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噪聲測量的基本原理

2012-11-26

一 聲音與噪聲
    聲音的本質是波動。受作用得空氣發生振動,當震動頻率在20-20000Hz時,作用于人的耳鼓膜而產生的感覺稱為聲音。聲源可以是固體、也可以是流體(液體和氣體)的振動。聲音的傳媒介質有空氣。水和固體,它們分別稱為空氣聲、水聲和固體聲等。噪聲監測主要討論空氣聲。
人類是生活在一個聲音的環境中,通過聲音進行交談、表達思想感情以及開展各種活動。但有些聲音也會給人類帶來危害。例如,震耳欲聾的機器聲,呼嘯而過的飛機聲等。這些為人們生活和工作所不需要的聲音叫噪聲,從物理現象判斷,一切無規律的或隨機的聲信號叫噪聲;噪聲的判斷還與人們的主觀感覺和心理因素有關,即一切不希望存在的干擾聲都叫噪聲,例如,在某些時候,某些情緒條件下音樂也可能是噪聲。

環境噪聲的來源有四種:一是交通噪聲,包括汽車、火車和飛機等所產生的噪聲;二是工廠噪聲,如鼓風機、汽輪機,織布機和沖床等所產生的噪聲;三是建筑施工噪聲,像打樁機、挖土機和混凝土攪拌機等發出的聲音;四是社會生活噪聲,例如,高音喇叭,收錄機等發出的過強聲音。

 

二、聲音的發生、頻率、波長和聲速
    頻率:聲源在一秒中內振動的次數,記作f。單位為Hz。
    周期:聲源振動一次所經歷的時間,記作T,單位為s。T=1/f。
    波長:沿聲波傳播方向,振動一個周期所傳播的距離,或在波形上相位相同的相鄰兩點間距離,記為λ,單位為m。
    聲速:聲波每秒在介質中傳播的距離,記作c,單位為m/s。聲速與傳播聲音的介質和溫度有關。在空氣中,聲速(c)和溫度(t)的關系可簡寫為:c = 331.4+0.607t常溫下,聲速約為345m/s。
    頻率f、波長λ和聲速c三者之間的關系是: c = λf當物體在空氣中振動,使周圍空氣發生疏、密交替變化并向外傳遞,且這種振動頻率在20-20000Hz之間,人耳可以感覺,稱為可聽聲,簡稱聲音,噪聲監測的就是這個范圍內的聲波。頻率低于20Hz的叫次聲,高于20000Hz的叫超聲,它們作用到人的聽覺器官時不引起聲音的感覺,所以不能聽到。

 

三、聲功率、聲強和聲壓
(一) 聲功率(W)
    聲功率是指單位時間內,聲波通過垂直于傳播方向某指定面積的聲能量。在噪聲監測中,聲功率是指聲源總聲功率。單位為W。
(二) 聲強(I)
    聲強是指單位時間內,聲波通過垂直于傳播方向單位面積的聲能量。單位為 W / s2。
(三) 聲壓(P)
    聲壓是由于聲波的存在而引起的壓力增值。單位為Pa。聲波在空氣中傳播時形成壓縮和稀疏交替變化,所以壓力增值是正負交替的。但通常講的聲壓是取均方根值,叫有效聲壓,故實際上總是正值,對于球面波和平面波,聲壓與聲強的關系是: I= P2 / ρc式中:ρ-空氣密度,如以標準大氣壓與20℃的空氣密度和聲速代入,得到ρ•c =408 國際單位值,也叫瑞利。稱為空氣對聲波的特性阻抗.

 

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