计声级统计声级单位单位dB（A）（交通噪声的测量与评价常用此声级）（交通噪声的测量与评价常用此声级）lL10：10的所测数据超过的声级，又叫的所测数据超过的声级，又叫噪声峰值噪声峰值。lL50：50的所测数据超过的声级，又叫的所测数据超过的声级，又叫平均值平均值。lL90：90的所测数据超过的声级，又叫的所测数据超过的声级，又叫本底值本底值。272）交通噪声指数）交通噪声指数TNI901090304LLddLTNI3）噪声
19、污染级）噪声污染级NPLkLNPLAeq同一过程中瞬时声级的标准偏差；同一过程中瞬时声级的标准偏差；k为临时性系数，一般对于飞机和交通噪声，为临时性系数，一般对于飞机和交通噪声，k2.56。考虑机动车考虑机动车噪声起伏对人噪声起伏对人的干扰的干扰而引入的评价量。而引入的评价量。284）日夜平均声级）日夜平均声级Ldn其中：白天从其中：白天从7：0022：00，晚上从，晚上从22：007：00。5）其它评价指标）其它评价指标感觉噪声级感觉噪声级PNL，噪声次数指数，噪声次数指数NNI等。等。101 . 01 . 010375. 010625. 0lg10ndLLdnL29环境噪声的测量环境噪声的
20、测量l噪声测量：是用相宜的声学测量手段，以获得描写环噪声测量：是用相宜的声学测量手段，以获得描写环境噪声或噪声源特征参量的技术过程。境噪声或噪声源特征参量的技术过程。l噪声测量过程噪声测量过程事先了解测量对象明确测量目的、制定周密计划熟悉测量内容及噪声测量的标准与规范选用测量仪器按照规定的方法进行噪声测量作好记录并进行必要的数据处理30l基本测量系统的基本构成：基本测量系统的基本构成：传声器：传声器： 为换能器，将声压信号成比例地转变为电压信号放大器或衰减器：放大器或衰减器： 将传声器传来的电信号不失真的放大或衰减计权网络：计权网络： 模拟人耳特性而涉及的滤波线路有效检波器有效检波器 用于将交
21、流信号检波整流成直流信号。指示仪表：指示仪表： 读出数据或自动记录声音特征 31声压测量法是目前最常用的噪声测量方法，利用声级声压测量法是目前最常用的噪声测量方法，利用声级计可以直接测量声场中的总声压级和各种计权声压级计可以直接测量声场中的总声压级和各种计权声压级声级计：声级计：使用最为广泛的基使用最为广泛的基本声学仪器本声学仪器。其声学指标必须符合国际电其声学指标必须符合国际电工委员会（工委员会（IEC）规定标准。）规定标准。一、声一、声级计级计：32l声级计声级计：根据声级计在标准条件下测量根据声级计在标准条件下测量1000Hz纯音所表纯音所表现出的精度，国际上把声级计分为两类，一类叫精密
22、声级现出的精度，国际上把声级计分为两类，一类叫精密声级计，一类叫普通声级计计，一类叫普通声级计。l实行实行四类分法，即分为四类分法，即分为0型、型、1型、型、2型和型和3型。它们的精度型。它们的精度分别为分别为0.46、0.76、1.00和和1.5dB。l0型声级计主要用作实验室参考标准；型声级计主要用作实验室参考标准；1型声级计供实验室型声级计供实验室及声学环境能够严格控制的场合使用；及声学环境能够严格控制的场合使用；2型声级计适合一型声级计适合一般的测量使用；般的测量使用；3型声级计主要用于现场的噪声型声级计主要用于现场的噪声普查。普查。一、声一、声级计级计：33频谱，这样频谱，这样的仪器
23、称为频谱（分析）仪。的仪器称为频谱（分析）仪。带通滤波器：带通滤波器：恒定带宽、恒定百分比带宽、等对数频带宽恒定带宽、恒定百分比带宽、等对数频带宽二、频谱分析仪器：二、频谱分析仪器：34n带频谱分析功能的声级计带频谱分析功能的声级计n专用的频谱分析设备（专用的频谱分析设备（B&KB&K，Hp, Hp, 中科院声学所，声望公司）中科院声学所，声望公司）Workstation三、实时分析仪（快速频谱分析仪）三、实时分析仪（快速频谱分析仪）35四、噪声的测量环境：四、噪声的测量环境：36l定义：声音传播的空间定义：声音传播的空间l类型：按照吸收和反射声能的程度不同分类型：按照吸收和反射声能的程度不同
24、分自由声场：自由声场：声波可声波可无反射无反射地进行自由传播的空间地进行自由传播的空间。 混响声场：混响声场：声波遇到边界声波遇到边界来回重复反射来回重复反射的空间。的空间。半混响声场：半混响声场：直达声和反射声同时存在的空间。直达声和反射声同时存在的空间。1. 消声室：消声室： 声波无反射自由声场（吸声能力强）。声波无反射自由声场（吸声能力强）。 声波辐射声压级随距离的平方反比变化声波辐射声压级随距离的平方反比变化2. 混响室：混响室： 声波多次放射声波多次放射 内部声能密度均匀，也称扩散声场内部声能密度均匀，也称扩散声场3. 声学要求：声学要求： 半混响室半混响室 临界距离临界距离r四、噪声的测量环境：四、噪声的测量环境：3730dB40dB：较为理想的安静环境；：较为理想的安静环境；70dB：干扰谈话和工作；：干扰谈话和工作；90dB：长期忍受会严重影响听力；：长期忍受会严重影响听力；150dB：鼓膜破裂，失去听力。：鼓膜破裂，失去听力。保证工作和学习的最高限度保证工作和学习的最高限度保护听力的最高限度保护听力的最高限度保证休息和睡眠的最高限度保证休息和睡眠的最高限度3839适用适用范围范围昼间昼间夜间夜间特别需要安静住宅区特别需要安静住宅区4535居民居民/文教地区文教地区5045商业中心商业中心区区6050工业中心工业中心区区6555交通干线两侧交通干线两侧706040
