教科版八年级上册第三章3.3噪声 课件(40张PPT)

课件40张PPT。噪声声学基础
噪声的量度和评价
噪声测量分析技术
噪声的危害和控制
声源：一个向周围媒质辐射声波的振动系统叫“声源” ，固体，液体，气体都可以发声，都可以当作声源。典型理想点声源：脉动球，振动球。
声波：振动在媒质中的传播过程就称为声波。声波的存在有两个基本条件：声源和能够传播振动的介质。
声波的属性：声波能在固体，液体和气体中传播，在固体中可以是纵波，也可以是横波。但在液体和气体中一般以纵波传播。按介质质点的振动方向：纵波、横波或者二者合成。
纵波是指介质质点的振动方向与波的传播方向相同，例如鼓面振动；
横波指振动方向与波的传播方向互相垂直，如琴弦产生的声波。
按介质质点振动的连续性：连续波和脉冲波。
介质质点做连续不断振动的波为连续波；
介质质点作单个或间歇的脉冲运动的波为脉冲波。
按波的传播面：平面波、球面波和柱面波。声波的分类：声波的频率f（Hz）：声音每秒钟振动的次数。
声速c：声波在媒介中的传播速度。声波在不同介质中的频率f保持不变，但波长λ有所变化，声速也有所变化.
水，空气，铜，钢，玻璃，硬橡胶中的声速排序？
声波的范围十分广泛，人耳能够听到的范围是20~20000Hz
频率高于20000Hz的称为超声，频率低于20Hz的称为次声。声波的叠加原理：两个独立声波同时传播，仍保持其原有特性（频率、速度、传播方向），但在共同作用区域的质点振动为合振动。—— 干涉声波的绕射（衍射）：当声波在传播过程中，碰到障碍物，声波能绕过障碍物的边缘继续前进，这种现象称为绕射或衍射现象（高频声波易于屏蔽）。声波的反射和折射：声波一般沿直线传播，遇到障碍物会发生发射，如天坛的回音壁。声波在传播过程中，遇到介质发生变化时，传播方向会变化，就发生折射。乐音：发声体做规则振动时发出的声音。噪声：发声体做无规则振动时发出的声音。噪音的波形图乐音的波形图一、声音的物理量度声强I：通过单位面积的声能；
声压p：介质中压力超过静压的值；
声功率w：声源在单位时间辐射的声能量；
声级L：人耳具有独特的生理机能，由听阈到痛阈声压的绝对值相差达到100万倍，其感觉和客观物理量之间也不是线性关系而近似对数关系，所以引入对比量声级（无量纲）。一、声音的物理量度（声强）声强I：声强，垂直于声传播方向上的单位时间内单位面积上通过的声能量。
声强是一个矢量(W/m2)。它不仅反映了声能量的大小，而且还反映了声能量的方向，声强矢量的方向就是声传播的方向。
如自由声场中的点声源（球面波），其声功率为w，则其声强可以表示为：
一、声音的物理量度（声强）声强级：听阈声强为10-12 W/m2，痛阈声强为1 W/m2
听阈声强级为0dB，痛阈声强级为120dB
通常在谈话时的声强级为60～70dB
声功率w（W）：声源在单位时间内辐射的声能量称为该声源的声功率。
声波实际传播过程就是声振动能量的传播过程，声功率就是单位时间内声源向外辐射出的全部能量。
一、声音的物理量度（声功率）声功率是标量，反映的是声源振动辐射能量的大小
是一个表示声源特性的参数一、声音的物理量度（声功率）听阈声功率为10-12 W
痛阈声功率为1 W
听阈声功率级为0dB
痛阈声功率级为120dB
一、声音的物理量度（声压）声压p：声波在介质中传播时，使介质时而密集，时而稀疏，形成一种压力波（N/m2） 。设介质处于平衡状态时，各处的压力为p0，当声波传来时，该处的压强变为pf ，其变化量为 p：
有效声压：人耳鉴别不出瞬时声压的变化，只能感受到一个稳定的有效声压。有效声压是一个变化周期内瞬时声压的均方根值。
有效声压就简称为声压，声压的大小反映了声波的强弱。 一、声音的物理量度（声压）一、声音的物理量度（声压）声压计量单位：声压的可听范围有100万倍的变化，为描述方便，定义了声压级来表示声压的大小。
听阈声压 2×10-5N/m2
痛阈声压20N/m2
听阈声压级 0分贝
痛阈声压级120分贝一、声音的物理量度（声压级的合成）噪声声压级相等时，则：合成噪声： 同理，n个相同噪声级噪声源的合成声压级为一、声音的物理量度（声压级的合成）噪声声压级不相等时
若A＞B，则：先按照从大到小的顺序排列，按照此顺序将两个最大值求和，再将所求和与第三大的值求和，依次进行，直到两分贝值相差10分贝时或到最小数为止。一、声音的物理量度（声压级的分解）本底噪声（暗噪声、环境噪声）：在被测对象发声之前，测定场中已有一个难以避免的噪声存在，此种噪声相对被测噪声而言称为本底噪声。
测定：先测本底噪声，再测总噪声，按能量法相减。
被测对象的分贝值=总噪声-修正值
修正值是总噪声与本底噪声之差的函数，可查表。
一般情况下，若总噪声－本底噪声≥10分贝，则可忽略本底噪声。倍频程：f上/f下＝2
中心频率
f上——上限频率； f下 ——下限频率
频带宽度=f上－ f下
1/3倍频程：将倍频程分3份（1：21/3：22/3：2）二、频带与频谱分析（频带）频带（频程）：为了测量方便，把噪声的声频范围划分为若干个频段，每个频段即为一个频带（频程）。
二、频带与频谱分析（频谱）频谱图
以所选用的倍频程或1/3倍频程的中心频率fm为横坐标，以声压级（或声强级、声功率级）为纵坐标，作出噪声测量图形即为频谱图。
频谱分析
根据所绘制的频谱图，即可了解频带声压级（是在频带宽度范围内所能检测到的各个噪声的合成声压级）在不同频率范围内的分布情况，并据此判断出噪声的成分和性质，即为频谱分析。二、频带与频谱分析（频谱分析）该柴油机的噪声中在中心频率为125 Hz的声压级最高。三、声音的主观量度（响度）响度级
如果所测声音与基准声——频率为1000Hz的纯音对比，听起来同样的响，则此基准声的声压级分贝数，就称为该所测声音的响度级。
单位：方（phon）。
纯音（基准声的频率均为1000HZ ）等响曲线响度级既反映了声音的物理量度
也反映了人耳听觉的生理效应三、声音的主观量度（纯音等响曲线）可以看出：人耳对高频声音敏感，低频声不敏感。三、声音的主观量度（声级计和计权网络）声级计：指测量声音强弱的仪器。
“输入”——声压和频率，“输出”——尽可能接近人耳听觉A计权网络：B计权网络：C计权网络：按人耳40方等响曲线设计，低频衰减，中频衰减次之，高频稍放大。所测结果与人耳的感觉最接近。按70方等响曲线设计，仅在低频衰减。按100方等响曲线设计，对整个可听频率范围均无衰减，又叫总声压级。计权网络声级的分贝值1. 等效连续A声级LAeq（平均声级）
用来对某一固定点的连续起伏的环境噪声进行评价。四、噪声的评价2. 噪声评价数NLp——倍频程声压级；
a，b——常数，与各频程的中心频率有关，可用表查得。主要用于评定噪声对听觉损伤、预言干扰和周围环境的影响，它代表了噪声的强度和频率两个主要因素。四、噪声的评价3. 语言干扰级SIL
倍频带中心频率为500、1000、2000Hz下三个声压级的算术平均值。评价噪声对语言交谈、打电话时的干扰程度。
谈话时要想对方完全听清楚，必须高于语言干扰级12dB。四、噪声的评价四、噪声的评价1）L10、L50、L90统计声级
单位dB（A）（交通噪声的测量与评价常用此声级）
L10：10％的所测数据超过的声级，又叫噪声峰值。
L50：50％的所测数据超过的声级，又叫平均值。
L90：90％的所测数据超过的声级，又叫本底值。4. 道路交通噪声的评价四、噪声的评价（道路交通噪声的评价）2）交通噪声指数TNI3）噪声污染级NPLσ——同一过程中瞬时声级的标准偏差；
k——为临时性系数，一般对于飞机和交通噪声，k＝2.56。考虑机动车噪声起伏对人的干扰而引入的评价量。四、噪声的评价（道路交通噪声的评价）4）日夜平均声级Ldn其中：白天从7：00～22：00，晚上从22：00～7：00。5）其它评价指标
感觉噪声级PNL，噪声次数指数NNI等。环境噪声的测量噪声测量：是用相宜的声学测量手段，以获得描写环境噪声或噪声源特征参量的技术过程。
噪声测量过程
事先了解测量对象
明确测量目的、制定周密计划
熟悉测量内容及噪声测量的标准与规范
选用测量仪器
按照规定的方法进行噪声测量
作好记录并进行必要的数据处理
基本测量系统的基本构成：
传声器：
为换能器，将声压信号成比例地转变为电压信号
放大器或衰减器：
将传声器传来的电信号不失真的放大或衰减
计权网络：
模拟人耳特性而涉及的滤波线路
有效检波器
用于将交流信号检波整流成直流信号。
指示仪表：
读出数据或自动记录声音特征 声压测量法是目前最常用的噪声测量方法，利用声级计可以直接测量声场中的总声压级和各种计权声压级声级计：使用最为广泛的基本声学仪器。
其声学指标必须符合国际电工委员会（IEC）规定标准。一、声级计：声级计：根据声级计在标准条件下测量1000Hz纯音所表现出的精度，国际上把声级计分为两类，一类叫精密声级计，一类叫普通声级计。
实行四类分法，即分为0型、1型、2型和3型。它们的精度分别为±0.46、±0.76、±1.00和±1.5dB。
0型声级计主要用作实验室参考标准；1型声级计供实验室及声学环境能够严格控制的场合使用；2型声级计适合一般的测量使用；3型声级计主要用于现场的噪声普查。
一、声级计： 将滤波器和声级计配套使用，即可测定噪声频谱，这样的仪器称为频谱（分析）仪。
带通滤波器：恒定带宽、恒定百分比带宽、等对数频带宽二、频谱分析仪器：带频谱分析功能的声级计
专用的频谱分析设备（B&K，Hp, 中科院声学所，声望公司）传声器供电电路放大电路抗混滤波电路A/DFFT分析三、实时分析仪（快速频谱分析仪）四、噪声的测量环境：声场的定义和类型
定义：声音传播的空间
类型：按照吸收和反射声能的程度不同分自由声场：声波可无反射地进行自由传播的空间。 混响声场：声波遇到边界来回重复反射的空间。半混响声场：直达声和反射声同时存在的空间。
消声室：
声波无反射自由声场（吸声能力强）。
声波辐射声压级随距离的平方反比变化
混响室：
声波多次放射
内部声能密度均匀，也称扩散声场
声学要求：
半混响室 临界距离r
四、噪声的测量环境：一、噪声的危害二、噪声的控制防止噪
声产生阻断噪
声的传播防止噪声
进入耳朵声音从产生到引起听觉三个阶段声源的
振动空气等介
质的传播人耳接收
（鼓膜的振动）我国城市环境声强级标准/dB