《噪聲實驗指導(dǎo)書》word版

1、環(huán)境噪聲控制工程實 驗 指 導(dǎo) 書煙臺大學(xué)環(huán)境與材料工程學(xué)院二O一三年七月目錄 TOC o 1-1 h z HYPERLINK l _Toc127450633 實驗一 城市道路交通噪聲的測量 PAGEREF _Toc127450633 h 1 HYPERLINK l _Toc127450634 實驗二 工業(yè)設(shè)備噪聲測量 PAGEREF _Toc127450634 h 3 HYPERLINK l _Toc127450635 實驗三 噪聲聲功率的測量（現(xiàn)場直接測量法） PAGEREF _Toc127450635 h 6PAGE 10實驗一 城市道路交通噪聲的測量一 實驗?zāi)康?通過道路交通噪聲的測量

2、，使學(xué)生更進一步熟悉目前城市環(huán)境噪聲的主要聲源有哪些，加深交通噪聲特征的了解，并掌握等效連續(xù)聲級及累計百分?jǐn)?shù)聲級的概念和評價道路交通噪聲的方法。二 實驗原理交通噪聲是城市環(huán)境噪聲的主要噪聲源。本實驗中采用等效連續(xù)聲級及累計百分?jǐn)?shù)聲級對噪聲進行評價。等效連續(xù)A聲級又稱等能量A計權(quán)聲級，它等效于在相同的時間T內(nèi)與不穩(wěn)定噪聲能量相等的連續(xù)穩(wěn)定噪聲的A聲級。在同樣的采樣時間間隔下測量時，測量時段內(nèi)的等效連續(xù)A聲級可通過以下表達式計算： 或 式中：Leq等效連續(xù)聲級，dBT總的測量時段，SLAi第I個A計權(quán)聲級，dBI采樣間隔時間SN測試數(shù)據(jù)個數(shù)累計百分?jǐn)?shù)聲級Ln表示在測量時間內(nèi)高于Ln聲級所占的時間為

3、n。對于統(tǒng)計特性符合正態(tài)分布的噪聲，其累計百分?jǐn)?shù)聲級與等效連續(xù)A聲級之間有近似關(guān)系：三 實驗材料與設(shè)備 噪聲計或噪聲分析儀；5號堿性干電池四 實驗方法及步驟：1選定的測量位置，布置測點。2準(zhǔn)備好測試儀器，打開電源待穩(wěn)定后（半分鐘左右），開始測量。3 等時間間隔（選取5秒），讀取各時間間隔內(nèi)A聲級，連續(xù)測量200個數(shù)據(jù)；在測量的同時進行小時車輛種類、車流量統(tǒng)計。4 測量結(jié)束后，關(guān)閉電源開關(guān)。五、實驗報告的內(nèi)容要求：1實驗的目的2 實驗原理3 實驗方法及步驟4原始數(shù)據(jù)的處理：（1）將測量數(shù)據(jù)列表并標(biāo)出L10、L50、L90的值，以及計算得到的Leq的值（將測量得到的200個A聲級數(shù)據(jù)，按從大到小的

4、順序排列。讀出第20個、第100個、第180個數(shù)據(jù)的聲級值，它們依次分別為累計百分?jǐn)?shù)聲級L10、L50、L90，再計算得到Leq，道路交通噪聲統(tǒng)計特性符合正態(tài)分布，所以LeqL50+（L10- L90）2/60）。 噪聲測量記錄 年月日 星期 測量人 天氣 儀器 地點路 計權(quán)網(wǎng)絡(luò) 噪聲源 車輛數(shù)輛/分） 快檔慢檔 取樣間隔秒 取樣總次數(shù)200次 按從大到小的順序記錄測量的200數(shù)據(jù)L10= L50= L90= Leq= 以時間（小時）為橫坐標(biāo) ，有效A聲壓級dB為縱坐標(biāo)。做出時間聲壓級的曲線； 以時間秒為橫坐標(biāo)，有效A聲壓級dB為縱坐標(biāo)。做出測量時間聲壓級的曲線 ； 以測點為橫坐標(biāo) ，平均有效

5、A聲壓級dB為縱坐標(biāo)。做測點聲壓級的曲線 即沿程噪聲變化。 對測試路段、環(huán)境狀況（周圍的建筑、樹木、草坪分布情況）、測試時段車流量、車流特征等進行簡單描述（大車、小車出現(xiàn)情況、其他干擾情況），并根據(jù)測量及計算結(jié)果分析噪聲達標(biāo)情況。六 注意事項及思考1測量條件和要求：天氣條件要求在無雨無雪的時間，噪聲計應(yīng)保持傳聲器膜片清潔，風(fēng)力在三級以上必須按風(fēng)罩（以避免風(fēng)噪聲干擾），五級以上大風(fēng)應(yīng)停止測量。（測量時要求風(fēng)速在5m/s）使用設(shè)備：噪聲計TES1350A或HS6288D噪聲分析儀。手持儀器測量，傳聲器距離地面1.2m（或以上），并盡可能避開周圍的反射物（離反射物至少3.5m）。要求測量前后儀器校準(zhǔn)

6、偏差不大于2dB。測點應(yīng)選在交通干線兩路口之間，距馬路沿20cm處，此處距兩路口應(yīng)大于50m。2儀器操作步驟 TES1350A噪聲計：打開電源開關(guān)，進行內(nèi)部自我校正（RANGE：Hi；RESPONSE：F；FUNCT：CAL94dB）。選擇測量范圍Hi（65130dB）檔、Lo（35100dB）檔（取Lo檔）。選擇反應(yīng)速率F（FAST）檔，進行平均噪聲量測定。選擇功能按鈕A檔，進行人為感受的噪音量測定。手持儀器，傳聲器距離地面1.2m（或以上），每隔5秒讀一個數(shù)據(jù)。 測量完畢，將電源開關(guān)置于OFF。HS6288D噪聲分析儀：打開電源開關(guān)，按復(fù)位鍵，工作方式即為A聲級測量，顯示數(shù)據(jù)為所測A聲級值

7、（測量范圍35135dB）。按“快慢”鍵，至顯示屏出現(xiàn)“F”，即按快特性狀態(tài)測量。手持儀器，傳聲器距離地面1.2m（或以上），每隔5秒讀一個數(shù)測量完畢，將電源開關(guān)置于OFF3思考題 什么是噪聲？什么是聲級及分類？ 什么是百分?jǐn)?shù)聲級？ 什么是等效連續(xù)聲級？ 實驗二 工業(yè)設(shè)備噪聲測量一 實驗?zāi)康?通過工業(yè)設(shè)備噪聲的測量，使學(xué)生更進一步熟悉噪聲的最基本的物理量聲壓。在一般的噪聲測量中，一般采用測量聲級的方法。因為它在一定程度上反映了人耳的聽覺特性和聲壓級的頻率特性。并且掌握不同設(shè)備噪聲的測量方法和噪聲衡量標(biāo)準(zhǔn)等。二 實驗基本原理 進行工業(yè)設(shè)備噪聲測量的測點布置及其至測量表面的距離必須要合理選擇。當(dāng)在

8、室內(nèi)混響場測量機械噪聲時，為了減少房間混響對測量結(jié)果的影響，測點應(yīng)適當(dāng)靠近機器表面。但太近時，聲場不容易穩(wěn)定。為便于布置測點和計算測量表面積，一般將被測機器簡化為一長方體，如圖所示。除機器底面外共有5個面需要測量。測點選擇及布置的一般原則如下： （1）測點應(yīng)選擇在距機器表面11.5m處，測點距墻壁表面的距離應(yīng)大于距機器表面的距離。對于體積很小的機器，測點距離可適當(dāng)減??；但一般不小于0.6m。測點距地面的高度常取機器簡化高度與測點至測量表面距離之和的一半。（2）測點應(yīng)視布置在機器的前后、左右和頂部地點數(shù)目視機器外形尺寸和聲場特性而定，一般為5個點以上，即保證每個測量面有一個測點。當(dāng)面測點間的聲級

9、相差5dB以上時，應(yīng)在兩側(cè)點間增加一個測點。 測點布置好后，測點所在的平面稱為測量表面。它由5個長方形表面組成。其總表面積為：S=2ac+2bc+ba其中：S為測量表面積m2 a被測機器的簡化長度十測點高表面的距離（m）b被測機器的簡化寬度十測點出表面的距離（m）C被測機器的簡化高度十測點高表面的距離（m）。由于聲波是呈圓球狀輻射的在理論研究時常采用圓球表面作為分析面，此時機器處在圓球的中心。在實際測量中，對于小型機器也可用半球面作為測量表面，底面不進行測量。球的半徑為Rc=d+（a+b）/式中Rc球面半徑（m）， a測機器的簡化長度（m），b一被測機器的簡化寬度（m），d地點至表面的距離（m

10、）。測點沿圓周均勻布置一般為56個，測點距地面高度為0.45Rc，測量表面積為半球面的表面積S=2R2 。在室外測量時，由于不存在混響場的影響。測點的距離可適當(dāng)增加。三 實驗儀器 噪聲計、噪聲分析儀 ；5號堿性干電池；噪聲計校正儀四 實驗步驟1 確定設(shè)備及布置好測點（將設(shè)備簡化為長方形，因此可設(shè)5個測點）2 準(zhǔn)備好測試儀器，打開電源待穩(wěn)定后（半分鐘左右），開始測量。3 等時間間隔（間隔5秒），分別測量各測點10組噪聲A聲級。4 測量結(jié)束后，關(guān)閉電源。五 實驗報告的內(nèi)容要求1實驗的目的 2 實驗原理及所用儀器3 測試設(shè)備的名稱、型號、數(shù)量、所在地4 實驗方法及步驟、環(huán)境條件5原始數(shù)據(jù)的處理： （

11、1）測量記錄及處理12345678910平均值測點1測點2測點3測點4測點5本底噪聲LPB實測噪聲LPT注:被測機器噪聲級的大小是用各測點的平均聲級來表示。由于聲級是相對量，一般應(yīng)取對數(shù)平均值，但在各測點值相差不大時也可取算術(shù)平均值。因此各測點、本底噪聲的平均值采用算術(shù)平均值，實測噪聲平均值采用對數(shù)平均值。當(dāng)各測點間的最大值與最小值之差小于等于5dB時，取算術(shù)平均值：（2）當(dāng)各測點間最大值與最小值之差大于5dB時，取對數(shù)平均值。其平均公式推導(dǎo)如下： 確定設(shè)備的真實噪聲即進行本底噪聲的修正實際測量中，周圍環(huán)境的干擾噪聲稱為本底噪聲。由于本底噪聲的影響，使所測得的噪聲值高于被測機器的實際噪聲值。為

12、此必須從測量值中扣除本底噪聲的影響。其計算公式如下： LPS=10lg（100.1LPT100.1LPB）六 思考題 1 工業(yè)設(shè)備測量時測點的布置要求 2 測量的本底噪聲如何影響測量結(jié)果、如何消除實驗三 噪聲聲功率的測量（現(xiàn)場直接測量法）一 實驗?zāi)康?通過對室內(nèi)聲源的噪聲測量，使學(xué)生熟悉噪聲的最基本的物理量聲壓、聲級、聲功率和混響時間等。在一般的噪聲測量中，一般用聲級定量描述噪聲的一個有用的參量，但是用來描述聲場的分布特征和聲聲源的輻射特性，有時還是不夠的，因此需進行聲強測量或聲功率測量。本實驗主要掌握聲功率率的方法。二 實驗基本原理聲源的聲功率是聲源在單位時間內(nèi)發(fā)生的總能源。它與測點離聲源的

13、距離以及外界條件無關(guān)，是噪聲源的重要聲學(xué)量。聲功率的測量方法有三種：混響室法、消聲室發(fā)或半消聲室法，現(xiàn)場法。1 混響室法是將聲源防在混響室內(nèi)進行測量的方法?；祉懯沂且婚g體積很大（一般大于200立方米），墻的隔聲和地面隔振都很好的特殊實驗室，它的壁面堅實光滑，在測量的聲音頻率范圍內(nèi)，壁面的反射系數(shù)大于0.98。室內(nèi)離聲源r點的聲壓級為：式中：LW一聲源的聲功率級；一聲源的指向性因數(shù)；R一房間常數(shù)，RS（1）S一混響室內(nèi)各面的總面積一其平均吸聲系數(shù)在混響室內(nèi)只要離開聲源一定的距離，即在混響場內(nèi)，表征混響聲的4R將遠大于表征直達聲的于是近似有考慮到混響場內(nèi)的實際聲壓級不是完全相等的，因此必須取幾個測

14、點的聲壓級平均值p。由此可以得到被測聲源的聲功率級為： 2 消聲室法消聲室法是將聲源放置在消聲室或半消聲室內(nèi)進行測量的方法。消聲室是另一種特殊實驗室，與混響室正好相反，內(nèi)壁裝有吸聲材料，能吸收98以上的入射聲能。室內(nèi)聲音主要是直達聲而反射聲極小。消聲室內(nèi)的聲場，稱為自由場。如果消聲室的地面不鋪設(shè)吸聲面，而是堅實的反射面，則稱為半消聲室。測量時設(shè)想有一包圍聲源的包絡(luò)面，將聲源完全封閉其中，并將包絡(luò)面分為n個面元，每個面元的面積為Si，測定每個面元上的聲壓級Lpi，則得：其中，包絡(luò)面總面積 平均聲壓級：3 現(xiàn)場測量法現(xiàn)場測量法是在一般房間內(nèi)進行的，分為直接測量和比較測量兩種。（1）直接測量法：與消

15、聲室法一樣，也設(shè)想一個包圍聲源的包絡(luò)面，然后測量包絡(luò)面各面元上的聲壓級。不過在現(xiàn)場測量中聲場內(nèi)存在混響聲，因此要對測量結(jié)果進行必要的修正，修正值K由聲源的房間常數(shù)R確定 式中： p一平均聲壓級；S0一包絡(luò)面總面積。修正值 K 注意：a） 當(dāng)房間的壁面為全反射時為0，房間常數(shù) R=0，房間內(nèi)聲場主要為混響聲場；當(dāng)為1，房間常數(shù)R為無窮大，房間內(nèi)只有直達聲，類似于自由聲場。對于一般的房間，總是介于上述兩種情況之間，房間常數(shù)大致在幾十到幾千平方米之間。b）指向性因數(shù)Q：當(dāng)點聲源置于自由場空間，Q為1；當(dāng)點聲源置于無窮大剛性平面上，則點聲源發(fā)出的全部能量只向半自由場空間輻射，因此同樣距離處的聲強將為無

16、限空間情況的兩倍，Q為2；當(dāng)點聲源放置在兩個剛性平面的交線上，全部聲能只能向14空間輻射 Q為4；當(dāng)點聲源放置于三個剛性反射面的交角上，Q取8。房間中受聲點的相對聲壓級差值與聲源距離r、指向性因數(shù)Q及房間常數(shù)R的關(guān)系如圖。室內(nèi)聲壓級計算圖表2）由房間的混響時間T60可得到修正值式中：V一房間的體積。 式中：V一房間容積，m3 A一室內(nèi)總吸聲量，m2 AS注意：可見房間的吸聲量越小，修正值越大當(dāng)測點處的直達聲與混響聲相等時，K3。K越大，測量結(jié)果的精度越差。為了減小K值，可適當(dāng)縮小包絡(luò)面，即將各測點移近聲源；或者臨時在房間四周放置一些吸聲材料，增加房間的吸聲量。（2）比較法：在實驗室內(nèi)按規(guī)定的測

17、點位置預(yù)先測定標(biāo)準(zhǔn)聲源（一般可用寬頻帶的高聲壓級風(fēng)機，國內(nèi)外均有產(chǎn)品）的聲功率級。在現(xiàn)場測量時，首先仍按上述規(guī)定的測點布置測量待測聲源的聲壓級，然后將標(biāo)準(zhǔn)聲源放在待測聲源位置附近，停止待測聲源，在相同測點再次測量標(biāo)準(zhǔn)聲源的聲壓級。于是，可得待測聲源的聲壓級：式中：Lws一標(biāo)準(zhǔn)聲源的聲功率級； P一待測聲源現(xiàn)場測量的平均聲壓級；ps標(biāo)準(zhǔn)聲源現(xiàn)場替代測量的平均聲壓級。三 實驗儀器 噪聲計、噪聲分析儀； 5號堿性干電池；噪聲計校正儀四 實驗步驟1 確定測量房間及聲源設(shè)備2 布置好測點（將設(shè)備簡化為長方形，因此可設(shè)5-6個測點以上）并測量聲源距測點的距離、包絡(luò)面的面積等2 準(zhǔn)備好測試儀器，打開電源待穩(wěn)定后（半分鐘左右），開始測量。3 每個測點時間均為10分鐘（間隔5秒），分別測量各測點噪聲A聲級。4 測量結(jié)束后，關(guān)閉電源。五 實驗報告的內(nèi)容要求1實驗的目的 2 實驗原理及所用儀器3 測試設(shè)備的名稱、型號、數(shù)量、所在地4 實驗方法及步驟、環(huán)境條件5原始數(shù)據(jù)的處理：