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(共64张PPT)
情境四：环境噪声监测
任务一：噪声监测基础知识
知识点1：噪声来源及分类
污染事件
1981年，在美国举行的一次露天音乐会上，当震耳欲聋的音乐声响起后，有300名听众突然失去知觉，昏迷不醒，100辆救护车到达现场抢救。
2012年，因小区变压器低频噪音导致多年头痛失眠的黄女士突然摔倒，导致8级伤残。随后起诉了住宅地开发商，最终法院进行审判，赔偿黄女士26万元。
经我国调查显示，有2/3的城市居民在噪声超标的环境中生活和工作，对噪声污染的投诉占环境污染投诉的近40%。
污染事件
有人曾经做过实验，把豚鼠放在173分贝的强声环境中，几分钟后就死了，解剖后的豚鼠肺和内脏都有出血现象
1959年，美国有10人“自愿”做噪声实验。当实验用飞机从10名实验员头上10米左右飞过后，有6人当场死亡，4人数小时后死亡
你身边的噪声来源哪里呢？
噪声的来源
你身边的噪声来源哪里呢？
噪声的分类
噪声的分类
按噪声的影响分：过响声、妨碍声、不愉快声、无影响声。
过响声：指很响的声音。
噪声的分类
妨碍声：声音不太响，但妨碍人们交谈、学习、睡眠的声音。
噪声的分类
不愉快声：摩擦声、刹车声、吵闹声。
噪声的分类
无影响声：风声、雨声、虫鸣声。
噪声的分类
按噪声的来源分：工业噪声、交通噪声、建筑施工噪声、社会生活噪声。
工业噪声：工厂在生产过程中，由于机械振动、摩擦撞击及气流扰动产生的噪声。
噪声的分类
交通噪声：指飞机、火车、汽车等交通工具在飞行和行驶过程中所产生的噪声。
噪声的分类
建筑施工噪声：是指建筑工地上在施工过程中由建筑机械发声的噪声。
噪声的分类
生活噪声：是指街道以及建筑物内部各种生活用品设备和人们日常活动所产生的噪声。
噪声的分类
机械噪声：由于机械部件之间，在摩擦力、撞击力和非平衡力的作用下振动而产生的。如球磨机、火车车轮在铁轨上运行的声音。
空气动力性噪声：指在高速气流、不稳定气流以及气流与物体相互作用产生的噪声。如锅炉引风机。
电磁噪声：由电磁场的交替变化，而引起某部机械部件或空间容积振动产生的。如变压器。
情境四：环境噪声监测
任务一：噪声监测基础知识
知识点2：噪声测量常用术语
噪声概述
声音
由物体振动引起，以波的形式在一定介质中进行传播
可听声：20~20000Hz；次声<20Hz；超声>20000Hz
要素：声源、传播媒介、接收器
A 基本概念
噪声
生理学：令人烦躁讨厌，甚至引起疾病的声音
物理学：一切杂乱无章，频率和振幅都在变化的声音
环保：一切人类不需要的声音
噪声概述
噪声的产生
噪声：具有声音的一切声学特性和规律
来源：物体（固体、液体、气体）的振动
B
噪声污染
噪声的传播
物体振动发出的声音通过中间介质才能传播出去，送到人耳，使人感到有声音的存在。介质并不被传播。
接受体
噪声概述
噪声
人为活动产生的噪声
自然噪声
空气动力性噪声
机械性噪声
电磁性噪声
C 噪声的分类
据随时间变化可分为：稳态噪声和非稳态噪声
城市噪声：工业生产、交通运输、建筑施工、社会生活
频率：低频噪声<中频噪声400~1000Hz<高频噪声
噪声概述
D 噪声的危害
噪声概述
E 噪声的特征
可感受性：就公害的性质而言，噪声是一种感受公害。
即时性：声污染是一种能量污染，一旦声源停止辐射能量，噪声污染将立即消失，不存在任何残存物质。
局部性和多发性：噪声污染主要局限在声源附近不大的区域内。在人们日常生活、工作、学习等环境中，噪声源分布既多又散，使得噪声的测量和治理工作很困难。
噪声概述
F 基本物理量
声功率：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。
频率f、波长 和声速c的关系
声压：指声波传播时，在垂直于其传播方向的单位面积上引起的大气压的变化，用符号P表示，单位为Pa或N/m2。
声强：在单位时间内，通过垂直声波传播方向单位面积的声能量称为声强，用符号I表示，单位为W/m2。
噪声概述
声压级
一个声音的声压P与基准声压P0的比值取以10为底的对数再乘以20，记作Lp(dB)。
声强级
一个声音的声强级是这个声音的声强I与基准声强I0之比取以10为底的对数再乘以10，记作LI(dB)。
声强级
一个声源的声功率级等于这个声源的声功率与基准声功率的比值的常用对数乘以10，记作LW(dB)。
噪声概述
声压、声强、声功率
G 噪声的叠加及相减
声压级、声强级、声功率级
声压级、声强级、声功率级
噪声叠加
噪声相减
噪声概述
图表叠加法
声压级差 LP1-LP2/dB 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11~12 13~14 15
声压级增值ΔLP/dB 3.0 2.5 2.1 1.8 1.5 1.2 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
两个不同声压级的声音叠加分贝增值表
当LP1-LP2>15dB时，基本上可以忽略LP2的贡献。使用图表法进行声压级的叠加时，应按声压级大小顺序相加，以免由于两个数值相差较大，较小数值对总声压级的贡献不能体现出来，以致给计算结果带来误差。
噪声概述
掌握了两个声源的叠加，就可以推广到多声源的叠加，只需逐次两两叠加即可，而与叠加次序无关。
例如，有8个声源作用于一点，声压级分别为 70、75、82、90、93、95、100dB，它们合成的总声压级可以任意次序查图7.1的曲线两两叠加而得。任选两种叠加次序如下：
噪声概述
图表法相减
[例]为测定某车间中一台机器的噪声大小，从声级计上测得声级为104 dB，当机器停止工作，测得背景噪声为100dB，求该机器噪声的实际大小。
解：由题可知104dB是指机器噪声和背景噪声之和（Lp），而背景噪声是100 dB （Lp1）。
Lp－Lp1=4 dB，从上图中可查得相应ΔLp＝2.2 dB ，因此该机器的实际噪声噪级Lp2=Lp-ΔLp =101.8 dB。
Lp－Lp1/dB
ΔLp/dB
背景噪声修正曲线
情境四：环境噪声监测
任务一：噪声监测基础知识
知识点3：噪声的物理量
声速：振动在媒质中传播的速度叫做声速。用m/s表示。
频率：物体在1s内振动的次数称为频率，单位为赫兹（HZ），简称赫。
波长：声波中两个相邻的压缩区或膨胀区之前的距离称为波长λ，单位为m。波长、频率和速度间存在如下关系：
λ=C/f=CT
其中T为周期，波长和频率成反比，频率越高，波长越短；频率越低，波长越长。
声波的基本物理量
把耳朵贴在桌面上，听者敲击桌面的声音，会感觉听到的声音比直接听到的声音大。
说明声音在不同介质中传播速度不一样，在固体中比在气体中传播快。
思考
一般情况下，V固体＞V液体＞V气体
噪声的声学特征
物理量度：
声压
声压级
声强
声强级
声功率
声功率级
声压
指用声扰动在空气中所产生的余量压强P来表示声波的状态，
即P=P-P0。这个余量压强P称为该点的顺时声压，单位为帕斯卡（Pa）。是表示声音强弱最常用的物理量。
声压的大小与物体的振动有关，振动幅度越大，声压越大。
正常人耳能够听到的最弱的声压为2×10-5Pa，称为“听”，痛阈即为20Pa。
声压级：
两个声音的声压之比用对数的标度来表示，该声音的声压级定义是：该声音的声压A与参考声压的比值取以10为底的对数再乘以20，即：
LP=20lg(P/P0)
LP为声压级，单位为分贝，记做dB；P0是参考声压，国际上规定P0=2×10-5Pa。
声强和声强级
声强：单位时间内垂直通过单位面积的声能量，简称声强。一般用I表示，单位为W/m2。
声强级：声强级常用LI表示，定义为
LI=10lg(I/I0）
其中I0为参考声强,I0 =10-12W/m2，即所听到的最弱声音的强度。
声强越大，声音就越响，反之声强越小，人们感觉的声音就越轻。
声功率与声功率级
声功率：声源在单位时间内辐射的总能量，用W表示。是衡量噪声源声能输出大小的基本量。
声强和声源辐射的声功率有关，声功率越大，在声源周围的声强也越大，二者之间成正比，它们的关系为：
I=W/S
其中，S为波阵面面积。
声功率用级来表示称为声功率级，用Lw表示，单位为dB，其声功率级为：
LW=10lg(W/W0)
其中W0参考声功率，取W0= 10-12W。
频程：可听声频率为20HZ-20kHZ，将声频范围划分成若干个小区间，称之为频程。（频带或频段）
频谱：用来描述不同频率声音的声压级随频率的分布规律。对复杂的声音进行频率分析并用横轴代表频率、纵轴代表各频率成分的强度，画的图形称之为频谱图。
声波的频谱特性
从噪声频谱中，分析了解噪声的成分和性质，称为频谱分析。
作用：为噪声控制提供依据。
风机噪声频谱分析图
知识点4：噪声评价
情境四：环境噪声监测
任务一：噪声监测基础知识
噪声评价
A 响度
人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，响度的单位叫“宋”，1宋的定义为声压级为40dB，频率为1000Hz，且来自听者正前方的平面波形的强度。如果另一个声音听起来比这个大n倍，则声音的响度为n宋。
噪声评价量
C 等响曲线
利用与基准声音相比较的方法，通过大量的实验，得到一般人对不同频率的纯音感觉为同样响的响度级与频率的关系趋向，即等响曲线。
B 响度级
定义1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的数值，任何其他频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，则这1000Hz纯音的声压级分贝值就定为这一声音的响度级值。响度级单位为“方”。
噪声评价
计权声级
A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性。
B计权声级是模拟55～85dB的中等强度噪声的频率特性。
C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。
D计权声级是对噪声参量的模拟，专用于飞机噪声的测量。
A、B、C、D计权特性曲线
噪声评价
等效连续声级
一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响的问题，即等效连续声级，符号“Leq”或“LAeq,T”。
式中：LpA——某时刻t的瞬时A声级，dB；
T ——规定的测量时间，s。
噪声评价
累积百分声级
如果数据符合正态分布，其累积分布在正态概率纸上为一直线，则可用下面近似公式计算：
L10，L50，L90为累积百分声级，其定义是：
L10——测定时间内，10％的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均峰值；
L50——测量时间内，50％的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均值；
L90——测量时间内，90％的时间超过的噪声级，相当于噪声的背景值。
噪声评价
噪声污染级
评价噪声对人的烦恼程度的一种评价量，它既包含了对噪声能量的评价，同时也包含了噪声涨落的影响。
式中：K——常数，对交通和飞机噪声取值2.56；
σ——测定过程中瞬时声级的标准偏差。
噪声评价
昼夜等效声级
考虑到夜间噪声具有更大的烦扰程度，故提出一个新的评价指标——昼夜等效声级（也称日夜平均声级），符号“Ldn”。它反映社会噪声昼夜间的变化情况，表达式为：
式中：Ld——白天的等效声级，时间是从6∶00至　
　　　　　　22∶00，共16个小时；
　　　Ln——夜间的等效声级，时间是从22∶00至
　　　　　　第二天的6∶00，共8个小时。
噪声评价
环境质量标准 GB 3096-2008
社会生活环境噪声排放标准 GB22337-2008
工业企业厂界环境噪声排放标准 GB12348-2008
噪声评价标准
情境四：环境噪声监测
任务一：噪声监测基础知识
知识点5：噪声的叠加和相减
级的定义
1.1.1.声压级
声压级定义是：该声音的声压A与参考声压的比值取以10为底的对数再乘以20，即：
LP=20lg
式中，LP-为声压级，分贝，记做dB；
P—有效声压，pa；
P0—基准（参考）声压，pa，P0=2×10-5Pa。
级的定义
1.1.2声强级：声强级常用LI表示，定义为
LI=10lg
式中，LI-为声强级，分贝，记做dB；
I—声强，W/m2；
I0—基准声强，W/m2，I0=10-12W/m2。
级的定义
1.1.3声功率用级来表示称为声功率级，用Lw表示，单位为dB，其定义为：
LW=10lg
式中，LW-声功率级，dB；
W-声功率，W；
W0-基准声功率，W0= 10-12W。
分贝的计算
声波的叠加
分贝的加法
分贝的减法
在一般的噪声问题中，经常遇到多个声波，或者频率不同，怎么叠加呢？
叠加及分贝的加法
一个噪声源发出的噪声，一般都包含多个频率的声波；
对于某噪声环境，可能同时存在多个噪声源，每个声源都会发出各自的声波。
也即是说，我们在研究噪声时会涉及到声波的叠加。
公式法
多列波合成声场的瞬时声压等于每列波瞬时声压之和，用下式表示：
Pt=P1+P2+····+Pn=
两个以上独立声源作用于某一点，产生噪声的叠加。设两个声源的声功率分别为W1和W2，那么总声功率W总= W1+ W2
而两个声源在某点的声强为I1和I2时，叠加后的总声强I总= I1+I2。
声能量可以代数相加，声压不能直接相加。
几个独立声源在空间某点的总声压级为：
Lp=10lg
式中：Pi-第i个声源在此点处的声压；
P0-标准声压。
由于Lpi=10lg，则有
Lpt=10lg
若LP1=LP2=LP3=....=LPn=LP，则：
LPt=LP+10lgn
式中，LPt—总声压级，dB；
Lpi—某点各个声源产生的声压级或一个声源某频率下的声压级，dB；
n—声压级的总个数。
图表法
（1）当声压级不相等时，利用此法计算：
将要相加的分贝值从大到小排列，按从大到小的顺序依次进行计算。
（2）用第1个分贝值减去第2个分贝值得ΔLP。
（3）由ΔLP查分贝相加曲线或分贝和的附加值，按公式
Lpt=LP1+ΔLP'
计算第1个、2个分贝值的和。
（4）第1个、2个分贝值的和再与第3个分贝值相加，依次加下去，直到分贝之差大于10dB。
分贝和的附加值
分贝相加曲线
分贝的减法
当除待测噪声外，环境中其他声音总称为本底噪声，亦称为背景噪声。
在有本底噪声的环境中，被测对象的噪声中是无法直接测定的，只能分别测到机器运转时的声压级与机器停止时的本底噪声声压级
公式法
如果在有背景噪声存在的情况下测得某噪声源的声压级为LPt，声源停止发生后测得的背景噪声的声压级为LPb，则噪声源的真实声压级LPs通过级的相减得到。
LPs=10lg（-
图表法
设总声压级为LPt与声源实际声压级LPs的差值为：
ΔLPs=LPt-LPs

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