噪声控制工程实验讲义

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1、噪声控制工程实验讲义苏州科技学院环境科学与工程学院中心实验室2013年7月9声学在我国社会主义建设事业中的应用是十分广泛的,国民经济中许多部门都会碰到一些声学问题。随着环境规划与管理、环璋工程和环境监测工作的深入，噪声问题越来越受到产业部门和城乡居民的重视，因为噪声对人们的健康、工作和生活环境，对工业产品的质量有着不容忽视的影响，噪声控制自然就成为声学应用的一个重要方面。要有效地了解噪声，首先要了解一些声学的基本现象，掌握噪声测量的基本知识。下面两个实验就是要求同学们对声级计的基本原理、校准方法、使用方法有所了解。对某些声学现象有个感性认识，并且能掌握一些实验

2、数据的基本处理方法，以获得初步的实际工作能力。实验一声级计的使用及声学现象的初步认识一、实验目的通过实验了解声学的一些基本现象，如：声级衰减规律、驻波现象、声级叠加原理等。并能使用声级计，为今后从事噪声控制的实验性工作打下基础。二、实验原理1、如果我们不考虑房间墙壁对声波的反射，对单个扬声器，在声学上往往把它当做活塞辐射来处理，假如一镶嵌在无限障板上的半径为a的刚性平面活塞在做简谐振动，并向半无限空间辐射，活塞表面上各点的振动都是一样的，从声学理论可知，在离活塞轴向Z处的声压辐值为（1）其中：A声源常数k=2/圆波数声波长R=（a2+z2）1/2见图一显然，声

3、压幅值为零时，发生的条件需满足：（n=1，2，……）（2）声压幅值为极大时，发生的条件需满足：9（n=0，1，2，……）（3）考察一下R-z，显然，z越小其值越大，反之越小，这就是说在近场域声压幅值可能出现极大值和极小值，但是随着z的增加越来越小，这样极大值和极小值越来越稀疏。随着z的增加，即R-z的减少，声压幅值的最后一个零点发生的条件需满足：（4）声压幅值的最后一个极大值发生的条件需满足：（5）下面近似地计算声压幅值最后一个为零和最后一个为极大值时，相应的z的值，通常当z>a时，R即可用级数近似展开，则：由（4）得（6）由（5）得（7）其中：图2表示与z/

4、zg的关系。9在Z>>a的远场区（8）由（8）式可见，活塞轴上的声压幅值，在Z>>Ar远场区可以看作一个球面波。在我们的实验中，扬声器的活塞很小，设a=1cm，对于1KHz的声波，其波长=34cm，则只要选取=0.003cm显然，只要在扬声器外侧测量就可以满足球面波的条件，这就是说本实验采用的活塞式扬声器在实际测量中可以视为一个球面波声源。但是，我们实验室的所有壁面和地面均对声波有反射，声波的球面波衰减规律是否遵循，需要通过实际测量才能得出结论。2、声波的叠加在实际问题中，我们碰到的噪声大多是多个频率不同的声波的叠加，因为频率不同，这些声波是不相干的，它们的叠

5、加合成声级可以应用能量叠加原理来估算，在建筑物内即便是同一频率的声波，出于多途径反射声波的相位的无规性，直达声与反射声的合成也可以看作是不相干声波的合成。二个不相干声波的平均能量密度分别为、，则合成平均能量密度为：于是（9）对于n个声波：（10）叠加后的声级为：（11）本实验采用白噪声与1KHz纯音叠加，符合能量叠加原理。所谓白噪声即具9有的频谱特性的噪声。3、声级计的基本原理声级计是用一定的频率计权来测量声压的便携式仪器，图3是ND12声级计的面板示意图，工作原理图如图4所示。9声级计所测得的声级是通过一定的频率计权网络读出的声压级数量，这种声压级数值称为声

6、级，亦即声压级与声级是有区别的，前者不加计权，后者是加了计权的，并予以注明（如：A、B、C、D计权），如用A计权测出噪声声压级为45dB（A），则称声级45dB(A)。课本上图3-3所示的计权网络A、B、C、D是参考了等响曲线而设计的，其中C网络是模拟人耳对100方纯音的响应，B网络是模拟人耳对70方纯音的响应，A网络模拟人耳对40方纯音的响应，D网络适用于测量脉冲声及其最大峰值和测量航空噪声用。这些曲线是由国际电工委员会（IEC）给出的，并规定了使用范围：A计权24-55方，B计权55-85方，C计权>85方，目前B计权已很少使用了，而A计权较接近人耳对声音

7、的感觉响应，被国际上公认为是评价噪声的计权网络，本实验采用A计权网络来测量。ND12声级计的计权网络只有A和C两种，它的一些重要技术指标如下：（1）声级测量范围：A声级43-130dBC声级55-130dB（2）传声器：CD33型电容传声器，自由场响应型（3）测量频率范围：31.5Hz—8KHz4、声级计的校准为了保证测量的准确性，仪器使用前应进行校准，精密测量前应进行声学校准，一般工程测量可利用声级计内部的电信号校准。（1）声学校准：使用N×6型活塞发声器或ND9声级校准（2）电气校准：校准时，按下频率计开关使之置于“▽”，量程旋钮旋至“▽”位置，若所用传声

8、器的修正值K（随传声器给出）为+1dB