【正文】 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 。? 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 。? 噪聲測量是噪聲控制的基礎(chǔ)。 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(yán)重，為此，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織以及許多國家都紛紛制定了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，用于環(huán)境噪聲的監(jiān)測和各類噪聲的控制。本節(jié)主要介紹與噪聲測量有關(guān)的基本聲學(xué)概念、測量與評價方法以及典型的測量儀器。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。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 。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(zhǔn)聲壓基準(zhǔn)聲壓 )。? 為此，聲學(xué)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 ?？梢?，引入級的概念后，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。 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。聲強 I也是矢量，指向也是聲波傳播的方向。? 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。? 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(jìn)行測量，不僅很困難，而且也不必要。? （ 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。? 2)頻程聲壓級和頻譜能級? 在噪聲頻譜中，聲壓級分布在 350Hz以下 的噪聲稱為 低頻噪低頻噪聲聲 ，聲壓級分布在 350～ l000Hz范圍內(nèi) 的噪聲稱為 中頻噪聲中頻噪聲 ，聲壓級分布在 1000Hz以上 的噪聲稱為 高頻噪聲高頻噪聲 。? 根據(jù)聲功率級的定義可得由各聲源的合成的總聲功率級 LWt為? (1218)? 可見，聲功率級的合成并非是各聲源功率級的直接相加，而是在遵循能量疊加原則下的對數(shù)運算，這是由 “級 ”的對數(shù)量性質(zhì)所決定的。根據(jù)聲壓級的定義，總聲壓級的表達(dá)式為 :? (1220)? 式中： Pt為各聲源合成的總聲壓。另外的情況還有：為了判斷某一機器設(shè)備運轉(zhuǎn)時的主要噪聲源，需要從機器中逐一分解出單個運動部件產(chǎn)生的噪聲等。與上述聲級的合成與分解一樣，聲級的平均值也必須按照能量平均的方法來求。? (3)一般情況下，由于同一聲源多測點的聲壓級平均值不等于其算術(shù)平均值，因而不能直接采用算術(shù)平均的計算方法求取。舉例來說，響度級為 85phon的聲音聽起來與聲壓級為 85dB、頻率為 l000Hz的純音一樣響。等響曲線反映了人耳對高頻聲音較為敏感的聽覺特性，如對于聲壓級同樣為60dB，而頻率分別為 100Hz和1000Hz的聲音，前者的響度級是 50phon，而后者的響度級為 60phon。? A計權(quán)網(wǎng)絡(luò) ： 模擬人耳 40phon等響曲線設(shè)計，主要衰減人耳不敏感的低頻段聲音，對中頻段聲音有一定的衰減。對于強度不隨時間變化的穩(wěn)定噪聲，可以直接用 A聲級評定，但是對于不穩(wěn)定的噪聲需要用 統(tǒng)計聲級評定。? 假設(shè)在一定時間內(nèi)，對某連續(xù)變化聲源的噪聲級進(jìn)行測量，共得數(shù)據(jù)幾個，記為 Li(i=1， 2， … ， n)，則該聲源的等效聲級 Lep可表示為：? (1227)? 聲壓和聲強測量的基本原理? 熱能與動力工程中經(jīng)常通過比較同類熱力設(shè)備輻射的聲功率來判斷相應(yīng)的設(shè)計與制造水平，對于多種動力機械還有強制的噪聲限制要求，為此需要將設(shè)備作為一個 噪聲源進(jìn)行聲功率噪聲源進(jìn)行聲功率 測定。對此，我國也制定了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 68816882。 IS0 96141是一部關(guān)于聲強分布測點法的標(biāo)準(zhǔn)。感應(yīng)聲壓變化并實現(xiàn)電信號轉(zhuǎn)換的元件稱為傳聲器。? 2)壓電式傳聲器? 壓電式傳聲器利用壓電晶體受聲壓作用后產(chǎn)生的正壓電效應(yīng)實現(xiàn)聲一電轉(zhuǎn)換，其靈敏度高，頻率特性好，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，但工作性能受溫度的影響較大。? 2．聲強測量的基本原理? 聲強測量方法分為兩類：一類是雙傳聲器法，簡稱 pp法；另一類是將傳聲器和直接測量質(zhì)點速度的傳感器結(jié)合，簡稱 pμ法。除如圖，還有并列式、串聯(lián)式和背置式雙傳聲器結(jié)構(gòu)。? 設(shè)超聲波的頻率為 ω，聲速為 c，發(fā)射器和接收器之間的距離為 d。? 一般， 聲壓法對測試環(huán)境都有相應(yīng)的要求，而聲強法在理論上不受環(huán)境噪聲的影響，具有更好的現(xiàn)場適應(yīng)性。理論上選取與被測對象結(jié)構(gòu)外形一致的表面作為測量表面最為理想，但這樣會給測量探頭的布置和測量結(jié)果的處理帶來不便。? 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定該測量表面上的 l0個測點按等面積分布，具體位置如圖 。? 2．聲壓法測量結(jié)果的處理? 1)背景噪聲的修正? 利用聲級計進(jìn)行噪聲測量時，如果周圍環(huán)境存在其他聲源，則聲級計讀數(shù)中將包含被測噪聲以外的噪聲，這一噪聲稱做背景噪聲。 2)測量表面平均聲壓級計算? ? (1236)? 式中： Lpm為測量表面的平均聲壓級； n為總的測點數(shù)。被測噪聲的聲功率級與聲壓級之間的換算關(guān)系為：? (1237)? 式中： Lw為被測噪聲的聲功率級； Lpm為被測噪聲的平均聲壓級； K2為測量環(huán)境 (指場所 )修正值； K3為測量環(huán)境溫度和氣壓修正值； S為測量表面面積， m2； S0為基準(zhǔn)面積， S0=lm2。工程法要求測量環(huán)境滿足條件 A/S6，即環(huán)境修正值 K2(圖)，否則測量環(huán)境不符合要求；而簡易法只要求測量環(huán)境的A/S1。? 2)聲功率計算? 由聲強的定義可得，每一測量單元的聲功率 Wi為：?