第1页：声音的物理特性和量度
声音的物理特性和量度
- 第二节声音的物理特性和量度
- 引言一、声音的发生、频率、波长和声速二、声功率、声强和声压和声压级三、分贝、声功率级、声强级四噪声的相加和相减
- 小结
第2页：声音的发生
声音的发生
- 一、声音的发生、频率、波长和声速当物体在空气中振动，使周围空气发生疏、密交替变化并向外传递，且这种振动频率在20～20000Hz之间，人耳可以感觉，称为声音
- 频率低于20Hz的为次声，高于20000Hz的为超声，它们作用到人的听觉器官时不引起声音的感觉，所以不能听到
- 声源在一秒钟内振动的次数为频率，记作f。单位为Hz
- 振动一次所经历的时间为周期，记作T，单位为s。频率和周期互为倒数，即T＝1／f
第3页：沿声波传播方向
沿声波传播方向
- 沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间的距离称作波长，记为λ，单位为m
- 一秒时间内声波传播的距离叫声波速度，简称声速，记作C，单位为m/s,频率、波长和声速三者的关系是
第4页：声功率、声强和声压和声压级
声功率、声强和声压和声压级
- 二、声功率、声强和声压和声压级1.声功率（w）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
- 单位为w
- 2.声强（I）声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量
- 单位为w/s2
第5页：声压和
声压和
- 声压（P）和声压级（LP）声波振动时空气压强必然比正常大气压力会有所增强或减弱,这种增强或减弱的压强,称为声压
- 声压单位为Pa
- 1Pa＝1N/m2,1atm=105Pa
- 对于球面波和平面波：声压与声强的关系为
第6页：通常测量的噪声声压都是瞬时声压
通常测量的噪声声压都是瞬时声压
- 通常测量的噪声声压都是瞬时声压
- 瞬时声压的均方根值称为有效声压。一般所说的声压就是指的有效声压
- 正常人刚刚能听到的最微弱声音的声压为2×10-5Pa，这个声压值称为人耳的“听阈”
- 使人耳产生疼痛感觉的声压，如飞机发动机噪声的声压为20Pa，称为人耳的“痛阈”
- 从听阈到痛阈，即从2×10-5Pa到20Pa，其间相差很大，达100万倍
第7页：通常测量的噪声声压都是瞬时声压（续）
通常测量的噪声声压都是瞬时声压（续）
- 经研究证实，人耳的声音感觉与声压大小成对数关系。因此用声压比的对数来表示声音的强弱,这就是声压级，即:式中：LP——声压级，单位是分贝，dB
- P——声压，帕，Pa
- P0——基准声压，规定为P0=2×10-5Pa(即听阈升压)
第8页：分贝、声功率级、声强级
分贝、声功率级、声强级
- 三、分贝、声功率级、声强级1.分贝所谓分贝是指两个相同的物理量之比取以10为底的对数并乘以10
- 分贝符号为“dB”，它是一个相对单位，没有物理量纲。分贝数越小，声音就越小
- 如人耳的听阈声压级是0分贝（产生声音感觉的最低值）
第9页：声功率级式中
声功率级式中
- 声功率级式中：Lw——声功率级（dB）
- W——声功率（w）
- W0——基准声功率，为10-12W。3.声强级式中：LI——声强级（dB）
- I——声强（W／m2）
- I0——基准声强，为10-12W／m2
第10页：噪声的相加和相减
噪声的相加和相减
- 四、噪声的相加和相减1.噪声的叠加:两个以上独立声源作用于某一点，产生噪声的叠加
- 声能量是可以代数相加的，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但声压不能直接相加
第11页：现有两个声音
现有两个声音
- 例:现有两个声音,它们的声压分别为P1、P2，声压级为LP1和LP2，求两声音叠加后的合成声压级LP
- 若LP1=LP2，则LP=？解：根据声压级的定义，可得：即即
第12页：又据声压与声强的关系
又据声压与声强的关系：所以：（两声音叠加后声压的平方等于单声压的平方和）所以
第13页：故总声压级为
故总声压级为：如LP1=LP2,即两个声源的声压级相等，则总声压级
第14页：当声压级不相等时
当声压级不相等时
- 当声压级不相等时，按上式计算较麻烦
- 可以利用图7-1查曲线值来计算
- 方法是：设LP1>LP2,LP1—LP2值按图查得ΔLP，则总声压级LP总＝LP1＋ΔLP例1两声源作用于某一点的声压级分别为LP1=99dB
- LP2=93dB
- 由于LP1-LP2=6dB，查曲线得ΔLP＝1.0dB，因此LP总=99＋1.0=100dB
第15页：
第16页：两声源作用于某一点的声压级分
两声源作用于某一点的声压级分
- 例2两声源作用于某一点的声压级分别为LP1=90dB。LP2=75dB。由于LP1-LP2=15dB，查曲线得ΔLP＝0.2dB，因此LP总=90＋0.2=90.2dB结论
- ①两个噪声相加，总声压级不会比其中任一个大3分贝以上
- ②两个声压级相差10分贝以上时，叠加增量可忽略不计
第17页：例如
例如
- 例如，有八个声源作用于一点，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
第18页：噪声的相减
噪声的相减
- 噪声的相减噪声测量中经常碰到如何扣除背景噪声问题，这就是噪声相减的问题
- 通常是指噪声源的声级比背景噪声高，但由于后者的存在使测量读数增高，需要减去背景噪声
第19页：为测定某车间中一台机器的噪声
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104dB，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
第20页：由题可知
由题可知
- 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100dB（LP1）
- LP1-LP2=4dB，从图7-2中可查得相应之ΔLP＝2.2dB，该机器的实际噪声声级LP2＝LP-ΔLP＝101.8dB
