物理因素：噪聲檢測技術(shù)

1物理因素

噪聲

2聲音基本概念3聲音的物理特性聲音和聲源什么是聲音：聲音是由“物體振動”所造成，經(jīng)由介質(zhì)以聲波的型式將能量傳送出去。聲音傳播介質(zhì)空氣：空氣聲固體物：固體聲(結(jié)構(gòu)噪聲)降低物體振動為有效降噪最基本方法。聲源：產(chǎn)生振動的物體稱為“聲源”。4聲音的物理特性聲速波聲在介質(zhì)中傳播的速度叫“聲速”。在空氣中聲速

(20℃、1大氣壓)：344米/秒，氣溫增加1℃，聲速增加0.61米/秒音速C=331.5+0.61t(t：溫度)在水中聲速：1450米/秒在鋼鐵中聲速：5000米/秒聲波在真空中無法傳播5頻率1Hz及10Hz正弦波聲音的物理特性6聲音的物理特性頻率聲源每秒振動的次數(shù)叫“頻率”，單位是“Hz”。人耳的感知聲音頻率約20~20,000Hz4,000Hz左右最敏感。語言帶為500~2,000Hz。低于20Hz為“次聲”，高于20,000Hz為“超聲”。純音：單一頻率聲音稱為純音。如音叉振動產(chǎn)生的聲音復(fù)音：工作場所所接觸聲音絕大部份是復(fù)音，由不同頻率由低到高進(jìn)行排列，所組成連續(xù)的頻譜。7聲音的物理特性頻率低頻噪聲：＜500Hz中頻噪聲：500Hz~1000Hz高頻噪聲：＞1000Hz※大部份工業(yè)噪聲為高頻噪聲濾波器環(huán)境量測使用（等百分率頻帶）1/1八音度頻帶(Octaveband)1/3

八音度頻帶(ThirdOctaveband)1.等頻帶(Constantfrequencybandwidth)2.等百分率頻帶(Constantpercentagefrequencybandwidth)聲音的物理特性

八音度頻帶及1/3八音度頻帶之中心頻率中心頻率Hz八音度頻帶1/3八音度頻帶中心頻率Hz八音度頻帶1/3八音度頻帶中心頻率Hz八音度頻帶1/3八音度頻帶0.8○25○800○1○○31.5○○1000○○1.25○40○1250○1.6○50○1600○2○○63○○2000○○2.5○80○2500○3.15○100○3150○4○○125○○4000○○5○160○5000○6.3○200○6300○8○○250○○8000○○10○315○10000○12.5○400○12500○16○○500○○16000○○20○600○20000○八音度頻帶及1/3八音度頻帶頻率范圍八音度頻帶(Hz)1/3八音度頻帶(Hz)中心頻率切斷頻率中心頻率切斷頻率22.4459018022.42835.54556719011214018022428031.52531.54063506380125100125160250200250315八音度頻帶及1/3八音度頻帶頻率范圍八音度頻帶(Hz)1/3八音度頻帶(Hz)中心頻率切斷頻率中心頻率切斷頻率35571014002800355450560710900112014001800224028003550450050040050063010008001000125020001600200025004000315040005000八音度頻帶及1/3八音度頻帶頻率范圍八音度頻帶(Hz)1/3八音度頻帶(Hz)中心頻率切斷頻率中心頻率切斷頻率560011200560071009000112008000630080001000014連續(xù)的頻譜(dB)120.0104.088.072.056.040.012.5100800630015噪聲的定義物理學(xué)各種不同頻率和強(qiáng)度的聲波無規(guī)律地雜亂組合，波形呈無規(guī)律的變化的聲音稱為“噪聲”法律學(xué)：凡是不需要的、使人厭煩、起干擾作用的聲音稱為“噪聲”16140120100806040200非常安靜安靜開始受干擾喧嘩非常吵痛閾低聲說話辦公室一般說話吸塵器、打磨重型卡車15公尺印刷機(jī)、紡織機(jī)迪吧飛機(jī)起飛分貝環(huán)境噪聲產(chǎn)生情況17聲壓級正弦波具有不同聲壓聲音的物理量18聲音的物理量聲壓和聲壓級一般聽閾的聲壓為20μPa(在1000Hz)痛閾的聲壓為20Pa1Pa=1N/m2=106μPa由聲壓的絕對值來表示聲音強(qiáng)弱很不方便。(聽閾與痛閾的聲壓絕對值相差100萬倍)為了方便表示聲音大小，人們對噪聲用聲壓級分貝(dB)來表示。19聲壓級Lp（SPL或LXX）Lp=20log10(dB) P為聲壓有效值,單位用PaP0為聲壓的基準(zhǔn)值2x10-5Pa(1Pa=1N/m2)聲壓級Lp

(SoundPressureLevel)一般是以分貝dB的大小來表示聲壓的有效值PP020時間計權(quán)響應(yīng)Peak：峰值檔；0.01秒Impulse：脈沖檔；0.035秒Fast：快檔；0.125秒Slow：慢檔；1秒SPL(dB)時間/秒21頻率計權(quán)容許誤差（精度）針對Type1&Type2噪聲基本參數(shù)22峰值聲級/Lpk（PeakLevel）麥克風(fēng)所探測的最大瞬間聲級最大聲級/MaxLevel

儀器運行期間采樣得到的聲壓級的最大值，與響應(yīng)設(shè)定有關(guān)最小聲級/MinLevel

儀器運行期間采樣得到的聲壓級的最小值，與響應(yīng)設(shè)定有關(guān)交換率/ER（ExchangeRate）23交換律ER，也被稱作加倍率或減半率每次聲音能量加大一倍，測量值增加的分貝值每次聲音能量加大一倍，允許接觸聲音的時間減少一半LP=20log10P/P0P=F/S（壓力定律）Ft=mv（動量定律）E=mv2/2（能量定律）注：E能量、m粒子質(zhì)量、v粒子運動速度、F粒子打在傳感器上的力、t粒子和傳感器接觸時間、S粒子打在傳感器上的面積、P傳感器測量的壓力24

交換率/ER（ExchangeRate）聲壓級與能量的關(guān)系式為25國際通用3dB(A)交換率聲音能量加大一倍，量測聲級增加3分貝美國采用5dB(A)交換率人耳能夠根據(jù)噪聲級的大小進(jìn)行自動補償（接觸時間t會減少），3分貝的交換率應(yīng)當(dāng)修正為5分貝以更接近人耳的響應(yīng)交換率影響Leq、Lavg、TWA、Dose的值，對SPL、Max、Min、Lpk沒有影響交換率/ER（ExchangeRate）26閾值Threshould

測得聲級低于閾值將不被列入平均及積算美國OSHA采兩個不同閾值

90分貝:TWA大于90分貝,采取工程控制(1971年)

80分貝:TWA大于85分貝,實施聽力保護(hù)計劃(1983年)ACGIH:80dBA中國閾值:?分貝（GBZ2.2-2007）平均聲級/Lavg（AverageLevel）27平均聲級/Lavg（AverageLevel）在任意交換率下計算得到的平均聲級當(dāng)使用閾值時容易產(chǎn)生一點混亂。任何低于這個閾值的聲級都不會計算到這個平均值之內(nèi)。這個值是以取對數(shù)后的分貝作為單位的，因此平均值的數(shù)字不能簡單的進(jìn)行聲級相加/除以樣品數(shù)來運算。用分貝作平均值單位時，短時間的高聲級會對平均聲級有很大的影響。等效連續(xù)聲級/Leq交換率為3分貝閾值關(guān)閉時的平均聲級Lavg28噪聲基本參數(shù)劑量/Dose

與標(biāo)準(zhǔn)聲級和標(biāo)準(zhǔn)時間有關(guān)，測量的噪聲暴露量與標(biāo)準(zhǔn)最大允許暴露值的百分比時間計權(quán)平均/TWA（TimeWeightedAverage）測量出的噪聲暴露值與之等能量的一個恒定的持續(xù)8小時的聲級29噪聲基本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)聲級/CriterionLevel最大允許暴露的累計噪聲即100%Does對應(yīng)的TWA值，由相關(guān)機(jī)構(gòu)制定，GBZ標(biāo)準(zhǔn)采用85dB標(biāo)準(zhǔn)時間/CriterionTime與標(biāo)準(zhǔn)聲級對應(yīng)的時間，一般為8小時超過聲級/Ln（ExceedenceLevels）指在測量時間內(nèi)有n%的時間噪聲值超過的某個聲級如：L40=70dB指在測量時間里有40%的時間音量大于70dB30頻率響應(yīng)及計權(quán)人耳對頻率的反應(yīng)范圍為20Hz到20kHz人耳對高頻率及低頻率不敏感正常人耳敏感的頻率為500Hz到4kHz31不同聲壓級SPLs及頻率的例子250Hz@114dB1KHz@114dB1KHz@94dB**本聲音僅供比較并非實際dB值32等響曲線

Equal-Loudess

ContoursABC33A計權(quán)網(wǎng)路-40dB的等響度曲線在1kHz點設(shè)定為0dB-40dB的等響度曲線倒立形成的曲線定為A-計權(quán)曲線34計權(quán)網(wǎng)絡(luò)聲壓級(dB)頻率(Hz)35聲壓級之和較高級須加上之修正值,dB兩級之差值,dB(D)36聲壓級之差較高級須減去之修正值,dB兩級之差值,dB37噪聲測量/設(shè)定Z計權(quán)響應(yīng)頻率(Hz)31.5631252505001k2k4k8k聲壓級808581756570909595989183.57191.776.59299Z計權(quán):為線性不加任何修正38噪聲測量/設(shè)定A計權(quán)響應(yīng)-1+1+10-3-9-16-26-39“A”計權(quán)(dB)697582.57278.577.583.584.5777681766471746956A-計權(quán)聲壓級在dB(A)5002501k2k8k4k1256331.5頻率(Hz)聲壓級80858175657090959539噪聲測量/設(shè)定C計權(quán)響應(yīng)5002501k2k8k4k1256331.5頻率(Hz)聲壓級808581756570909595-3-0.8-0.2000-0.2-0.8-3“C”計權(quán)(dB)96.297.183.569.997.47684.297.680858174.86269.289.894.292C-計權(quán)聲壓級在dB(C)40噪聲測量相同噪聲在不同計權(quán)所測得噪聲值不同:Z計權(quán):99dB(Z)A計權(quán):84.5dB(A)C計權(quán):97.6dB(C)41噪聲職業(yè)接觸限值GBZ2.2-200742中國噪聲職業(yè)接觸限值

GBZ2.2-2007

8h等效聲級(85dBA)

(按額定8h工作日規(guī)格化的等效連續(xù)A計權(quán)聲壓級)

噪聲強(qiáng)度等效為工作8h的等效聲級。每周40h等效聲級(85dBA)

(按額定每周工作40h規(guī)格化的等效連續(xù)A計權(quán)聲壓級)

非每周5d工作制的特殊工作場所接觸的噪聲聲級等效為每周40h的等效聲級。43交換率(減半率)/ExchangeRate每日連續(xù)接觸噪聲八小時,噪聲接觸限值為85dB(A)交換率:3dB(A)噪聲聲級衛(wèi)生限值(85dB/Ax8小時),

若增加3dB(A),從85dB(A)88dB(A),接觸時間減半(4小時)日接觸噪聲時間/小時衛(wèi)生限值/dB(A)8854882911940.597最高不得超過115dB(A)數(shù)據(jù)源:國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GBZ/T-189.8-200744970.5hr980.4hr990.32hr10015分10112分1029.5分1037.5分1046.0分1054.7分1063.75分1073.0分1082.36分1091.88分1101.5分1111.2分1120.94分1130.74分1140.59分dBA允許日接觸限值8025.40hr8120.16hr8216hr8312.70hr8410.07hr858hr866.35hr875.04hr884hr893.17hr902.52hr912hr921.59hr931.26hr941hr950.79hr961.63hr45國家職業(yè)接觸限值工作地點脈沖噪聲接觸的限值工作日接觸脈沖次數(shù)(n.次)聲壓級峰值/dB(A)≦100140≦1000130≦10000120數(shù)據(jù)源:國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GBZ2.2-200746工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

GBZ1-2010非噪聲工作地點噪聲聲級的設(shè)計要求地點名稱噪聲聲級dB(A)工效限值dB(A)噪聲車間觀察(值班)室≤

75≤

55非噪聲車間辦公室、會議室≤

60計算器室、精密加工室≤

7047噪聲對人體危害48人耳構(gòu)造與聽覺聽覺器官分為：外耳、中耳和內(nèi)耳49人耳構(gòu)造與聽覺聲波經(jīng)由空氣振動，經(jīng)外耳道收集震蕩耳膜使能量傳遞到中耳內(nèi)的三根聽小骨，聲波訊號以機(jī)械杠桿將訊號放大傳遞至內(nèi)耳中的液體，內(nèi)耳耳蝸液體震蕩刺激毛細(xì)胞，產(chǎn)生電信號傳至大腦。50噪聲對人體的危害生理性影響心理性影響傳音型聽力損失感音性聽力損失暫時性聽力損失TTS永久性聽力損失PTS51噪聲對人體的危害生理性影響神經(jīng)系統(tǒng)長期接觸有頭痛、頭暈、耳鳴、心悸、睡眠障礙、神經(jīng)衰弱綜合癥心血管系統(tǒng)心率加快或減緩、血壓不穩(wěn)(趨向增高)消化系統(tǒng)食欲減退、胃液分泌減少、胃腸蠕動減慢!52噪聲對人體的危害產(chǎn)生疲倦生理效應(yīng)頭痛神經(jīng)緊張心跳加速無法集中精神導(dǎo)致安全工傷事故53噪聲對人體的危害傳音性聽力損失突發(fā)性高分貝噪聲超過120dB所誘發(fā)之中耳傷害高于140dB易造成鼓膜破裂、聽骨斷裂…等不能完全或完全不能恢復(fù)典型為爆破、火炮發(fā)射巨響所誘發(fā)“爆震性耳聾”54噪聲對人體的危害感音性聽力損失暫時性聽力損失TTS短時間接觸強(qiáng)噪聲，聽閾提高10dB，短時間即可恢復(fù)。(聽覺適應(yīng))暫時性聽閾位移：(聽覺疲勞)較長時間接觸噪聲，聽閾提高15~30dB，需較長時間恢復(fù)。永久性聽力損失PTS噪聲性耳聾，永久性聽閾位移。完全不能恢復(fù)。55噪聲對人體的危害職業(yè)性噪聲聾分級(聽力損傷分級)正常聽力：0~25dB輕度噪聲聾：26~40dB細(xì)聲交談困難中度噪聲聾：41~55dB一般交談困難重度噪聲聾：56~70dB大聲交談困難，須助聽器輔助嚴(yán)重噪聲聾：71~90dB已無法正常交談全聾：>90dB56聽力損傷的可能前兆離開噪聲工作場所后仍有翁翁聲與別人談話覺得聽不清楚或?qū)Ψ铰曇糇冃e人覺得你講話聲音變大在聽廣播或收看電視時須調(diào)高音量在吵雜的環(huán)境中辨識語音的能力變差聽力檢查的聽力曲線在3000~6000Hz處出現(xiàn)”V”型或”U”型下陷57影響聽力損傷的因素噪聲的強(qiáng)度接觸時間長短噪聲的頻譜噪聲類型和接觸方式個別差異年齡藥物58健康監(jiān)護(hù)聽力保護(hù)計劃(保護(hù)企業(yè))檢測噪聲聽力測試聽力保護(hù)(提供個體噪聲防護(hù)設(shè)備)教育及訓(xùn)練保存記錄59噪聲現(xiàn)場檢測60流動的工作崗位(變動噪聲)絕大部份有噪聲危害的作業(yè)場所需隨著工人測量個體噪聲劑量計成為最佳選擇61個體噪聲劑量計安裝麥克風(fēng)位置非常重要62工作場所噪聲檢測的誤差來源音頻及電場干擾環(huán)境的溫度、濕度及大氣壓力改變校準(zhǔn)采樣的次數(shù)檢測設(shè)備不規(guī)范檢測過程不規(guī)范63校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)音源校準(zhǔn)器

64降噪控制工程步驟噪聲識別及音源特性分析(噪聲源、傳聲路徑)噪聲檢測及評價決定降噪值選擇