噪声基础知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 噪声污染与控制,1.1噪声污染,1.2噪声控制,1.3噪声降低的标准,1.4噪声控制技术,1.1噪声污染,什么是噪声?,噪声是人们不需要的声音,噪声是物理污染,噪声是现代工业化带来的后果，同时，噪声和噪声控制技术的进步也促进工业生产和交通运输的发展。从火车、汽车的发展史可看出。,声与音的区别：,人耳能够感觉到声波的作用称之为声；,能够引起声调的感觉的声音称之为音，或者说就是有,意义的声。,1.2噪声控制,噪声控制是研究如何获得适当声学环境的技术科学，即达到经济上、技术上和要求上合理的声学环境。,噪声控制并不等同于噪声降低。,1.4.1 声源控制噪声是噪声控制中最根本和最有效的手段。,降低声源噪声有以下途径：,1.改进机械设计，如低噪声风机、小型低噪声电机、低噪声空调器、低噪声空压机等。,2.改进工艺和操作方式。,3.提高加工精度和装配质量。,1.4.2 传输途径中的控制是最常用的办法，机器已经完成，再从声源上控制就受局限，途径上控制大有可为。如消声、隔声、隔振、减振等。,1.4.3 在机器多而人少或降低机器噪声不现实或不经济的情况下，对受者的保护是个重要手段。,1.5噪声控制工作程序,第二章噪声危害,2.1噪声损伤人的身体,2.2噪声降低工作效率,2.3噪声影响社会安定,2.1噪声损伤人的身体,2.1.1噪声首先是对听力的影响，作用是累计性的。噪声性耳聋是不可逆的。当对500、1000、2000HZ三个频率损失的平均值超过2540分贝时，为轻度耳聋；4065分贝时为中度耳聋；65分贝以上是重度耳聋。,2.1.2 噪声对神经系统的影响，使大脑皮层的兴奋和抑制平衡失调，长久接触产生头痛、头晕、耳鸣、失眠多梦、记忆力减退称为神经衰弱或神经官能症。,2.1.3 对心血管系统亦有影响，使脉频和血压波动。交警比农民的心率不齐率高出1.4倍。,2.1.4噪声对消化系统、内分泌系统、视觉器官的影响亦有报道。,噪声对胎儿发育、儿童智力均有影响，不可掉以轻心。,2.2噪声降低工作效率,2.2.1 噪声使精力不易集中,2.2.2 噪声使工作差错率升高,2.2.3 噪声使技能下降,2.2.4 噪声使人容易出工伤事故,2.2.5 噪声掩蔽报警信号易出事故,2.3噪声影响社会安定,2.3.1 噪声影响邻里关系,2.3.2 噪声影响厂群关系，也是投诉最多的环境污染。,2.3.3 影响大的噪声更易激起民愤，引发社会问题。,第三章 声波,3.1 声波的产生,3.2 声音的传播,3.3 声压级和声功率级,3.4 声压级的合成,3.5 等响曲线,3.6 A声级,3.1 声波的产生,声音的本质是波动，是弹性波。当声源振动时，就引起附近空气质点的振动，依靠空气的惯性和弹性性质，空气质点的振动就以波动的形式向四周传播开去，形成声波。质点振动方向平行于波传播方向，称为纵波。在空气中的波称为疏密波。声波可以在气体、液体、固体中传播。,3.2 声音的传播,3.2.1 声音的三个基本要素：,频率：每秒振动的次数。可听声的频率在20-20KHz,波长：声源完成一周的振动，声波所传播的距离。可听声,的波长在17m-17mm。,声速：每秒钟传播的距离。声速与温度有关，c=331.4+0.6t m/s c=f,3.2.2 频谱：通常噪声都是由许多频率组成的复合声。声音,不同，其组成的频率 和能量的分布也不同。正因如此，才,能区别各色各样的声音，声音的这些组成频率和能量分布,的关系，称为这一声音的频谱，不同的声音具有不同的频,谱。,3.2.3 声压：有声波时媒质中的压力和静压力的差值。单位,为Pa。,3.2.2 频谱,通常噪声都是由许多频率组成的复合声。声音不同，其组成的频率 和能量的分布也不同。正因如此，才能区别各色各样的声音，声音的这些组成频率和能量分布的关系，称为这一声音的频谱，不同的声音具有不同的频谱。,例如，用频率为横坐标，以声压级为纵坐标，即可做出此声音的声谱图。,频谱,3.2.3 声压：有声波时媒质中的压力和静压力的差值。单位为Pa。,有效声压是一定的时间间隔内瞬时声压对时间的均方根。有效声压的数学表达式为：,p(t)瞬时声压；,T平均的时间间隔。,人们习惯上指的声压，往往是有效声压，一般的声学测量仪测量的声压就是有效声压。,3.2.4 声波的反射、衍射、透射和干涉,当声波在前进的路程中遇到障碍物时会发出反射、衍射和透射。,反射：当声波波长比障碍物小得多发生反射，使声波返回声源。,衍射：声波碰见障碍物能够绕过障碍物的现象。声波波长比障碍物大得多时声波发生衍射。,透射：声波传播到两层不同的媒质界面上将发生反射和透射。,干涉：两列频率相同、振动方向相同并且相位差恒定的波，在交叠区域的某些位置上，振动始终加强，而另外一些位置上振动始终减弱或抵消，这种现象叫干涉。,室内声波的反射,从上图可以知道声波经过多次反射再到达人耳，声音变,大，我们叫混响。,混响在声学上是一个重要的概念，用的地方很多，是美,国声学家赛宾发现的。,高频声易反射。,声波的衍射,由于声波的衍射，图（a）显示障碍物小时,如同没有，图（b）显示当障碍物大时形成声影，,声屏障就是据此建造的。同样声波透过孔洞时亦,发生衍射。,声波透过孔洞,声波的干涉,复杂声波的干涉是声波的重要特性。当空间存,在两个以上声源分别发出的声波时，每个声波不因,为其他声波的存在而改变其传播规律。,空间任一点的声能是各个声波分量在该点激发,振动的和，这就是叠加原理。当频率相同或接近的,两个或两个以上的声波叠加时，在叠加区的不同位,置会出现加强或减弱的现象，称为声波干涉。,3.3 声压级和声功率级,3.3.1 声压级：,分贝(dB),式中：,声压级（dB）,声压（Pa）,基准声压2X （Pa）,声压的变化范围很广，人耳能听到的声音一直到耳膜疼,痛的声压为2X 帕到20帕相差一百万倍，用声压来衡量,声音的大小，很不方便；而且人耳对声音的感觉并不是与声压成正比例，而是与对数相关性较好，因此，声学工程中,多用声压级作为计量单位。单位为贝尔，纪念发明家贝尔。,因为贝尔的单位太粗略，并不能充分地描述我们对声音的感,觉，因此前面加了一个分字，表示十分之一。1贝尔是10分,贝。声学方面最难以理解的术语就是分贝。,3.3.2 声功率级,分贝,声功率,基准声功率，规定为,声功率级,声功率是声源在单位时间内发出的总声能。声功率的范,围非常广，一个宇宙飞船的大型火箭所发出声功率约等于一,架喷气飞机的总功率，而后者所发出的声功率约等于一辆载,重汽车的总功率。四十万人齐声讲演所发出的声功率只能点,燃40W的灯泡。,3.4响度,在噪声的物理评价中，声压和声压级是衡量声音强度的量。声压级越高，声音越强。,人耳对高频声感觉灵敏，对低频声感觉迟钝。而研究噪声控制最终是为了人类服务，因此，在一定程度上对噪声的主观评价比客观评价更重要。,所以引进了,响度和响度级,。,响度是表征人耳对声音强弱程度的主观感觉程度，表示声响的大小。,为了方便，人们模仿声压级，引进响度级的概念。响度级是表示声音响度的量，它把声压级和频率用一个单位统一起来，它是人们对噪声主观评价的基本量之一。,响度级的单位是方(phon)。它的定义是以频率为1000HZ的纯音的声压级作为这个声音的响度级。,3.5 等响曲线,3.5 等响曲线,每一条曲线相当于声压级和频率不同而响度相同的声音，亦即相当于一定响度级的声音。,等响曲线上的数字是指1000HZ纯音的声压级，每条等响曲线上的纯音的响度级均等于该数字表示的方数。例如，声压级为85dB的50HZ的纯音与声压级为70dB的1000Hz的纯音响度相等，响度级都等于70方。,3.5 等响曲线,最下面的曲线是听阀曲线，最上面的曲线是痛阀曲线，听阀与痛阀之间是正常人耳能够听到的全部声音。,从等响曲线可以看出：,1.人耳对高频声音，特别是30004000HZ的声音敏感，而对低频声音，特别是100Hz以下的低频声音不敏感。,3.5 等响曲线,2.当声压级小、频率低时，对于某一声音，声压级和响度级差别很大，如声压级为40dB的50Hz的低频声是听不见的（低于听阀线），它的响度不为零方。,3.当声压级高于100dB时，等响曲线已经逐渐拉平。这说明，当声音达到一定程度（高于100dB），人耳已经不易分辨高低频声音，声音的响度只决定于声压级，而与频率关系不大。,3.6 A声级,从等响曲线可以看出：人耳对高频声音，特别是30004000HZ的声音敏感，而对低频声音，特别是100Hz以下的低频声音不敏感。,为了使声音的客观量度和人耳听觉的主观感受近似去的一致，在测量声音的,声级计,上装置了对频率的计权网络，即加上一个滤波器，其方法是在声级计的放大线路中插入计权网络。,3.6 A声级,声级计测量噪声的仪器叫声级计。,A、B、C计权网络分别模拟40方、70方、100方三条等响曲线设计滤波器。,设置计权网络的原意是，低于55dB的声音用A声级计量，5585dB的声音用B声级计量，85dB以上的声音用C声级计量。,但是，研究发现 A声级与人的感觉（不仅响度，也包括烦扰程度，听力损伤程度）更符合。因此，人们就把A声级作为评价噪声的主要指标。,A、B、C计权网络,第四章 吸声,4.1 多孔吸声材料,4.2 吸声结构,4.3 微穿孔板吸声体,4.4 吸声系数,4.1 多孔吸声材料,4.1.1 吸声系数和吸声量,声波的反射、吸收和透射,4.1.1.1吸声系数,吸收声能,透射声能,入射声能,4.1.1.2多孔吸声材料,多孔吸声材料从外到内应具有大量的相互贯通的微孔，也即具有适当的透气性，具体要求如下：,1.材料内部应具有大量的微孔和间隙，不仅材料中空气体积与材料总的体积之比要高，而且这些孔隙应尽可能细小，并在材料内部均匀分布，这些材料内部筋络总面积大，有利于声能的吸收。,4.1.1.2多孔吸声材料,2.材料内部的微孔应该是相互贯通的，而不是密闭的，单独的气泡和密闭间隙不起吸声作用。,3.微孔向外敞开，使声波易于进入微孔内，不具有敞开微孔仅具有凹凸表面的材料不会有很好的吸声性能。,主要吸声材料的基本类型：,1.纤维材料,2.泡沫材料,3.颗粒材料,多孔吸声材料的吸声曲线总的变化趋势是吸声系数随频率的增大而增大，曲线由低频向高频逐步深高，在高频段出现不同程度的起伏，随着频率的升高，起伏逐渐缩小，趋向一个缓慢的变化的数值。,吸声材料不同，吸声系数不同；,同种材料，频率不同吸声系数不同。,纤维类多孔吸声材料在工程中应用最为广泛，吸声特性如下：,1.随着频率的增加，吸声系数增大，呈现多孔材料的吸声特性。,2.在低、中频范围内，厚度有最大的影响，厚度增加，吸声系数随之增加。当增加背后空气层厚度时，低频吸声系数随之增大。,3.增加材料的体积密度在中、低频吸声系数有增大趋势。,4.饰面材料往往降低高频吸声系数。,5.纤维粗细对材料吸声系数有一定的影响。,4.1.1.3影响多孔吸声材料性能的因素,1.材料的容重,2.材料的厚度,3.空气层(背后条件),4.饰面层,5.含水率,从图中可以看出，容重增大低频吸声系数增加的很快。,从图中可以看出，厚度增大低频吸声系数增加的很快。,从图中可以看出，空气层厚度增大低频吸声系数增加的很快。,留有一定的空腔，这相当于增加材料层的有效厚度，而且还比单纯增加材料厚度和容重更为经济。,护面层中的织物和纺纱的穿孔率高，几乎不影响多孔材料的吸声性能。,护面层还有护面穿孔板。如金属薄板、塑料薄片等。面板的穿孔率不得小于20。,穿孔率越大，对中、高频的吸声性越好；穿孔率越小，对中、高频的吸声性越差，对低频吸声性能较好。,从图中可以看出，含水率越高吸声系数越小。,4.2 吸声结构,4.2.1穿孔板吸声结构,4.2.2微穿孔板吸声体,4.2.3空间吸声体,4.2.1穿孔板吸声结构,穿孔板吸声结构实际上是由许多单个共振器并联而成的。,共振频率计算,D为穿孔板后空气层的厚度(cm);,Lk为孔颈有效长度(cm);,p为穿孔率，即穿孔面积在总面积中占的百分比。,Lk的计算公式：,当孔径d大于板厚t时：Lk=t+0.8d,当空腔内壁贴多孔材料时：Lk=t+1.2d,由孔径d及孔心距B求穿孔率 P的计算如下：,当穿孔正方形排列时，,当穿孔正三角行排列时,4.2.2微穿孔板吸声体,普通穿孔板在使用中最大的问题是声阻过小，背后不填多孔材料时吸声频带较窄。从而引进微穿孔板。,微穿孔板为了加宽吸声频带，用板厚、孔径均在1mm以下、穿孔率为15的薄金属板与背后空气层。,微穿孔板吸声结构的优点是构造简单、易于清洗、耐高温，所以它适合于高速气流、高温或潮湿等特殊环境。,4.2.2微穿孔板吸声体,微穿孔板消声器的消声原理应从以下三方面来理解：,一、小的孔径能提高吸声系数；,二、低的孔隙率能增加吸声频带的宽度；,三、厚的深度能改变共振吸声峰的位置。,4.2.3空间吸声体,空间吸声体：一种分散悬挂于建筑空间上部，用以降低室内噪声或改善室内音质的吸声构件。,空间吸声体具有用料少、重量轻、投资省、吸声效率高、布置灵活、施工方便的特点。空间吸声体根据建筑物的使用性质、面积、层高、结构形式、装饰要求和声源特性，可有板状、方块状、柱体状、圆锥状和球体状等多种形状。其中板状的结构最简单，应用最普遍。,本次汇报到此结束！,谢谢大家！,