最新噪声信号与处理教学讲义ppt课件.ppt

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进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅噪声信号与处理 1.1噪声的分类自然噪声（雷声，风声），人为噪声；低频噪声（500Hz)，中频噪声（500~1000Hz)，高频（大于1000Hz)；稳态噪声，非稳态噪声和瞬时噪声。2 1.1噪声的分类稳态噪声:噪声强度波动范围在5dB以内连续噪声，或重复频率大于10HZ脉动噪声；非稳态噪声:噪声强度波动范围超过5dB的连续噪声脉冲噪声:持续时间小于1s,波动范围大于10dB,或重复频率小于10Hz的间歇性噪声。3 2噪声测量随着现代工业的发展，噪声污染已成为主要公害之一。控制噪声、保护环境已成为人们的共识。其中，噪声测量是重要的一环，具有举足轻重的地位。7 2.1噪声的度量声源、传播途径（弹性媒质）、受者声源：振动的物体声场：媒质中有声波存在的区域。分为：自由声场，扩散声场和半扩散声场8 2.1.1描述声波的基本物理量声压是指声波引起的媒质压力的波动量，它是声波传播时的瞬时压强P与大气压P0（平衡压力）之差值。声压p的单位为帕(Pa)。1Pa=1N/m2有效声压：9 2.1.1描述声波的基本物理量声压越大，声音越强。声功率W(W):某个声源在单位时间内辐射出的总声能，反映声源的振动辐射能量的大小，是标量.声强I(W/m2):单位面积通过与声波传播方向垂直的声功率.矢量:其方向就是声传播的方向.10 2.1.1描述声波的基本物理量频率f：物体在1秒钟内的振动的次数。周期T：物体每振动一次需要的时间。f=1/T人耳听到的频率：20~20000Hz。低于20Hz的为次声，高于20000Hz的为超声。噪声不包括次声和超声。11 2.1.2声压、声强和声功率声学中常用成倍比关系的对数标度来度量声压、声强和声功率。声压级Lp:Lp=20lg(p/pr)基准声压pr=2*10-5Pa(频率1000Hz的人耳听到的最弱声压).听阈声压:0dB(声压级)痛阈声压:20Pa----120dB(声压级)12 2.1.2声压、声强和声功率声强级LI:LI=20lg(I/Ir)基准声强Ir=1*10-12W/m2声功率级LW:LW=10lg(W/Wr)基准声功率Wr=1*10-12W13 分贝分贝:表示两种信号比例关系的一种表达式。功率比表达式：幅值比表达式：14 2.2噪声的频谱声音的高低主要与其频率有关，噪声的频谱可反映该噪声在不同频率范围内的分布情况。　　对噪声进行频谱分析时，通常采取多个较宽的频带来分析噪声的声级（声压级、声强级和声功率级），最常用的频带宽度是倍频程和1/3倍频程。15 16 2.2噪声的频谱可听声频率范围:20~20000Hz.频带:上限频率fu，下限频率flfu=2nfl倍频带:n=1；1/3倍频带:n=1/3频带宽度:B=fu-fl17 2.2噪声的频谱频谱分析:分析某一声音在可听频率范围内声音强度随频率变化的规律.低频噪声:500Hz，如汽车的噪声中频噪声:500~1000Hz，如水泵的噪声宽带噪声:分布在125~2000Hz范围内，如柴油机的噪声18 频谱分析对一个噪声源发出的声音，将它的声压级、声强级、或者声功率级按频率顺序展开，使噪声的强度成为频率的函数，并考查其形状。19 2.2噪声的频谱20 3噪声的主观评价噪声与人的主观感觉之间的关系十分复杂，不是简单的正比关系.频率计权网络对所接受的声音按频带设一定的衰减，模拟人耳对不同声压和频率声音有不同感觉而设置的。21 3.1A声级主要有A、B、C、D计权网络，所测得的声压级分别为：A，B，C和D声级。它们的频率特性曲线如图所示。22 3.1A声级其中最常用的是A计权网络。它对低频段有较大的衰减，比较符合人耳对低频声的敏感程度比高频声差的听觉特点。多数噪声经A计权网络滤波后，与人耳的感觉有较好的相关性。23 3.1A声级等效声级：以A声级为基础建立起来的关于非稳态噪声的噪声评价量。等效声级：在声场中一定点位置上，用某一段时间内能量平均的方法，将间隙暴露的几个不同的A声级，以一个A声级表示该段时间内噪声大小。24 3.2噪声测试常用仪器噪声测试常用的仪器有传声器、声级计、磁带记录仪、校准器和谱分析仪。25 3.2.1声级计模拟了人耳对声波的反应特性，是一种主观性仪器。26 4噪声标准工业企业噪声控制设计27 4.1噪声标准工业企业厂界噪声限值28 4.1噪声标准城市区域环境噪声标准单位：dB(A)29 4.1噪声标准机动车辆允许噪声30 4.2工业企业噪声测量测量仪器精度为Ⅱ级以上的声级计或环境噪声自动监测仪，其性能符合GB3875《声级计电声性能及测量方法》之规定，应定期校验。测量时传声器加风罩。31 4.2.1厂界噪声测量采样方式2.4.1用声级计采样时，仪器动态特性为“慢”响应，采样时间间隔为5s。2.4.2用环境噪声自动监测仪采样时，仪器动态特性为“快”响应，采样时间间隔不大于1s。2.5测量值2.5.1稳态噪声测量1min的等效声级。2.5.2周期性噪声测量一个周期的等效声级。2.5.3非周期性非稳态噪声测量整个正常工作时间的等效声级。2.6测点位置的选择2.6.1测点(即传声器位置。下同)应选在法定厂界外1m，高度1.2m以上的噪声敏感处。如厂界有围墙，测点应高于围墙。2.6.2若厂界与居民住宅相连，厂界噪声无法测量时，测点应选在居室中央，室内限值应比相应标准值低10dB(A)。32 4.2.2生产环境噪声测量将传声器置于操作人员耳朵附近，或在工人经常活动的范围内，以人耳高度为准选择数个测点进行测量。33 4.2.3车间内机器噪声测量现场机器噪声测量的测点距离，视机器尺寸而定。小型机器（<30cm）：距表面30cm中型机器（0.5~1m）：距表面0.5m大型机器（>1m）：距表面1m机器四周布置4~8个测点。34 5吸声吸声系数：吸声材料或吸声能力的大小通常用吸声系数α表示。吸声系数α的变化一般在0~1之间。α=0：入射声完全被反射，材料不吸声；α=1：声能完全被吸收，无声能声反射。35 5.1多孔性吸声材料无机纤维材料：短棉（直径10~13μm）超细绵（直径0.1~4μm），中级纤维棉（直径10~13μm）。多孔吸声材料内部具有大量的微孔和间隙，孔隙间彼此相互贯通，且通过表面与外界相通。36 5.1多孔性吸声材料传播过程中，引起孔隙中的空气振动，使相当一部分声能转化为热能而消耗掉。多孔吸声材料对中高频声波吸声系数大，对低频吸声系数小。37 多孔吸声材料的影响因素：合理选择材料的厚度合理控制材料的容重增设空气层温湿度的影响38 5.2共振吸声结构共振吸声机构增加对低频声的吸收。薄板共振吸声结构（80~300Hz）薄板和板后的空气层构成振动系统，薄板相当于质量，板后的空气相当于弹簧。*中薄板厚度：3~6mm*空气层厚度：3~10cm39 5.3微穿孔板吸声结构吸声机理同共振吸声结构相同。吸声系数很高，有的可达0.9以上。吸收低频：空腔宜深；吸收中高频，空腔宜浅。40 5.4吸声处理注意事项：车间壁面都是坚硬的反射性能较强的材料，室内的混响声比较明显。操作工人离开声源大的机器较远，反射声较强。车间内噪声源比较多且分散。车间内的噪声源尺寸较大且分散，同其他方法量和使用。41 6隔声用构件把声源与接受者分开，阻断空气声的传播，从而达到降噪的措施。空气声：在空气中传播的——隔声固体声：在固体中传播——隔振，阻尼透声系数τ：透射声功率与入射声功率之比。42 6.1多层复合板的隔声利用声波在不同界面上阻抗的变化而使声波反射，减小了声能透射，选择：1。合理选择材料和复合次序。2。为减小由共振频率和吻合效应引起的隔声低谷。3。轻质多孔材料本身的隔声能力很差。43 6.2隔声间具有门、窗的组合墙平均隔声量的1。提高门、窗隔声量；2。减少门窗的面积；3。门缝密封44 6.3隔声罩将噪声源封闭在一个相对小的空间，减少想周围辐射噪声的罩状结构。1罩壳材料有足够的隔声量，便于安装2罩体与声源设备及其机座之间不能有刚性接触。3罩内要作吸声处理。4罩壳与设备之间应由较大的空间，通风口装消声器。45 6.4隔声屏对隔声要求不高，又不便于安装隔声罩。应用：道路，车间，临时作业场所隔声屏对于2000Hz以上的高频声比中频声的歌声效果要好。而对于频率低于250Hz以下的声音，由于声波的波长比较长，容易绕过屏障，效果差。46 6.4隔声屏应有足够的隔声量，声损失应高出10dB配合吸声处理，减少反射声能及绕射声能。主要用于控制直达声与其他构件的连接处，注意米粉声屏障的高度和长度应根据现场情况计算确定47 7消声器用于降低气流噪声的装置，它既能允许气流顺利通过又能阻止声能或减弱声能向外传播。安装：紧靠空气动力性机械设备的进、出口。气流噪声降低20~40dB（A），相应的响度降低75~93%。48 7消声器阻性消声器：借助装在管壁上的吸声材料或吸声结构的吸声作用来吸收声能。阻性消声器：对中、高频消声性能良好，对低频性能较差，可通过增加吸声材料的厚度和密度进行改善。49 7.1阻性消声器种类：直管式消声器，片式消声器，折板式消声器，蜂窝式消声器及迷宫式消声器。50 7.2抗性消声器通过控制声抗的大小来消声，它不使用吸声材料，而是在管道上接截面突变的管道或旁接共振腔，使某些频率的声波在声阻抗突变的界面处发生反射、干涉等现象，从而达到消声目的。51 7.2抗性消声器1。将某些特定频率范围的噪声滤掉，达到消声目的。2。它适用于消除中、低频噪声。3。与阻性消声器的最大区别：没有多孔性吸声材料。52 7.3抗性消声器——扩张式消声器利用横断面积的扩张，收缩引起的声反射和干涉来消声的。适用于消除中频噪声。消声量与扩张室的扩张比、连接管的长度及消声器的总长度有关。53 7.3抗性消声器——共振式消声器利用共振结构的阻抗引起的反射而产生消声效果的。54 7.4微穿孔板消声器声阻与穿孔板上的孔径成反比。厚度小于1mm的金属板上钻许多孔径为0.5~1mm的微孔，穿孔率一般在1%~3%。55 7.5消声器的选型由噪声的频谱，选定消声器种类.1.阻性消声器——高频性噪声2.低中频噪声——抗性消声器3.噪声频带比较宽（低、中、高频噪声较强）——阻抗复合式消声装置4.噪声中突出的峰值——共振腔消声器56 7.5消声器的选型根据管道截面，确定消声器通道结构。根据降噪要求，决定消声器的长度。验算消声频率范围。57 8噪声频谱分析在诊断中的应用58 8.1钢球磨煤机噪声的测量分析使用声级计，测量等效A声级。噪声是各声源在测量点上的综合反映。59 测点的布置2台磨煤机同时开动，周围噪声不超过92dB（A）隔声量的实际隔声量不低于16dB（A）60 隔声罩的材料噪声为中低频吸声材料为：超细玻璃棉61 隔声罩的效果隔声罩与本体没有任何刚性联系，由地面的钢架支撑。62 8.2提升减速箱的噪声特征为减少环境的干扰，测点选在减速箱盖中间，且距箱盖5mm处，噪声测试效果较佳。63 频谱分析真正常噪声功率谱：只有基频和二次谐波部分异常噪声功率谱：基频到四次谐波成分都有；二次谐波超过基频的幅值。故障：减速箱第一级齿轮出现磨损故障。64 8.3斜轴式轴向柱塞泵其噪声主要由：泵内运动部件的振动和液压振动及其振动辐射而产生的。65 噪声频谱声级计的传声器头正对泵的中心，距离为1m。噪声的自功率谱连杆换杆的撞击噪声66 噪声源识别用相干分析识别噪声源。将振动信号作为噪声源信号，声场信号作总噪声信号。相干值越大，该噪声源对测量点噪声的影响越大。67 8.4利用噪声信号诊断液压泵的故障声级计不需要与液压泵的壳体接触—非接触式故障诊断回转机械——振动和噪声信号有明显的周期性特征。68 频谱分析功率谱中的干扰比较大。倒频谱的干扰小，即系统传递对特征量的影响不大。69 五脏心、肺、脾、肝、肾第二讲藏象学说六腑胆、小肠、胃、大肠、膀胱、三焦 心主要生理功能 心联属功能 肺主要生理功能 肺联属功能 脾主要生理功能 脾联属功能 肝主要生理功能 肝联属功能 肾主要生理功能 肾联属功能