[理環(huán)境噪聲控制工程

1、環(huán)環(huán) 境境 噪噪 聲聲 控控 制制 工工 程程目目 錄錄v第一章第一章 緒論緒論 v第二章第二章 聲波的基礎(chǔ)知識(shí)聲波的基礎(chǔ)知識(shí)v第三章第三章 噪聲的傳播和分貝的計(jì)算噪聲的傳播和分貝的計(jì)算v第四章第四章 噪聲評(píng)價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)噪聲評(píng)價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)v第五章第五章 噪聲的測(cè)量噪聲的測(cè)量v第六章第六章 吸聲和室內(nèi)聲場(chǎng)吸聲和室內(nèi)聲場(chǎng)v第七章第七章 隔聲隔聲v第八章第八章 消聲器消聲器v第九章第九章 隔振與阻尼隔振與阻尼第一章第一章 緒論緒論v噪聲噪聲v噪聲的危害和影響噪聲的危害和影響v環(huán)境聲學(xué)研究的內(nèi)容環(huán)境聲學(xué)研究的內(nèi)容v噪聲分類噪聲分類v環(huán)境噪聲控制環(huán)境噪聲控制第一節(jié)第一節(jié) 噪聲噪聲噪聲的定義噪聲的定義l物理學(xué)定義

2、物理學(xué)定義l環(huán)境聲學(xué)定義：凡是人們不需要的聲音環(huán)境聲學(xué)定義：凡是人們不需要的聲音噪聲控制：降低和減少可聽聲噪聲控制：降低和減少可聽聲l次聲波：頻率小于次聲波：頻率小于20hzl超聲波：頻率大于超聲波：頻率大于20khzl可聽聲：頻率在可聽聲：頻率在20hz與與20khz之間之間噪聲污染的特點(diǎn)噪聲污染的特點(diǎn)第二節(jié)第二節(jié) 噪聲的危害噪聲的危害聽力機(jī)構(gòu)損傷聽力機(jī)構(gòu)損傷 l暫時(shí)性聽閥遷移暫時(shí)性聽閥遷移l永久性聽閥遷移永久性聽閥遷移l暴震性耳聾暴震性耳聾誘發(fā)疾病誘發(fā)疾病對(duì)正常生活及工作的影響對(duì)正常生活及工作的影響第三節(jié)第三節(jié) 環(huán)境聲學(xué)研究?jī)?nèi)容環(huán)境聲學(xué)研究?jī)?nèi)容噪聲污染規(guī)律的研究噪聲污染規(guī)律的研究噪聲評(píng)價(jià)方

3、法和噪聲標(biāo)準(zhǔn)的研究噪聲評(píng)價(jià)方法和噪聲標(biāo)準(zhǔn)的研究噪聲控制措施的研究噪聲控制措施的研究噪聲測(cè)量設(shè)備和技術(shù)的研究噪聲測(cè)量設(shè)備和技術(shù)的研究第四節(jié)第四節(jié) 噪聲的分類噪聲的分類按城市環(huán)境噪聲分類按城市環(huán)境噪聲分類 交通噪聲、工業(yè)噪聲、建筑施工噪聲和社會(huì)交通噪聲、工業(yè)噪聲、建筑施工噪聲和社會(huì)生活噪聲生活噪聲按發(fā)聲機(jī)理分類按發(fā)聲機(jī)理分類l機(jī)械噪聲機(jī)械噪聲l空氣動(dòng)力性噪聲空氣動(dòng)力性噪聲l電磁噪聲電磁噪聲第五節(jié) 環(huán)境噪聲控制噪聲控制基本原理噪聲控制基本原理l聲源控制聲源控制l傳播途徑傳播途徑l對(duì)接收者的防護(hù)對(duì)接收者的防護(hù)城市環(huán)境噪聲的控制城市環(huán)境噪聲的控制l行政管理措施行政管理措施l規(guī)劃性措施規(guī)劃性措施 區(qū)域規(guī)劃

4、、道路規(guī)劃和控制城市人口密度區(qū)域規(guī)劃、道路規(guī)劃和控制城市人口密度第二章第二章 聲波的基礎(chǔ)知識(shí)聲波的基礎(chǔ)知識(shí)聲波的產(chǎn)生聲波的產(chǎn)生描述聲波的基本物理量描述聲波的基本物理量頻程和頻譜頻程和頻譜聲能量、聲功率和聲強(qiáng)聲能量、聲功率和聲強(qiáng)聲波的傳播方程聲波的傳播方程平面波和球面波平面波和球面波聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)聲源的指向性聲源的指向性第一節(jié)第一節(jié) 聲聲 波波 的的 產(chǎn)產(chǎn) 生生聲源：發(fā)出聲音的振動(dòng)體。聲源：發(fā)出聲音的振動(dòng)體。聲波：在彈性媒質(zhì)中，聲音的機(jī)械振動(dòng)由近及聲波：在彈性媒質(zhì)中，聲音的機(jī)械振動(dòng)由近及遠(yuǎn)的傳播過程。遠(yuǎn)的傳播過程。聲波傳播的必要條件：彈性媒質(zhì)的存在聲波傳播的必要

5、條件：彈性媒質(zhì)的存在聲場(chǎng)：聲波存在的空間聲場(chǎng)：聲波存在的空間聲壓：聲波傳播時(shí)大氣中壓強(qiáng)隨著聲波聲壓：聲波傳播時(shí)大氣中壓強(qiáng)隨著聲波作周期性的變化，聲擾動(dòng)所產(chǎn)生的逾量作周期性的變化，聲擾動(dòng)所產(chǎn)生的逾量壓強(qiáng)就叫做聲壓。壓強(qiáng)就叫做聲壓。 p = p - p0 p0為平衡狀態(tài)下的大氣壓強(qiáng)。為平衡狀態(tài)下的大氣壓強(qiáng)。l有效聲壓：在一定時(shí)間間隔中，瞬時(shí)聲壓對(duì)有效聲壓：在一定時(shí)間間隔中，瞬時(shí)聲壓對(duì)時(shí)間取均方根值為有效聲壓。時(shí)間取均方根值為有效聲壓。201tepp dtt第二節(jié)第二節(jié) 描述聲波的基本物理量描述聲波的基本物理量頻率：頻率頻率：頻率 f 為媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)每秒鐘振動(dòng)的為媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)。次數(shù)。圓頻率圓

6、頻率：2f波長(zhǎng)：同一時(shí)刻，由于聲波引起的傳播波長(zhǎng)：同一時(shí)刻，由于聲波引起的傳播媒質(zhì)中密度最稠密（稀疏）的地點(diǎn)到鄰媒質(zhì)中密度最稠密（稀疏）的地點(diǎn)到鄰近的最稠密（稀疏）的對(duì)應(yīng)地點(diǎn)的距離，近的最稠密（稀疏）的對(duì)應(yīng)地點(diǎn)的距離，或者說兩個(gè)聲壓最大（?。┲档攸c(diǎn)之間或者說兩個(gè)聲壓最大（?。┲档攸c(diǎn)之間的距離叫聲波波長(zhǎng)的距離叫聲波波長(zhǎng)。聲速：振動(dòng)狀態(tài)或它具有的振動(dòng)能量在聲速：振動(dòng)狀態(tài)或它具有的振動(dòng)能量在媒質(zhì)中自由傳播的速度叫聲速媒質(zhì)中自由傳播的速度叫聲速c。 c = f c = 331.4 + 0.61 t oc t 為攝氏溫標(biāo)下的溫度。為攝氏溫標(biāo)下的溫度。相位：任一時(shí)刻相位：任一時(shí)刻t的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)，包括的質(zhì)

7、點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)，包括振動(dòng)的位移及運(yùn)動(dòng)方向或者壓強(qiáng)的變化。振動(dòng)的位移及運(yùn)動(dòng)方向或者壓強(qiáng)的變化。 第三節(jié)第三節(jié) 頻頻 程程 和和 頻頻 譜譜頻譜：聲音的頻率成分與能量分布的關(guān)系稱為頻譜：聲音的頻率成分與能量分布的關(guān)系稱為聲音的頻譜。聲音的頻譜。頻譜圖：各個(gè)頻率上聲能量分布繪成的圖形。頻譜圖：各個(gè)頻率上聲能量分布繪成的圖形。通常頻譜圖以頻率為橫坐標(biāo)，以頻率對(duì)數(shù)為標(biāo)通常頻譜圖以頻率為橫坐標(biāo)，以頻率對(duì)數(shù)為標(biāo)度，以聲壓級(jí)為縱坐標(biāo)。度，以聲壓級(jí)為縱坐標(biāo)。lp（db）純音譜純音譜f（hz）lp（db）連續(xù)譜連續(xù)譜f（hz）lp（db）復(fù)合譜復(fù)合譜f（hz）頻帶：把寬廣的聲頻范圍劃分為若干連頻帶：把寬廣的聲頻范圍劃

8、分為若干連續(xù)小區(qū)間，稱其為頻帶或頻程。續(xù)小區(qū)間，稱其為頻帶或頻程。頻帶劃分方法頻帶劃分方法l恒定寬頻帶劃分方法：保持頻帶寬度恒定寬頻帶劃分方法：保持頻帶寬度 f f2 f1不變不變l恒定相對(duì)寬頻帶劃分方法：保持頻帶的上下恒定相對(duì)寬頻帶劃分方法：保持頻帶的上下限之比為常數(shù)限之比為常數(shù)21212nffff f第四節(jié)第四節(jié) 聲能量、聲強(qiáng)和聲功率聲能量、聲強(qiáng)和聲功率聲能量：由于聲擾動(dòng)使媒質(zhì)獲得的能量聲能量：由于聲擾動(dòng)使媒質(zhì)獲得的能量l聲能量聲能量 媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的動(dòng)能媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的動(dòng)能 媒質(zhì)媒質(zhì) 形變的勢(shì)能形變的勢(shì)能 動(dòng)能動(dòng)能ek任一時(shí)刻的勢(shì)能任一時(shí)刻的勢(shì)能ep20012kev u0ppepdv l平均

9、聲能密度平均聲能密度 單位體積媒質(zhì)所具有的平均動(dòng)能和平均彈性單位體積媒質(zhì)所具有的平均動(dòng)能和平均彈性勢(shì)能之和。勢(shì)能之和。0/kpdeev聲功率聲功率w 聲源在單位時(shí)間內(nèi)輻射的能量，單位為瓦。聲源在單位時(shí)間內(nèi)輻射的能量，單位為瓦。 自由聲場(chǎng)中，均勻輻射的聲源的聲功率為：自由聲場(chǎng)中，均勻輻射的聲源的聲功率為：聲強(qiáng)聲強(qiáng) i 單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于傳播方向單位面積的平單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于傳播方向單位面積的平均聲能量，單位為均聲能量，單位為w/m2。 dvidcstwis第五節(jié)第五節(jié) 平面波和球面波平面波和球面波波陣面波陣面 同一時(shí)刻相位相同的軌跡為波陣面同一時(shí)刻相位相同的軌跡為波陣面平面波平面波 波陣面與

10、傳播方向垂直的波。波陣面與傳播方向垂直的波。 沿沿x方向傳播的平面波方程方向傳播的平面波方程 方程中方程中p為聲壓，為聲壓，c為聲速為聲速。上式的解為上式的解為222221tpcxp12pctxctx簡(jiǎn)諧振動(dòng)的平面波的方程簡(jiǎn)諧振動(dòng)的平面波的方程 p為聲場(chǎng)中某位置的瞬時(shí)聲壓；為聲場(chǎng)中某位置的瞬時(shí)聲壓；pa為聲壓幅值；為聲壓幅值； 為角頻率；為角頻率；k為圓波數(shù)，為圓波數(shù)，,cosap x tptkx2kc平面波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度和聲阻抗率平面波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度和聲阻抗率l質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度方程質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度方程 上式中的上式中的ua為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度幅值；為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度幅值；ue為質(zhì)點(diǎn)為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)速度的有效值質(zhì)點(diǎn)速度的

11、有效值0coscosaaputkxutkxc02aaaepucuul聲阻抗率聲阻抗率zs 聲阻抗率單位是聲阻抗率單位是pa.s/m，是媒質(zhì)所固有的一個(gè)常數(shù)。，是媒質(zhì)所固有的一個(gè)常數(shù)。平面波的聲能密度、聲強(qiáng)和聲功率平面波的聲能密度、聲強(qiáng)和聲功率l聲能密度聲能密度l聲強(qiáng)聲強(qiáng)0spzcu220/edpc20epicl聲功率聲功率球面波的瞬時(shí)聲壓和振動(dòng)速度球面波的瞬時(shí)聲壓和振動(dòng)速度l點(diǎn)聲源：當(dāng)聲源很小，其幾何尺寸比輻射聲點(diǎn)聲源：當(dāng)聲源很小，其幾何尺寸比輻射聲波波長(zhǎng)小很多時(shí)，則其大小和形狀可被忽略波波長(zhǎng)小很多時(shí)，則其大小和形狀可被忽略而視為一點(diǎn)，該聲源可稱為點(diǎn)聲源。而視為一點(diǎn)，該聲源可稱為點(diǎn)聲源。l球面

12、波：點(diǎn)聲源發(fā)出的聲波，其波陣面為同球面波：點(diǎn)聲源發(fā)出的聲波，其波陣面為同心球面。心球面。2200eeeepwssp uscucl球面波的瞬時(shí)聲壓和振動(dòng)速度球面波的瞬時(shí)聲壓和振動(dòng)速度 上式中，上式中，a為聲源輻射聲波能力的常數(shù)。為聲源輻射聲波能力的常數(shù)。 聲壓的振幅聲壓的振幅媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為( , )cos()cos()aap r ttkrptkrraapr01( , )cos()cos()aau r ttkrutkrc r球面聲波的聲強(qiáng)和聲功率球面聲波的聲強(qiáng)和聲功率l聲阻抗率聲阻抗率l聲強(qiáng)聲強(qiáng)l聲功率聲功率222001122eapaipcrcc22024wi sirac第六

13、節(jié)第六節(jié) 聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)功率級(jí)聲壓級(jí)聲壓級(jí)lp：將待測(cè)聲壓的有效值：將待測(cè)聲壓的有效值pe與參與參考聲壓考聲壓p0的比值取常用對(duì)數(shù)，再乘以的比值取常用對(duì)數(shù)，再乘以20，即即 在空氣中，參考聲壓在空氣中，參考聲壓p0210-5 帕帕 dbpplep0lg20dbplp94lg20聲強(qiáng)級(jí)聲強(qiáng)級(jí)li：將待測(cè)聲強(qiáng)：將待測(cè)聲強(qiáng)i與參考聲強(qiáng)與參考聲強(qiáng)i0的的比值取常用對(duì)數(shù)，再乘以比值取常用對(duì)數(shù)，再乘以10，即，即 在空氣中，參考聲強(qiáng)在空氣中，參考聲強(qiáng)i010-12 瓦瓦 / 米米2，是，是 與與 參考聲壓參考聲壓p0相對(duì)應(yīng)的聲強(qiáng)相對(duì)應(yīng)的聲強(qiáng) dbiili0lg10dbili12

14、0lg10聲功率級(jí)聲功率級(jí)lw：將待測(cè)聲功率：將待測(cè)聲功率w 與參考聲與參考聲功率功率w0的比值取常用對(duì)數(shù)，再乘以的比值取常用對(duì)數(shù)，再乘以10，即即 在空氣中，參考聲功率在空氣中，參考聲功率w010-12 瓦瓦 ，是，是 與與 參考聲壓參考聲壓p0相對(duì)應(yīng)的聲功率相對(duì)應(yīng)的聲功率 dbwwlw0lg10dbwlw120lg10聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)的關(guān)系聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)的關(guān)系l聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)的關(guān)系聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)的關(guān)系 在一般情況下在一般情況下b的值很小，因此可以認(rèn)為的值很小，因此可以認(rèn)為220200010 lg10 lg.40010 lgipppiplipicllbcpilll聲強(qiáng)級(jí)與聲

15、功率級(jí)的關(guān)系聲強(qiáng)級(jí)與聲功率級(jí)的關(guān)系 對(duì)于自由聲場(chǎng)中的球面波有：對(duì)于自由聲場(chǎng)中的球面波有：dbsllsiwwwiswlwiilg101lg101lg10000020 lg11willrdb第七節(jié)第七節(jié) 聲源的輻射聲源的輻射指向性聲源指向性聲源 聲源在各方向的輻射的聲壓或聲強(qiáng)不相同，這聲源在各方向的輻射的聲壓或聲強(qiáng)不相同，這種聲源為指向性聲源。種聲源為指向性聲源。指向性因數(shù)指向性因數(shù)q 聲場(chǎng)中某點(diǎn)的聲強(qiáng)與在同一聲功率聲源在相同聲場(chǎng)中某點(diǎn)的聲強(qiáng)與在同一聲功率聲源在相同距離同心球面上的平均聲強(qiáng)之比。距離同心球面上的平均聲強(qiáng)之比。22ipqip指向性指數(shù)指向性指數(shù)di10lgppdiqdill例：測(cè)得離

16、點(diǎn)聲源較遠(yuǎn)的例：測(cè)得離點(diǎn)聲源較遠(yuǎn)的10米處的聲壓級(jí)為米處的聲壓級(jí)為60db，求，求該聲源的聲功率該聲源的聲功率w。 解：點(diǎn)聲源發(fā)出的聲波為球面波，球面面積解：點(diǎn)聲源發(fā)出的聲波為球面波，球面面積 s4r2 由聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)的關(guān)系由聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)的關(guān)系 得到得到 wlpwwpwwrllrll1.001011lg2011lg20slllwiplg10第三章第三章 噪聲的傳播和分貝的計(jì)算噪聲的傳播和分貝的計(jì)算聲波的疊加聲波的疊加平面波的反射、透視和折射平面波的反射、透視和折射聲波的繞射聲波的繞射噪聲在傳播中的衰減噪聲在傳播中的衰減分貝的計(jì)算分貝的計(jì)算第一節(jié)第一節(jié) 聲波的疊加聲波的疊

17、加 疊加原理：多列聲波合成聲場(chǎng)的瞬時(shí)聲疊加原理：多列聲波合成聲場(chǎng)的瞬時(shí)聲壓等于每列聲波瞬時(shí)聲壓之和。壓等于每列聲波瞬時(shí)聲壓之和。相干波相干波 具有相同頻率和固定相位差的聲波稱為具有相同頻率和固定相位差的聲波稱為相干波。相干波。 niinppppp121l相干波的疊加相干波的疊加相干波的合成聲壓相干波的合成聲壓相干波的合成平均聲能密度相干波的合成平均聲能密度02221212211112201122cos() 2cos()sinsintancoscostatataaaaaaaapptppppppppp式中12122120cos()aatppdddc當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)210,2,4,12ataappp1212

18、20aatppdddc210,3,12ataappp121220aatppdddcl干涉現(xiàn)象：兩列相干波在空間某些地方振動(dòng)干涉現(xiàn)象：兩列相干波在空間某些地方振動(dòng)始終加強(qiáng)，在另些地方始終減弱的現(xiàn)象。始終加強(qiáng)，在另些地方始終減弱的現(xiàn)象。l駐波：當(dāng)兩列具有相同頻率和固定相位差的駐波：當(dāng)兩列具有相同頻率和固定相位差的聲波在同一直線上沿相反方向進(jìn)行時(shí)，兩列聲波在同一直線上沿相反方向進(jìn)行時(shí)，兩列波相遇疊加形成的合成聲波即駐波。波相遇疊加形成的合成聲波即駐波。l駐波聲場(chǎng)的特征：合成聲波的聲壓隨著空間駐波聲場(chǎng)的特征：合成聲波的聲壓隨著空間位置的不同有極大值和極小值位置的不同有極大值和極小值不相干波不相干波l合

19、成聲場(chǎng)的平均聲能密度合成聲場(chǎng)的平均聲能密度ln列不相干波的合成聲場(chǎng)的平均聲能密度列不相干波的合成聲場(chǎng)的平均聲能密度l合成聲場(chǎng)的總有效聲壓合成聲場(chǎng)的總有效聲壓12tddd123tnddddd2222221231 neteeeeneiipppppp第二節(jié)第二節(jié) 平面聲波的反射、折射平面聲波的反射、折射和透射和透射垂直入射的反射和透射垂直入射的反射和透射i1 c1ii2 c2xo pt pr pi2211211,coscoscosckckxktppxktppxktppttrrii假設(shè)分界面是無(wú)限薄，聲壓在邊界處連續(xù)，假設(shè)分界面是無(wú)限薄，聲壓在邊界處連續(xù)，所以在所以在 x0處，有處，有 pi pii

20、paiparpat ui uii媒質(zhì)媒質(zhì)i中的總聲壓為中的總聲壓為11coscosiiraiarpppptk xptk x兩個(gè)媒質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度分別為兩個(gè)媒質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度分別為11111 11 12222coscoscoscoscoscosiiraiaraiariitatatuuuutk xutk xpptk xtk xccuuutk xptk xc由邊界條件可以得到由邊界條件可以得到 uaiuaruat或或聲壓反射系數(shù)聲壓反射系數(shù)rp：反射聲波聲壓幅值：反射聲波聲壓幅值par入射入射 聲波聲壓幅值聲波聲壓幅值pai之比之比 聲壓透射系數(shù)聲壓透射系數(shù)p：透射聲波聲壓幅值：透射聲波聲壓幅值

21、pat與入射與入射 聲波聲壓幅值聲波聲壓幅值pai之比之比1 12211aiaratpppcc當(dāng)當(dāng)2 c2 1 c1時(shí)，媒質(zhì)時(shí)，媒質(zhì)ii比媒質(zhì)比媒質(zhì)i“硬硬”當(dāng)當(dāng)1 c1 2 c2時(shí)，媒質(zhì)時(shí)，媒質(zhì)ii比媒質(zhì)比媒質(zhì)i“軟軟”221 1221 122221 1 2 arpaiatpaipccrpccpcpcc聲壓反射系數(shù)聲壓透射系數(shù)2221 11221 11 12212221 1 4 ritiiccricciccicc聲強(qiáng)反射系數(shù)聲強(qiáng)透射系數(shù)斜入射的反射和折射 i1 c1ii2 c2o pt pr piritv 反射定律：反射線在入射反射定律：反射線在入射 面（入射線與界面面（入射線與界面 線所在

22、線所在 的面）內(nèi)，且與入射線位的面）內(nèi)，且與入射線位 于界面法線的兩邊，入射于界面法線的兩邊，入射 角與角與 反射角相等，即反射角相等，即 i rv折射定律：折射線在入射面內(nèi)，且入折射定律：折射線在入射面內(nèi)，且入 射角正射角正弦弦 之比等于媒質(zhì)之比等于媒質(zhì)i與與 媒質(zhì)媒質(zhì)ii聲速之比聲速之比 v 全反射現(xiàn)象：當(dāng)全反射現(xiàn)象：當(dāng)c1 c2時(shí)，時(shí)，t 總大于總大于i ，當(dāng)，當(dāng)i 增增大至大至c時(shí)，時(shí)，t增加到增加到90o，此時(shí)入射角再增大時(shí)，此時(shí)入射角再增大時(shí)，入射波全部反射回第一媒質(zhì)，在第二媒質(zhì)中無(wú)透入射波全部反射回第一媒質(zhì)，在第二媒質(zhì)中無(wú)透射波，射波，c稱為全反射臨界角。稱為全反射臨界角。21s

23、insinccti溫度對(duì)聲傳播的影響溫度對(duì)聲傳播的影響溫度對(duì)聲傳播的影響溫度對(duì)聲傳播的影響已知：空氣密度為1.21kg/m3，空氣中聲速為340 m/s ，水的密度998 kg/m3 ，聲速1483 m/s ，聲波斜入射時(shí)的入射角為10o。計(jì)算1)聲波由空氣入射到水面時(shí)的反射角和折射角；2)聲波由水入射到水與空氣交界面時(shí)的反射角和折射角。問哪種情況存在全反射臨界角，其值為多少。解：聲波由空氣入射到水面時(shí)的反射角是解：聲波由空氣入射到水面時(shí)的反射角是10o 。 折射角折射角 聲波由水入射到水與空氣交界面時(shí)的反射角聲波由水入射到水與空氣交界面時(shí)的反射角10o 折射角折射角otticc2.4910s

24、in3401483sinsin121oo3.210sin148334012第三節(jié)第三節(jié) 聲波的繞射聲波的繞射聲波的衍射：聲波在傳播過程中遇到障聲波的衍射：聲波在傳播過程中遇到障礙物時(shí)，能夠繞過障礙物的邊緣前進(jìn)，礙物時(shí)，能夠繞過障礙物的邊緣前進(jìn)，并引起聲波傳播方向的改變，稱為聲波并引起聲波傳播方向的改變，稱為聲波的衍射或繞射。的衍射或繞射。影響聲波的繞射的因素影響聲波的繞射的因素l與障礙物或孔洞的大小與障礙物或孔洞的大小l聲波的頻率聲波的頻率聲波波長(zhǎng)大于障礙物聲波波長(zhǎng)大于障礙物聲波波長(zhǎng)小于障礙物聲波波長(zhǎng)小于障礙物入入射射反反射射入入射射反反射射聲波波長(zhǎng)大于孔洞尺寸聲波波長(zhǎng)大于孔洞尺寸入入射射透透

25、射射反射反射入入射射透透射射聲波波長(zhǎng)小于孔洞尺寸聲波波長(zhǎng)小于孔洞尺寸反射反射第四節(jié)第四節(jié) 噪聲的衰減噪聲的衰減擴(kuò)散引起的衰減擴(kuò)散引起的衰減 假設(shè)聲源是點(diǎn)聲源，發(fā)出球面波或半球面波假設(shè)聲源是點(diǎn)聲源，發(fā)出球面波或半球面波11lg20,42rllrwiwp接收點(diǎn)聲源接收點(diǎn)聲源8lg20,22rllrwiwp221120lgpprllrl線聲源輻射的噪聲線聲源輻射的噪聲l面聲源輻射的噪聲面聲源輻射的噪聲 當(dāng)當(dāng) 時(shí)聲源輻射平面波，聲壓衰減值為零；時(shí)聲源輻射平面波，聲壓衰減值為零； 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，按無(wú)限長(zhǎng)聲源處理；時(shí)，按無(wú)限長(zhǎng)聲源處理； 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，按點(diǎn)聲源處理。時(shí)，按點(diǎn)聲源處理。221110 lgpprllr

26、0ar0abr0br聲傳播過程中的附加衰減聲傳播過程中的附加衰減l大氣的聲吸收大氣的聲吸收l(shuí)低溫下，由于空氣的熱傳導(dǎo)和粘滯性而引起聲波中能量的低溫下，由于空氣的熱傳導(dǎo)和粘滯性而引起聲波中能量的損失損失l聲波的能量被大氣中分子的馳豫效應(yīng)所吸收聲波的能量被大氣中分子的馳豫效應(yīng)所吸收l(shuí)樹林引起的聲散射和吸收，屏障和建筑物產(chǎn)生的聲樹林引起的聲散射和吸收，屏障和建筑物產(chǎn)生的聲反射反射l風(fēng)和大氣溫度梯度引起的聲折射風(fēng)和大氣溫度梯度引起的聲折射l霧、雨、雪的聲吸收霧、雨、雪的聲吸收l(shuí)不同地面覆蓋物的吸收等不同地面覆蓋物的吸收等287.410af da620,1410aaaattf第五節(jié)第五節(jié) 分貝的計(jì)算分貝

27、的計(jì)算分貝的相加分貝的相加 兩個(gè)聲源在該點(diǎn)的總聲壓兩個(gè)聲源在該點(diǎn)的總聲壓pet 由聲壓級(jí)定義得到：由聲壓級(jí)定義得到： 所以，總聲壓級(jí)為：所以，總聲壓級(jí)為： ！ 同一聲源發(fā)出的不同頻率的聲波也適用分貝疊加的公同一聲源發(fā)出的不同頻率的聲波也適用分貝疊加的公式式20010plpp0.1110lg10pitnlpil2222221231 neteeeeneiipppppp上式還可以改寫為：上式還可以改寫為：分貝相減分貝相減pptlplpplllll1 .01 .0101lg10)101lg(101110.10.110lg(1 10)10lg 1 10ptpbttllptpbllppppspslllll

28、 例：在廠房?jī)?nèi)測(cè)得某機(jī)器的聲壓級(jí)為例：在廠房?jī)?nèi)測(cè)得某機(jī)器的聲壓級(jí)為94分貝，廠房?jī)?nèi)背景噪聲聲壓級(jí)為分貝，廠房?jī)?nèi)背景噪聲聲壓級(jí)為88分貝，分貝，求該機(jī)器的實(shí)際聲壓級(jí)。求該機(jī)器的實(shí)際聲壓級(jí)。解：解： lpt94 db， lp188 dbdblllsppt7 .9226. 1941dbls26. 1101lg1088941 . 0例、測(cè)量某機(jī)器發(fā)出的噪聲，各頻帶的聲壓級(jí)例、測(cè)量某機(jī)器發(fā)出的噪聲，各頻帶的聲壓級(jí)數(shù)據(jù)如表中所列，測(cè)量時(shí)采取包絡(luò)面測(cè)量方法，數(shù)據(jù)如表中所列，測(cè)量時(shí)采取包絡(luò)面測(cè)量方法，包絡(luò)面面積為包絡(luò)面面積為60m2，求聲源的總聲功率級(jí)。，求聲源的總聲功率級(jí)。解：解：頻帶中心頻帶中心頻率（頻率

29、（hz）631252505001k2k4k8k聲壓級(jí)聲壓級(jí)（db）83.2 88.6 85.5 85.0 81.9 78.0 73.0 72.4dbsllltiptpwilp5 .110lg107 .92)10lg(10811 . 0分貝的平均分貝的平均 或或0.11110lg10pinlpiln0.1110 lg1010 lgpinlpiln練 習(xí) 題 一試問夏天（40 oc）空氣中聲速比冬天（ 0 oc ）時(shí)快多少？在兩種情況下1000赫聲波波長(zhǎng)分別為多少？如果平面波聲壓保持不變，媒質(zhì)密度也近似保持不變，求兩種溫度下聲強(qiáng)變化的百分率。一平面波沿正x方向傳播，同時(shí)有一平面波沿負(fù)x 方向傳播，

30、兩聲波的振幅相等，分別表示為 試計(jì)算兩個(gè)聲波構(gòu)成的平面駐波聲場(chǎng)中的平均聲能密度。kxtppcos01kxtppcos02第四章第四章 噪聲評(píng)價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)噪聲評(píng)價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)v噪聲評(píng)價(jià)方法噪聲評(píng)價(jià)方法v噪聲標(biāo)準(zhǔn)噪聲標(biāo)準(zhǔn)第一節(jié)第一節(jié) 噪聲評(píng)價(jià)方法噪聲評(píng)價(jià)方法響度級(jí)與等響曲線響度級(jí)與等響曲線l等響曲線：在一定條件下，聽力正常者聽起來等響曲線：在一定條件下，聽力正常者聽起來同樣響的各相應(yīng)聲壓級(jí)按頻率連成，得到的一同樣響的各相應(yīng)聲壓級(jí)按頻率連成，得到的一組曲線，這樣的曲線叫做等響曲線。組曲線，這樣的曲線叫做等響曲線。l響度級(jí)響度級(jí)ln：將待定聲音與頻率為：將待定聲音與頻率為1000赫的純赫的純音進(jìn)行試聽比較，以主

31、觀聽覺相同時(shí)音進(jìn)行試聽比較，以主觀聽覺相同時(shí)1000赫純赫純音的聲壓級(jí)為其響度級(jí)，單位是方（音的聲壓級(jí)為其響度級(jí)，單位是方（phon）。）。l響度響度n ：聲音：聲音“響響”的程度，叫響度，單位是的程度，叫響度，單位是宋（宋（sone）l響度級(jí)與響度的關(guān)系響度級(jí)與響度的關(guān)系l斯蒂文斯（斯蒂文斯（stevens）法計(jì)算響度）法計(jì)算響度 根據(jù)各中心頻率和頻帶聲壓級(jí)確定各頻帶的響度指根據(jù)各中心頻率和頻帶聲壓級(jí)確定各頻帶的響度指數(shù)數(shù) 式中式中f為帶寬修正因子，為帶寬修正因子，nm為各頻帶的響度指數(shù)中為各頻帶的響度指數(shù)中的最大值。的最大值。1nmiminnfnn0.140224010 lognlnnln

32、中心頻率中心頻率（hz）63 125 250 500 1k2k4k 8k聲壓級(jí)（聲壓級(jí)（db） 77827873757680 60響度指數(shù)響度指數(shù)（宋）（宋）510108121525 8a計(jì)權(quán)聲級(jí)：聲級(jí)計(jì)根據(jù)響度為計(jì)權(quán)聲級(jí)：聲級(jí)計(jì)根據(jù)響度為40方的等方的等響曲線設(shè)計(jì)的濾波電路，稱響曲線設(shè)計(jì)的濾波電路，稱a計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)經(jīng)過這一網(wǎng)絡(luò)修正后的聲級(jí)即對(duì)經(jīng)過這一網(wǎng)絡(luò)修正后的聲級(jí)即a 計(jì)權(quán)計(jì)權(quán)聲級(jí)。聲級(jí)。等效連續(xù)聲級(jí)：用噪聲能量按時(shí)間平均的方法等效連續(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，即等能量聲級(jí)，又叫來評(píng)價(jià)噪聲對(duì)人的影響，即等能量聲級(jí)，又叫等效連續(xù)聲級(jí)。等效連續(xù)聲級(jí)。 0.

33、10110 lg10atleqldttiiliieqttlia1.0101lg100.1110 lg10aleqln某人一天工作某人一天工作8小時(shí)，其中小時(shí)，其中4小時(shí)在小時(shí)在90dba下工作，下工作， 3小時(shí)在小時(shí)在85dba下工作，下工作， 1小時(shí)小時(shí)在在80dba下工作，計(jì)算等效連續(xù)下工作，計(jì)算等效連續(xù)a聲級(jí)。聲級(jí)。 解：解：dbaleq88103104101341lg10801.0851.0901.0晝夜等效聲級(jí)晝夜等效聲級(jí)式中：式中： ld為晝間（為晝間（7：0022：00）測(cè)得的噪聲）測(cè)得的噪聲能量平均能量平均a聲級(jí)聲級(jí) ln為夜間（為夜間（ 22：00 7：00 ）測(cè)得的噪聲能）

34、測(cè)得的噪聲能量平均量平均a聲級(jí)聲級(jí) 10375.010625.0lg10)10(1.01.0ndlldnl統(tǒng)計(jì)聲級(jí)統(tǒng)計(jì)聲級(jí)lx：表示：表示x的測(cè)量時(shí)間內(nèi)所超過的的測(cè)量時(shí)間內(nèi)所超過的噪聲級(jí)。噪聲級(jí)。l統(tǒng)計(jì)聲級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差統(tǒng)計(jì)聲級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差l如果某噪聲的統(tǒng)計(jì)特性符合正態(tài)分布，則等效聲級(jí)如果某噪聲的統(tǒng)計(jì)特性符合正態(tài)分布，則等效聲級(jí)與累積百分聲級(jí)的關(guān)系為：與累積百分聲級(jí)的關(guān)系為：dblllleq602901050niilln1211更佳噪聲標(biāo)準(zhǔn)（更佳噪聲標(biāo)準(zhǔn)（pnc）曲線：對(duì)環(huán)境噪聲取頻）曲線：對(duì)環(huán)境噪聲取頻帶從帶從31.5赫至赫至8000赫共赫共8個(gè)頻帶的聲壓級(jí)，由個(gè)頻帶的聲壓級(jí)，由pnc曲線分別得到

35、曲線分別得到pnc號(hào)數(shù)，其最大值即為該號(hào)數(shù)，其最大值即為該噪聲的評(píng)價(jià)值。噪聲的評(píng)價(jià)值。nr評(píng)價(jià)曲線評(píng)價(jià)曲線lnr數(shù)的計(jì)算數(shù)的計(jì)算lnr 數(shù)與數(shù)與a聲級(jí)的關(guān)系聲級(jí)的關(guān)系5alnrdbaplabn感覺噪聲級(jí)感覺噪聲級(jí)l感覺噪度：中心頻率為感覺噪度：中心頻率為1000赫的倍頻帶，聲赫的倍頻帶，聲壓級(jí)為壓級(jí)為40分貝，規(guī)定其感覺噪度為分貝，規(guī)定其感覺噪度為1吶。吶。l感覺噪聲級(jí)感覺噪聲級(jí)dbnlnpnln2401 .0log10402mniimnnfnn1噪聲掩蔽：由于噪聲的存在，使聽閥發(fā)生遷移，噪聲掩蔽：由于噪聲的存在，使聽閥發(fā)生遷移，這種現(xiàn)象叫做掩蔽，聽閥提高的分貝值即掩蔽這種現(xiàn)象叫做掩蔽，聽閥提

36、高的分貝值即掩蔽值。值。更佳語(yǔ)言干擾級(jí)（更佳語(yǔ)言干擾級(jí)（psil)：用來確定穩(wěn)定的背：用來確定穩(wěn)定的背景噪聲對(duì)交談的干擾，等于景噪聲對(duì)交談的干擾，等于500赫、赫、1000赫、赫、2000赫三個(gè)中心頻率下聲壓級(jí)的算術(shù)平均值。赫三個(gè)中心頻率下聲壓級(jí)的算術(shù)平均值。 320001000500lllpsil計(jì)權(quán)等效連續(xù)感覺噪聲級(jí)計(jì)權(quán)等效連續(xù)感覺噪聲級(jí)lwecpn交通噪聲指數(shù)：在交通噪聲指數(shù)：在24小時(shí)的周期內(nèi)不連續(xù)進(jìn)行小時(shí)的周期內(nèi)不連續(xù)進(jìn)行大量的室外大量的室外a 計(jì)權(quán)聲壓級(jí)測(cè)量。計(jì)權(quán)聲壓級(jí)測(cè)量。dballltni304909010噪聲污染級(jí)噪聲污染級(jí) 為聲級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，為聲級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，k為常數(shù)，通常

37、取為常數(shù)，通常取2.56對(duì)于隨機(jī)分布的噪聲，噪聲污染級(jí)與等效連續(xù)聲級(jí)和累對(duì)于隨機(jī)分布的噪聲，噪聲污染級(jí)與等效連續(xù)聲級(jí)和累計(jì)百分?jǐn)?shù)聲級(jí)之間的關(guān)系：計(jì)百分?jǐn)?shù)聲級(jí)之間的關(guān)系：klleqnpniilln1211109025010901090160npeqnpllllllllll噪聲沖擊指數(shù)（噪聲沖擊指數(shù)（nii） pi 為全年或某段時(shí)間內(nèi)受第為全年或某段時(shí)間內(nèi)受第i等級(jí)范圍內(nèi)晝夜等等級(jí)范圍內(nèi)晝夜等效聲級(jí)影響的人口數(shù)；效聲級(jí)影響的人口數(shù)；wi為該等級(jí)的計(jì)權(quán)因子為該等級(jí)的計(jì)權(quán)因子iiipwtwp總計(jì)權(quán)人口iiptwpnii環(huán)境噪聲污染防治法環(huán)境噪聲污染防治法產(chǎn)品噪聲標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品噪聲標(biāo)準(zhǔn)l汽車定置噪聲汽車定置噪

38、聲l地鐵車輛噪聲地鐵車輛噪聲噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)l工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)（工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)（gb12348-90）l建筑施工場(chǎng)界噪聲限值（建筑施工場(chǎng)界噪聲限值（gb12523-90）l鐵路及機(jī)場(chǎng)周圍環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)（鐵路及機(jī)場(chǎng)周圍環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)（gb12525-90）和）和（gb9660-88）第二節(jié)第二節(jié) 環(huán)境噪聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境噪聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)法規(guī)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)l工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 噪聲暴露時(shí)噪聲暴露時(shí)間（間（h）84211/2 1/4 1/8 1/16新建企業(yè)容新建企業(yè)容許噪聲級(jí)許噪聲級(jí)85 88 91 9497 100 103 106現(xiàn)有企業(yè)噪現(xiàn)有企業(yè)噪

39、聲級(jí)聲級(jí)90 93 96 99 102 105 108 111最高噪聲級(jí)最高噪聲級(jí)不超過不超過115例：某車間中，工作人員在一個(gè)工作日例：某車間中，工作人員在一個(gè)工作日內(nèi)噪聲暴露累積時(shí)間分別為內(nèi)噪聲暴露累積時(shí)間分別為90分貝計(jì)分貝計(jì)4小小時(shí)，時(shí)，75分貝計(jì)分貝計(jì)2小時(shí)，小時(shí)，100分貝計(jì)分貝計(jì)2小時(shí)，小時(shí)，求該車間的等效連續(xù)聲級(jí)。求該車間的等效連續(xù)聲級(jí)。 解：解：7 .944801201024010lg1080215213eqll室內(nèi)環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)l城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)（城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)（gb3096-93） 城市各類區(qū)域環(huán)境噪聲最高限值城市各類區(qū)域環(huán)境噪聲最高限值類別類別晝

40、間晝間夜間夜間0504015545260503655547055第五章第五章 噪聲測(cè)量噪聲測(cè)量v測(cè)量?jī)x器測(cè)量?jī)x器v聲功率的測(cè)量聲功率的測(cè)量v環(huán)境噪聲測(cè)量環(huán)境噪聲測(cè)量v工業(yè)企業(yè)噪聲測(cè)量工業(yè)企業(yè)噪聲測(cè)量第一節(jié)第一節(jié) 測(cè)測(cè) 量量 儀儀 器器聲級(jí)計(jì)聲級(jí)計(jì)l聲級(jí)計(jì)的分類：精密聲級(jí)計(jì)和普通聲級(jí)計(jì)聲級(jí)計(jì)的分類：精密聲級(jí)計(jì)和普通聲級(jí)計(jì)l聲級(jí)計(jì)的組成：傳聲器、放大器、衰減器、計(jì)權(quán)網(wǎng)聲級(jí)計(jì)的組成：傳聲器、放大器、衰減器、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、電表電路絡(luò)、電表電路傳聲器傳聲器前置放前置放大器大器輸入衰輸入衰減器減器輸入放輸入放大器大器輸出衰輸出衰減器減器計(jì)權(quán)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)濾波器濾波器輸出放輸出放大器大器檢波器檢波器指示指示表頭表

41、頭l傳聲器：將聲壓轉(zhuǎn)換為電壓的聲電換能器傳聲器：將聲壓轉(zhuǎn)換為電壓的聲電換能器l放大器：將微弱的電信號(hào)加以放大放大器：將微弱的電信號(hào)加以放大l衰減器：將過強(qiáng)的輸入信號(hào)衰減到合適的程度衰減器：將過強(qiáng)的輸入信號(hào)衰減到合適的程度l計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)：為了使聲音的客觀量度和人耳聽覺主觀計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)：為了使聲音的客觀量度和人耳聽覺主觀感受近似取得一致，在測(cè)量聲音時(shí)，對(duì)所接收到的感受近似取得一致，在測(cè)量聲音時(shí)，對(duì)所接收到的聲音按頻帶設(shè)一定的衰減來模擬人耳的聽覺特性。聲音按頻帶設(shè)一定的衰減來模擬人耳的聽覺特性。l電表電路：將放大器輸出的交流信號(hào)整流成直流信電表電路：將放大器輸出的交流信號(hào)整流成直流信號(hào)號(hào)聲級(jí)計(jì)的聲校準(zhǔn)器和主要附件聲級(jí)計(jì)的聲校準(zhǔn)器和主要附件l聲校準(zhǔn)器聲校準(zhǔn)器l防風(fēng)罩防風(fēng)罩l鼻錐鼻錐l屏蔽電纜屏蔽電纜濾波器和頻譜分析儀濾波器和頻譜分析儀l濾波器：讓一部分頻率成分通過，其它頻率濾波器：讓一部分頻率成分通過，其它頻率成分衰減掉的儀器成分衰減掉的儀器l頻譜分析儀：用來對(duì)噪聲進(jìn)行頻譜分析頻譜分析儀：用來對(duì)噪聲進(jìn)行頻譜分析電平記錄儀和磁帶記錄儀電平記錄儀和磁帶記錄儀實(shí)時(shí)分析和快速分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析和快速分析系統(tǒng)l噪聲聲級(jí)分析儀噪聲聲級(jí)分析儀l實(shí)時(shí)分析儀實(shí)時(shí)分析儀l快速傅立葉分析儀快速傅立葉分析