第七章 噪聲監(jiān)測 - 武漢工程大學.

1、第一節(jié)第一節(jié) 聲音和噪聲聲音和噪聲第二節(jié)第二節(jié) 聲音的物理特性和量度聲音的物理特性和量度第三節(jié)第三節(jié) 噪聲的物理量和主觀聽覺的關系噪聲的物理量和主觀聽覺的關系第四節(jié)第四節(jié) 噪聲測量儀器噪聲測量儀器第五節(jié)第五節(jié) 噪聲標準噪聲標準第六節(jié)第六節(jié) 噪聲監(jiān)測噪聲監(jiān)測第七節(jié)第七節(jié) 振動及測量方法振動及測量方法第一節(jié)第一節(jié) 聲音和噪聲聲音和噪聲7.1.1聲音的定義聲音的定義 聲音的本質是波動。受作用的空氣發(fā)生振動，當振動頻率在2020000Hz時，作用于人的耳鼓膜而產生的感覺稱為聲音。7.1.2噪聲及其主要危害噪聲及其主要危害 人們生活和工作所不需要的聲音叫噪聲。 損傷聽力、干擾人們的睡眠和工作，誘發(fā)疾病，

2、干擾語言交流，強噪聲還會影響設備正常運轉和損環(huán)建筑結構。 3.波長 沿聲波傳播方向，振動一個周期所傳播的距離，或在波形上相位相同的相鄰兩點間的距離稱為波長，用表示，單位為m。 4.聲速 一秒時間內聲波傳播的距離叫聲波速度，簡稱聲速，記作c，單位為m/s。 頻率、波長和聲速三者的關系：fc 01lg10AAN 聲功率級常用聲功率級常用L LW W表示，定義為：表示，定義為：式中：式中：L LW W聲功率級，聲功率級，dBdB； W W聲功率，聲功率，W W； W W0 0基準聲功率，為基準聲功率，為101012W12W。0lg10WWLW2.2.聲功率級聲功率級 聲強級常用聲強級常用L LI I

3、表示，定義為：表示，定義為：式中：式中：L LI I聲強級，聲強級，dBdB； I I聲強，聲強，W/mW/m2 2； I I0 0基準聲強，在空氣中取基準聲強，在空氣中取101012W/m12W/m2 2。0lg10IILI3.3.聲強級聲強級4.4.聲壓級聲壓級聲壓級常用聲壓級常用L Lp p表示，定義為：表示，定義為：式中：式中：L Lp p聲壓級，聲壓級，dBdB； p p聲壓，聲壓，PaPa； p p0 0基準聲壓?；鶞事晧?。在空氣中規(guī)定在空氣中規(guī)定p p0 0為為2 210105 5PaPa，該值是正常青，該值是正常青年人耳朵剛能聽到的年人耳朵剛能聽到的1000Hz1000Hz純音

4、的聲壓值。純音的聲壓值。0202lg20lg10ppppLp202221lg10pppLp)1010lg(10101021ppLL 例例 兩聲源作用于某一點得聲壓級分別為兩聲源作用于某一點得聲壓級分別為L Lp p1 1= = 96 dB96 dB，L Lp p2 2=93 dB=93 dB， 由于由于L Lp p1 1L Lp p2 2=3 dB=3 dB，查曲線得，查曲線得L Lp p= 1.8 dB= 1.8 dB，因此，因此L Lp p總總96 dB +1.8 dB96 dB +1.8 dB97.8 dB97.8 dB。圖圖7.1 兩噪聲源的疊加曲線兩噪聲源的疊加曲線Lp1Lp2 /d

5、BLp /dB 掌握了兩個聲源的疊加，就可以推廣到多聲源掌握了兩個聲源的疊加，就可以推廣到多聲源的疊加，只需逐次兩兩疊加即可，而與疊加次序無的疊加，只需逐次兩兩疊加即可，而與疊加次序無關。關。 例如，有例如，有8 8個聲源作用于一點，聲壓級分個聲源作用于一點，聲壓級分別為別為 7070、7575、8282、9090、9393、9595、100dB100dB，它們合成，它們合成的總聲壓級可以任意次序查圖的總聲壓級可以任意次序查圖7.17.1的曲線兩兩疊加的曲線兩兩疊加而得。任選兩種疊加次序如下：而得。任選兩種疊加次序如下：2.噪聲的相減噪聲的相減 例例 為測定某車間中為測定某車間中一臺機器的噪聲

6、大小，從一臺機器的噪聲大小，從聲級計上測得聲級為聲級計上測得聲級為104 104 dBdB，當機器停止工作，測，當機器停止工作，測得背景噪聲為得背景噪聲為100dB100dB，求，求該機器噪聲的實際大小。該機器噪聲的實際大小。 解：由題可知解：由題可知104dB104dB是指機器噪聲和背景噪聲之是指機器噪聲和背景噪聲之和（和（L Lp p），而背景噪聲是），而背景噪聲是100 dB 100 dB （L Lp p1 1）。）。 L Lp pL Lp p1 1=4 dB=4 dB，從圖，從圖7.27.2中可查得相應中可查得相應L Lp p2.2 dB 2.2 dB ，因此該機器的實際噪聲噪級，因此

7、該機器的實際噪聲噪級L Lp p2 2= =L Lp p-L Lp p =101.8 dB=101.8 dB。圖圖7.2 背景噪聲修正曲線背景噪聲修正曲線LpLp1/dBLp/dB7.3.17.3.1響度和響度級響度和響度級 1.1.響度響度 響度是人耳判別聲音由輕到響的強度等級概響度是人耳判別聲音由輕到響的強度等級概念，響度的單位叫念，響度的單位叫“宋宋”，1 1宋的定義為聲壓級為宋的定義為聲壓級為40dB40dB，頻率為，頻率為1000Hz1000Hz，且來自聽者正前方的平面波形，且來自聽者正前方的平面波形的強度。如果另一個聲音聽起來比這個大的強度。如果另一個聲音聽起來比這個大n n倍，則

8、聲倍，則聲音的響度為音的響度為n n宋。宋。2.響度級響度級 定義定義1000Hz1000Hz純音聲壓級的分貝值為響度級的數(shù)純音聲壓級的分貝值為響度級的數(shù)值，任何其他頻率的聲音，當調節(jié)值，任何其他頻率的聲音，當調節(jié)1000Hz1000Hz純音的強純音的強度使之與這聲音一樣響時，則這度使之與這聲音一樣響時，則這1000Hz1000Hz純音的聲壓純音的聲壓級分貝值就定為這一聲音的響度級值。響度級的單級分貝值就定為這一聲音的響度級值。響度級的單位叫位叫“方方”。圖圖7.3 等響曲線等響曲線(又稱又稱ISO等響曲線等響曲線)根據大量實驗得到，響度級每改變根據大量實驗得到，響度級每改變1010方，響度方

9、，響度加倍或減半。加倍或減半?；蚧?)1040(2NLNNLNlg3340 響度級的合成不能直接相加，而響度可以相響度級的合成不能直接相加，而響度可以相加。加。 A A計權聲級是模擬人耳對計權聲級是模擬人耳對55dB55dB以下低強度噪聲以下低強度噪聲的頻率特性。的頻率特性。 B B計權聲級是模擬計權聲級是模擬555585dB85dB的中等強度噪的中等強度噪聲的頻率特性。聲的頻率特性。 C C計權聲級是模擬高強度噪聲的頻率特性。計權聲級是模擬高強度噪聲的頻率特性。 D D計權聲級是對噪聲參量的模擬，專用于計權聲級是對噪聲參量的模擬，專用于飛機噪聲的測量。飛機噪聲的測量。圖圖7.4 A、B、C、

10、D計權特性曲線計權特性曲線)d101lg(1001 . 0,AeqATLTtTLp式中：式中：L Lp pA A某時刻某時刻t t的瞬時的瞬時A A聲級，聲級，dBdB； T T 規(guī)定的測量時間，規(guī)定的測量時間，s s。 如果數(shù)據符合正態(tài)分布，其累積分布在正態(tài)如果數(shù)據符合正態(tài)分布，其累積分布在正態(tài)概率紙上為一直線，則可用下面近似公式計算：概率紙上為一直線，則可用下面近似公式計算：9010250,Aeq,60/LLddLLT L L1010，L L5050，L L9090為累積百分聲級，其定義是：為累積百分聲級，其定義是：L L1010測定時間內，測定時間內，1010的時間超過的噪聲級，的時間超

11、過的噪聲級，相當于噪聲的平均峰值；相當于噪聲的平均峰值；L L5050測量時間內，測量時間內，5050的時間超過的噪聲級，的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的平均值；相當于噪聲的平均值；L L9090測量時間內，測量時間內，9090的時間超過的噪聲級，的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的背景值。相當于噪聲的背景值。2.2.噪聲污染級噪聲污染級噪聲污染級（噪聲污染級（L LNPNP）：）：KLLeqNP式中：式中：K K常數(shù)，對交通和飛機噪聲取值常數(shù)，對交通和飛機噪聲取值2.562.56； 測定過程中瞬時聲級的標準偏差測定過程中瞬時聲級的標準偏差。niippLLn12AA)(11式中：式中：L Lp p

12、A Ai i 測得第測得第i i個瞬時個瞬時A A聲級；聲級； 所測聲級的算術平均值；所測聲級的算術平均值； n n 測得總數(shù)。測得總數(shù)。ApL3.晝夜等效聲級晝夜等效聲級 考慮到夜間噪聲具有更大的煩擾程度，故提考慮到夜間噪聲具有更大的煩擾程度，故提出一個新的評價指標出一個新的評價指標晝夜等效聲級（也稱日晝夜等效聲級（也稱日夜平均聲級），符號夜平均聲級），符號“L Ldndn”。它反映社會噪聲晝。它反映社會噪聲晝夜間的變化情況，表達式為：夜間的變化情況，表達式為：241081016lg10)10(1 .01 .0dnndLLL式中：式中：L Ld d白天的等效聲級，時間是從白天的等效聲級，時間

13、是從600600至至22002200，共，共1616個小時；個小時；L Ln n夜間的等效聲級，時間是從夜間的等效聲級，時間是從22002200至至第二天的第二天的600600，共，共8 8個小時。個小時。圖圖7.5 頻譜圖頻譜圖 表表7.17.1列出了列出了1 1倍頻程濾波器最常用的中心頻率倍頻程濾波器最常用的中心頻率值（值（f fm m），以及上、下截止頻率。這是經國際標準），以及上、下截止頻率。這是經國際標準化認定并作為各國濾波器產品的標準值。化認定并作為各國濾波器產品的標準值。表表7.1 常用常用1倍頻程濾波器的中心頻率和截止頻率倍頻程濾波器的中心頻率和截止頻率 一、聲級計一、聲級計

14、1.聲級計的工作原理聲級計的工作原理 聲級計，又叫噪聲計，是一種按照一定的頻率計權聲級計，又叫噪聲計，是一種按照一定的頻率計權和時間計權測量聲音的聲壓級和聲級的儀器，是聲學測和時間計權測量聲音的聲壓級和聲級的儀器，是聲學測量中最常用的基本儀器，是一種主觀性的電子儀器。量中最常用的基本儀器，是一種主觀性的電子儀器。 圖圖7.6 聲級計工作方框圖聲級計工作方框圖 按精度將聲級計分為按精度將聲級計分為1 1級和級和2 2級。兩種級別級。兩種級別的聲級計的各種性能指標具有同樣的中心值，的聲級計的各種性能指標具有同樣的中心值，僅僅是容許誤差不同，而且隨著級別數(shù)字的增僅僅是容許誤差不同，而且隨著級別數(shù)字的

15、增大，容許誤差放寬。大，容許誤差放寬。 按體積大小可分為臺式聲級計、便攜按體積大小可分為臺式聲級計、便攜式聲級計和袖珍式聲級計。式聲級計和袖珍式聲級計。 按指示方式可分為模擬指示（電表、按指示方式可分為模擬指示（電表、 聲級燈）和數(shù)字指示聲級計。聲級燈）和數(shù)字指示聲級計。 AWA5633D型聲級計AWA6270A噪聲頻譜分析儀AWA6270噪聲頻譜分析儀AWA6218C噪聲統(tǒng)計分析儀圖圖7.7 各種聲級計實物照片各種聲級計實物照片 干擾睡眠和休息的噪聲級閾值白天為干擾睡眠和休息的噪聲級閾值白天為50dB50dB，夜，夜間為間為45dB45dB，我國提出環(huán)境噪聲允許范圍見表，我國提出環(huán)境噪聲允許

16、范圍見表7.27.2。表表7.2 我國環(huán)境噪聲允許范圍我國環(huán)境噪聲允許范圍 單位：單位：dB 環(huán)境噪聲標準制定的依據是環(huán)境基本噪聲。環(huán)境噪聲標準制定的依據是環(huán)境基本噪聲。各國大多參考各國大多參考ISOISO推薦的基數(shù)（如睡眠為推薦的基數(shù)（如睡眠為30dB30dB），），根據不同時間、不同地區(qū)和室內噪聲受室外噪聲根據不同時間、不同地區(qū)和室內噪聲受室外噪聲影響的修正值以及本國具體情況來制定。影響的修正值以及本國具體情況來制定。 表表7.3 一天不同時間對基數(shù)的修正一天不同時間對基數(shù)的修正 單位：單位：dB表表7.4 不同地區(qū)對基數(shù)的修正值不同地區(qū)對基數(shù)的修正值 單位：單位：dB 表表7.5 室內噪

17、聲受室外噪聲影響的修正值室內噪聲受室外噪聲影響的修正值 單位：單位：dB 表表7.6 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值 單位：等效聲級單位：等效聲級Leq /dB(A)選自城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準 GB309693 適用于療養(yǎng)區(qū)、高級適用于療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館區(qū)等特別墅區(qū)、高級賓館區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域，位于別需要安靜的區(qū)域，位于城郊和鄉(xiāng)村的這一類區(qū)域城郊和鄉(xiāng)村的這一類區(qū)域分別按嚴于分別按嚴于0 0類標準類標準5dB5dB執(zhí)執(zhí)行。行。 表表7.6 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值單位：等效聲級單位：等效聲級Leq /dB(A) 適用于以居住、文教適用于以居住、文教機

18、關為主的區(qū)域，鄉(xiāng)村居機關為主的區(qū)域，鄉(xiāng)村居住環(huán)境可參照執(zhí)行該類標住環(huán)境可參照執(zhí)行該類標準。準。 表表7.6 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值單位：等效聲級單位：等效聲級Leq /dB(A) 適用于居住、商業(yè)、適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)。工業(yè)混雜區(qū)。 表表7.6 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值單位：等效聲級單位：等效聲級Leq /dB(A)適用于工業(yè)區(qū)適用于工業(yè)區(qū)。 表表7.6 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值單位：等效聲級單位：等效聲級Leq /dB(A) 適用于城市中的道路交通干適用于城市中的道路交通干線道路的兩側區(qū)域，穿越城區(qū)的線道路的兩側區(qū)域，穿越

19、城區(qū)的內河航道兩側區(qū)域，穿越城區(qū)的內河航道兩側區(qū)域，穿越城區(qū)的鐵路主、次干線兩側區(qū)域的背景鐵路主、次干線兩側區(qū)域的背景噪聲噪聲( (指不通過列車時的噪聲水平指不通過列車時的噪聲水平) )限值也執(zhí)行該類標準。限值也執(zhí)行該類標準。 表表7.6 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值單位：等效聲級單位：等效聲級Leq /dB(A)我國工業(yè)企業(yè)噪聲標準見表7.7和表7.8。 表表7.8 現(xiàn)有企業(yè)暫行標準現(xiàn)有企業(yè)暫行標準 表表7.7 新建、擴建、改建企業(yè)標準新建、擴建、改建企業(yè)標準我國機動車輛允許噪聲標準見表7.9表7.11表表7.9 汽車定置噪聲限值（汽車定置噪聲限值（GB161701996）

20、單位：dB(A)注：P按生產廠家規(guī)定的額定功率。表表7.10 汽車加速行駛車外噪聲限值（汽車加速行駛車外噪聲限值（GB14952002）注：注：GVM最大的總質量最大的總質量/t；P發(fā)動機額定功率發(fā)動機額定功率/kW。 表表7.11 摩托車和輕便摩托車噪聲限值（摩托車和輕便摩托車噪聲限值（GB1161691996） 單位：dB(A)表表7.12 機場周圍飛機噪聲標準機場周圍飛機噪聲標準 單位：dB “一類區(qū)域一類區(qū)域”指特殊住宅區(qū)，居住、文教區(qū)；指特殊住宅區(qū)，居住、文教區(qū)；“二類區(qū)域二類區(qū)域”指除一類區(qū)域以外的生活區(qū)。指除一類區(qū)域以外的生活區(qū)。表表7.13 船舶分類船舶分類 表表7.14 各類

21、船舶不同艙室噪聲級最大限制值各類船舶不同艙室噪聲級最大限制值 單位：dB注：注：機艙內任一測點的噪機艙內任一測點的噪聲級不得大于聲級不得大于110dB；客艙參照執(zhí)行?？团搮⒄請?zhí)行。表表7.15 海洋船舶各艙室噪聲級最大限制值海洋船舶各艙室噪聲級最大限制值注：注：機艙內任一測點的噪聲級不得大于機艙內任一測點的噪聲級不得大于110dB110dB； 客艙參照執(zhí)行?？团搮⒄請?zhí)行。 在測定城市噪聲污染分布情況后，可在城市地在測定城市噪聲污染分布情況后，可在城市地圖上用不同顏色或陰影線表示噪聲帶，每一噪聲帶圖上用不同顏色或陰影線表示噪聲帶，每一噪聲帶代表一個噪聲等級，每級相差代表一個噪聲等級，每級相差5d

22、B5dB。各等級的顏色。各等級的顏色和陰影線規(guī)定見表和陰影線規(guī)定見表7.167.16。表表7.16 各噪聲帶顏色和陰影線表示規(guī)定各噪聲帶顏色和陰影線表示規(guī)定7.6.1城市環(huán)境噪聲監(jiān)測方法城市環(huán)境噪聲監(jiān)測方法城市環(huán)境城市環(huán)境噪聲監(jiān)測噪聲監(jiān)測城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測 城市交通噪聲監(jiān)測城市交通噪聲監(jiān)測 城市環(huán)境噪聲長期監(jiān)測城市環(huán)境噪聲長期監(jiān)測 城市環(huán)境中擾民噪聲源的調查測試城市環(huán)境中擾民噪聲源的調查測試 測量儀器： 精度2型以上的積分式聲級計及環(huán)境噪聲自動監(jiān)測儀器。 測量條件： 無雨、無雪的天氣條件，風速為5.5ms以上時停止測量。 測量時間 分為白天（6:0022:00)和夜間(2

23、2:00 6:00）兩部分。 1.網格測量法網格測量法2.定點測量法定點測量法圖圖7.8 網格測量法示意圖網格測量法示意圖圖圖7.9 定點測量法示意圖定點測量法示意圖（二）城市交通噪聲監(jiān)測（二）城市交通噪聲監(jiān)測車行道監(jiān)測點 測量工業(yè)企業(yè)噪聲時，傳聲器的位置應在操作測量工業(yè)企業(yè)噪聲時，傳聲器的位置應在操作人員的耳朵位置，但人需離開。人員的耳朵位置，但人需離開。 測點選擇的原則是：測點選擇的原則是： 若車間內各處若車間內各處A A聲級波動小于聲級波動小于3dB3dB，則只需，則只需在車間內選擇在車間內選擇1 13 3個測點。個測點。 若車間內各處聲級波動大于若車間內各處聲級波動大于3dB3dB，則

24、應按，則應按聲級大小，將車間分成若干區(qū)域，這些區(qū)域必須包聲級大小，將車間分成若干區(qū)域，這些區(qū)域必須包括所有工人為觀察或管理生產過程而經常工作、活括所有工人為觀察或管理生產過程而經常工作、活動的地點和范圍。動的地點和范圍。表表7.17 工業(yè)企業(yè)噪聲測量記錄表工業(yè)企業(yè)噪聲測量記錄表_廠_車間，廠址_，_年_月_日/dB/dB表表7.18 等效連續(xù)聲級記錄表等效連續(xù)聲級記錄表測量條件測量場地及測點位置加速行駛車外噪聲測量方法勻速行駛的車外噪聲測量方法圖圖7.10 車外噪聲測量場地示意圖車外噪聲測量場地示意圖圖圖7.11 摩托車測量場地示意圖摩托車測量場地示意圖車內噪聲測量車內噪聲測量條件車內噪聲測點

25、位置測量方法表表7.19 車外噪聲測量記錄表車外噪聲測量記錄表圖圖7.12 駕駛室內噪聲測量示意圖駕駛室內噪聲測量示意圖表表7.20 車內噪聲測量記錄表車內噪聲測量記錄表表表7.21 車內噪聲頻譜車內噪聲頻譜 車速車速_km/h表表7.22 摩托車排氣管后方噪聲測量記錄表摩托車排氣管后方噪聲測量記錄表 測量條件：氣候條件為無雨、無雪，地面上測量條件：氣候條件為無雨、無雪，地面上10m10m高處的風速不大于高處的風速不大于5m/s5m/s，相對濕度不應超過，相對濕度不應超過9090，不應小于，不應小于3030。 傳聲器位置：測量傳聲器應安裝在開闊傳聲器位置：測量傳聲器應安裝在開闊平坦的地方，高于

26、地面平坦的地方，高于地面1.2 m1.2 m，離其他反射壁面，離其他反射壁面1 1 m m以上，注意避開高壓電線和大型變壓器。所有以上，注意避開高壓電線和大型變壓器。所有測量都應使傳聲器膜片基本位于飛機標稱飛行航測量都應使傳聲器膜片基本位于飛機標稱飛行航線和測點所確定的平面內，即是掠入射。線和測點所確定的平面內，即是掠入射。 在機場的近處應當使用聲壓型傳聲器，在機場的近處應當使用聲壓型傳聲器，其頻率響應的平直部分要達到其頻率響應的平直部分要達到10kHz10kHz。要求測。要求測量的飛機噪聲級最大值至少超過環(huán)境背景噪聲量的飛機噪聲級最大值至少超過環(huán)境背景噪聲級級20dB20dB，測量結果才被認為可靠。，測量結果才被認為可靠。 測量儀器：精度不低于測量儀器：精度不低于2 2型的聲級計型的聲級計或機場噪聲監(jiān)測系統(tǒng)及其