第八章 噪聲監(jiān)測(cè)

第一節(jié)有關(guān)概念第二節(jié)噪聲測(cè)量?jī)x器第三節(jié)噪聲標(biāo)準(zhǔn)第四節(jié)噪聲監(jiān)測(cè)方法一、噪聲指人們?cè)谌粘Ｉ钪兴恍枰碾s亂無章的使人厭煩并干擾人的正常生活,工作和休息的聲音。如機(jī)器的轟鳴聲、各種交通工具的馬達(dá)聲、鳴笛聲、人們的嘈雜聲、各種突發(fā)的聲響等。二、聲音的周期、頻率、波長(zhǎng)和聲速頻率(f)：聲源在一秒中內(nèi)振動(dòng)的次數(shù),單位為Hz。周期(T)：聲源振動(dòng)一次所經(jīng)歷的時(shí)間，單位為s。T=1/f。波長(zhǎng)(λ)：沿聲波傳播方向，振動(dòng)一個(gè)周期所傳播的距離，或在波形上相位相同的相鄰兩點(diǎn)間距離，單位為m。聲速：聲波每秒在介質(zhì)中傳播的距離，記作c，單位為m/s。c=λf可聽聲:f=20-20000Hz次聲:f<20Hz超聲:f>20000Hz三、聲功率、聲強(qiáng)和聲壓1.聲功率（W）

聲功率是指單位時(shí)間內(nèi)，聲波通過垂直于傳播方向某指定面積的聲能量。在噪聲監(jiān)測(cè)中，聲功率是指聲源總聲功率。單位為W。2.聲強(qiáng)（I）

聲強(qiáng)是指單位時(shí)間內(nèi)，聲波通過垂直于傳播方向單位面積的聲能量。單位為W/m2。3.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。通常講的聲壓是取均方根值，叫有效聲壓，故實(shí)際上總是正值，對(duì)于球面波和平面波，聲壓與聲強(qiáng)的關(guān)系是：

I=P2/ρc

式中：ρ-空氣密度，如以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓與20℃的空氣密度和聲速代入，得到ρ·c=408國(guó)際單位值,也叫瑞利。稱為空氣對(duì)聲波的特性阻抗。四、分貝、聲功率級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲壓級(jí)1.分貝(dB)

指兩個(gè)相同的物理量（例A1和A0）之比取以10為底的對(duì)數(shù)并乘以10（或20）,是無量綱的。

N=10lg(A1/A0)

式中A0是基準(zhǔn)量（或參考量），A是被量度量。被量度量和基準(zhǔn)量之比取對(duì)數(shù)，這對(duì)數(shù)值稱為被量度量的"級(jí)"。亦即用對(duì)數(shù)標(biāo)度時(shí)，所得到的是比值,它代表被量度量比基準(zhǔn)量高出多少"級(jí)"。2.聲功率級(jí)：

Lw=10lg(W/W0)

式中：Lw-聲功率級(jí)（dB）；W-聲功率（W）W0-基準(zhǔn)聲功率，為10-12W。3.聲強(qiáng)級(jí)：

LI=10lg(I/I0)

式中：LI-聲壓級(jí)(dB)；I-聲強(qiáng)（W/m2）；I0-基準(zhǔn)聲強(qiáng)，為10-12W/m2。4.聲壓級(jí)：

LP=20lg(P/P0)

式中：LP-聲壓級(jí)（dB）；P-聲壓（Pa）；

P0-基準(zhǔn)聲壓，為2×10-5Pa，該值是對(duì)1000HZ聲音人耳剛能聽到的最低聲壓。

五、噪聲疊加和相減1.噪聲的疊加兩個(gè)以上獨(dú)立聲源作用于某一點(diǎn)，產(chǎn)生噪聲的疊加。

聲能量和聲強(qiáng)是可以代數(shù)相加的，但聲壓不能直接相加。

由于I1=P12/ρc

I2=P22/ρc

故P總2=P12+P22

又（P1/P0）2=10(Lp1/10)

(P2/P0)2=10(Lp2/10)

故總聲壓級(jí)：

LP=10lg[（P12+P22）/P02]

=10lg[10(Lp1/10)+10(Lp2/10)]

不同A聲級(jí)dB數(shù)的和：當(dāng)兩個(gè)A聲級(jí)數(shù)LPA1

和LPA2，且LPA1

＞LPA2時(shí)，其和為：L1+2=10lg[100.1LpA1+100.1LpA2]=10lg100.1LpA1[1+10-0.1(LpA1-LpA2)]=LpA1+10lg[1+10-0.1△L]=LpA1+△L′式中：△L=LPA1－LPA2下表為不同的△L與△L′△L01234567891011-1213-1415-1920以上△L′32.52.11.81.51.21.00.80.60.50.40.30.20.10[例]車間內(nèi)有4個(gè)聲壓級(jí)分別為80、83、91、84分貝的聲源，利用公式法和圖表法計(jì)算總聲壓級(jí)為多少?2.噪聲級(jí)相減噪聲測(cè)量中經(jīng)常碰到如何扣除背景噪聲問題，這就是噪聲相減的問題。可以利用背景噪聲修正曲線值來計(jì)算。根據(jù)能量疊加法,可導(dǎo)出聲壓級(jí)減法的計(jì)算公式:LP2=10lg[10(LpT/10)-10(Lp1/10)][例]某車床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在相距1米處測(cè)得的聲壓級(jí)為104分貝，該車床停車時(shí)，在同一點(diǎn)測(cè)得的環(huán)境背景噪聲為100分貝，求該車床單獨(dú)產(chǎn)生的聲壓級(jí)。[練習(xí)1]車間內(nèi)有4個(gè)聲壓級(jí)分別為90、93、80、75分貝的聲源，利用公式法和圖表法計(jì)算總聲壓級(jí)為多少?[練習(xí)2]某車床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在相距1米處測(cè)得的聲壓級(jí)為85分貝，該車床停車時(shí)，在同一點(diǎn)測(cè)得的環(huán)境背景噪聲為75分貝，求該車床單獨(dú)產(chǎn)生的聲壓級(jí)。六、計(jì)權(quán)聲級(jí)

為了能用儀器直接反映人的主觀響度感覺的評(píng)價(jià)量，有關(guān)人員在噪聲測(cè)量?jī)x器——聲級(jí)計(jì)中設(shè)計(jì)了一種特殊濾波器，叫計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。通過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)，已不再是客觀物理量的聲壓級(jí)，而叫計(jì)權(quán)聲壓級(jí)或計(jì)權(quán)聲級(jí)，簡(jiǎn)稱聲級(jí)。通用的有A、B、C和D計(jì)權(quán)聲級(jí)。

A計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬人耳對(duì)55dB以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性；

B計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬55dB到85dB的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性；

C計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性；

D計(jì)權(quán)聲級(jí)是對(duì)噪聲參量的模擬，專用于飛機(jī)噪聲的測(cè)量。

常見環(huán)境噪聲dB(A)七、等效連續(xù)聲級(jí)、噪聲污染級(jí)和晝夜等效聲級(jí)1、等效連續(xù)聲級(jí)

用噪聲能量按時(shí)間平均的方法來評(píng)價(jià)噪聲對(duì)人的影響，即等效連續(xù)聲級(jí)，符號(hào)Leq。它是用一個(gè)在相同的時(shí)間內(nèi)聲能與之相等的連續(xù)穩(wěn)定的A聲級(jí)來表示該時(shí)間段內(nèi)不穩(wěn)定噪聲的大小。因此，等效連續(xù)聲級(jí)反映在聲級(jí)不穩(wěn)定的情況下，人實(shí)際所接受的噪聲能量的大小，它是一個(gè)用來表達(dá)隨時(shí)間變化的噪聲的等效量。式中：LPA—某時(shí)刻的瞬時(shí)聲級(jí)；T—規(guī)定的測(cè)量時(shí)間。如果數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，其累積分布在正態(tài)概率紙上為一直線，則可用近似公式計(jì)算：其中L10、L50、L90為累積百分聲級(jí)，其定義是：L10—測(cè)定時(shí)間內(nèi)，10%的時(shí)間超過的噪聲級(jí)，相當(dāng)于噪聲的平均峰值；L50—測(cè)定時(shí)間內(nèi)，50%的時(shí)間超過的噪聲級(jí)，相當(dāng)于噪聲的平均值。L90—測(cè)定時(shí)間內(nèi)，90%的時(shí)間超過的噪聲級(jí)，相當(dāng)于噪聲的背景值。2、噪聲污染級(jí)許多非穩(wěn)態(tài)噪聲，其漲落所引起人的煩惱程度比等能量的穩(wěn)定噪聲要大，而且與噪聲暴露的變化率和平均強(qiáng)度有關(guān)。因此，在等效連續(xù)聲級(jí)的基礎(chǔ)上加上一項(xiàng)表示噪聲變化幅度的量，更能反映實(shí)際污染程度。通常用這種噪聲污染級(jí)評(píng)價(jià)航空或道路的交通噪聲。其符號(hào)為L(zhǎng)NP

LNP=Leq+K·σ

式中K—常數(shù)，對(duì)交通和飛機(jī)噪聲取值2.56；

σ—測(cè)定過程中瞬時(shí)聲級(jí)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

式中Li—測(cè)得第i個(gè)瞬時(shí)A聲級(jí)；

L—所測(cè)聲級(jí)的算術(shù)平均值；

n—測(cè)得聲級(jí)總數(shù)。對(duì)許多重要的公共噪聲，噪聲污染級(jí)也可寫成LNP=Leq+d

或LNP=L50+d+d2/60式中d=L10－L903、晝夜等效聲級(jí)同樣的噪聲，晚上比白天更感到吵鬧，也就是說同樣的噪聲晚上干擾更大。為了在評(píng)價(jià)式中將這一情況考慮進(jìn)去，引出了晝夜等效聲級(jí)的概念。以符號(hào)Ldn

表示。其表達(dá)式為：式中Ld—白天（6：00~22：00）的等效聲級(jí)；

Ln—夜間（22：00~6：00）的等效噪聲。為了表明夜間噪聲對(duì)人的干擾更大，故計(jì)算夜間等效聲級(jí)時(shí)應(yīng)加上10dB的計(jì)權(quán)。

噪聲測(cè)量技術(shù)的一個(gè)重要組成部分就是對(duì)測(cè)量?jī)x器的操作使用。了解噪聲測(cè)量?jī)x器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握儀器的功能和適用場(chǎng)合，學(xué)會(huì)儀器的正確使用方法，并能判別和排除儀器的常見故障，應(yīng)是監(jiān)測(cè)人員所具備的最基本技能。

噪聲測(cè)量?jī)x器的測(cè)量強(qiáng)度，主要是聲場(chǎng)中的聲壓，至于聲強(qiáng)、聲功率的直接測(cè)量較麻煩，故較少直接測(cè)量；其次是測(cè)量噪聲的特征，即聲壓的各種頻率組成成分。

一、聲級(jí)計(jì)

聲級(jí)計(jì)也稱噪聲計(jì)，它是用來測(cè)量噪聲的聲壓計(jì)和計(jì)權(quán)聲級(jí)的最基本的測(cè)量?jī)x器，適用于環(huán)境噪聲和各種機(jī)器（如風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)）噪聲的測(cè)量，也可用于建筑聲學(xué)、電聲學(xué)的測(cè)量。

1.種類：聲級(jí)計(jì)整機(jī)靈敏度是指在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)量1000Hz純音所表現(xiàn)出的精度。按其精度可分為四種類型:O型聲級(jí)計(jì)，是實(shí)驗(yàn)用的標(biāo)準(zhǔn)聲級(jí)計(jì)；Ⅰ型聲級(jí)計(jì)，相當(dāng)于精密聲級(jí)計(jì)(20-8000Hz)；Ⅱ型聲級(jí)計(jì)和Ⅲ型聲級(jí)計(jì)作為一般用途的普通聲級(jí)計(jì)(20-12500Hz)。1.種類聲級(jí)計(jì)整機(jī)靈敏度是指在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)量1000Hz純音所表現(xiàn)出的精度。按其精度可分為四種類型:O型聲級(jí)計(jì)，是實(shí)驗(yàn)用的標(biāo)準(zhǔn)聲級(jí)計(jì)；Ⅰ型聲級(jí)計(jì)，相當(dāng)于精密聲級(jí)計(jì)(20-8000Hz)；Ⅱ型聲級(jí)計(jì)和Ⅲ型聲級(jí)計(jì)作為一般用途的普通聲級(jí)計(jì)(20-12500Hz)。2.工作原理：聲壓大小經(jīng)傳聲器后轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)前置放大器放大后，最后從顯示儀上指示出聲壓級(jí)的分貝數(shù)值。普通聲級(jí)計(jì)的測(cè)量誤差約為±3dB；精密聲級(jí)計(jì)的誤差約為±1dB。二、其他噪聲測(cè)量?jī)x器：1.聲級(jí)頻譜儀2.錄音機(jī)3.自動(dòng)記錄儀4.實(shí)時(shí)分析儀

噪聲標(biāo)準(zhǔn)的制訂是在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的。考慮到標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)體現(xiàn)出的科學(xué)性、先進(jìn)性和現(xiàn)實(shí)性，在制訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要盡可能對(duì)不同的場(chǎng)所和時(shí)間分別加以限制。一、聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3096-2008)二、工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)

(GB12348-2008)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)企業(yè)和固定設(shè)備廠界環(huán)境噪聲排放限值及其測(cè)量方法。該標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)企業(yè)噪聲排放的管理、評(píng)價(jià)及控制。機(jī)關(guān)、事業(yè)單位、團(tuán)體等外環(huán)境排放噪聲的單位也按本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。第四節(jié)噪聲監(jiān)測(cè)一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)方法二、工業(yè)企業(yè)噪聲測(cè)量方法一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)方法：聲環(huán)境功能區(qū)噪聲監(jiān)測(cè)1.監(jiān)測(cè)目的:評(píng)價(jià)不同聲環(huán)境功能區(qū)晝間、夜間的聲環(huán)境質(zhì)量，了解功能區(qū)環(huán)境噪聲時(shí)空分布特征。方法：定點(diǎn)監(jiān)測(cè)法和普查監(jiān)測(cè)法二．工業(yè)企業(yè)噪聲測(cè)量方法(GB12348-2008)

測(cè)點(diǎn)選擇的原則：1）若車間內(nèi)各處A聲級(jí)波動(dòng)小于3dB，則只需在車間擇1-3個(gè)測(cè)點(diǎn)；2）若車間內(nèi)各處聲級(jí)波動(dòng)大于3dB，則應(yīng)按聲級(jí)大小，將車間分成若干區(qū)域，任意兩區(qū)域的聲級(jí)應(yīng)大于或等于3dB，而每個(gè)區(qū)域內(nèi)的聲級(jí)波動(dòng)必須小于3dB，每個(gè)區(qū)域取1-3個(gè)測(cè)點(diǎn)。這些區(qū)域必須包括所有工人為觀察或管理生產(chǎn)過程而經(jīng)常工作、活動(dòng)的地點(diǎn)和范圍。思考題1.求10個(gè)A聲級(jí)LpA=60dB數(shù)的和。2.求6個(gè)A聲級(jí)dB數(shù)LpA1=65dB，LpA2=78dB，LpA3=69dB，LpA4=61dB，LpA5=72dB，LpA6=63