2008年環(huán)保工程師專業(yè)知識(shí)四精選講義(2)

　　7、聲壓：空氣受到擾動(dòng)時(shí)，空氣壓強(qiáng)就在大氣壓強(qiáng) 附近做迅速起伏變化的波動(dòng)，并改變?yōu)?，將聲擾動(dòng)產(chǎn)生的逾量壓強(qiáng) 稱為聲壓。聲壓一般是時(shí)間和空間的函數(shù)。分為瞬時(shí)聲壓和有效聲壓。單位 1Pa=1N/m2,微巴( )，1微巴=0.1Pa。

　　一定時(shí)間間隔內(nèi)瞬時(shí)聲壓對(duì)時(shí)間的均方根值稱為有效聲壓。 人耳對(duì)頻率為1000Hz聲音的可聽閾(即人耳剛剛能察覺到聲音的存在)約為 Pa;剛剛使人耳產(chǎn)生疼痛感覺的聲壓(痛閾聲壓)約為20Pa。

　　8、頻帶：把寬廣的聲音頻率變化范圍劃分為若干較小的段落，叫做頻帶(頻程)。任一頻帶都有上限頻率 、下限頻率 (這兩個(gè)頻率又稱截至頻率)和中心頻率 ，上、下限頻率之間的頻率范圍稱為頻帶寬度，又稱帶寬。

　　倍頻帶(倍頻程)：如果兩個(gè)頻率相差一倍，稱這兩個(gè)頻率之間相差一個(gè)倍頻帶，即這兩個(gè)頻率之比為21，或 ;相差3個(gè)倍頻帶意味著兩個(gè)頻率之比為23，依此類推，相差n個(gè)倍頻帶就意味著兩個(gè)頻率之比為 。上限頻率 、下限頻率 和倍頻帶系數(shù)n有如下關(guān)系： 或 ，一般 越小，頻帶分的越細(xì)。

　　頻帶的中心頻率 是上、下限頻率的幾何平均值， 在噪聲測(cè)量中，通用的倍頻帶有n=1時(shí)的1/1倍頻帶，簡(jiǎn)稱倍頻帶;有n=1/2時(shí)的1/2倍頻帶，有n=1/3時(shí)的1/3倍頻帶等。其上限頻率值 、下限頻率 和中心頻率值 值分別見337頁表。

　　9、聲功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)聲源輻射出來的總聲能量稱為聲功率。瞬時(shí)聲功率 ，它的平均聲功率為： 。

　　一個(gè)聲源發(fā)出的聲功率和聲源做功發(fā)出的總功率是兩個(gè)截然不同的概念，聲功率只是聲源總功率中以聲波形式輻射出去的一小部分功率。聲源聲功率強(qiáng)度的范圍很廣。

　　10、振動(dòng)的位移、速度和加速度

　　設(shè)在一簡(jiǎn)諧振動(dòng)中，A為振動(dòng)的振幅， 為角頻率， 為時(shí)間，則可將振動(dòng)的位移表為 、速度表為 、加速度表為 。

　　振動(dòng)位移在研究機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和變形時(shí)有意義;加速度在研究機(jī)械疲勞、沖擊和評(píng)價(jià)振動(dòng)對(duì)人的影響時(shí)有重要意義;振動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)輻射噪聲大小有關(guān)聯(lián)。

　　二、噪聲的計(jì)量和評(píng)價(jià)

　　1、級(jí)和分貝

　　(1)級(jí)

　　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(duì)數(shù)的關(guān)系。因此利用分貝作為單位進(jìn)行量度，既可對(duì)范圍很大的聲音強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)數(shù)壓縮，而且也符合人耳對(duì)聲音響應(yīng)的靈敏程度。使用“級(jí)”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(duì)數(shù)就是“級(jí)”的概念。級(jí)的單位是奈培時(shí)，其對(duì)數(shù)取自然對(duì)數(shù)，底為 ，符號(hào)是 ;級(jí)的單位是貝爾(Bell)時(shí)，其對(duì)數(shù)取以10為底的對(duì)數(shù)，符號(hào)是B。

　　(2)分貝

　　聲學(xué)中將正比于聲功率的兩個(gè)同類聲學(xué)量(如兩個(gè)聲壓平方)之比，取以10為底的對(duì)數(shù)，再乘以10，該參數(shù)的單位稱為分貝，記為dB， 。

　　2、聲壓級(jí)

　　噪聲控制中，常用聲壓級(jí)來衡量聲音的強(qiáng)弱。 ，基準(zhǔn)聲壓 聲壓級(jí)和聲壓的關(guān)系為，聲壓級(jí)變化20dB，相當(dāng)于聲壓值變化10倍;聲壓級(jí)變化40dB,相當(dāng)于聲壓值變化100倍;

　　3、聲功率級(jí)

　　聲源的聲功率級(jí) 等于這個(gè)聲源的聲功率 與基準(zhǔn)聲功率 的取常用對(duì)數(shù)再乘以10。

　　基準(zhǔn)聲功率 4、振動(dòng)加速度級(jí)

　　振動(dòng)加速度平方與基準(zhǔn)加速度平方的比值取以10為底的對(duì)數(shù)乘以10，就得到振動(dòng)加速度級(jí) ， ――加速度有效值，簡(jiǎn)諧振動(dòng)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(dòng)加速度級(jí)為 ，即60dB。

　　5、振動(dòng)級(jí)

　　振動(dòng)級(jí)指修正的加速度級(jí)，用 表示，即： 6、聲壓級(jí)的疊加、修正和平均

　　(1)聲壓級(jí)的疊加

　　①聲壓級(jí)相同的聲音的疊加。不能將聲壓級(jí)做簡(jiǎn)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(jí)運(yùn)算。

　　當(dāng)N=2，即聲壓級(jí)相同的兩個(gè)聲音疊加，則總聲壓級(jí)為：

　?、诼晧杭?jí)不相同的聲音的疊加。兩個(gè)聲壓級(jí)不相同的聲音的疊加，并假設(shè)第一個(gè)聲音的聲壓級(jí)大于第二個(gè)聲音的聲壓級(jí)，即 ，則總的聲壓級(jí) 可以表示為：

　　(2)聲壓級(jí)的修正

　　2個(gè)聲壓級(jí)不相同的聲音疊加時(shí)，假設(shè)第一個(gè)聲音的聲壓級(jí)大于第二個(gè)聲音的聲壓級(jí)，即 ，則總的聲壓級(jí)可表示為： (3)聲壓級(jí)的平均

　　分貝是能量之比的對(duì)數(shù)關(guān)系，聲壓級(jí)的平均應(yīng)取各聲壓級(jí)的能量平均的分貝數(shù)， ，或者表示為： 計(jì)算N個(gè)聲壓級(jí)的平均值的方法是：首先求出N個(gè)聲壓級(jí)的總聲壓級(jí)，然后減去 。它是從聲能平均的原理推導(dǎo)出來的，在一般測(cè)量中，測(cè)量的各聲壓級(jí)差值如果在10dB的范圍內(nèi)，簡(jiǎn)化用算術(shù)平均法的誤差不大。

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