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噪声测量的基本原理

2012-11-26

一 声音与噪声
    声音的本质是波动。受作用得空气发生振动,当震动频率在20-20000Hz时,作用于人的耳鼓膜而产生的感觉称为声音。声源可以是固体、也可以是流体(液体和气体)的振动。声音的传媒介质有空气。水和固体,它们分别称为空气声、水声和固体声等。噪声监测主要讨论空气声。
人类是生活在一个声音的环境中,通过声音进行交谈、表达思想感情以及开展各种活动。但有些声音也会给人类带来危害。例如,震耳欲聋的机器声,呼啸而过的飞机声等。这些为人们生活和工作所不需要的声音叫噪声,从物理现象判断,一切无规律的或随机的声信号叫噪声;噪声的判断还与人们的主观感觉和心理因素有关,即一切不希望存在的干扰声都叫噪声,例如,在某些时候,某些情绪条件下音乐也可能是噪声。

环境噪声的来源有四种:一是交通噪声,包括汽车、火车和飞机等所产生的噪声;二是工厂噪声,如鼓风机、汽轮机,织布机和冲床等所产生的噪声;三是建筑施工噪声,像打桩机、挖土机和混凝土搅拌机等发出的声音;四是社会生活噪声,例如,高音喇叭,收录机等发出的过强声音。

 

二、声音的发生、频率、波长和声速
    频率:声源在一秒中内振动的次数,记作f。单位为Hz。
    周期:声源振动一次所经历的时间,记作T,单位为s。T=1/f。
    波长:沿声波传播方向,振动一个周期所传播的距离,或在波形上相位相同的相邻两点间距离,记为λ,单位为m。
    声速:声波每秒在介质中传播的距离,记作c,单位为m/s。声速与传播声音的介质和温度有关。在空气中,声速(c)和温度(t)的关系可简写为:c = 331.4+0.607t常温下,声速约为345m/s。
    频率f、波长λ和声速c三者之间的关系是: c = λf当物体在空气中振动,使周围空气发生疏、密交替变化并向外传递,且这种振动频率在20-20000Hz之间,人耳可以感觉,称为可听声,简称声音,噪声监测的就是这个范围内的声波。频率低于20Hz的叫次声,高于20000Hz的叫超声,它们作用到人的听觉器官时不引起声音的感觉,所以不能听到。

 

三、声功率、声强和声压
(一) 声功率(W)
    声功率是指单位时间内,声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中,声功率是指声源总声功率。单位为W。
(二) 声强(I)
    声强是指单位时间内,声波通过垂直于传播方向单位面积的声能量。单位为 W / s2。
(三) 声压(P)
    声压是由于声波的存在而引起的压力增值。单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化,所以压力增值是正负交替的。但通常讲的声压是取均方根值,叫有效声压,故实际上总是正值,对于球面波和平面波,声压与声强的关系是: I= P2 / ρc式中:ρ-空气密度,如以标准大气压与20℃的空气密度和声速代入,得到ρ•c =408 国际单位值,也叫瑞利。称为空气对声波的特性阻抗.

 

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