【正文】 噪聲測量? 隨著現(xiàn)代工業(yè)、交通運輸和城市建設(shè)的迅速發(fā)展，噪聲對環(huán)境的污染日益嚴重，為此，國際標準化組織以及許多國家都紛紛制定了有關(guān)標準，用于環(huán)境噪聲的監(jiān)測和各類噪聲的控制。? 在眾多的噪聲源中，動力機械發(fā)出的噪聲占著主要位置，例如，對城市環(huán)境影響最大的是交通噪聲，即車輛噪聲，而內(nèi)燃機作為各類交通運輸工具的主要動力，其噪聲對環(huán)境的污染也就集中地反映在交通噪聲方面，且已成為城市環(huán)境噪聲的主要來源之一。此外，直接影響生活環(huán)境的還有空調(diào)與通風設(shè)備的噪聲等。? 噪聲測量是噪聲控制的基礎(chǔ)。本節(jié)主要介紹與噪聲測量有關(guān)的基本聲學概念、測量與評價方法以及典型的測量儀器。? 噪聲測量中的基本聲學概念? 噪聲是一種聲音，因而具有聲波的一切特性，物理學中的聲學知識均可用于對噪聲的理解與分析。這里主要選取與噪聲測量有關(guān)的聲學概念加以簡要說明。? 1．聲場? 聲波傳播的空間統(tǒng)稱為 聲場聲場 ；允許聲波在任何方向作無反射自由傳播的空間叫 自由聲場自由聲場 ；而允許聲波在任何方向作無吸收傳播的空間叫 混響聲場混響聲場 。顯然，自由聲場可以是一種沒有邊界、介質(zhì)均勻且各向同性的無反射空間，也可以是一種能將各個方向的聲能完全吸收的消聲空間。與此相反，混響聲場是一種全反射型聲場。然而，除非人為特別創(chuàng)造，否則在現(xiàn)實的生活環(huán)境中并不存在上述兩種極端的空間。? 如果某一空間僅以地面為反射面，而其余各個方向均符合自由聲場的條件，則稱 半自由聲場半自由聲場 。對于房屋等生活空間，其邊界 (如墻壁、地面、天花板或擺設(shè)物等 )既不完全反射聲波，也不完全吸收聲波，這種空間稱為 半混響聲場半混響聲場 。? 2．聲壓與聲壓級? 聲壓是指聲波波動引起傳播介質(zhì)壓力變化的量值 。設(shè)介質(zhì)處于平衡狀態(tài)時各處的靜壓為 p1，當聲波通過時介質(zhì)中某點的壓強變?yōu)?P2，其變化量 P即為聲壓，即：? p=p2p1 (1210)? 通常，聲壓的數(shù)值要比大氣壓小得多，? 例如 ：（ 1） 對于一臺內(nèi)燃機的工作噪聲，在距離內(nèi)燃機表面 lm處的聲壓只有 1Pa，僅為大氣壓的 1/105。? （ 2）人的感官對聲波的接收不僅有頻率范圍，也有聲壓范圍。具有正常聽力的人能夠聽到的最弱的聲壓為 2105Pa，稱為聽閾聲壓聽閾聲壓 (國際上把頻率為 lkHz的聽閾聲壓作為 基準聲壓基準聲壓 )。? 當聲壓達到 20Pa時，人耳開始感到疼痛，稱之為 痛閾聲壓痛閾聲壓 。雖然從聽閾到痛閾是正常聽覺的聲壓范圍，但兩閾值之間相差 100萬倍?？梢姡寐晧旱慕^對值來衡量聲音的強弱很不方便。? 為此，聲學上引入 “級 ”的概念， 用成倍比關(guān)系的對數(shù)量來表示聲音的強弱 ，即 用聲壓級表示聲壓的大小 。? 相對于聲壓為 p(Pa)的聲音，其 聲壓級聲壓級 Lp的定義為：? (1211)? 式中： P0為基準聲壓， P0=2105Pa。? 聲壓級 Lp的單位為 分貝 (dB)，它是一個相對于基準的比較指標， 用以反映聲音的相對強度 。根據(jù)定義式 (1211)，聲壓變化 10倍，聲壓級改變 20dB?？梢姡爰壍母拍詈?，聽覺范圍由原來百萬倍的聲壓變化幅度縮小為 0～ 120dB的聲壓級變化。? 3．聲能、聲能密度、聲功率、聲能流密度和聲強? 1)聲能、聲能密度和聲功率? 聲波的傳播過程實質(zhì)上是聲源的振動能量在介質(zhì)中的傳播過程。聲波傳播時質(zhì)點受激產(chǎn)生振動，同時也產(chǎn)生壓縮及膨脹的形變。顯然介質(zhì)中既有振動的動能又有形變的位能，這兩部分相加就是 聲能聲能 。 單位體積的聲能定義為 聲能密度聲能密度 ，用 e表示 ； 單位時間內(nèi)聲源傳播的總聲能用 聲功率聲功率 (W)表示。? 2)聲能流密度和聲強? 定義 單位時間內(nèi)通過與能量傳播方向垂直的單位面積的聲能為 聲聲能流密度，能流密度， 記做 ω(W/mm2)。 ω是矢量，指向為聲波傳播方向，其瞬時值在數(shù)量上可表示為相應(yīng)質(zhì)點振動速度 v和聲壓 P的乘積，即：? ω=pv (1212)? ? 為了表示聲波能量的強度， 取聲能流密度 ω在一個周期 T內(nèi)的時間平均值，稱做 聲強聲強 I，即：? (1213)? 式 (1213)中的 v和 P均取其實部。? 記瞬時聲強為 I(x， t)，由式 (1213)可知， 聲能流密度 ω實際上就是 I(x， t)。聲強 I也是矢量，指向也是聲波傳播的方向。圖 表示聲場中某一點的聲壓 P、質(zhì)點振速 v、聲能流密度 ω和聲強 I隨時間的變化關(guān)系，聲強 I是 ω的時間平均值。? 4．聲功率級和聲強級? 與聲壓和聲壓級之間的關(guān)系相似，聲功率和聲強的相對大小也可用 “級 ”來度量。 聲功率級聲功率級 和 聲強級聲強級 的定義分別為：? 式中： Lw為聲功率級， dB； W為聲源輻射的聲功率， W； W0=l012W，為基準聲功率； L1為聲強級， dB； I為聲波聲強， W/mm2；I0=l012W/mm2為基準聲強。? 表 127給出了點聲源的聲功率級與聲壓級的換算關(guān)系，式 (1216)則反映了聲強級與聲壓級之間的對應(yīng)關(guān)系：? 式中： ρ0為傳播介質(zhì)的密度； c為聲波傳播速度； ρ0c為傳播介質(zhì)的特性阻抗，由于修正項 10lg(400/ρ0c)很小，故聲壓級與聲強級的數(shù)值基本相等。? 5．頻譜? 1)頻程? 振幅振幅 (強度強度 )、 頻率頻率 和 相位相位 是描述波動現(xiàn)象的特性參數(shù)，聲波也不例外。通常，噪聲由大量不同頻率的聲音復(fù)合而成，有時噪聲中占主導地位的可能僅僅是某些頻率成分的聲音，了解這些聲音的來源和性質(zhì)是確定降噪措施的基本依據(jù)。在很多情況下，只測量噪聲的 總強度總強度 (即噪聲總聲級 )是不夠的，還需要測量噪聲強度關(guān)于 頻率分布頻率分布 。? 但是，如果要在正常聽覺的聲頻范圍 20～ 2104Hz內(nèi)對不同頻率的噪聲強度逐一進行測量，不僅很困難，而且也不必要。對此，通常是將聲頻范圍劃分為若干個區(qū)段，這些區(qū)段稱為 頻程頻程 或頻帶頻帶 。測量時，通過改變?yōu)V波器通頻帶的方法，逐一測量出每段頻程上的噪聲強度，這就是所謂的 分頻程測量分頻程測量 。? 噪聲測量中最常用的是 l倍頻程倍頻程 和 l/3倍頻程倍頻程 。? （ 1） l倍頻程倍頻程 ： 指頻帶的上、下限頻率之比為 2： 1的頻程；? （ 2） l/3倍頻程倍頻程 ： 對 1倍頻程 3等分后得到的頻程，即其頻帶寬度僅為 1倍頻程的 1/3。? 表 l28和表 l29分別是 1倍頻程和 l/3倍頻程中常用的中心頻率及相應(yīng)的頻率范圍。? 表 128 1倍頻程的中心頻率及其頻率范圍中心頻率 63 125 250 500頻率范圍 22～ 45 45～ 90 90～ 180 180～ 355 355～ 710中心頻率 1000 2022 4000 8000 16000頻率范圍 710～ 1400 1400～ 28002800～ 5600 5600～1120011200～22400fci+1=2fci? 表 1