講 工業(yè)噪聲的危害及控制課件

2024/1/71?工業(yè)衛(wèi)生?

電子教案主講人：裴曉東2021年12月8日：Email：2024/1/72主要參考書(shū)2024/1/734.1前言4.2聲波的根本性質(zhì)4.3噪聲的量度、測(cè)定方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)4.4噪聲的危害及與平安生產(chǎn)的關(guān)系4.5控制噪聲的根本方法第4講工業(yè)噪聲的危害及控制2024/1/744.1前言4.1.1噪聲的定義物理學(xué)定義：各種頻率和聲強(qiáng)的聲音雜亂無(wú)章的組合；即噪聲是由各種不同頻率和不同強(qiáng)度的聲音無(wú)規(guī)那么組合而成的；〔噪聲——音樂(lè)〕生理和心理學(xué)定義：但凡人們不需要的、使人受到干擾的聲音都叫噪聲；4.1.2噪聲的分類(lèi)及特點(diǎn)工業(yè)噪聲——?jiǎng)趧?dòng)保護(hù)〔工業(yè)衛(wèi)生〕的研究重點(diǎn)；交通噪聲；生活噪聲；2024/1/75噪聲的特點(diǎn)：局部性——擴(kuò)散距離有限；分散性——幾乎存在于人類(lèi)所有的生活空間；暫時(shí)性——不積累，不持久；在噪聲控制中，應(yīng)充分利用這些特點(diǎn)；4.1.3噪聲的危害在全世界范圍內(nèi)，噪聲已經(jīng)成為危害人類(lèi)健康的重要因素，早在上世紀(jì)60年代，就被列為全球三大公害之一；即空氣污染、水污染和噪聲污染；4.1前言〔續(xù)〕2024/1/76噪聲對(duì)人體的危害很大，長(zhǎng)時(shí)間處在強(qiáng)烈的噪聲環(huán)境中，會(huì)引起聽(tīng)覺(jué)能力的下降，直至引起噪聲性耳聾；特強(qiáng)的噪聲還會(huì)引起人耳的外傷，甚至耳膜被擊穿而出血；噪聲還能損害人的整個(gè)機(jī)體，使人的血壓升高，呼吸和脈搏加快，胃液含酸量減少，消化能力減弱等；胃潰瘍的發(fā)病率，在高噪聲條件下比在安靜條件下高5倍；噪聲易使人發(fā)生注意力分散、失眠、頭疼、神經(jīng)緊張等神經(jīng)系統(tǒng)病癥；噪聲的掩蔽效應(yīng)使作業(yè)人員聽(tīng)不到信號(hào)或事故的前兆聲響，導(dǎo)致事故危險(xiǎn)性增加，勞動(dòng)生產(chǎn)率也降低；例如，機(jī)械振動(dòng)、摩擦、撞擊以及氣流擾動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲；2024/1/774.1前言〔續(xù)〕4.1.4研究與控制噪聲的意義隨著工業(yè)機(jī)械化程度的日益提高，機(jī)器的功率越來(lái)越大，機(jī)器的轉(zhuǎn)速越來(lái)越高，噪聲危害日益嚴(yán)重；特別是在一些重型機(jī)械行業(yè)、鋼鐵企業(yè)和廣泛采用壓氣動(dòng)力設(shè)備的機(jī)械化礦井中，噪聲控制就顯得更為重要；控制噪聲→保護(hù)勞動(dòng)者身心健康→提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減少事故發(fā)生→保障生產(chǎn)平安2024/1/784.2聲波的根本性質(zhì)4.2.1聲波的產(chǎn)生與類(lèi)型聲波的傳播必須有兩個(gè)條件：一是要有振動(dòng)的物體；這個(gè)做機(jī)械振動(dòng)的物體稱(chēng)為聲源；二是要有能夠傳播聲波的媒質(zhì)；這個(gè)聲波存在并傳播的彈性媒質(zhì)空間稱(chēng)為聲場(chǎng)；聲波的類(lèi)型：1、按介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與聲波傳播方向的關(guān)系分為：縱波——二者一致〔聲波在空氣中〕橫波——二者垂直〔聲波沿液體和固體外表傳播時(shí)〕在噪聲控制中，主要研究縱波；2024/1/79聲波的類(lèi)型：2、按發(fā)生時(shí)間分：連續(xù)波——機(jī)械的連續(xù)振動(dòng)；脈沖波——放炮、打樁等；3、按聲波的空間位置〔波陣面形狀〕分：平面波——波陣面是平面，由平面聲源產(chǎn)生；球面波——波陣面是球面，由點(diǎn)聲源產(chǎn)生；柱面波——波陣面是柱面，由線聲源產(chǎn)生；圖3－1、幾種聲波的波陣面及聲線2024/1/7104.2聲波的根本性質(zhì)〔續(xù)〕4.2.2聲波的物理參數(shù)人耳的聽(tīng)力范圍是20～20000Hz；1、聲波的波長(zhǎng)、頻率和聲速2、聲波的聲壓〔P〕物體的振動(dòng)引起空氣中質(zhì)點(diǎn)的疏密變化，這種變化將引起空氣靜壓〔靜壓強(qiáng)〕的起伏變化，我們稱(chēng)這個(gè)變化量為聲壓；聲壓的單位就是壓強(qiáng)的單位，在國(guó)際單位制中，聲壓的根本單位是帕，輔助單位是微巴，μbar；在描述聲波的所有物理量中，聲壓P是最容易測(cè)量得到的，且通過(guò)P和頻率可求出其他所有物理參量；因此在聲波〔噪聲〕研究中，聲壓P是最關(guān)鍵的一個(gè)量；2024/1/711聲波是正弦波，其聲壓也有瞬時(shí)值、最大值、有效值等概念，其關(guān)系與電工學(xué)中描述電壓的公式一樣，即：其中Pm是聲壓幅值，Pe是有效聲壓；對(duì)人耳起作用的是有效聲壓Pe；與電壓相似，如不特別強(qiáng)調(diào)，我們所提及的聲壓值或儀表測(cè)得的聲壓值均是指有效聲壓；2024/1/712聲壓對(duì)人耳的作用：聲壓的大小直接反映聲波的強(qiáng)弱；聲壓愈大，人耳聽(tīng)起來(lái)愈響，反之那么愈??；人耳能聽(tīng)到的最低聲壓界限叫聞閾；正常人的聞閾聲壓約為2×10－5Pa；能使人耳產(chǎn)生疼痛感覺(jué)的聲壓界限叫痛閾；正常人的痛閾聲壓為20Pa；如果聲壓再提高，會(huì)導(dǎo)致人耳鼓膜破裂出血，造成耳聾；下面是幾個(gè)聲壓實(shí)例：正常說(shuō)話(huà)聲0.01～0.1Pa交響樂(lè)0.3Pa噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)〔距噴口5m〕約100Pa，會(huì)導(dǎo)致爆震性耳聾；2024/1/713從聞閾聲壓到痛閾聲壓的絕對(duì)值之比是0.00002:20＝1:106這說(shuō)明人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍是非常廣的，聲學(xué)工程中，由于聲壓值變化范圍太大，所以直接用聲壓來(lái)衡量聲音的大小不很方便，聲學(xué)工程中多采用聲壓級(jí)作為計(jì)量單位，其定義為：其中LP——聲壓級(jí)，dB；

P——實(shí)際聲壓，Pa；

P0——基準(zhǔn)聲壓，P0＝2×10－5Pa；2024/1/7143、聲波的聲能密度、聲強(qiáng)和聲功率聲場(chǎng)是一種能量場(chǎng)，其大小可用聲能密度表示；聲波的能量稱(chēng)為聲能量，聲波的全能量為其動(dòng)能與位能之和，單位為J；單位體積聲場(chǎng)內(nèi)的聲能量稱(chēng)為聲能密度，記作ε，其單位為J/m3；ε也是按振動(dòng)周期變化的量；式3－12是一個(gè)普適公式，它代表單位體積內(nèi)聲能密度的瞬時(shí)值；平均聲能密度：2024/1/715聲功率和聲強(qiáng)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于聲傳播方向上的面積為S的平均聲能量就稱(chēng)為平均聲能量流或稱(chēng)為平均聲功率；聲強(qiáng)——又稱(chēng)平均聲能量流密度，通過(guò)垂直于聲傳播方向的單位面積上的平均聲能量流；聲強(qiáng)是有方向的量，它的指向就是聲傳播的方向；2024/1/7164.2聲波的根本性質(zhì)〔續(xù)〕4.2.3聲波的反射、折射與繞射當(dāng)聲波從一種媒質(zhì)傳播到另外一種媒質(zhì)時(shí)，在兩種媒質(zhì)的分界面上，聲波的傳播方向要發(fā)生變化，產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象；原因：兩種媒質(zhì)的聲阻抗不同所致；與光不同的是，聲波在傳播過(guò)程中還有繞射現(xiàn)象，且頻率越低，繞射能力越強(qiáng)；有實(shí)用意義，如隔聲墻的設(shè)計(jì)；2024/1/7174.2聲波的根本性質(zhì)〔續(xù)〕4.2.4聲波的干預(yù)與聲駐波幾列聲波同在同一媒質(zhì)中傳播時(shí)，這些聲波在相遇以后仍能保持其特性，沿原來(lái)方向繼續(xù)傳播；例如當(dāng)幾種樂(lè)器合奏時(shí)，仍能區(qū)分出各個(gè)樂(lè)器的聲音；但在幾列聲波相遇處，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)就等于各列聲波在該處振動(dòng)的疊加，這就是聲波的疊加原理；1、聲波的干預(yù)假設(shè)在同一媒質(zhì)中同時(shí)傳播幾列聲波，當(dāng)這幾列聲波的頻率相同，且有固定的相位差，那么它們?cè)诏B加時(shí)就會(huì)產(chǎn)生波的干預(yù)現(xiàn)象：使聲場(chǎng)中某些點(diǎn)處的振動(dòng)加強(qiáng)，某些點(diǎn)處的振動(dòng)減弱；2024/1/7182、聲駐波聲駐波是干預(yù)現(xiàn)象的特例；假設(shè)在同一媒質(zhì)中兩列平面聲波的聲壓幅值相同、頻率相等，而傳播的方向相反，那么由疊加原理合成的聲波稱(chēng)為駐波；3、不相干波假設(shè)在同一媒質(zhì)中兩列聲波的頻率和相位沒(méi)有固定的關(guān)系而帶有隨機(jī)性，這種波稱(chēng)為不相干波；噪聲一般是不相干波；2024/1/7194.2聲波的根本性質(zhì)〔續(xù)〕4.2.5聲波輻射的指向性聲源在不同的方向上具有不同的聲輻射本領(lǐng)，我們把聲源的這種性質(zhì)稱(chēng)為聲源的指向特性；把任一方向上的聲強(qiáng)和等距離的平均聲強(qiáng)之比值定義為指向性因數(shù)，以Q表示；〔描述了聲波的指向特性〕有時(shí)還用dB來(lái)表示指向性因數(shù)，以G表示，稱(chēng)指向性指數(shù)；顯然，無(wú)指向性時(shí)Q＝1，G＝0；噪聲大多屬于無(wú)指向性聲源；但排氣〔風(fēng)〕口的空氣動(dòng)力性噪聲具有指向性；2024/1/7204.3噪聲的量度、測(cè)定方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)4.3.1噪聲的量度聲音性質(zhì)的三要素:響度：聲強(qiáng)的大??；√音調(diào)：頻率上下；√音色：波形特點(diǎn)；諧波成分及其相對(duì)強(qiáng)度，是區(qū)別聲音的重要指標(biāo)；但不是噪聲研究的重點(diǎn)；對(duì)噪聲的度量可以采用物理量如聲壓和聲壓級(jí)、聲強(qiáng)和聲強(qiáng)級(jí)、聲功率和聲功率級(jí)以及頻譜來(lái)量度；也可以用人的聽(tīng)覺(jué)如響度和響度級(jí)、各種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)聲級(jí)和感覺(jué)噪聲級(jí)來(lái)量度；2024/1/7211、級(jí)的定義和分貝的計(jì)算聲壓級(jí)可以用分貝〔dB〕來(lái)表示，這使我們可以在小數(shù)字范圍內(nèi)對(duì)聲壓進(jìn)行評(píng)價(jià)和計(jì)算；〔式3－5〕分貝(dB)原是電氣工程師在電訊領(lǐng)域開(kāi)始應(yīng)用的；聲學(xué)中，我們用所研究的數(shù)量與一個(gè)任選參考量取以10為底的對(duì)數(shù)量——級(jí)，作為表示聲音大小的常用單位；聲壓、聲強(qiáng)、聲功率都可以分別用聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)來(lái)表示其大小；級(jí)是一個(gè)作相比照較的無(wú)量綱量；其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：式中L——級(jí)，dB；W——所研究的功率，W；W0——基準(zhǔn)功率，W；4.3.1噪聲的量度〔續(xù)〕2024/1/722根據(jù)級(jí)的定義，聲壓級(jí)的數(shù)學(xué)表達(dá)式應(yīng)為：其中LP——聲壓級(jí)，dB；P——聲壓有效值，Pa；P0——基準(zhǔn)聲壓，P0＝2×10－5Pa；關(guān)于10和20的系數(shù)在電工領(lǐng)域也存在，如功率增益為10,電壓和電流的增益為20；同理，可得聲強(qiáng)級(jí)與聲功率級(jí)分別為：式中I0——基準(zhǔn)聲強(qiáng)，I0＝10－12W/m2；

W0——基準(zhǔn)功率，W0＝10－12W；2024/1/723分貝的加法前面關(guān)于級(jí)的運(yùn)算都是針對(duì)一個(gè)聲源的，在實(shí)際工作中，聲場(chǎng)中的同一地點(diǎn)往往要受多個(gè)噪聲源的影響，需要解決聲強(qiáng)級(jí)或聲壓級(jí)的疊加問(wèn)題；如聲場(chǎng)中有幾個(gè)聲源，其聲功率分別為W1、W2、……Wn,在某處測(cè)得其聲壓和聲強(qiáng)分別為P1……、I1……，如不考慮級(jí)的運(yùn)算，那么總聲功率、聲壓、聲強(qiáng)有簡(jiǎn)單關(guān)系：W＝W1＋……I＝I1＋……P2＝P12＋……即使純物理量，也非直接相加關(guān)系；如測(cè)得的值都用級(jí)〔分貝〕表示，其總的級(jí)是什么關(guān)系呢？2024/1/724為方便理解，設(shè)僅有兩個(gè)聲源，單獨(dú)發(fā)聲時(shí)，在聲場(chǎng)中某處測(cè)得的聲壓級(jí)分別為L(zhǎng)P1和LP2,求同時(shí)發(fā)聲時(shí)的總聲壓級(jí)；由此可導(dǎo)出計(jì)算假設(shè)干個(gè)聲源的總聲壓級(jí)公式：2024/1/725分貝的減法把某一噪聲作為被測(cè)對(duì)象，與被測(cè)對(duì)象噪聲無(wú)關(guān)的干擾噪聲的總和，稱(chēng)為相對(duì)于被測(cè)對(duì)象的本底噪聲，它由環(huán)境噪聲和其它干擾噪聲組成；本底噪聲可以被測(cè)定，本底噪聲和被測(cè)對(duì)象噪聲的總和也可以測(cè)定，所以必須從總噪聲級(jí)中減去本底噪聲才能得到被測(cè)對(duì)象的噪聲；分貝相減的過(guò)程類(lèi)似于分貝相加總聲級(jí)方程和外界或背景聲壓級(jí)方程為：2024/1/726由此便可計(jì)算得出被測(cè)聲源的聲壓級(jí)為：其中LP——總聲壓級(jí)，dB；

LPS——待測(cè)聲源的聲壓級(jí)，dB；

LPB——外界或背景聲壓級(jí)，dB；2024/1/7272、噪聲頻譜頻譜——噪聲頻率與強(qiáng)度〔通常用聲壓級(jí)〕之間的關(guān)系稱(chēng)頻譜；表示這種關(guān)系的圖形稱(chēng)頻譜圖；用頻譜圖或頻譜儀對(duì)噪聲進(jìn)行分析稱(chēng)為頻譜分析；通過(guò)噪聲的頻譜分析，就能了解噪聲的頻率特性，為控制噪聲和設(shè)計(jì)噪聲結(jié)構(gòu)提供依據(jù)；為研究方便起見(jiàn)，通常需要將寬廣的聲頻變化范圍〔20～20000HZ〕劃分為假設(shè)干較小的區(qū)段加以研究，每一區(qū)段稱(chēng)為頻程〔或頻帶〕；頻程有上限頻率值、下限頻率值和中心頻率值，上下頻率之差稱(chēng)為頻帶寬度，簡(jiǎn)稱(chēng)帶寬；4.3.1噪聲的量度〔續(xù)〕2024/1/728實(shí)踐說(shuō)明，兩個(gè)不同頻率的聲音的聽(tīng)覺(jué)差異，取決于兩個(gè)聲音頻率的比值，而不是它們的差值；如鋼琴相鄰兩鍵的頻率比為21/12，約1.06倍,頻率范圍27.5～4186HZ；假設(shè)將20～20000Hz的頻率范圍，按頻率倍比的關(guān)系劃分，每個(gè)頻帶的上限頻率和下限頻率相差一倍，即相鄰頻率之比為2:1，這種頻程稱(chēng)為倍頻程；用倍頻程劃分頻段，可將聲頻范圍劃成10個(gè)頻段，并已全球標(biāo)準(zhǔn)化，其中心頻率分別為31.5、63、125、250、500、1000、2000、4000、8000、16000Hz；為了得到比倍頻程更為詳細(xì)的頻譜，也常使用１／３倍頻程，１／３倍頻程就是把每一個(gè)倍頻程的頻帶再按比例等比關(guān)系分為3段，使頻帶寬度更窄；2024/1/729也就是在一倍頻程的頻率之間再插入兩個(gè)頻率，那么這四個(gè)頻率成以下比例：1：21/３：2２/３：2；有了以上的概念，就可用頻譜分析儀對(duì)噪聲進(jìn)行頻譜分析，從而繪出其頻譜圖，為有針對(duì)性的治理提供依據(jù)；〔實(shí)驗(yàn)內(nèi)容〕2024/1/730３、等響曲線、響度級(jí)、響度噪聲測(cè)量中，往往通過(guò)聲學(xué)儀器反映噪聲的性質(zhì)，我們經(jīng)常用聲壓、聲壓級(jí)或頻帶聲壓級(jí)作為噪聲測(cè)量的物理參數(shù)；聲壓級(jí)越高，噪聲強(qiáng)度越強(qiáng)；聲學(xué)儀器對(duì)高于20kHz的超聲波可作出記錄，對(duì)低于20Hz的次聲波也可作出記錄，但是這兩種聲音人耳卻完全聽(tīng)不到，這說(shuō)明涉及到人耳聽(tīng)覺(jué)時(shí)，只用上述物理參數(shù)就不能說(shuō)明問(wèn)題，聲壓、聲壓級(jí)只表征了噪聲的強(qiáng)弱，而不能正確反響人耳的響應(yīng)；為了用人耳來(lái)正確評(píng)價(jià)噪聲，必須了解噪聲引起的一些主觀響應(yīng)及其量度；下面討論的等響曲線、響度級(jí)、響度及各種計(jì)權(quán)聲級(jí)都是與人的耳朵的聽(tīng)覺(jué)相關(guān)聯(lián)的聲學(xué)量；4.3.1噪聲的量度〔續(xù)〕2024/1/731等響曲線聽(tīng)起來(lái)一樣響的不同頻率和聲壓級(jí)的聲音在頻譜坐標(biāo)中連成的線叫等響曲線；注意這里的等響僅是主觀感覺(jué)上的等響而不是物理量的相等；聲音對(duì)人耳產(chǎn)生的影響與人對(duì)它的印象取決于它的頻率和聲壓級(jí)；在同一頻率下，聲壓級(jí)愈高，聽(tīng)起來(lái)愈響；頻率不同，聲壓級(jí)相同的兩個(gè)聲音聽(tīng)起來(lái)也不一樣響；根據(jù)人耳的這一特性并通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出了所謂的“等響曲線圖〞；如圖3-4所示；圖中每條曲線都是經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得來(lái)的〔ISO.1961〕；2024/1/732例如，聲壓級(jí)為95dB、45Hz的純音，聲壓級(jí)為75db、400Hz的純音，聲壓級(jí)為70dB、3800Hz的純音，它們與聲壓級(jí)為80db、頻率為1000Hz的純音聽(tīng)起來(lái)一樣響，故都在同一條曲線上；等響曲線實(shí)際上反映了人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)器官的一些重要特點(diǎn)，可歸納為：〔1〕在聲壓級(jí)較低時(shí)，低頻變化引起的聽(tīng)覺(jué)變化比中、高頻大；中、高頻顯得比低頻更響些；2024/1/733〔2〕在聲壓級(jí)較高時(shí)〔大于90分貝以后〕，曲線較平緩，反映了聲壓級(jí)相同的各頻率聲音差不多一樣響，即與頻率的關(guān)系不大；〔3〕人耳對(duì)4000Hz聲音最敏感，也最容易受損傷，噪聲性耳聾就是從這個(gè)范圍開(kāi)始的；所以在噪聲治理中需要著重研究和消除中、高頻率噪聲；響度級(jí)為了使用上的方便，人們利用聲壓級(jí)的概念，引出了一個(gè)與頻率有關(guān)的量——響度級(jí)；其單位為方〔phon〕；定義為：選取頻率為1000Hz的純音作為基準(zhǔn)聲音，假設(shè)某一噪聲聽(tīng)起來(lái)與該純音一樣響，那么該噪聲的響度級(jí)就等于這個(gè)純音的聲壓級(jí)〔分貝值〕；例如，某一噪聲聽(tīng)起來(lái)與聲壓級(jí)85dB、頻率為1000Hz的基準(zhǔn)聲音一樣響，那么該噪聲的響度級(jí)就是85方；而不管其頻率和實(shí)際聲壓級(jí)是多少；2024/1/734響度響度級(jí)是描述響度的主觀值，它把聲壓級(jí)和頻率用一個(gè)概念統(tǒng)一起來(lái)了，但響度級(jí)仍是一個(gè)與聲壓級(jí)有關(guān)的量，不便于直接比較和計(jì)算；為此，再引入一個(gè)新的概念——響度；響度的單位為宋〔sone〕；并規(guī)定：40方為1宋，50方為2宋，60方為4宋，……它們之間的關(guān)系，也可用公式表述：其中S——響度，宋；

LL——響度級(jí)，方；2024/1/735經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，響度級(jí)變化10方，人的主觀聽(tīng)覺(jué)可以感到聲音的響度大約變化2倍〔即加倍或減半〕；響度比響度級(jí)更接近于人耳的聽(tīng)覺(jué)特性，因而在實(shí)際工作中得到了廣泛應(yīng)用；響度級(jí)不能直接加減，而兩個(gè)不同響度的聲音可以疊加，這在聲學(xué)計(jì)算上是很方便的；同時(shí)用響度表示噪聲的大小也比較直觀，可直接算出聲音增加或減少的百分比；例如，噪聲經(jīng)消聲處理后，響度級(jí)從120方〔響度為256宋〕降低到90方〔32宋〕，那么總響度降低87.5%；2024/1/7364、A聲級(jí)〔計(jì)權(quán)聲級(jí)〕用響度級(jí)來(lái)評(píng)價(jià)噪聲的大小反映了人耳的聽(tīng)覺(jué)特性，但我們不能對(duì)每一個(gè)噪聲，去調(diào)節(jié)一個(gè)1000Hz的純音來(lái)進(jìn)行比較，以便知道這個(gè)噪聲是多少方，所以必須設(shè)法進(jìn)行直接測(cè)量；為了能直接測(cè)量，人們就設(shè)法用電路來(lái)模擬人耳的聽(tīng)覺(jué)特性，即設(shè)置各種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，于是就出現(xiàn)了計(jì)權(quán)聲級(jí)；目前世界各國(guó)根本上都采用A聲級(jí)來(lái)評(píng)價(jià)噪聲；噪聲測(cè)量?jī)x器——聲級(jí)計(jì)；假設(shè)想使每條等響曲線的頻率響應(yīng)〔修正量〕完全符合，在聲級(jí)計(jì)上至少需設(shè)13套修正電路，這是很困難的；國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在一般情況下，聲級(jí)計(jì)上只設(shè)三套修正電路，即A、B、C三種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，分別效仿倍頻程等響曲線中的40方、70方和100方三條曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)；4.3.1噪聲的量度〔續(xù)〕2024/1/737常用的是A計(jì)權(quán)和C計(jì)權(quán)，B計(jì)權(quán)已逐漸淘汰，D計(jì)權(quán)主要用于測(cè)量航空噪聲，E計(jì)權(quán)是新近出現(xiàn)的，SL計(jì)權(quán)是用于衡量語(yǔ)言干擾的；其中A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)較好地模仿了人耳對(duì)低頻段〔500Hz以下〕不敏感，而對(duì)1000～5000Hz敏感的特點(diǎn)；用A計(jì)權(quán)聲級(jí)來(lái)測(cè)量噪聲的大小，叫做A聲級(jí)，記作分貝〔A〕，或dB〔A〕；目前在噪聲測(cè)量中得到最廣泛的應(yīng)用，并在全世界范圍內(nèi)被用來(lái)作為評(píng)價(jià)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)；2024/1/7385、等效連續(xù)聲級(jí)用各種計(jì)權(quán)聲級(jí)測(cè)量噪聲，只能測(cè)穩(wěn)態(tài)噪聲或非穩(wěn)態(tài)噪聲的瞬時(shí)值；但在實(shí)際工作中更多的是非穩(wěn)態(tài)噪聲，包括間斷的、脈沖的或周期性變化的等；工業(yè)衛(wèi)生中，最常用的是要評(píng)價(jià)某車(chē)間一個(gè)工作日內(nèi)的平均噪聲級(jí)；對(duì)非穩(wěn)態(tài)噪聲，就需要引入等效連續(xù)聲級(jí)的概念；所謂等效連續(xù)聲級(jí)，是用某種計(jì)算方法來(lái)評(píng)價(jià)一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的非穩(wěn)態(tài)噪聲的的平均值；4.3.1噪聲的量度〔續(xù)〕2024/1/739等效聯(lián)系聲級(jí)的計(jì)算方法〔暴露時(shí)間法〕將測(cè)得的A聲級(jí)從小到大排序并按每5dB分成一段，用中心聲級(jí)表示；中心聲級(jí)表示的各段為：80、85、90、95、100、105、110、115dB；80dB表示78～82dB的聲級(jí)別范圍，其余類(lèi)推；將各段的聲級(jí)的總暴露時(shí)間統(tǒng)計(jì)出來(lái)，如表3-2；2024/1/740其中Leq——等效連續(xù)聲級(jí)，dB〔A〕；Tn——表示第n段聲級(jí)LPn在一個(gè)工作日的總暴露時(shí)間，min；2024/1/7414.3噪聲的量度、測(cè)定方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)〔續(xù)〕4.3.2聲波的衰減聲波三個(gè)特點(diǎn)之一：局部性→擴(kuò)散距離有限→由衰減造成；可以利用聲波衰減的特點(diǎn)來(lái)減少和控制噪聲的危害；聲波的衰減——我們把聲波在媒質(zhì)傳播過(guò)程中聲強(qiáng)和聲壓隨著離聲源的距離增大而逐漸減弱的現(xiàn)象，稱(chēng)為聲波的衰減；擴(kuò)散衰減；√吸收衰減；√散射衰減；2024/1/742聲波衰減計(jì)算的一般關(guān)系式為：其中LP——接收點(diǎn)的聲壓級(jí)，dB；

LW——聲源輸出的聲功率級(jí)，dB；

△LP1——由于擴(kuò)散所引起的衰減，dB；

△LP2——由于媒質(zhì)吸收所引起的衰減，dB；

△LP3——由于散射所引起的衰減，dB；2024/1/7431、聲波的擴(kuò)散衰減擴(kuò)散衰減——隨著離聲源距離的加大，由于波陣面的擴(kuò)大而造成的衰減稱(chēng)為擴(kuò)散衰減；離聲源距離加大，波陣面也愈來(lái)愈大，通過(guò)單位面積上的聲能相應(yīng)減小，使聲強(qiáng)或聲壓隨距離的增加而衰減；波陣面的形狀取決于聲源的種類(lèi)，即點(diǎn)聲源、線聲源和面聲源；不同類(lèi)型的聲源其擴(kuò)散衰減的計(jì)算方法完全不同，我們僅研究點(diǎn)聲源的擴(kuò)散衰減；在實(shí)際工作中大多數(shù)情況下都可簡(jiǎn)化為點(diǎn)聲源；所謂點(diǎn)聲源就是聲源的尺寸與聲源至接收點(diǎn)的距離相比很小的聲源，這樣即使幾何尺寸相當(dāng)大的聲源也可作為點(diǎn)聲源來(lái)處理；4.3.2聲波的衰減〔續(xù)〕2024/1/744在自由聲場(chǎng)中，點(diǎn)聲源的聲功率為W，在半徑r1及r2處的聲強(qiáng)分別為I1及I2，那么：根據(jù)聲強(qiáng)級(jí)的定義，那么在半徑r1及r2處的聲強(qiáng)級(jí)分別為：又根據(jù)公式3－20有：〔講義P42〕2024/1/745如果r2＝2r1，那么：即離聲源距離每增加一倍，聲強(qiáng)級(jí)下降6dB，假設(shè)距離減半，聲強(qiáng)級(jí)上升6dB；聲壓級(jí)與聲強(qiáng)級(jí)的關(guān)系根據(jù)公式3－18有：〔講義P42〕即聲強(qiáng)級(jí)和聲壓級(jí)是相等的；2024/1/746[例]距點(diǎn)聲源20m處的聲壓級(jí)為85dB，距聲源60m處的聲壓級(jí)為多少?2024/1/7472、聲波的吸收衰減聲波在均勻媒質(zhì)中傳播時(shí)，除了擴(kuò)散衰減外，其衰減的最主要原因是由于聲能被媒質(zhì)吸收所造成的；其吸收的原因是因?yàn)槁暡ㄔ趥鞑ミ^(guò)程中不斷對(duì)介質(zhì)做功，擴(kuò)張、壓縮，使聲能轉(zhuǎn)變成熱能；聲強(qiáng)I和聲壓P隨距離的增大而衰減的公式如下：4.3.2聲波的衰減〔續(xù)〕可見(jiàn)聲強(qiáng)和聲壓均因媒質(zhì)吸收而按指數(shù)規(guī)律衰減；距離x越大，衰減得就越快；衰減曲線如圖3-6所示；2024/1/748式中I0、P0為在x＝0處的聲強(qiáng)和有效聲壓值；a稱(chēng)為聲壓衰減系數(shù)；2a稱(chēng)為聲強(qiáng)衰減系數(shù)；2倍的關(guān)系是由二者之間的平方關(guān)系導(dǎo)致的；衰減系數(shù)反映聲波在傳播時(shí)媒質(zhì)的吸收特性，它與媒質(zhì)的粘滯系數(shù)、密度、比熱等多種因數(shù)有關(guān)；實(shí)際應(yīng)用中，人們還是關(guān)心聲壓級(jí)或聲強(qiáng)級(jí)的衰減，聲壓級(jí)的衰減量計(jì)算：2024/1/749同樣可得出聲強(qiáng)級(jí)的衰減量計(jì)算與聲壓級(jí)完全一樣，即ΔLI＝8.7ax；在噪聲控制中，衰減系數(shù)常用dB/m做單位，表3-3給出了溫度為20℃時(shí)空氣的聲吸收衰減系數(shù)；2024/1/750[例]頻率為2000Hz的球面波，空氣相對(duì)濕度為40％，距聲源r0＝10m處的聲壓為L(zhǎng)P0＝120dB，求在距離聲源中心100m處的聲壓級(jí)?2024/1/7514.3噪聲的量度、測(cè)定方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)〔續(xù)〕4.3.3噪聲的測(cè)定方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)不同的測(cè)量目的和要求，可選擇不同的測(cè)量?jī)x器和不同的測(cè)量方法；對(duì)于廠礦噪聲的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，最常用的儀器是聲級(jí)計(jì)和頻譜分析儀；分析儀和自動(dòng)記錄儀聯(lián)用，可自動(dòng)地把頻譜記錄在坐標(biāo)紙上；如果現(xiàn)場(chǎng)缺少上述儀器，可先用錄音機(jī)把被測(cè)試的噪聲記錄下來(lái)，然后再在實(shí)驗(yàn)室里用適當(dāng)?shù)膬x器進(jìn)行頻譜分析；1、噪聲的測(cè)量?jī)x器2024/1/752〔1〕聲級(jí)計(jì)聲級(jí)計(jì)是廠礦進(jìn)行快速現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的一種根本測(cè)量?jī)x器；它體積小，重量輕，用干電池供電，便于攜帶；一般由傳聲器、放大器、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、指示表頭等局部組成；傳聲器又叫話(huà)筒，它的作用是把聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)放大器放大后，由計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)計(jì)權(quán)，再經(jīng)整流器變?yōu)橹绷鳎芍甘颈眍^加以顯示；計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)人耳對(duì)聲音的頻率響應(yīng)特性而設(shè)計(jì)的電濾波器；指示表頭可以是針尖式，也可以是數(shù)字式，其讀數(shù)是聲壓的有效值，也叫均方根值；2024/1/753〔2〕頻譜分析儀頻譜分析儀是用來(lái)測(cè)量噪聲頻譜的儀器，它主要由兩大局部組成：一局部是測(cè)量放大器，一局部是濾波器；濾波器是把復(fù)雜的噪聲成分，分成假設(shè)干個(gè)頻帶，測(cè)量時(shí)只允許某個(gè)特定頻帶的聲音通過(guò)，此時(shí)表頭指示的讀書(shū)是該頻帶內(nèi)的聲壓級(jí)；廠礦常用的有倍頻程濾波器和1/3倍頻程濾波器；2、噪聲測(cè)量的方法測(cè)量前要對(duì)儀器進(jìn)行檢查，在儀器正常的前提下還要用聲學(xué)校準(zhǔn)器〔活塞發(fā)聲器〕進(jìn)行校準(zhǔn)；2024/1/754〔1〕測(cè)量的條件測(cè)量時(shí)要考慮測(cè)量條件不受干擾；首先要排除本底噪聲的影響，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)應(yīng)先測(cè)本底噪聲，后測(cè)總聲級(jí)，最后按分貝減法的計(jì)算原那么，計(jì)算出聲源的噪聲；其次要注意現(xiàn)場(chǎng)反射聲的影響，要把傳聲器放在盡量遠(yuǎn)離反射物的地方；最后，還要考慮諸如風(fēng)或氣流的影響，溫度、濕度、電磁場(chǎng)等對(duì)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的影響；〔2〕測(cè)量的量對(duì)穩(wěn)態(tài)噪聲測(cè)量A聲級(jí)；對(duì)不穩(wěn)態(tài)噪聲要測(cè)量A聲級(jí)和暴露時(shí)間，計(jì)算等效連續(xù)聲級(jí)；如果為了控制噪聲還要進(jìn)行倍頻程頻譜分析；2024/1/755〔3〕測(cè)點(diǎn)的選擇測(cè)量車(chē)間噪聲時(shí)，應(yīng)將聲級(jí)計(jì)傳聲器放在操作人員的耳朵所在位置，操作人員離開(kāi)；或者放置在生產(chǎn)作業(yè)面附近，選擇數(shù)個(gè)測(cè)點(diǎn)；測(cè)量機(jī)械噪聲時(shí)，測(cè)點(diǎn)均布在機(jī)械四周，一般不少于4個(gè)點(diǎn)，距機(jī)械外表的距離視機(jī)械的尺寸大小而定；測(cè)量風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)進(jìn)排氣口的噪聲時(shí)進(jìn)氣噪聲測(cè)點(diǎn)應(yīng)取在進(jìn)口管軸線上，距管口等于或大于管徑的位置；排氣噪聲測(cè)點(diǎn)應(yīng)取在與排氣口軸線成45°角的方向上或管口平面上；參看圖3-7；2024/1/7563、工業(yè)噪聲的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)2024/1/7572024/1/7584.4噪聲的危害及與平安生產(chǎn)的關(guān)系噪聲的危害是廣泛的，既有生理的也有心理的；當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中和城市的噪聲已成為普遍的公害，并已經(jīng)對(duì)人的身心健康造成不良的影響；主要包括以下幾個(gè)方面：對(duì)聽(tīng)覺(jué)的損害；對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)及心臟的影響；對(duì)工作的影響；對(duì)視覺(jué)的影響；2024/1/7594.4噪聲的危害及與平安生產(chǎn)的關(guān)系〔續(xù)〕4.4.1噪聲對(duì)聽(tīng)覺(jué)的損害人耳習(xí)慣于70～80dB(A)的聲音(如語(yǔ)言)，也能短時(shí)間地忍受高強(qiáng)噪聲；但持續(xù)的噪聲超過(guò)80dB，就會(huì)影響健康；聲壓級(jí)到達(dá)120dB，耳膜感到壓痛，叫聲音的痛閾；更高的聲強(qiáng)那么有震動(dòng)感；強(qiáng)烈的噪聲可以引起耳部的不適，如耳鳴、耳痛、聽(tīng)力損傷；據(jù)測(cè)定，超過(guò)115分貝的噪聲會(huì)造成耳聾；據(jù)臨床醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)，假設(shè)在80分貝以上噪音環(huán)境中生活，造成耳聾者可達(dá)50％；人對(duì)不同聲壓級(jí)的感受列于表3-5；2024/1/7602024/1/761人耳對(duì)噪聲大小具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，在痛閾以下都可短時(shí)間忍受，80dB以下不會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生影響；損害〔影響〕程度的影響因素：噪聲強(qiáng)度、接觸時(shí)間〔很重要的影響因素〕；從時(shí)間上看，其損害過(guò)程分三個(gè)階段：1、生理性聽(tīng)閾位移是人的生理性適應(yīng)和保護(hù)過(guò)程；當(dāng)接觸噪聲時(shí)，為了保護(hù)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)，聽(tīng)閾值位移可達(dá)10～15dB，但離開(kāi)噪聲環(huán)境后可完全恢復(fù)，對(duì)聽(tīng)覺(jué)無(wú)影響；恢復(fù)時(shí)間的長(zhǎng)短取決于接觸時(shí)間和強(qiáng)度，一般幾個(gè)小時(shí)到幾天，快速恢復(fù)稱(chēng)為聽(tīng)覺(jué)適應(yīng)，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)的叫聽(tīng)覺(jué)疲勞；2024/1/7622、病理性聽(tīng)力損失——位移不能完全恢復(fù)長(zhǎng)時(shí)間接觸噪聲，聽(tīng)力損失由生理性向病理性轉(zhuǎn)化，即使離開(kāi)噪聲環(huán)境，聽(tīng)力也不能完全恢復(fù)；噪聲性聽(tīng)力損失的特點(diǎn)是：聽(tīng)損從高頻段開(kāi)始〔3000～6000Hz〕，對(duì)語(yǔ)言聽(tīng)力無(wú)影響〔語(yǔ)言頻率在2000Hz以下〕，容易被無(wú)視；繼續(xù)開(kāi)展，那么出現(xiàn)語(yǔ)言聽(tīng)損〔高頻聽(tīng)損超過(guò)20～30dB后〕，出現(xiàn)語(yǔ)言聽(tīng)損是噪聲性耳聾的前兆，一般發(fā)生在接觸噪聲的前十年內(nèi)，如果停止接觸那么不再開(kāi)展，甚至可得到局部恢復(fù)；2024/1/7633、噪聲性耳聾聽(tīng)力損失繼續(xù)開(kāi)展，平均聽(tīng)損超過(guò)25dB時(shí)稱(chēng)噪聲性耳聾；噪聲性耳聾〔＞25dB〕的特征是約1/3的說(shuō)話(huà)聽(tīng)不清楚；特點(diǎn)是兩耳對(duì)稱(chēng)；根據(jù)聽(tīng)力損失的程度不同，將噪聲性耳聾分四個(gè)等級(jí)25～40dB輕度；40～70dB中度；70～90dB重度；＞90dB全聾；對(duì)各種程度的噪聲性耳聾，還沒(méi)有有效的治療方法；因此，要立足于以防為主，注意早期保護(hù)；定期檢查聽(tīng)力，發(fā)現(xiàn)聽(tīng)力損失時(shí)，及時(shí)調(diào)換工作崗位；2024/1/7644.4噪聲的危害及與平安生產(chǎn)的關(guān)系〔續(xù)〕4.4.2噪聲對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)及心臟的影響噪聲作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，能使大腦皮質(zhì)的興奮和抑制失調(diào)，導(dǎo)致條件反射異常；久之，就會(huì)形成牢固的興奮灶而引起頭痛、頭暈、眩暈、耳鳴、多夢(mèng)、失眠、心悸、乏力、記憶力減退等神經(jīng)衰弱征候群；例如，南鋼研究資料報(bào)告，暴露于噪聲環(huán)境中的工人，各個(gè)工齡組都程度不同地存在上述病癥；當(dāng)噪聲強(qiáng)度超過(guò)90dB時(shí)，神經(jīng)病癥的出現(xiàn)率和次數(shù)，均有劇烈上升的趨勢(shì)；高噪聲的工作環(huán)境，可使人出現(xiàn)頭暈、頭痛甚至精神錯(cuò)亂；2024/1/765不同聲級(jí)噪聲職業(yè)性暴露與神經(jīng)衰弱癥候群陽(yáng)性率的關(guān)系，參見(jiàn)圖3-8所示；2024/1/7664.4噪聲的危害及與平安生產(chǎn)的關(guān)系〔續(xù)〕4.4.3噪聲對(duì)工作的影響2024/1/7672024/1/7684.4噪聲的危害及與平安生產(chǎn)的關(guān)系〔續(xù)〕4.4.4噪聲對(duì)視覺(jué)的影響噪聲能通過(guò)對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響而作用于視覺(jué)等器官，它直接影響工作效率及平安；在85dB、800Hz噪聲作用下，綠色閃光融合頻率降低，紅色閃光融合頻率增大；112～120dB(A)的穩(wěn)態(tài)噪聲能影響睫狀肌而降低視物速度；130dB(A)以上的噪聲可引起眼球震顫及眩暈；長(zhǎng)期連續(xù)暴露于強(qiáng)噪聲環(huán)境中，可引起永久性視野變窄；上述結(jié)果都會(huì)在一定條件下影響平安生產(chǎn)如鑿巖工在工作時(shí)發(fā)生頂板巖石冒落而造成的傷亡，主要原因就是由于鑿巖機(jī)開(kāi)動(dòng)后，噪聲超過(guò)100dB(A)，不能覺(jué)察預(yù)兆，以致釀成人生事故；2024/1/769試驗(yàn)說(shuō)明：當(dāng)噪聲強(qiáng)度到達(dá)90分貝時(shí)，人的視覺(jué)細(xì)胞敏感性下降，識(shí)別弱光反響時(shí)間延長(zhǎng)；噪聲到達(dá)95分貝時(shí)，有40％的人瞳孔放大，視模糊；而噪聲到達(dá)115分貝時(shí)，多數(shù)人的眼球?qū)饬炼鹊倪m應(yīng)都有不同程度的減弱；所以長(zhǎng)時(shí)間處于噪聲環(huán)境中的人很容易發(fā)生眼疲勞、眼痛、眼花和視物流淚等眼損傷現(xiàn)象；同時(shí)，噪聲還會(huì)使色覺(jué)、視野發(fā)生異常；調(diào)查發(fā)現(xiàn)噪聲對(duì)紅、藍(lán)、白三色視野縮小80％；2024/1/7704.5控制噪聲的根本方法聲系統(tǒng)包括聲源、傳聲介質(zhì)和接受者三個(gè)要素，綜合治理噪聲也應(yīng)從這三方面入手；1、從聲源上治理是主動(dòng)的、最有效的、治本的措施；機(jī)械設(shè)備是工業(yè)噪聲的主要聲源，應(yīng)從機(jī)械設(shè)備制造時(shí)的材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳動(dòng)方式、生產(chǎn)工藝等方面來(lái)減少噪聲；〔1〕選材如鋼、鐵、銅等金屬材料，由于其內(nèi)摩擦損耗小，在外力作用下，極易產(chǎn)生振動(dòng)而輻射噪聲；可改用合金材料或高分子合成材料——工程塑料，可大幅降低噪聲；2024/1/7712024/1/772其一，是通過(guò)總體規(guī)劃和合理的工業(yè)布局來(lái)降低噪聲危害，稱(chēng)為環(huán)境噪聲控制設(shè)計(jì)；如把高噪聲的機(jī)器和低噪聲的機(jī)器分開(kāi)；把高噪聲的車(chē)間和低噪聲的車(chē)間分開(kāi)；把生活區(qū)和工廠區(qū)分開(kāi)；把一些噪聲極強(qiáng)、影響范圍大的設(shè)備〔如航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)站等〕搬到較偏僻的地區(qū)；這些既是從傳播途徑上控制噪聲的有效方法，也是廣義上治理噪聲聲源的有效途徑；2、從傳聲途徑上控制噪聲2024/1/7733、從接受者角度防范噪聲的危害防聲耳塞〔20dB以上〕；防聲耳罩〔好的可達(dá)30dB〕；防聲頭盔等；2024/1/7744.5控制噪聲的根本方法〔續(xù)〕所謂吸聲就是利用某些材料或某種特定結(jié)構(gòu)對(duì)聲波的吸收作用，將它們安裝在室內(nèi)墻壁上或吊在天花板上，或安裝在消聲器和管道內(nèi)壁上，當(dāng)聲波傳至這些材料或結(jié)構(gòu)上的時(shí)候，易發(fā)生阻滯、摩擦、振動(dòng)等作用而轉(zhuǎn)化成熱量，從而增加噪聲衰減量；1、吸聲材料吸聲材料是能將聲能轉(zhuǎn)變成熱能的材料；其中多孔材料〔包括用多孔材料制成的成型板材〕是應(yīng)用最廣泛的一種吸聲材料；2024/1/7752024/1/776吸聲系數(shù)和吸聲減噪量的計(jì)算吸聲系數(shù)〔α〕——被吸聲材料吸收的聲能與入射能之比；其中Ei——入射波聲能；

Eα——被吸聲材料吸收掉的聲能；α系數(shù)反映了材料對(duì)聲波的吸收能力；在工程上，當(dāng)α>0.2時(shí)才稱(chēng)為吸聲材料；如合成木絲α＝0.3，人造海綿α＝0.6都是吸聲材料；2024/1/777吸聲減噪量的計(jì)算當(dāng)室內(nèi)墻壁和天花板裝飾上吸聲材料后，室內(nèi)聲壓級(jí)有所降低，噪聲降低量按〔3-38〕式確定；式中A1、A2——室內(nèi)進(jìn)行吸聲處理前后內(nèi)外表的吸聲量；S——為室內(nèi)總外表積；α1、α2——室內(nèi)進(jìn)行吸聲處理前后內(nèi)外表平均吸聲系數(shù)；由公式知，將平均吸聲系數(shù)增大一倍，可降低噪聲3dB；一般經(jīng)吸聲處理后，均可得到7～8dB的減噪量；2024/1/778將不是吸聲材料的材料做成一定的結(jié)構(gòu)，使其具有吸聲能力，這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為吸聲結(jié)構(gòu)；由于多孔吸聲材料在使用中受到自身強(qiáng)度、環(huán)境因素等影響較大，近年來(lái)人們更關(guān)心的是吸聲結(jié)構(gòu)的研究；吸聲結(jié)構(gòu)有膜狀、板狀及穿孔板等結(jié)構(gòu)；2、吸聲結(jié)構(gòu)2024/1/7794.5控制噪聲的根本方法〔續(xù)〕采用隔聲性能良好的墻、門(mén)、窗、罩等，把聲源或需要保持安靜的場(chǎng)所與周?chē)h(huán)境隔絕起來(lái)，這種方法叫隔聲；隔聲形式：隔聲罩；〔聲源〕隔聲間；〔人〕隔聲墻；一墻分隔兩室，把吵鬧的房間與需要安靜的房間分開(kāi)是最常用的一種隔聲方法；2024/1/780隔聲罩某些機(jī)器設(shè)備的噪聲，如壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器等動(dòng)力設(shè)備以及非常吵鬧的球磨機(jī)等機(jī)械加工設(shè)備的噪聲可用隔聲罩來(lái)降低；隔聲罩結(jié)構(gòu)通常由一定厚度的鋼板和多孔吸聲材料構(gòu)成；隔聲罩設(shè)計(jì)時(shí)要注意防范隔聲罩的負(fù)作用〔放大作用〕；即不但沒(méi)有起到屏蔽機(jī)組噪聲的作用，反而把機(jī)組噪聲放大了；隔聲間在吵鬧的車(chē)間內(nèi)，為了保護(hù)工人不受干擾，可以開(kāi)辟一個(gè)安靜的環(huán)境，如建立隔音操作室、休息室等；也可以用隔聲間把吵鬧的機(jī)器全部密封起來(lái)，以降低聲源的輻射；2024/1/781無(wú)論何種形式和結(jié)構(gòu)，其隔聲原理均相同，衡量隔聲效果用透射系數(shù)τ和隔聲量R表示；隔聲結(jié)構(gòu)的隔聲量計(jì)算〔1〕單層墻的隔聲當(dāng)聲波入射到墻上時(shí)，墻的透射程度可用透射過(guò)去的聲能Et與入射的聲能Ei的比值τ來(lái)表示，τ稱(chēng)為透射系數(shù)；Τ值越小，說(shuō)明隔聲結(jié)構(gòu)的隔聲性能越好；τ＝1～10－6，不便于使用；2024/1/782用隔聲量R來(lái)表示墻的隔聲性能那么符合習(xí)慣，R與τ的關(guān)系為：如普通磚墻τ＝10－4～10－5間，其隔聲量R＝40～50dB；隔聲質(zhì)量定律隔聲墻的隔聲效果符合隔聲質(zhì)量定律——即噪聲頻率愈高，墻的單位面積重量愈大，墻的隔聲效果越好；如果取500Hz時(shí)的隔聲量做為該噪聲的平均隔聲量，那么R的計(jì)算公式為：2024/1/783當(dāng)m＞100㎏/㎡時(shí)：當(dāng)m＜100㎏/㎡時(shí)：經(jīng)計(jì)算可知僅靠提高墻的重量來(lái)提高隔聲量是很不經(jīng)濟(jì)的，實(shí)際生產(chǎn)中用帶空氣層的雙層或多層隔聲墻能大大提高隔聲效果，還能大量節(jié)約筑墻材料；2024/1/784〔2〕帶空氣層的雙層墻的隔聲在實(shí)際的設(shè)計(jì)和工程中仍可按質(zhì)量定律來(lái)計(jì)算雙層墻的隔聲量，但要附加一個(gè)修正項(xiàng)ΔR；當(dāng)(m1+m2)＞100㎏/㎡時(shí)：當(dāng)(m1+m2)＜100㎏/㎡時(shí)：式中ΔR可從圖3-9中的曲線查出，它的大小隨空氣層的厚度增大而增加；2024/1/7854.5控制噪聲的根本方法〔續(xù)〕2024/1/786消聲器消聲器——就是允許氣流通過(guò)而阻止聲傳播的一種消聲裝置；它是消除機(jī)械氣流噪聲的主要設(shè)施，可使機(jī)械設(shè)備進(jìn)出氣口噪聲降低20～50dB；消聲器好壞的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要是三項(xiàng)指標(biāo)，即消聲量、消聲頻率范圍及阻力損失；另外，消聲器還應(yīng)具有較好的結(jié)構(gòu)剛性，防止受激振動(dòng)而輻射再生噪聲，并要求體積適宜、工藝簡(jiǎn)單、便于安裝、經(jīng)濟(jì)耐用；2024/1/787消聲器的種類(lèi)阻性消聲器；√抗性消聲器；√阻抗復(fù)合式消聲器；微穿孔板消聲器；2024/1/788阻性消聲器是借助安裝在管內(nèi)的吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲作用，使沿管道傳播的噪聲隨距離增加而衰減，也就是將聲能轉(zhuǎn)化為熱能，到達(dá)消聲目的；可見(jiàn)，這種消聲器的消聲量主要取決于所用吸聲層的吸聲系數(shù)和長(zhǎng)度；〔1〕阻性消聲器的種類(lèi)按照氣流通道的幾何形狀可分為圓管式消聲器、片式消聲器、蜂窩式消聲器、室式消聲器、折板式消聲器等；如圖3-10所示；1、阻性消聲器2024/1/789〔2〕阻性消聲器的消聲原理當(dāng)聲波通過(guò)襯貼有吸聲材料的管道時(shí)，聲波將激發(fā)多孔材料中無(wú)數(shù)小孔內(nèi)空氣分子的振動(dòng)，其中一局部聲能將用于克服摩擦阻力和粘滯力，而變?yōu)闊崮?；?〕消聲頻率范圍阻性消聲器吸聲頻帶較寬，有良好的中高頻消聲性能，特別是對(duì)刺耳的高頻噪聲有突出的消聲作用；對(duì)低頻聲消聲性能差，但只要適當(dāng)?shù)卦黾游暡牧系暮穸群兔芏?，低中頻消聲性能也可大大改善；2024/1/790上限截止頻率當(dāng)聲波的頻率高至一定限度時(shí)，這時(shí)由于相應(yīng)的波長(zhǎng)與消聲器通道直徑〔或?qū)挾取诚啾容^短，聲波形成聲束在通道中幾乎像光波一樣直線地通過(guò)，而與吸聲材料外表接觸很少，消聲量便大為降低；消聲系數(shù)降到0.5時(shí)的頻率定義為上限截止頻率，以符號(hào)fu表示，并且由式〔3-48〕計(jì)算：式中fu——消聲器的上限截止頻率，Hz；

C——聲速，在常溫下為344m/s；

d——通道截面幾何尺寸，圓形為直徑，方形為邊長(zhǎng)，狹矩形為寬度；2024/1/791下限截止頻率在消聲器中，對(duì)于一定厚度和密度的吸聲材料，當(dāng)頻率低至一定限度時(shí)，由于聲波太長(zhǎng)，吸聲性能顯著下降；吸聲系數(shù)降到0.5以下時(shí)，該相應(yīng)的頻率稱(chēng)為下限截止頻率，以符號(hào)fl表示，并且由式〔3-49〕計(jì)算：式中fl——消聲器的下限截止頻率，Hz；

C——聲速，在常溫下為344m/s；

D——吸聲材料的厚度，m；2024/1/792〔4〕消聲量的計(jì)算阻性消聲器消聲量的計(jì)算方法很多，但缺乏精確的計(jì)算公式，一般按下式估算：上式是圓管式阻性消聲器消聲量的計(jì)算公式；片式消聲器消聲量計(jì)算公式是由上式略加簡(jiǎn)化而來(lái)；

——消聲系數(shù)，它是與阻性材料的吸聲系數(shù)有關(guān)的數(shù)值，見(jiàn)表3-8；2024/1/793〔5〕阻性消聲器的設(shè)計(jì)方法與步驟風(fēng)機(jī)消聲多采用阻性消聲器，現(xiàn)以風(fēng)機(jī)用阻性消聲器為例說(shuō)明其設(shè)計(jì)方法及步驟；〔6〕阻性消聲器的應(yīng)用實(shí)例赤馬山礦的通風(fēng)方式為抽出式，排風(fēng)口的噪聲達(dá)100dB以上，他們所設(shè)計(jì)的阻性消聲器的結(jié)構(gòu)是在風(fēng)硐內(nèi)砌筑吸聲墻，也就是采用片式消聲結(jié)構(gòu)；墻間距離0.25～0.36m，墻厚0.19m，筑墻的材料為礦渣膨脹巖吸聲磚，墻間風(fēng)速5.65～12.35m/s，阻塞比為0.3～0.4；該礦兩個(gè)風(fēng)井的排風(fēng)口都采用了這種消聲結(jié)構(gòu)；西風(fēng)井噪聲由103.5dB(A)降低到78dB(A)，東風(fēng)井由113dB(A)降低到80dB(A)；該消聲器的通風(fēng)阻力損失只有20～50Pa；銅綠山礦的南風(fēng)井也采用了這種消聲結(jié)構(gòu)，同樣取得了良好的消聲效果；2024/1/794抗性消聲器是借助管道截面的突然擴(kuò)張或收縮，或旁接共振腔，使沿管道傳播的噪聲在斷面突變處向聲源反射回去，到達(dá)消聲目的；它構(gòu)造簡(jiǎn)單、耐高溫、耐氣體侵蝕和沖擊腐蝕；屬于結(jié)構(gòu)型消聲器，是利用一定的結(jié)構(gòu)造成聲(阻)抗的變化來(lái)到達(dá)消聲目的；按其消聲原理可分為三種：擴(kuò)張室消聲器；共振腔消聲器；干預(yù)消聲器；2、抗性消聲器2024/1/795擴(kuò)張室消聲器，最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式是由一個(gè)擴(kuò)張室和連接管道串聯(lián)組成的單節(jié)擴(kuò)張室，如圖3-12a所示；在實(shí)際應(yīng)用中擴(kuò)張室消聲器有多節(jié)的、內(nèi)接管式或外接管式等多種形式；最簡(jiǎn)單的共振消聲器是單腔共振器，如圖3-12b所示；其構(gòu)造是在一段氣流通道的管壁上開(kāi)假設(shè)干個(gè)小孔與管外密閉的空腔相通，小孔和密閉空腔組成了一個(gè)共振消聲器；干預(yù)消聲器是利用聲波干預(yù)原理設(shè)計(jì)的，如圖3-12c所示；在長(zhǎng)度為L(zhǎng)2通道段上，裝一旁通管，這樣使聲波沿兩條不同的途徑傳播，而后又集合，通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)使其相位相反，聲能因互相干預(yù)抵消，到達(dá)消聲目的；2024/1/796〔1〕擴(kuò)張室消聲器①消聲量ΔLp的計(jì)算單節(jié)擴(kuò)張室消聲器的消聲量一般按下式計(jì)算：式中m——擴(kuò)張比，m＝S2/S1；

k——波數(shù)，k＝2π/λ＝2πf/C；

l——消聲器的長(zhǎng)度，m；2024/1/797〔1〕擴(kuò)張室消聲器〔續(xù)〕②消聲頻率范圍擴(kuò)張室消聲器對(duì)一定寬度的頻帶有良好的消聲效果，當(dāng)聲波頻率超出這個(gè)頻帶寬度范圍時(shí)，該消聲器將失去消聲作用，消聲器的上限和下限截止頻率為：式中C——聲速，m/s；D——擴(kuò)張室直徑，m；V——擴(kuò)張室的容積，m3；S1——?dú)饬魍ǖ罃嗝娣e，m2；L——連接管〔通道〕的長(zhǎng)度，m；2024/1/798〔1〕擴(kuò)張室消聲器〔續(xù)〕③擴(kuò)張室消聲器的優(yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、消聲量大，適用于消除中低頻噪聲；缺點(diǎn)：消聲器內(nèi)部的阻力損失較大；單獨(dú)使用一般多用在風(fēng)機(jī)、排氣放空或?qū)ψ枇p失要求不嚴(yán)的場(chǎng)合，如用于內(nèi)燃機(jī)、柴油機(jī)排氣管道上；單節(jié)擴(kuò)張室消聲器存在一個(gè)致命缺點(diǎn)，就是有許多通過(guò)頻率，即當(dāng)l＝0.5λ或其整數(shù)倍時(shí)，消聲量等于零；改進(jìn)：采用內(nèi)插管的方法，在進(jìn)口和出口處，分別插入長(zhǎng)度為l/2和l/4的兩個(gè)小管，如圖3-13所示；2024/1/799〔2〕共振腔消聲器消聲原理：利用小孔和空腔構(gòu)成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)外來(lái)的聲波與這個(gè)系統(tǒng)的固有頻率相等時(shí)發(fā)生共振，于是局部聲能轉(zhuǎn)化為熱能而消耗；優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、消聲量大、通風(fēng)阻力損失很??；缺點(diǎn)：消聲頻帶窄，對(duì)噪聲頻率選擇性太強(qiáng)，體積也大；〔3〕干預(yù)消聲器這種消聲器的缺點(diǎn)是消聲頻率帶很窄，只適用于音調(diào)非常顯著并且穩(wěn)定不變，才能有好的消聲效果；設(shè)計(jì)制作不佳時(shí)效果很差；2024/1/7100為在寬頻率范圍內(nèi)有較好的消聲量，常根據(jù)上面幾種類(lèi)型消聲器的消聲特性，采用兩種或多種類(lèi)型的組合方式：串聯(lián)的，即兩種或多種所需要的消聲器連接起來(lái)使用；并聯(lián)的，即在同一消聲器內(nèi)采用兩種或兩種以上不同類(lèi)型消聲結(jié)構(gòu)并聯(lián)使用；3、阻抗復(fù)合式消聲器4、微穿孔板消聲器微穿孔板消聲器是建立在微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)根底上的；在小于1mm的薄金屬板、膠木板、塑料板等上面，穿大量的小于1mm的微孔，做成微穿孔板，并選取孔心距為孔徑的5～8倍；把這種薄板固定在鋼板上，板間留10～24mm的空腔就構(gòu)成微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)；如圖3-14所示；2024/1/7101消聲原理：