小王子分享噪聲測量的有關(guān)概念術(shù)語的定義

 聲音與噪聲
    聲音的本質(zhì)是波動。受作用得空氣發(fā)生振動,，當(dāng)震動頻率在20-20000Hz時(shí),，作用于人的耳鼓膜而產(chǎn)生的感覺稱為聲音。聲源可以是固體,、也可以是流體（液體和氣體）的振動,。聲音的傳媒介質(zhì)有空氣。水和固體,，它們分別稱為空氣聲,、水聲和固體聲等。噪聲監(jiān)測主要討論空氣聲,。
人類是生活在一個(gè)聲音的環(huán)境中,，通過聲音進(jìn)行交談、表達(dá)思想感情以及開展各種活動,。但有些聲音也會給人類帶來危害,。例如，震耳欲聾的機(jī)器聲,，呼嘯而過的飛機(jī)聲等,。這些為人們生活和工作所不需要的聲音叫噪聲，從物理現(xiàn)象判斷,，一切無規(guī)律的或隨機(jī)的聲信號叫噪聲,；噪聲的判斷還與人們的主觀感覺和心理因素有關(guān),，即一切不希望存在的干擾聲都叫噪聲，例如,，在某些時(shí)候,，某些情緒條件下音樂也可能是噪聲。
環(huán)境噪聲的來源有四種：一是交通噪聲,，包括汽車,、火車和飛機(jī)等所產(chǎn)生的噪聲；二是工廠噪聲,，如鼓風(fēng)機(jī),、汽輪機(jī)，織布機(jī)和沖床等所產(chǎn)生的噪聲,；三是建筑施工噪聲,，像打樁機(jī)、挖土機(jī)和混凝土攪拌機(jī)等發(fā)出的聲音,；四是社會生活噪聲,，例如，高音喇叭,，收錄機(jī)等發(fā)出的過強(qiáng)聲音,。

二、聲音的發(fā)生,、頻率,、波長和聲速
    頻率：聲源在一秒中內(nèi)振動的次數(shù)，記作f,。單位為Hz,。
    周期：聲源振動一次所經(jīng)歷的時(shí)間，記作T,，單位為s,。T=1/f。
    波長：沿聲波傳播方向,，振動一個(gè)周期所傳播的距離,，或在波形上相位相同的相鄰兩點(diǎn)間距離，記為λ,，單位為m,。
    聲速：聲波每秒在介質(zhì)中傳播的距離，記作c,，單位為m/s,。聲速與傳播聲音的介質(zhì)和溫度有關(guān)。在空氣中,，聲速（c）和溫度（t）的關(guān)系可簡寫為：c = 331.4+0.607t常溫下,，聲速約為345m/s,。
    頻率f,、波長λ和聲速c三者之間的關(guān)系是: c = λf當(dāng)物體在空氣中振動,，使周圍空氣發(fā)生疏、密交替變化并向外傳遞,，且這種振動頻率在20-20000Hz之間,，人耳可以感覺，稱為可聽聲,，簡稱聲音,，噪聲監(jiān)測的就是這個(gè)范圍內(nèi)的聲波。頻率低于20Hz的叫次聲,，高于20000Hz的叫超聲,，它們作用到人的聽覺器官時(shí)不引起聲音的感覺，所以不能聽到,。
 

三,、聲功率、聲強(qiáng)和聲壓
（一） 聲功率（W）
    聲功率是指單位時(shí)間內(nèi),，聲波通過垂直于傳播方向某面積的聲能量,。在噪聲監(jiān)測中，聲功率是指聲源總聲功率,。單位為W,。
（二） 聲強(qiáng)（I）
    聲強(qiáng)是指單位時(shí)間內(nèi)，聲波通過垂直于傳播方向單位面積的聲能量,。單位為 W / s2,。
（三） 聲壓（P）
    聲壓是由于聲波的存在而引起的壓力增值。單位為Pa,。聲波在空氣中傳播時(shí)形成壓縮和稀疏交替變化,，所以壓力增值是正負(fù)交替的。但通常講的聲壓是取均方根值,，叫有效聲壓,，故實(shí)際上總是正值，對于球面波和平面波,，聲壓與聲強(qiáng)的關(guān)系是： I= P2 / ρc式中：ρ-空氣密度,，如以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓與20℃的空氣密度和聲速代入，得到ρ•c =408 單位值,也叫瑞利,。稱為空氣對聲波的特性阻抗.
 

四,、分貝、聲功率級,、聲強(qiáng)級和聲壓
（一） 分貝
    人們?nèi)粘Ｉ钪杏龅降穆曇?，若以聲壓值表示,，由于變化范圍非常大，可以達(dá)六個(gè)數(shù)量級以上,，同時(shí)由于人體聽覺對聲信號強(qiáng)弱刺激反應(yīng)不是線形的,，而是成對數(shù)比例關(guān)系。所以采用分貝來表達(dá)聲學(xué)量值,。所謂分貝是指兩個(gè)相同的物理量（例A1和A0）之比取以10為底的對數(shù)并乘以10（或20）,。N = 10lg（A1/A0） 分貝符號為"dB"，它是無量綱的,。式中A0是基準(zhǔn)量（或參考量）,，A是被量度量。被量度量和基準(zhǔn)量之比取對數(shù),，這對數(shù)值稱為被量度量的"級",。亦即用對數(shù)標(biāo)度時(shí)，所得到的是比值,它代表被量度量比基準(zhǔn)量高出多少"級",。
（二） 聲功率級
      Lw =10lg（W/W0）
式中：Lw——聲功率級（dB）,；
      W—— 聲功率（W）；
      W0—— 基準(zhǔn)聲功率,，為10-12 W,。
（三） 聲強(qiáng)級
      LI = 10lg（I/I0）式中：LI —— 聲壓級（dB）；
      I —— 聲強(qiáng)（W/m2）,；
      I0 —— 基準(zhǔn)聲強(qiáng),，為10-12 W/m2。
（四） 聲壓級
        LP = 20lg（P/P0）
式中： LP—— 聲壓級（dB）,；
        P ——聲壓（Pa）,；
        P0—— 基準(zhǔn)聲壓，為2×10-5Pa,，該值是對1000HZ聲音人耳剛能聽到的zui低聲壓,。
 

五、噪聲疊加和相減（一）噪聲的疊加兩個(gè)以上獨(dú)立聲源作用于某一點(diǎn),，產(chǎn)生噪聲的疊加,。聲能量是可以代數(shù)相加的，設(shè)兩個(gè)聲源的聲功率分別為W1和W2,，那么總聲功率W總 = W1+ W2,。而兩個(gè)聲源在某點(diǎn)的聲強(qiáng)為I1 和I2 時(shí)，疊加后的總聲強(qiáng)
    總 = I + I2 ,。但聲壓不能直接相加,。由于 I1 =P12/ρc I2 = P22/ρc故 P總2 = P12 + P22又 （P1/ P0）2= 10（Lp1/10）
    （P2 / P0）2 = 10（Lp2/10）故總聲壓級：
    LP =10 lg[（P12 + P22）/ P02]
        =10 lg[10（Lp1/10）+10（Lp2/10）]
如LP1=LP2，即兩個(gè)聲源的聲壓級相等,，則總聲壓級：
            LP = LP1+ 10lg2
              ≈ LP1 + 3（dB）
也就是說,，作用于某一點(diǎn)的兩個(gè)聲源聲壓級相等,，其合成的總聲壓級比一個(gè)聲源的聲壓級增加3dB。當(dāng)聲壓級不相等時(shí),，按上式計(jì)算較麻煩,。可以利用書上圖7-1查曲線值來計(jì)算,。方法是：設(shè)LP1 > LP2 ,以 LP1 - LP2值按圖查得ΔLP ,，則總聲壓級 LP總 = LP1 + ΔLP ,。
（二） 噪聲的相減 噪聲測量中經(jīng)常碰到如何扣除背景噪聲問題,，這就是噪聲相減問題。通常是指噪聲源的聲級比背景噪聲高,，但由于后者的存在使測量讀數(shù)增高,，需要減去背景噪聲。圖7-2為背景噪聲修正曲線,，,。
例：為測定某車間中一臺機(jī)器的噪聲大小，從聲級計(jì)上測得聲級為104dB,當(dāng)機(jī)器停止工作,，測得背景噪聲為100dB,，求該機(jī)器噪聲的實(shí)際大小。解： 設(shè)有背景噪聲時(shí)測得的噪聲為LP ,，背景噪聲為LP1,，機(jī)器實(shí)際噪聲級為LP2由題意可知
    LP - LP1 =4dB
從圖7-2中可查得ΔLP = 2.2dB,因此該機(jī)器的實(shí)際噪聲聲級為：
    LP2 = LP -ΔLP
        = 104dB-2.2dB
        = 101.8dB
 

六、 響度和響度級
1 .響度（N）
    響度是人耳判別聲音由輕到響的強(qiáng)度等級概念,，它不僅取決于聲音的強(qiáng)度（如聲壓級）,，還與它的頻率及波形有關(guān)。響度的單位為"宋",1宋的定義為聲壓級為40dB,頻率為1000Hz,且來自聽者正前方的平面波形的強(qiáng)度,。如果另一個(gè)聲音聽起來比1宋的聲音大n倍,，即該聲音的響度為n宋。
2 .響度級（LN）
    響度級是建立在兩個(gè)聲音主觀比較的基礎(chǔ)上,，選擇1000Hz的純音作基準(zhǔn)音,，若某一噪聲聽起來與該純音一樣響，則該噪聲的響度級在數(shù)值上就等于這個(gè)純音的聲壓級（dB）,。響度級用LN表示,，單位是"方"。如果某噪聲聽起來與聲壓級為80dB,，頻率為1000Hz的純音一樣響,，則該噪聲的響度級就是80方。
3 .響度與響度級的關(guān)系
    根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)得到,，響度級每改變10方,，響度加倍或減半,。它們的關(guān)系可用下列數(shù)學(xué)式表示：N = 2[（LN-40）/10] 或 LN = 40+33lgN注意，響度級的合成不能直接相加,，而響度可以相加,。應(yīng)先將各響度級換算成響度進(jìn)行合成，然后再換算成響度級,。
 

七,、計(jì)權(quán)聲級
    為了能用儀器直接反映人的主觀響度感覺的評價(jià)量，有關(guān)人員在噪聲測量儀器——聲級計(jì)中設(shè)計(jì)了一種特殊濾波器,，叫計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò),。通過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級，已不再是客觀物理量的聲壓級,，而叫計(jì)權(quán)聲壓級或計(jì)權(quán)聲級,，簡稱聲級。通用的有A,、B,、C和D計(jì)權(quán)聲級。A計(jì)權(quán)聲級是模擬人耳對55dB以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性,；B計(jì)權(quán)聲級是模擬55dB到85dB的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性,；C計(jì)權(quán)聲級是模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性；D計(jì)權(quán)聲級是對噪聲參量的模擬,，于飛機(jī)噪聲的測量,。計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是一種特殊濾波器，當(dāng)含有各種頻率通過時(shí),，它對不同頻率成分的衰減是不一樣的,。A、B,、C計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的主要差別是在于對低頻成分衰減程度,，A衰減zui多，B其次,，Czui少,。A、B,、C,、D計(jì)權(quán)的特性曲線見
 

八、等效連續(xù)聲級,、噪聲污染級和晝夜等效聲級（一）等效連續(xù)聲級 A計(jì)權(quán)聲級能夠較好地反映人耳對噪聲的強(qiáng)度與頻率的主觀感覺,，因此對一個(gè)連續(xù)的穩(wěn)態(tài)噪聲，它是一種較好的評價(jià)方法，但對一個(gè)起伏的或不連續(xù)的噪聲,，A計(jì)權(quán)聲級就顯得不合適了,。例如，交通噪聲隨車流量和種類而變化,；又如,，一臺機(jī)器工作時(shí)其聲級是穩(wěn)定的，但由于它是間歇地工作,，與另一臺聲級相同但連續(xù)工作的機(jī)器對人的影響就不一樣,。因此提出了一個(gè)用噪聲能量按時(shí)間平均方法來評價(jià)噪聲對人影響的問題，即等效連續(xù)聲級,，符號“Leq”或“LAeq.T”,。它是用一個(gè)相同時(shí)間內(nèi)聲能與之相等的連續(xù)穩(wěn)定的A聲級來表示該段時(shí)間內(nèi)的噪聲的大小。例如,，有兩臺聲級為85dB的機(jī)器,，*臺連續(xù)工作8小時(shí)，第二臺間歇工作,，其有效工作時(shí)間之和為4小時(shí)。顯然作用于操作工人的平均能量是前者比后者大一倍,，即大3dB,。因此，等效連續(xù)聲級反映在聲級不穩(wěn)定的情況下,，人實(shí)際所接受的噪聲能量的大小,，它是一個(gè)用來表達(dá)隨時(shí)間變化的噪聲的等效量。
    LAeq.T =10lg[1/T∫T0100.1LPAdt]式中：LPA—— 某時(shí)刻t的瞬時(shí)A聲級（dB）;
        T —— 規(guī)定的測量時(shí)間（s）如果數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布,，其累積分布在正態(tài)概率紙上為一直線,，則可用下面
近似公式計(jì)算：
    LAeq.T ≈ L50+d2/60, d = L10 - L90其中L10， L50,， L90為累積百分聲級,，其定義是：
    L10—— 測量時(shí)間內(nèi)，10%的時(shí)間超過的噪聲級,，相當(dāng)于噪聲的平均峰值,。
    L50—— 測量時(shí)間內(nèi)，50%的時(shí)間超過的噪聲級,，相當(dāng)于噪聲的平均值,。
    L90—— 測量時(shí)間內(nèi)，90%的時(shí)間超過的噪聲級,，相當(dāng)于噪聲的背景值,。
累積百分聲級L10、L50、和L90的計(jì)算方法有兩種：其一是在正態(tài)概率紙上
畫出累積分布曲線,，然后從圖中求得,；另一種簡便方法是將測定的一組數(shù)據(jù)（例如100個(gè)），從大 到小排列,，第10個(gè)數(shù)據(jù)即為L10,，第50個(gè)數(shù)據(jù)即為L50，第90個(gè)數(shù)據(jù)即為L90,。
（二） 噪聲污染級
    許多非穩(wěn)態(tài)噪聲的實(shí)踐表明,，漲落的噪聲所引起人的煩惱程度比等能量的穩(wěn)態(tài)噪聲要大，并且與噪聲暴露的變化率和平均強(qiáng)度有關(guān),。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,，在等效連續(xù)聲級的基礎(chǔ)上加上一項(xiàng)表示噪聲變化幅度的量，更能反映實(shí)際污染程度,。用這種噪聲污染級評價(jià)航空或道路的交通噪聲比較恰當(dāng),。故噪聲污染級（LNP）公式為：
    LNP = Leq + Kσ
式中：K —— 常數(shù)，對交通和飛機(jī)噪聲取值2.56,；
    σ —— 測定過程中瞬時(shí)聲級的標(biāo)準(zhǔn)偏差,。
（三）晝夜等效聲級
    也稱日夜平均聲級，符號“Ldn”,。用來表達(dá)社會噪聲晝夜間的變化情況,，表達(dá)式為：
    Ldn = 10lg{[16×100.1Ld + 8×100.1（Ln+10）]/24}
式中：Ld——白天的等效聲級，時(shí)間從6∶00－22∶00,，共16個(gè)小時(shí),；
    Ln——夜間的等效聲級，時(shí)間從22∶00－第二天的6∶00,，共8個(gè)小時(shí),。為表明夜間噪聲對人的煩擾更大，故計(jì)算夜間等效聲級這一項(xiàng)時(shí)應(yīng)加上10dB的計(jì)權(quán),。