1噪声1.1声音和噪声众所周知,声音产生于振动。我们通常把产生声音的振动物体称为声源。声源在弹性介质(气体、固体和液体)中,以波的方式进行传播。这个弹性波就叫做声波。一定频率范围的声波作用于人耳就使人们产生了声音的感觉。对于有声波存在的空间则称为声场。而噪声就是人们感到烦噪,讨厌和不需要的声音的总称。噪声是声波的一种强烈传播形式,因此它具有声波的一切特性。1.2噪声的基本物理量1.2.1声压与声压级声波是一种传播在媒介中的疏密波,由于声波的存在和传播,引起大气压发生变化,这个压力的变化量就称为声压。声音越强,声压也越大,因此,可以用声压的大小来衡量声音的强弱。声压通常用P来表示,单位是N/m2,SI单位为帕(Pa)。1N/m2=1Pa正常人耳刚刚能听到的声音的声压是2×10-5Pa,称为阈声压。普通谈话声的声压是2×10-2~7×10-2Pa。对于通风机来说,在噪声恶劣的情况下,也可达到20Pa高的声压。此声压使人耳开始产生疼痛的感觉,称为痛阈声压。但是,从听阈到痛阈,声压的绝对值相差一百万倍,使用起来特不方便。因此人们引出一个成倍比对数关系的声压级Lp来表示。声压级Lp的单位是分贝(dB),它们的数学表达见公式(1)。Lp=10lg(P/P0)2=20lg(P/P0)(1)式中:Lp—声压级,(dB);P—声压,(Pa);P0—基准声压,为2×10-5(Pa),是1000赫的听阈声压。采用声压级来表示声音的大小后,我们就可以把声压的1百万倍的变化范围,改变为0～120dB的变化范围。即使声压高达数百帕的喷气飞机的强烈噪声,也不过为140dB～150dB。从公式(1)可以看出,声压级每变化20dB,就相当于声压值变化10倍。每变化40dB,相当于声压值变化100倍,每变化60dB,就相当于声压值变化1000倍,因此,声音增加或降低20dB或40dB,都是一个相大的变化。1.2.2声功率、声功率级声波作为一种波动的形式,它必然伴随着能量的传播。对于一定的声场来说,声波的能量是恒定的,并用声功率和声功率级来表示。声功率是声源在单位时间内幅射出来的总的声音能量,通常用W来表示,单位是瓦。声功率的大小范围也很宽,如:轻声耳语的声功率仅为0.001微瓦,而喷气飞机的声功率高达10000瓦。因此,与声压相同,声功率在声学中也常以声功率级的形式来表示。声功率级的定义为:声功率与基准声功率之比值的常用对数乘以10。声功率级通常用Lw表示,单位是dB,见公式(2)。Lw=10lg(W/W0)(dB)(2)式中:Lw—声功率级,dB;W—声功率,W;机械设备的噪声测量及评定刘宏年(陕西省机械研究院,陕西咸阳712000)摘要对通用机械设备在运动中产生的噪声及噪声的物理量进行了探究。介绍了各类噪声的声压测量仪器的工作原理及功能。分析了我国噪声测量技术的发展趋势。关键词设备噪声测量仪器作者简介:刘宏年(1953-),男,工程师,主要从事机械产品质量检验与管理。技术交流-36-《宁夏机械》2006年第4期Q=4(角的中间)Q=2(大的墙壁)Q=1(空间)Q=8(角)W0—基准声功率,W;W0=10-12(W)声功率级通常是根据声源周围所测得的声压级计算而得。由于测量环境和方法的不同,计算声功率级的方法也不同,一般可归纳为下列几种:(1)在自由声场中自由声场是指没有声波反射的声波空间,在自由声场中,声源幅射球面波,声源周围的平均声压级Lp与声源声功率级Lw之间的关系见公式(3)。Lw=Lp+10lgS+10lg[(101320/Pc)×(Ta/293)1/2](dB)(3)式中:LW—声功率级,dB;(参考声功率W0=10-12W)LP—平均声压级,dB;(基准声压P0=2×10-5Pa)(若各点所测声压级的最大和最小值之差小于5dB时,取测点声压级的算术平均值;)S—透声面积,m2;Ta—空气绝对温度,°;Pc—大气压力,Pa。如果忽略大气压力和温度的影响,则亦可表示为公式(4):LW=LP+10lgS(dB)(4)对于自由空间,S=4πr2声功率级见公式(5)。LW=LP+20lgr+11(dB)(5)对于半自由声场中(半球面),如放在开阔地面上的声源,S=2r2。声功率级则见公式(6)。LW=LP=20lgr+8(dB)(6)式中:r—测点距声源中心的距离,m。(2)在混响声场中混响声场指声波得到均匀反射的声波空间。在混响声场中,声源周围的平均声压级LP与声源声功率级LW之间的关系见公式(7)。LW=LP+10lgR—6(dB)(7)式中:R—房间常数,R=(Sk)/(1-k);S—房间总表面积,m2;k—房间平均吸声系数k=ΣSiαi/ΣSi;Si—局部材料构成的表面积,m2;αi—与局部材料相对...
