第十章 噪声监测重点:概念、原理噪声与其他污染不同的特点:与声源同时产生同时消失、分布广、难集中处理、影响直接
第一节 声音和噪声声音——波动,空气振动——频率20-20000赫兹——耳鼓膜声源:固体、流体(气体和液体)的振动介质:空气、水、固体
噪声:空气为介质的声音,为人们生活和工作不需要的声音。
后果:听力损失(暂时性的,永久性的)、烦躁、神经衰弱等甚至更加严重的后果来源:交通噪声(汽车、火车、飞机)、工厂(鼓风机、织布机、冲床)、建筑施工(打桩机、挖土机、混凝土搅拌机等)、社会生活噪声(rock、喇叭)
第二节 声音的物理量一、频率、周期、波长、声速频率:f 振动次数/秒,Hz赫兹;可听声波:20-20000 Hz次声;超声1014为上下极限
难以忍受的是1000赫兹以上的高频噪声;1000赫兹以下随频率降低,听觉逐渐迟钝周期:T 频率的倒数,s;
波长:λ 振动一个周期所传播的距离(沿声波传播发向),m
声速:c 一秒那声波传播的距离,m/s,与温度、介质有关,与声源无关。在空气中345m/s,在钢板中5000m/s
λ=c/f,c=λf
二、声压、声功率、声强声压:介质中由于受到声波作用产生的压强变化瞬时——N/m2,有效——瞬时声压的均方根值,N/m2
听阈:正常人刚刚听到的最微弱的声音的声压为2×10-5Pa,蚊子飞过痛阈:使人耳产生疼痛感觉的声压,20Pa,如飞机噪声声功率:W单位时间内指定面积的声能通过量,W
声强:I 传播方向上与该方向垂直的单位面积、时间那通过的声能量,W/m2
三、分贝、声压级、声强级、声功率级分贝:两个相同物理量比值取常对数并乘以10(20)
,无量纲单位,级的差别声压级:声压从2×10-5帕到20帕,其间相差很大,达100万倍。因此,用声压的绝对值来表示声音的强弱很不方便,而且人耳也没有辨别如此细微差别的能力。
经研究证实,人耳的声音感觉与声压大小成对数关系。
声压级——声压比(有效声压与听阈值之比)的对数来表示声音的强弱,这就是,即

式中:Lp——声压级,单位是分贝;P——声压;帕;P。——基准声压,规定为P。听阈值(1000赫兹声音人耳刚刚能听到的最低声压)
声强级:,I0=10-12W/m2
声功率级: W0=10-12W
注意:单位均为分贝,但是声压级用的最多四、分贝的运算
4.1 叠加对数法叠加:公式——
当两声源声压级相等,则
图表法:不相等时,可以二者差值查图得到加值相等的声压级相加的分贝增加最大,相差15分贝时,总声压级增加0.1分贝,可忽略较小噪声级的影响——也就是说噪声高的声音盖过了小噪声两声压级相差越小,总声压级增加越多(图7-2)
计算例题:多噪声源叠加可以任意次序叠加
4.2 相减背景噪声的去除——与叠加类似总噪声级=背景+产生求产生的噪声总噪声级-背景噪声,相差越大(增加越大),产生噪声与总噪声越相近。与上同理五、噪声的评价参数响度与响度级——与频率与波形有关,宋,方,单位 纯音宋:声压级为40dB,频率为1000赫兹来自听者正前方平面波形的强度方:不同频率声音与1000赫兹纯音强度比值响度级改变10方,响度加倍或减半。
5.1 A声级(计权声级)——结合人的感觉,与声级和频率有关——连续稳定的噪声模拟人耳将在高频与低频的不同反应变化制定A计数网络,测得的单位为A声级
5.2 等效连续A声级——起伏的不连续的噪声按时间平均方法评价,等间隔采样,,间隔5s左右
5.3 累计百分声级——统计声级,正态分布为前提,如交通噪声
,数字代表制定时间内超过时间某百分比的噪声级,分别为
10、50、90噪声的平均峰值、噪声的平均值、噪声的背景值(联系叠加规律)
5.4 噪声污染级——考虑噪声变化幅度对人烦恼程度的影响
,K为常数,而σ为瞬时声级的标准偏差或Kσ也可写作L10- L 90
或Leq,也可以上述公式代替
5.6 昼夜等效声级——夜间噪声的烦扰程度更大——反应昼夜变化白天:16h,夜间:8h
夜间在测定基础上加上10dB再与白天等效声级平均
*两种滤波器——等比带宽滤波器通过滤波器——噪声谱——频谱分析——控制污染源
1倍频程+1个八度
1/3倍程
第四节 噪声测量仪器
声级计——快乐大本营,主观性电子仪器
传声器膜片——声压信号——电信号——前置放大器——阻抗变化——输入衰减器——输入放大器——计权网络(滤波器)——频谱分析——输出衰减器——输出放大器——输出信号——RMS(均方根检波电路)——有效值电压——电表——声压级分贝值整机灵敏度:标准条件下测量1000Hz纯音表现的精度,普通,精密四类:0-4型,精度不同考虑声音起伏大小——不同阻尼档次,如快、慢、脉冲等
声级频谱仪:精密声级+倍频程滤波器,十档录音机:采样记录仪:声谱电信号——对数转换——整流——噪声峰值、均方根值(有效声压)、平均值实时分析仪:数字式谱线显示仪,较少
第五节 噪声标准与监测一、噪声标准——考虑因素:保护听力、噪声对人体健康影响、人体对噪声的主管烦恼度、技术经济条件等人的活动:体力——90,70;脑力——60,40;睡眠——50,30(最高+理想)
修正:一天不同时间、不同地区、室内外的修正值(窗条件)
城市——噪声标准值;企业——控制每个工作日接触噪声时间+允许标准值噪声剂量:实际噪声暴露时间/容许暴露时间,累计之和>1则超过安全标准控制:机动车辆、机场周围飞机、企业、船舶(内河、海洋)
输出:地图上以不同颜色或阴影线画出噪声带,每一噪声带代表一个噪声等级,相差5dB。
绿-黄-红-蓝二、噪声监测——机器设备、车辆、船舶、城市环境
2.1 城市:区域、交通、扰民噪声源调查、环境噪声长期监测
a 区域采样点设置:等距离网格,测量点为网格中心或相近位置、网格数不小于100
传声器位置:无障碍原则测定值:间隔5秒的A声级瞬时值(动态特性选择慢响应),分白天和黑夜两部分,100值统计值:累计百分声级——区域噪声污染图
b 交通采样点设置:两个交通路口间的交通线上选择测定,马路边人行道上,离马路20cm——代表两路口间该段道路的交通噪声测定值:间隔5秒的A声级瞬时值(慢响应),200连续值,同时记录交通流量(机动车)
20——L90,100——L50,180——L10——以Leq(正态分布,可计算得知)或L10评价——按5dB一挡分级——绘出交通噪声污染分布图
2.2 工业企业采样点设置:声级波动3dB为划分原则,选择1-3个测定,区域内小于3,区域间大于3
测定:稳态——A声级,不稳态——等效连续A声级或测量不同A声级下暴露时间,计算等效连续A声级,慢档,平均读数注意环境因素影响
2.3 机动车辆车内、车外、排气管后方等
2.4 机场周围飞机——精密、简易