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1、1,第一節(jié) 聲音及其度量 第二節(jié) 噪聲及其對人的影響 第三節(jié) 噪聲測量及評價標準 第四節(jié) 噪聲控制 第五節(jié) 振動環(huán)境 第六節(jié) 特殊工作環(huán)境,第十章 噪聲及振動環(huán)境,2,第六章 噪聲及振動環(huán)境,本章重點,1、聲音的物理度量與主觀度量2、噪聲對人的影響以及如何進行噪聲的控制？,本章難點,1、如何理解聲音的物理度量與主觀度量之間的關(guān)系？,3,一、聲音的基本概念1、聲源的概念： 物體的振動產(chǎn)生聲音，振動發(fā)聲的物體被稱為聲源。 2、聲音的形成： 聲音的形成是由振動的發(fā)生與傳播這兩個環(huán)節(jié)組成。3、描述聲音的三個重要物理量 頻率、波長和聲速,第一節(jié) 聲音及其度量,4, 頻率聲源每秒鐘振動的次數(shù)稱為頻率，以f

2、 表示，單位為赫（Hz）。在可聽聲2020000Hz范圍內(nèi)，頻率越高聲音越尖銳。人耳的聽覺具有對高頻聲（1000Hz）較敏感，而對低頻聲（300Hz）不敏感的特性。 波長聲波在一個波動的周期內(nèi)傳播的距離稱為波長。記作, 單位為m。,第一節(jié) 聲音及其度量,5,聲速聲波在媒介中傳播的速度稱為聲速，用c表示，單位為m/s。頻率、波長和聲速之間的關(guān)系,第一節(jié) 聲音及其度量,6,二、聲音的物理度量 （一）聲壓、聲壓級單個聲源1、聲壓聲波在空氣傳播過程中，引起空氣質(zhì)點振動導(dǎo)致空氣壓強變化叫聲壓。聲壓是表示聲音強弱的物理量，用P表示，單位是帕（Pa）。 聽閾聲壓是210-5Pa，痛閾聲壓是20Pa，而火箭發(fā)

3、射時可產(chǎn)生630Pa。,第一節(jié) 聲音及其度量,7,2、聲壓級 聲壓級是聲壓與基準聲壓之比的以10為底的對數(shù)乘以20，用符號Lp表示，單位是分貝dB。 P是需要測定的聲音的聲壓，P0=210-5帕。 聽閾的聲壓級是0dB，痛閾的聲壓級是120dB.,第一節(jié) 聲音及其度量,8,第一節(jié) 聲音及其度量,（二）合成聲壓級多個聲源1、幾個不同的聲源同時作用在聲場中同一點上，它們產(chǎn)生的總聲壓可以通過能量合成的原則進行計算。2、若在某點分別測得幾個聲源的聲壓為P1，P2，Pn，該點總聲壓Pt滿足 （i= 1，2，n）,9,第一節(jié) 聲音及其度量,和,由,如何計算合成聲壓級LPt？,10,第一節(jié) 聲音及其度量,（

4、i= 1,2,n） 4、考慮背景聲源影響的多個聲源的總聲壓級 某一聲源聲壓級,3、多個聲源的總聲壓級,11,（三）頻譜分析任何機器運轉(zhuǎn)時的噪聲都是不只一個頻率的聲音，它們是從低頻到高頻無數(shù)頻率成分的聲音的大合奏。在噪聲控制工作中，了解噪聲源的頻譜很重要，降低不同頻率成分的噪聲，采用的控制方法及選用的聲學(xué)材料不一樣。對癥下藥，才能有效合理地降低噪聲。,第一節(jié) 聲音及其度量,12,（三）頻譜分析1、頻譜 具有不同頻率(或頻段)成分的聲波具有不同的能量，這種頻率成分與聲強分布的關(guān)系稱為聲的頻譜。2、頻譜分析 將聲源發(fā)出的聲音強度按頻率順序展開，使其成為頻率的函數(shù)，并考察變化規(guī)律，稱為頻譜分析。,第一

5、節(jié) 聲音及其度量,13,3、頻程聲頻范圍被人為劃分為幾個小的頻段，在每一個頻段中，上限頻率與下限頻率之間的距離稱為頻程。倍頻程：幾何中心頻率,第一節(jié) 聲音及其度量,或,14,第一節(jié) 聲音及其度量,表1 倍頻程的頻率范圍,15,三、聲音的主觀感覺 由于人耳受聲音頻率選擇特性的影響，對于相同聲壓級、不同頻率的聲音，感到的響度也不一樣。如，50Hz，78dB的聲音與1000Hz，78dB的聲音不一樣響，而與1000Hz，60dB的聲音一樣響。為了反映人耳的這一特性，引入聲音主觀度量的物理量。,第一節(jié) 聲音及其度量,16,三、聲音的主觀感覺（一）聲音的響度級與響度 1、響度級：人們對噪聲進行主觀評價的

6、一個基本量，用LN表示，單位為方(phon),第一節(jié) 聲音及其度量,17,第一節(jié) 聲音及其度量,18,第一節(jié) 聲音及其度量,等響度曲線上的各點，聲壓級、頻率不同，但響度相同。 從等響度曲線可以看出，人耳對高頻聲音，特別是30004000Hz的聲音比較敏感，而對于低頻聲音，則頻率越低越不敏感，當響度級比較低時，這種人耳的主觀感覺大為明顯。 人耳的響度級聽覺范圍是4.2方120方。,19,三、人耳對聲音的主觀感覺（一）聲音的響度級與響度 2、響度：是人耳對聲音強度所產(chǎn)生的主觀感覺量，它與人對聲音響亮程度的主觀感覺成正比。以N表示，單位為宋（sone） 響度級雖然定量地確定了響度感與頻率、聲壓級的關(guān)

7、系，但是由于響度級是一種對數(shù)刻度單位，不同響度級的聲音并不能直接比較，即通過響度級并不能確定兩個聲音的響度感相差多少。,第一節(jié) 聲音及其度量,20,第一節(jié) 聲音及其度量,3、響度與響度級的關(guān)系式純音的響度計算 響度級每增加10方，響度增加1倍，40方為1宋，50方為2宋，60方為4宋通過響度可以直接計算出聲音響度增加或減少的百分數(shù)，因此用響度的變化來反映降噪措施的主觀效果比較直觀，能使人更容易理解和接受。,21,第一節(jié) 聲音及其度量,4、多種頻率復(fù)合音的總響度 Nt為總響度指數(shù)（宋）；Nm為各頻帶中響度指數(shù)最大者； 為所有頻帶的響度指數(shù)之和；F為倍頻程選擇系數(shù)。對倍頻程，F(xiàn)=0.3；對1/3倍

8、頻程，F(xiàn)=0.15,22,第一節(jié) 聲音及其度量,（二）計權(quán)聲級,23,第一節(jié) 聲音及其度量,（二）計權(quán)聲級在噪聲測量中，為了使聲音的客觀物理量與人耳聽覺的主觀感受近似取得一致，在測量儀器中對不同頻率的客觀聲壓級人為給予適當增減，這種修正的方法稱為頻率計權(quán)。通俗地說，頻率計權(quán)就是模擬人耳聽覺在不同頻率上的不同感受性而對被測聲音進行計權(quán)。實現(xiàn)這種頻率計權(quán)的放大線路稱為計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。,24,第一節(jié) 聲音及其度量,（二）計權(quán)聲級1、聲級：通過計權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級，是在人耳可聽范圍內(nèi)按特定頻率計權(quán)而合成的聲壓級。2、四種計權(quán)網(wǎng)絡(luò) A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)：模擬人耳對40 方純音的響應(yīng) B計權(quán)網(wǎng)絡(luò)：模擬人耳對70 方純音的

9、響應(yīng) C計權(quán)網(wǎng)絡(luò)：模擬人耳對100 方純音的響應(yīng) D計權(quán)網(wǎng)絡(luò)： 主要用于航空噪聲的測量3、噪聲評價指標A聲級 A聲級較好地反映了人耳對連續(xù)穩(wěn)定噪聲的頻率特性和主觀感覺。,25,第一節(jié) 聲音及其度量,頻率Hz,相對響度dB,26,第一節(jié) 聲音及其度量,（三）等效連續(xù)聲級起伏的不連續(xù)的噪聲 生產(chǎn)實際中的噪聲往往隨時間呈階梯性變化，如在一段時間內(nèi)噪聲近似為穩(wěn)態(tài)，A聲級變化不大，在另一段時間內(nèi)， A聲級卻有明顯的變化。例如，紡織機運轉(zhuǎn)臺數(shù)不同，車間內(nèi)A聲級就會有明顯的差異。 等效連續(xù)聲級指某一段時間內(nèi)的A聲級能量平均值，用符號Leq表示，單位是dB(A)。,27,第一節(jié) 聲音及其度量,（四）統(tǒng)計聲級不

10、規(guī)則且變化幅度較大的噪聲 有時環(huán)境噪聲往往不規(guī)則，且大幅度變動，如交通噪聲。此時，需要用不同的噪聲級所出現(xiàn)的概率或累計概率進行噪聲評價。 統(tǒng)計聲級為達到或大于某一聲級的概率，用符號Ls表示。噪聲的統(tǒng)計特征符合正態(tài)分布，則 ：,28,現(xiàn)實生活中，把所聽到的聲音分為三種類型，語言、音樂和噪聲。通常把不希望聽到的聲音稱為噪聲。 噪音在工作環(huán)境和公共生活中無處不在，形成噪音污染。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，噪聲污染問題越來越嚴重。作業(yè)的噪聲環(huán)境對人的影響往往具有一定的潛伏期，因此容易被忽視。事實上，這種影響的危害經(jīng)常不可逆轉(zhuǎn)會帶來終身傷害。 據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，僅美國由于工業(yè)噪聲造成的低效率、缺勤、工

11、傷事故和聽力損失賠償?shù)荣M用每年高達40億美元。,第二節(jié) 噪聲及其對人的影響,29,第二節(jié) 噪聲及其對人的影響,一、噪聲及其來源 （一）工業(yè)噪聲 1、空氣動力噪聲 2、機械噪聲 3、電磁噪聲（二）交通噪聲 主要指的是機動車輛、火車、飛機和船舶噪聲。（三）建筑施工噪聲 聲音強度很高、露天作業(yè)（四）社會噪聲 主要指社會活動和家庭生活所引起的噪聲。,30,第二節(jié) 噪聲及其對人的影響,二、噪聲對聽力的影響 噪聲可使人產(chǎn)生聽覺疲勞，在強噪聲環(huán)境中如不采取保護措施，聽覺疲勞繼續(xù)發(fā)展，可導(dǎo)致聽力下降或損害，甚至噪聲性和爆發(fā)性耳聾。 聽覺疲勞：聽覺敏感性降低，但可恢復(fù)。 噪聲性耳聾：平均聽力損失超過25dB，分

12、為輕度、中度和嚴重耳聾。 爆發(fā)性耳聾：當聲音高達150dB，導(dǎo)致鼓膜破裂或聽小骨損傷，雙耳完全失聽。,31,第二節(jié) 噪聲及其對人的影響,三、噪聲對其他生理機能的影響1、對神經(jīng)系統(tǒng)的影響 2、對內(nèi)分泌和心血管系統(tǒng)的影響 3、對消化系統(tǒng)的影響 噪聲除影響聽覺系統(tǒng)外，還影響神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌及免疫系統(tǒng)等，造成植物性神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂、血壓不穩(wěn)、腸胃功能紊亂等。,32,第二節(jié) 噪聲及其對人的影響,四、噪聲對心理的影響1、噪聲對心理的影響主要是使人產(chǎn)生煩惱、焦急、討厭、生氣等不愉快的情緒。 2、噪聲引起的煩惱與聲強、頻率及穩(wěn)定性有直接關(guān)系。3、人的作業(yè)或活動性質(zhì)不同，噪聲所引起的煩惱程

13、度也不同。,33,第二節(jié) 噪聲及其對人的影響,五、噪聲對語言交流的影響1、聲音的掩蔽效應(yīng)一個聲音由于其他聲音的干擾而使聽覺發(fā)生困難，需要提高聲音的強度才能產(chǎn)生聽覺的現(xiàn)象。 研究表明當講話聲音比噪音高10分貝時, 我們可以聽懂40-50%的音節(jié)，即可以聽懂一句話的93-97%。當涉及不熟悉的話題或依靠談話交換信息時，要能聽清楚80%的音節(jié), 要求講話聲音與噪音之間有20分貝的差異。 65dB的噪聲就能影響談話，當噪聲達到90dB時，大喊大叫也沒用了。2、語言干擾級(SIL)評價噪聲對語言通信的干擾程度,34,第二節(jié) 噪聲及其對人的影響,六、噪聲對作業(yè)能力和工效的影響1、噪聲直接或間接地影響工作效

14、率 2、噪聲干擾對人的腦力勞動的影響,35,第三節(jié) 噪聲測量及評價標準,一、 噪聲的測量（一）室內(nèi)噪聲的測量聲級計（二）機器設(shè)備噪聲的測量1、外形尺寸小于30cm的小型設(shè)備，測點距其表面30cm左右。2、外形尺寸在30100cm的中型設(shè)備，測點距其表面50cm左右。3、外形尺寸大于100cm的較大型設(shè)備，測點距其表面100cm左右。4、大型或特大型設(shè)備，測點距其表面100500cm左右。,36,第四節(jié) 噪聲測量及評價標準,（三）交通車輛噪聲的測量1、測量行駛中的車輛的噪聲2、測量行駛時車內(nèi)的噪聲3、測量行駛時車外的噪聲,噪聲測量的關(guān)鍵測點位置的選擇和測點數(shù)量的選擇,37,第三節(jié) 噪聲測量及評價

15、標準,二、噪聲評價標準（一）控制標準1、以等效連續(xù)聲級為指標作業(yè)者聽力保護 2、以等效連續(xù)聲級、統(tǒng)計聲級為指標人對環(huán)境噪聲的煩惱度 3、以語言干擾聲級為指標改善環(huán)境，提高工效 (二)國外噪聲標準1、聽力保護的噪聲標準（A聲級）2、環(huán)境噪聲標準 (三)中國噪聲標準,38,第四節(jié) 噪聲控制,一、 聲源控制1、降低機械噪聲 選擇發(fā)聲小的材料 改變機械傳動方式 改進設(shè)備機械結(jié)構(gòu),39,第四節(jié) 噪聲控制,2、降低空氣動力性噪聲 降低氣流速度 減少壓力脈沖 減少渦流,40,第四節(jié) 噪聲控制,二、控制噪聲的傳播1、對工廠各區(qū)域合理布局 2、調(diào)整聲源的指向3、充分利用天然地形 4、采用吸聲、隔聲、消聲等措施 5、采用隔振與減振措施,41,第四節(jié) 噪聲控制,三、操作者聽力保護 使用護耳器 護耳器是個體防護噪聲的常用工具，種類有耳塞、防聲棉、耳罩、帽盔等。,坦克頭盔,防噪聲耳塞,42,第四節(jié) 噪聲控制,四、音樂調(diào)節(jié) 樂音能夠減輕作業(yè)者的精神緊張，緩解單調(diào)感和精神疲勞，提高作業(yè)效率和生產(chǎn)安全。1921年美國的E.L.Gatewood曾經(jīng)成功利用音樂提高了建筑工人的制圖作業(yè)效率。二戰(zhàn)時期，為了提高作業(yè)效率，還產(chǎn)生了背景音樂和產(chǎn)業(yè)音樂。,