7.1控制噪声污染(2 / 2)
声强(声压)的大小是与离开声源远近有关的。我们都有这样的体会;在机器近旁,感到噪声很大,但离开它一定距离后,就会觉得噪声小多了,这是因为我们离开声源较远后,耳朵所接受到的声强(声强)变小的结果。然而,作为一个声源,它在单位时间内向外辐射的噪声能量并没有改变。
声功率:是指单位时间内,声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中,声功率是指声源总声功率,声功率的单位为瓦。它是反映声源辐射声能本领的物理量,对于确定的声源来说,它不象声压或声强那样,随着离开声源距离的加大而减小。我们正常所遇到的声源,其声功率若和其他动力的功率相比是很小的,如我们大声说话的声功率也就只有50微瓦。若在**广场上百万人集会,大家共同高呼口号,把百万人所发出的声能全部搜集起来,也只不过相当于1个50W的灯泡在相同时间消耗的能量。原来有人曾设想,对噪声从能量上实行综合利用,但实际上其价值是不大的。
声功率级、声强级、声压级和分贝
1.级:从听阈到痛阈,声压的绝对值之比是106∶1即有100万倍,声强的绝对值之比是1012∶1即有1万亿倍。这说明用声压或压强的绝对值表示声音的大小极不方便,而且人耳也没有辨别如此细微差别的能力。为此便采用称为声压的对数刻度来表示。单位是分贝。引入“级”来表示声音的强弱。就如同用“级”来表示风的大小和地震的强弱是一样的。这样不仅表达方便,而且避免了计算数位冗长的麻烦。因此人耳对声音的接收,并不正比于强度的绝对值而是正比于其强度的对数值。声学中用对数标度来度量声压、声强和声功率,分别称为声压级、声强级和声功率级。定义如下:N=10lg(A1/A0)式中:A0是基准量(或参考量),A1是被量度量。被量度量和基准量之比取对数,对数值称为被量度量的“级”。N的单位为“分贝”,它是无量纲的。
声压级
Lp=10lgP2P20=20lgPP0dB式中:
LP——声压级(分贝);P——声压(帕斯卡);P0——基准声压,为2×10-5帕斯卡,该值是1000赫兹声音人耳刚能听到的最低声压。
声强级
LI=10LgIIodB式中:
LI——声强级(分贝);I——声强(瓦/平方米);I0——基准声强,为10-12瓦/平方米。
声功率级
Lw=10lgWWodB式中:
Lw——声功率级(分贝);W——声功率(瓦);W0——基准声功率,为10-12瓦。
引入“级”的概念后,人耳从刚能听到的声音到震耳欲聋的声音,由原来声压相差100万倍,变成只有0—120分贝范围。
Lp1=10lg2×10-52×10-5=0dBLp2=10lg202×10-5≈120dB2.分贝
上述声压级,声强级和声功率级的单位都是分贝(dB)。由上面声压级(声强级,声功率级)可以看出,分贝是一个相对单位,它没有量纲,它的物理意义是表示一个量超过另一个量(基准量)的程度。在声学中,分贝是计量声音强弱的最常用的单位,在采用分贝做单位时,一定要了解其作比较标准的基准值。如前所述Lp、LI、LW,分别是以人耳对1000赫兹纯音的P、I、W为基准值。
计权声级
上面所讨论的是纯音的声压级和主观听觉之间的关系,但实际上声源所发射的声音几乎都包括了很广的频率范围。为了能用仪器直接测量反映人对噪声的主观感觉量,人们在噪声测量仪器上,就模拟人耳听觉在不同频率有不同的灵敏性,设置一种特殊的滤波器,叫计权网络,通过这种计权网络读出的计权声压级叫计权声级,简称声级,这样的声压级已不再是客观物理的声压级。现已有A,B,C,D,E,SI等几种计权网络。
A计权声级是模拟人耳对55分贝以下低强度噪声的频率特性;B计权是模拟55—85分贝的中等强度的频率特性;C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性;D计权声级对噪声度参量的模拟,主要用于飞机噪声的测量,E计权是根据响度计算方法做出的,也称耳朵计权。SI是用于衡量噪声对语言干扰的。
计权网络是一种特殊滤波器,当含有各种频率的声波通过时,它对不同频率成分的衰减是不一样的。A,B,C计权网络的主要差别在于对低频率成分衰减的程度不同。A衰减最多,B次之,C最少。当声音信号通过A计权网络时,把低频声(尤其是500赫兹以下)给以较大衰减,而对高频声则可不衰减甚至稍放大。这样计权结果,便可做到对低频声灵敏度低,对高频声灵敏度高。实践表明,A声级基本上与人耳对声音的感觉相一致,此外,A声级同人耳听力损伤程度也能够对应得很好。因此,到了七十年代,国内外噪声测量及评价普遍采用了A计权网络,称为A声级,记作dB(A)。平时我们说噪声是多少分贝,指A声级而言,记作dB(A)。因此声级是有别于声压级的。声级是经过计权网络打折后而得到的数据。如A,C声级等。而声压级是未通过计权网络直接测到的声音的客观读数。
等效连续声级
A计权声级能够较多较好地反映人耳对噪声的强度与频率的主观感觉,因此对一个连续的稳态噪声,它是一个较好的评价方法,但对一个起伏或不连续的噪声,A计权声级就显得不合适了。例如,交通噪声是随时间而变化的,又如间歇工作和连续工作的两台机器对人的影响就不一样。因此,提出了一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人的影响的问题,即等效连续声级,“Leq”。它是由一个相同时间内声能与之相等的连续稳定的A声级来表示该段时间内的噪声的大小。它反映在声级不稳定的情况下,人实际所接受的噪声能量的大小。它是一个用来表达随时间变化的噪声的等效量。
常见环境噪声
纺织厂噪声为90—106分贝,机械工业噪声为80—120分贝,汽车电喇叭声为90—110分贝,气喇叭声为105—110分贝,凿岩机、球磨机、风镐等施工机械的噪声在130分贝以上,卡拉OK歌舞厅的噪声为100—120分贝,机场噪声为110—130分贝,洗衣机的噪声为42—82分贝,电冰箱的噪声为30—40分贝,吸尘器的噪声为63—85分贝,电风扇的噪声为40—50分贝,电视机的噪声为40—60分贝,收录机的噪声为80分贝,换气扇的噪声为80—90分贝,抽油烟机的噪声为65—78分贝,电话铃声为65—75分贝。
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