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噪聲的計量和評價
1、級和分貝
(1)級
人們聽覺靈敏度與聲波量之間的關(guān)系不是線性關(guān)系,而接近對數(shù)的關(guān)系。因此利用分貝作為單位進(jìn)行量度,既可對范圍很大的聲音強(qiáng)度進(jìn)行對數(shù)壓縮,而且也符合人耳對聲音響應(yīng)的靈敏程度。使用“級”的概念用于量度聲音的強(qiáng)弱。
聲學(xué)量與同類基準(zhǔn)(參考)量之比再取對數(shù)就是“級”的概念。級的單位是奈培時,其對數(shù)取自然對數(shù),底為 ,符號是 ;級的單位是貝爾(Bell)時,其對數(shù)取以10為底的對數(shù),符號是B。
(2)分貝
聲學(xué)中將正比于聲功率的兩個同類聲學(xué)量(如兩個聲壓平方)之比,取以10為底的對數(shù),再乘以10,該參數(shù)的單位稱為分貝,記為dB, 。
2、聲壓級
噪聲控制中,常用聲壓級來衡量聲音的強(qiáng)弱。 ,基準(zhǔn)聲壓 聲壓級和聲壓的關(guān)系為,聲壓級變化20dB,相當(dāng)于聲壓值變化10倍;聲壓級變化40dB,相當(dāng)于聲壓值變化100倍;
3、聲功率級
聲源的聲功率級 等于這個聲源的聲功率 與基準(zhǔn)聲功率 的取常用對數(shù)再乘以10。
基準(zhǔn)聲功率
4、振動加速度級
振動加速度平方與基準(zhǔn)加速度平方的比值取以10為底的對數(shù)乘以10,就得到振動加速度級 , ——加速度有效值,簡諧振動加速度有效值為加速度幅值的 倍, ; ——基準(zhǔn)加速度, 。一般人剛剛感覺到的垂直振動加速度級為 ,即60dB。
5、振動級
振動級指修正的加速度級
6、聲壓級的疊加、修正和平均
(1)聲壓級的疊加
①聲壓級相同的聲音的疊加。不能將聲壓級做簡單的算術(shù)相加,能進(jìn)行疊加運(yùn)算的只能是聲音的能量,利用能量的相加進(jìn)行聲壓級運(yùn)算。
當(dāng)N=2,即聲壓級相同的兩個聲音疊加,則總聲壓級為:
②聲壓級不相同的聲音的疊加。兩個聲壓級不相同的聲音的疊加,并假設(shè)第一個聲音的聲壓級大于第二個聲音的聲壓級,即 ,則總的聲壓級 可以表示為:
(2)聲壓級的修正
2個聲壓級不相同的聲音疊加時,假設(shè)第一個聲音的聲壓級大于第二個聲音的聲壓級,即 ,則總的聲壓級可表示為: (3)聲壓級的平均
分貝是能量之比的對數(shù)關(guān)系,聲壓級的平均應(yīng)取各聲壓級的能量平均的分貝數(shù), ,或者表示為: 計算N個聲壓級的平均值的方法是:首先求出N個聲壓級的總聲壓級,然后減去 。它是從聲能平均的原理推導(dǎo)出來的,在一般測量中,測量的各聲壓級差值如果在10dB的范圍內(nèi),簡化用算術(shù)平均法的誤差不大。
7、A聲級
研究噪聲對人體健康的危害及對噪聲的防治,必須有噪聲對人體影響程度的評價標(biāo)準(zhǔn)。對噪聲的評價常采用統(tǒng)計的方法,即依靠足夠數(shù)的人們對噪聲主觀反應(yīng)的對比性調(diào)查,得出統(tǒng)計的平均量。主要的評價量有A聲級、等效連續(xù)、噪聲評價數(shù)NR和累積百分聲級。
有關(guān)概念:
(1)響度級:單位是方(phon)。響度級就是指當(dāng)選取1000Hz純音做基準(zhǔn)音時,凡是聽起來和該純音一樣響的聲音,不論其聲壓級和頻率是多少,它的響度級(方值)就等于該純音的聲壓級數(shù)。
(2)等響曲線:345頁圖表示每一條曲線表示不同頻率、不同聲壓級的純音具有相同的響度級。
(3)頻率計權(quán):在測量儀器中,對不同頻率的客觀聲壓級人為地給予適當(dāng)?shù)脑鰷p,這種修正方法稱為頻率計權(quán),實現(xiàn)這種頻率計權(quán)的網(wǎng)絡(luò)稱為計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。A、B、C、D 4種計權(quán)網(wǎng)絡(luò),經(jīng)過計權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲級稱為計權(quán)聲級,是衡量噪聲強(qiáng)弱的主觀評價量。
A聲級測量的結(jié)果與人耳對聲音的響度感覺相近似,用A聲級分貝數(shù)的大小對噪聲排列次序時,能夠較好反映人對各種噪聲的主觀評價。是目前評價噪聲的主要指標(biāo)。
8、等效聲級
A聲級很好的反映了噪聲影響與頻率的關(guān)系,對于穩(wěn)態(tài)的噪聲,即隨時間變化不大的噪聲,我們通??梢圆捎肁聲級來評價。等效聲級是以A聲級為基礎(chǔ)建立起來的非穩(wěn)態(tài)噪聲的噪聲評價量,它是以A聲級的穩(wěn)態(tài)噪聲代替變動噪聲,在相同的暴露時間內(nèi)能夠給人以等數(shù)量的聲能,這個聲級就是該變動噪聲的等效聲級,又稱等效A聲級,或簡稱等效聲級。等效連續(xù)A聲級指在某段時間內(nèi)的不穩(wěn)態(tài)噪聲的A 聲級,用能量平均的方法,以一個連續(xù)不變的A聲級來表示該時段內(nèi)噪聲的聲級,又稱等能量A 聲級。等效連續(xù)A聲級 可表示為:
9、頻帶聲壓級
在一個倍頻程帶寬頻率范圍聲壓級的累加稱為倍頻帶聲壓級。
10、噪聲評價數(shù)
噪聲評價數(shù)NR曲線見350頁圖,NR數(shù)指噪聲評價曲線的號數(shù),它是中心頻率等于1000Hz時倍步帶聲壓級的分貝數(shù),它的噪聲級范圍是0—130dB,適用于中心頻率從31.5—8000Hz的9個倍頻帶。在同一條NR曲線上各倍頻帶的噪聲級對人的影響是相同的。
11、累積百分聲級
累積百分聲級又稱統(tǒng)計聲級,指在測量時間內(nèi)所有超過 聲級所占的n%時間,單位為dB。
12、混響
當(dāng)室內(nèi)聲場達(dá)到穩(wěn)態(tài)后,聲源突然停止發(fā)聲,房間內(nèi)的聲音并沒有立即停止,需要延續(xù)一段時間,聲能逐漸衰減直到實際聽不到聲音為止,這種聲音的延續(xù)現(xiàn)象稱為混響。聲源停止發(fā)聲后,由于多次反射或散射而逐漸衰減的聲音也可以稱之為混響。室內(nèi)空氣或墻壁壁面的吸收作用愈差,聲能愈不容易衰減,混響時間就愈長。
房間內(nèi)聲音的增長過程、穩(wěn)定狀態(tài)和衰減過程可以用圖5-1-6表示。
13、混響時間
當(dāng)室內(nèi)聲場達(dá)到穩(wěn)態(tài)后,聲源突然停止發(fā)聲,室內(nèi)聲能密度衰減到原來的百萬分之一,即聲壓級衰減60dB所需要的時間稱為混響時間,記作 ,單位為s。
擴(kuò)散聲場:對于一個有聲源的大房間,設(shè)其室內(nèi)聲能密度處處相同,并且在任何一點(diǎn)上,從各個方向傳來的聲波概率相等,而聲波的相位是無規(guī)則的,這樣的聲場稱為擴(kuò)散聲場。
吸聲系數(shù)a:吸導(dǎo)報材料或結(jié)構(gòu)吸聲能力的大小稱為吸聲系數(shù)。
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