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噪声测量仪器性能实验室间比对评价
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噪声测量仪器性能实验室间比对评价
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噪音测试仪是一种常用的噪声测量仪器，主要用于工作现场、广场等公共场所的噪声检测和测试的仪器，具有精度高、适用范围广、性能稳定等优点。今天小编来具体介绍一下噪音测试仪的原理，希望可以帮助到大家。
噪音测试仪的原理
噪声计中的频率计权网络有A、B、C三种标准计权网络。A网络是模拟人耳对等响曲线中40方纯音的响应，它的噪声计曲 线形状与340方的等响曲线相反，从而使电信号的中、低频段有较大的衰减。B网络是模拟人耳对70方纯音的响应，它使电信号的低频段有一定的衰减。C网络是模拟人耳对100方纯音的响应，在整个声频范围内有近乎平直的响应。声级计经过频率计权网络测得的声压级称为声级，根据所使用的计权网不同，分别称为A声级、B声级和C声级，单位记作dB(A)、dB(B)和dB(C)。测量噪声用的声级计，表头响应按灵敏度可分为四种：
1、“慢”。表头时间常数为1000ms，―般用于测量稳态噪声，测得的数值为有效值。
2、”快”。表头时间常数为125ms，一般用于测量波动较大的不稳态噪声和交通运输噪声等。快档接近人耳对声音的反应。
3、“脉冲或脉冲保持”。表针上升时间为35ms，用于测量持续时间较长的脉冲噪声，如冲床、按锤等，测得的数值为最大有效值。
4、“峰值保持”。表针上升时间小于20ms。用于测量持续时间很短的脉冲声，如枪、炮和爆炸声，测得的数值是峰值.即最大值。
声级计可以外接滤波器和记录仪，对噪声做频谱分析。国产的ND2型豪纳特精密声级计内装了一个倍频页程滤波器，便于携带到现场和作频谱分析。声级计按精度可分为精密声级计和普通声级计。精密声级计的测量误差约为土1dB，普通声级计约为土3dB。声级计按用途可分为两类：一类用于测量稳态噪声，一类则用于测量不稳态噪声和脉冲噪声。积分式声级计是用来测量一段时间内不稳态噪声的等效声级的。噪声剂量计也是一种积分式声级计，主要用来测量噪声暴露量。脉冲式声级计是用于测量脉冲噪声的，这种声级计符合人耳对脉冲声的响应及人耳对脉冲声反应的平均时间。
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噪声分析仪器检定时基准及计权如何选择
对噪声分析仪器的频率计权进行检定时，一般是按照进行。中要求选取一个声源工作时的声压级，因噪声分析仪种类很多，测量范围差异大，选取的声源工作时的声压级不合理时会导致误判。& & （）如何选择声源工作时的声压级& & JJG188中提到，“在及以上的每个检定频率上，调节声源的输出，使在实验室标准传声器处的声压级为参考声压级，如果不能在所有检定频率上保持这个声压级，可以使用别的声压级”，“在所有检定频率上，声源工作时的声压级至少应比背景噪声声压级高。”由此可见在频率计权检定时应首先选取参考声压级做为声源工作时的声压级，参考声压级由被检噪声分析仪器的说明书给出，一般是。在及以上频率上检定是放在自由场中，声源工作时的声压级往往达不到，此时可以降低声源工作时的声压级。消声室或消声箱的本底噪声虽可达到以下，但不计权的声压级往往会高很多。所以建议此时声源工作时的声压级可以低于，但至少应比背景噪声声压级高。在及以下频率上的声信号检定是在低频耦合腔中进行，低频耦合腔放在普通环境下，声源不工作时的背景噪声会更高，此时声源工作时的声压级应更高一点。& & （）检验声信号时如何选择频率计权& & JJG188明确要求，如声级计具备计权或计权的话，声信号检定优先在计权或计权上进行，其次使用计权，但使用计权时一定要特别注意到声源工作时的声压级。JJG188规定，计权检定在下降至最低频率时，其声级指示至少大于标称测量范围下限以上。如果级声级计的测量下限为，计权在衰减，则声源工作时的声压级必须大于。如果选择为基准，可能会导致误判。特别是用于个人声暴露计的噪声分析仪，为了测量高声压级，其测量下限一般在左右，级仪器计权在衰减，则声源工时的声压级要大于（）。对计权进行检定时还应考虑到声源失真对测量结果的影响。检定频率为时，声源工作时的二次谐波幅度应比基频衰减，三次谐波应比基频衰减，四次谐波应比基频衰减，五次谐波应比基频衰减。& & （）声暴露量测量的计权选择& & 带有个人声暴露计功能的噪声分析仪，检定声暴露量时，要注意A、Z计权问题。检定时，参考声压级都是Z计权（不计权）的，但声暴露计测量的都应该是A计权的声暴露量，只有在1 kHz,它们是一致的。检定短持续信号的响应时，参考频率是4 kHz，Z计权声压级为99dB（即A计权声压级为100 dB）。如果忘记切换计权，则偏差超过20%。现场采样和噪声检测仪器比对技能竞赛实施方案
现场采样和噪声检测仪器比对
技能竞赛实施方案
根据《省安监局关于印发全省第二届职业卫生技术服务机构服务技能竞赛活动方案的通知》（鄂安监发〔2016〕57号），为做好技能竞赛活动的现场采样和噪声检测仪器比对项目组织工作，制定本方案。&
一、主办及承办单位
主办单位：湖北省安全生产监督管理局
承办单位：武汉市职业病防治院、湖北省疾病预防控制中心
二、参赛单位
全省职业卫生技术服务机构（含乙级和丙级）；鼓励在省内开展职业卫生技术服务的甲级机构以及拟申请职业卫生技术服务资质（已取得计量认证合格证书）的机构参与竞赛活动。
三、参赛人员
参赛机构选送2人参赛（1人为检测方向专业技术人员，1人为评价方向专业技术人员）。参赛队员必须经国家或省级安监部门培训并取得检测或评价合格证。
四、竞赛内容
（一）现场采样技能竞赛
包括现场职业卫生学调查、工作日写实、现场采样和检测计划编制、现场采样模拟操作。
1、竞赛分3个考场同时进行。各参赛队按照考场分组和先后顺序进入考场，入场后参赛队随机抽题。主持人公布题目后，参赛队按照要求依次完成现场职业卫生学调查、职业病危害因素识别、工作日写实，编制现场采样与检测计划，对指定的职业病危害因素进行现场采样模拟操作，并记录相关过程及结果。
2、竞赛现场为室内模拟现场。依据给定的模拟场景，参赛队完成现场职业卫生学调查、职业病危害因素识别、工作日写实后，如实填写《劳动者工作日写实调查表》、《劳动者作业情况调查表》。调查表的内容及式样应与《职业卫生技术服务机构检测工作规范》（安监总厅安健［2016］9号）附件2表2-1、表2-2一致。
3、根据现场职业卫生调查结果，参赛队编制《现场采样和检测计划》。采样和检测计划的内容和式样应与附件3一致。
4、采样项目为粉尘（总尘）、苯、二氧化氮，采样方式为短时间定点采样或个体采样，参赛队根据抽题结果只选择其中1项进行模拟操作。操作时应详细记录相关过程及结果。记录表格的内容与式样应与附件4表4-1一致。
5、竞赛过程中队员间可以协商与讨论，口述作答时另1名队员可以补充。
6、模拟操作时注重环节和要点的表达，对实验室的准备工作或重复性操作可以口述作答。
7、现场不提供操作所需的设备（包括采样设备及其他相关设备）、样品收集器及记录表格，均由参赛机构自备。
8、全部过程必须在45分钟内完成，时间到后停止一切操作。
（二）噪声检测仪器比对
1、参与比对的仪器最好为具备频谱分析功能的噪声检测仪器，无此仪器的机构也可使用普通噪声检测仪器参与比对。
2、比对现场设有一套频率和声级可调式基准声源。参赛队进入现场后进行噪声检测仪器校准，选择A计权，&S（慢）&档的模式，依次对可调式基准声源在给定频率下发射的音频信号声级进行检测。
3、参赛队现场填写检测结果及相关信息；记录表格由组织方现场提供，无需自备。
4、参赛机构除自备噪声检测仪器及相关设备外，还须携带对应仪器检定/校准证书。
5、全部过程在15分钟内完成。
五、评委组成
评委由省级职业卫生专家及特邀外省专家担任。现场采样技能竞赛设专家6人，分3组，每组2人；噪声检测仪器比对设专家2人。
为确保竞赛公平公正，评委名单暂不公布。评分实行回避制度，评委不参与对其供职机构参赛选手的考核评分。
六、计分规则
（一）现场采样技能竞赛
1、总分为50分，其中现场职业卫生学调查、职业病危害因素识别、工作日写实19分，编制现场采样与检测计划8分，现场采样模拟操作23分。
2、现场职业卫生学调查、职业病危害因素识别、工作日写实以及现场采样与检测计划依据记录资料的正确性、完整性进行评判；现场采样模拟操作依据操作的准确性、规范性以及熟练程度并结合记录资料的正确性、完整性进行评判。
3、考评结果由现场2名专家依据《第二届职业卫生技术服务机构采样技能竞赛评分细则》评判后给出。
（二）噪声检测仪器比对
1、总分为50分，其中噪声比对结果40分，仪器检定/校准证书、性能等级等计10分。
2、比对结果评判：采用四分位稳健统计方法，用Z值评判比对结果：
|Z|&2评定为满意结果，计40分；2﹤|Z|&3评定为可疑结果，计20分；|Z|﹥3为不满意结果，计0分。
3、仪器检定/校准证书应与比对仪器相对应，且在有效期内。检定/校准证书与比对仪器不对应或弄虚作假的机构，此项竞赛结果一律计0分。
4、比对结束后由省疾病预防控制中心制作比对结果通知单，用于各机构质量控制及室间仪器比对考核成绩记载。
七、时间与地点
竞赛时间：2016年11月3日至4日；
竞赛地点：省安全生产监督管理局技术支撑中心大楼（武汉市武昌区武珞路360号）。
（一）请各机构填写参赛回执（见附件），加盖公章后在2016年10月31日17时前发至邮箱。
（二）参赛人员须携带个人身份证、职业卫生评价或检测资质证书，参赛前接受查验。
（三）参赛期间食宿自理，请各机构提前预定。赛场附近酒店有以下可供选择：
1、武汉市联投新大地酒店（武昌区武珞路330号）；前台电话：027-。
2、武汉城市便捷酒店（武汉市洪山区武珞路519号-湖北省农业厅大厦旁）前台电话：027-，。
（四）联系人：付文娟 ；郭冬梅 ；刘安生 （现场采样）；姚永祥 （仪器比对）。电话/传真：027-85785817。
附件：参赛回执
湖北省安全生产监督管理局
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2016年10月31日
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噪声和振动(NVH)测量技术
噪声和振动测量技术编者：张绍栋熊文波杭州爱华仪器有限公司 2005年10月目录第一章 噪声及其危害………………………………………………1 第二章 噪声的评价…………………………………………………8 第三章 噪声允许标准………………………
…………………… 13 第四章 常用噪声测量仪器……………………………………… 15 第五章 噪声测量方法…………………………………………… 25 第六章 振动测量技术…………………………………………… 29 第七章 噪声和振动监测仪器的选用和维护…………………… 40 附 录 杭州爱华仪器有限公司主要产品明细表……………… 451第一章 噪声及其危害一、噪声噪声是一种声音，声音是由物体的机械振动而产生的。振动的物体称为声源，它可以是固体、气体 或液体。声音可以通过介质（空气、固体或液体）进行传播，形成声波。当声波到达人耳，人们就听到 声音，声波在传播过程中可能会产生反射、绕射、折射和干涉。 声音有强弱之分，并用声压p来表示其大小，单位是 ，一个大气 Pa (帕)，1 Pa=1N/m2（牛顿/米2）压等于1.013 × 105 Pa.。声压可以用峰值、平均值和有效值表示。声压的有效值是瞬时声压平方在一段 时间平均数的平方根，又称均方根值（RMS） ，它直接与声波的能量有关，所以用得最多，以下除非另外 说明，所论声压均指有效值。 由于声压变化的范围很大，例如人耳刚能听到的最小声压为2×10-5 Pa，而喷气式飞机附近的声压可 达数百帕，两者相差数百万倍；同时考虑人耳对声音强弱反应的（对数）特性，用对数方法将声压分为 百十个级，称为声压级。 声压级的定义是：声压与参考声压之比的常用对数乘以20，单位是dB（分贝） ，即：Lp = 20 lgP Po（1-1）式中：p为声压（Pa.） ，p0=2×10-5Pa是参考声压，它是人耳刚刚可以听到声音的声压。 衡量声音强度的还有声强和声功率。声强是在垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的 声能，以I表示，单位是W/m2(瓦/米2)。声强与声压的平方或正比，对于平面波声场，声强I和声压P的关 系用下式表示： I=P2 ρc（1-2）式中：ρ是介质密度，c是声速，ρc称之为介质的特性阻抗。 声源在单位时间内辐射的总声能，称之为声源的声功率，用P表示，单位是W（瓦） ，它等于包围声 源的一个封闭面上的声强总和： P=∮sInds (1-3)式中：积分号表示在封闭面s上进行求和积分；In是声强在面积元ds法线方向的分量。 在自由声场中，声波无反射地自由传播，点声源向四周辐射球面波，其声功率为： P=Ir 4πr2 式中：Ir是距点声源为r处的声强。 如果声源在开阔空间的地面上，声波只向半球面辐射，此时 P= Ir 2πr2 (1-5)2(1-4)这里Ir是在半径等于r的半球面上的平均声强。 声波振动的快慢用频率f来表示，单位是Hz（赫） ，它表示物体在1秒内振动的次数。频率的倒数为振 动周期T，单位是s（秒） 。人类只能听到20Hz~20000Hz的声音，低于20Hz的声音为次声，高于20000Hz 的声音为超声。 声波的幅值随时间的变化图称为声波的波形。如果波形是正弦波，则称为纯音，纯音的声波可以用 下述函数描述： p=Psin（ωt+θ） 式中：P-幅值；ω-角频率，ω=2πf，f-频率；θ-初始相位。 如1000Hz声音就是指频率为1000Hz的纯音。如果波形是不规则的，或随机的，则称为噪声。如果噪 声的幅值对时间的分布满足正态（高斯）分布曲线，则称为“无规噪声”。如果在某个频率范围内单位频 带宽度噪声成分的强度与频率无关，也就是具有均匀而连续的频谱，则此噪声称为“白噪声”。如果每单 位频带宽度噪声的强度以每升高一倍频程下降3dB而变化，则此噪声称为“粉红噪声”，粉红噪声是在等比 带宽内能量分布相等的连续谱噪声。 在通常情况下，我们往往把那些不希望听见的声音称为噪声，如环境噪声、交通噪声等。钢琴声是 乐声，但对于正在学习或睡觉的人就成了扰人的噪声。 按照声源的不同，噪声可以分为机械噪声、空气动力性噪声和电磁性噪声。机械噪声主要是由于固 体振动而产生的，在机械运转中，由于机械撞击、磨擦、交变的机械应力以及运转中因动力不平均等原 因，使机械的金属板、齿轮、轴承等发生振动，从而辐射机械噪声，如机床、织布机、球磨机等产生的 噪声。当气体与气体、气体与其它物体（固体或液体）之间做高速相对运动时，由于粘滞作用引起了气 体扰动，就产生空气动力性噪声，如各类风机进排气噪声、喷气式飞机的轰声、内燃机排气、储气罐排 气所产生的噪声，爆炸引起周围空气急速膨胀亦是一种空气动力性噪声。电磁性噪声是由于磁场脉动、 磁致伸缩引起电磁部件振动而发生的噪声，如变压器产生的噪声。 按照噪声的时间变化特性，可分为四种情况：噪声的强度随时间变化不显著，称为稳定噪声（见图 1.1a） ，如电机、织布机的噪声。噪声的强度随时间有规律地起伏，周期性地时大时小的出现，称为周期 性变化噪声 （见图1.1b） ， 如蒸汽机车的噪声。 噪声随时间起伏变化无一定的规律， 称为无规噪声 （图1.1c） ， 如街道交通噪声。如果噪声突然爆发又很快消失，持续时 间不超过1s，并且两个连续爆发声之间间隔大于1s，则称 为脉冲声（图1.1d） ，如冲床噪声、枪炮噪声等。 城市环境噪声在噪声研究中占有很重要的地位，它主 要来源于交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声和社会生活 噪声。由于城市中机动车辆的日益增多和超声速飞机的大 图 1.1 噪声的时间特性3（1-6）量使用，运输工具（如汽车、拖拉机、火车、飞机等）产生的噪声成了城市环境噪声的主要污染源之一。 工业噪声不仅直接对生产工人带来危害，而且影响附近居民。工业噪声中，纺织厂的噪声在90~106dB， 机械工业在80~120dB，大型球磨机、大型鼓风机在130dB以上。工业噪声是造成噪声性耳聋的主要原因。 建筑施工噪声是由于建筑工地使用各种打桩机、搅拌机、切割机等施工机械引起的噪声。社会活动和家 庭生活噪声也是普遍存在的，例如为了宣传活动而过量地使用高音喇叭，就会产生令人烦恼的噪声。在 社会生活中，不当地使用收音机、录音机、电视机，在很多情况下也会成为一种对邻居干扰的噪声源。 电风扇、电冰箱、洗衣机等家用电器，如设计制造不合理，或使用不当亦会成为噪声源。二、噪声的频谱实际上，任何机器运转时的噪声都是不只一个频率的声音，它们是从低频到高频无数频率成分的声 音的大合奏。有的机器高频率的声音多一些，听起来高亢刺耳，如电锯、铆钉枪，它们辐射的主要噪声 成分在1000Hz以上，这种噪声我们称之为高频噪声。有的机器低频率的声音多一些，如空压机、汽车， 辐射的噪声低沉有力，其主要噪声频率多在500Hz以下，我们称之为低频噪声。而8-18型，9-27型高压风 机的噪声主要频率成分在500-1000Hz范围内，我们称这种噪声为中频噪声。有的机器较为均匀地辐射从 低频到高频的噪声，如纺织机噪声，我们称之为宽频带噪声。 噪声的主要特点是：具备一定强度，用声压表示；具有不同频率成分，用频谱表示。机器噪声之所 以可以区分就是它们具备了这两个特点的缘故。但是把每一部机器的所有频率成分的声音的声压一一分 析出来，虽然技术上可以办得到，但并没有太大必要。为了方便，并根据人耳对声音频率变化的反应， 人们把可听到的频率范围分成数段，按每段内的声音强度进行分析。可以使用滤波器把一段一段的频率 成分选出来进行测量，这种滤波器只能允许一定范围的频率成分通过，其它频率成分被衰减掉。 在声学测量中常常使用的是带通滤波器, 带通滤波器只允许一定频率范围（通带）内的信号通过， 高于或低于这一频率范围的信号不能通过。图2-10中虚线画出了理想带通滤波器的幅度特性，在f1至f2频 率范围（通带）内信号不衰减，f1以下及f2以上频率范围（阻带）信号全部被衰减到为0。f1和f2分别称为 滤波器的下限截止频率和上限截频率。但是，实际滤波器在通带内不可能没有衰减，在阻带内亦不可能 衰减到0。图4.2-10亦画出了实际滤波器的幅频特性（实线） ，一般认为实际滤波器的幅频特性降低到0.707 （-3dB）处为其通带范围，即在截止频率f1和f2处幅度衰减到0.707，即所谓半功率点。 带通滤波器又分为恒带宽滤波器和恒百分比带宽滤波器。恒带宽滤波器是每一个滤波器的带宽是恒 定的，例如6Hz、10Hz；而恒百分比带宽滤波器是每一个滤波器的带宽是恒定的百分比，例如3%、10%。 倍频程和1/3倍频程滤波器是常用的恒百分比带宽滤波器。所谓一个倍频程，就是上限频率f2比下限4频率f1高一倍，例如从707Hz~1414Hz就是一个倍频 程。在音乐乐谱中1与 1 ，2与 2 之间均差一个倍频 程。所以倍频程又叫音程，在音乐中又叫高八度。 但是 1/3 倍频程并不是上限频率比下限频率高 1/3 倍，而是上限频率为下限频率的 21/ 3? ?= 3 2 = 1.26倍。一般说来，f2/f1=2n，式中n可以是整数，也可 以是分数；既可以是正数也可以是负数。当n是正 数时表示f2比f1高，当n是负数时表示f2比f1低。n=1 即为1倍频程，n=1/3即为1/3倍频程。知道了f2 和f1 就可以知道其中心频率f0： 图4.2-10 滤波器的幅度频率特性 (1-7)f0 =f1 f 2同样，知道了f0就可以求出f1和f2。对于倍频程来说，f2= 2 f0 =1.414 f0 ，f1=（ 1 / 2 ）f0=0.707 f0。 对于1/3倍频程，f2= 6 2 f0 =1.123 f0，f1=（1/ 6 2 ）f0 =0.89 f0。 为了统一起见，国际标准化组织（ISO）规定了倍频程和1/3倍频程的中心频率，倍频程的中心频率 及频率范围见表1.1。由表可以看出十个倍频程包括了声频的整个频率范围。 GB/T （等同IEC） 《倍频程和分数倍频程滤波器》 标准规定了滤波器的中心频率、 频带宽度和衰减特性等要求，该标准按特性要求不同而将滤波器分为0，1，2三个级别。与老标准IEC225 比较，新标准要求更加详细、严格，满足老标准只相当于达到新标准2级要求。 表1.1 中心频率（Hz） 频率范围（Hz） 中心频率（Hz） 频率范围（Hz） 31.5 22.5 -45 倍频程频率范围 63 45 -90
-2242414以中心频率（Hz）为横坐标，以声压级(dB)为纵坐标，作出噪声按倍频带或1/3倍频带的声压分布图， 就一目了然地通观噪声的特性。这个方法称为噪声的倍频带或1/3倍频带频谱分析。 图1.2和图1.3分别画出两种机器的倍频带和1/3倍频带噪声频谱。5图1.2 空气压缩机噪声频谱（倍频程）图1.3 离心鼓风机噪声频谱（1/3倍频程）在噪声控制工作中，了解噪声源的频谱很重要，降低不同频率成分的噪声，采用的控制方法及选用 的声学材料也不一样。对症下药，才能有效合理地降低噪声。三、噪声的危害（一）噪声对听力的损伤 短时间处于高噪声环境中，双耳难受、头痛、不舒服，过一段时间适应了，但这以后，双耳嗡鸣， 一般令听力损失15dB。休息几小时后，听力会逐渐恢复，这叫暂时性听力损伤（听阈偏移、听觉疲劳） ， 听觉器官未受到器质性损害。 如果长期在高噪声环境下工作，日积月累，内耳器官会发生器质性病变，听觉疲劳不能恢复，成为 永久性听阈偏移，这就是噪声性耳聋。 如何确定为耳聋？ISO规定在500、Hz三个倍频程内听阈提高的平均值在25dB以上时，即 认为听力受到损伤，又叫轻度噪声性耳聋。 噪声性耳聋与噪声强度、频率以及作用时间的长短有关。强度越大，频率越高，作用时间越长，噪 声性耳聋发病率就越高。工人在85dB（A）环境下工作15年，发病率为5%。90dB为14%。105dB则达50% 以上。如达到120dB，即使短时间也会造成永久性听力损伤。当达到140dB时，听觉器官会发生急性创伤， 致使鼓膜破裂出血，双耳突然失听，这是一次性使人耳聋的恶性噪声性耳聋。 噪声性耳聋分两种情况：一是机械传导性耳聋，由外耳道阻塞、耳鼓或听觉系统损坏或功能降低引 起。二是神经感觉性耳聋，由耳蜗中听觉神经功能衰退引起，也可由传导神经和大脑听觉中枢功能的降 低引起。 噪声性耳聋两个特征：一是有一个持续积累的过程，一开始感觉不明显，容易被忽视；二是不能治 愈。 （二）噪声对健康的影响 1．作用于人的中枢神经系统，引起头痛、脑胀、耳鸣、失眠、全身无力、为神经官能症。62．引起消化不良，食欲不振、恶心呕吐、导致肠胃病和溃疡病。 3．引起心跳加快，心律不齐，血压升高，动脉硬化，冠心病。 4．视觉器官：眼睛、视力减退、眼花、使劳动生产率下降。 5．内分泌功能影响，胎儿正常发育的影响，及胎儿听觉器官影响。机场噪声无论大小对儿童健康都 有不良影响，引起儿童的血压升高和紧张荷尔蒙凝聚度显著上升。 （三）噪声对正常生活和工作的干扰 1．影响睡眠。40dB（A）连续噪声使10%的人睡眠受到影响，70dB（A）影响50%。突发噪声40dB （A） ， 可使10%的人惊醒， 60dB可使70%的人惊醒。 我国大城市的交通噪声 （70~85dB） 、 火车噪声 （75dB） 、 飞机噪声（95~120dB） 、工厂噪声（60~70dB） 、建筑施工噪声（80~90dB） ，均会影响居民的睡眠。 2．影响交谈和通讯。通常谈话声不大于70dB，大声可达85dB，当噪声级与谈话声级相接近时，正 常交谈会受到干扰。噪声级比谈话声级高10dB以上时，谈话声安全被掩蔽。一般65dB噪声就会干扰普通 谈话，必须提高嗓门或靠近距离才能交谈。如果噪声级超过90dB，大喊大叫也听不清。 3．影响工作。分散人的注意力，使人容易疲劳，反应迟钝，影响工作效率，增高工作差错率。上课 时受噪声干扰，使教师提高嗓门，增加劳累，学生分散注意力，影响教学效果。 （四）特强噪声能损害仪器设备和建筑物。 噪声引起仪器设备振动，高噪声超过135dB时，会使电子仪器发生故障；超过150dB时，元器件可能 损坏。在特强噪声作用下，会使材料或结构产生疲劳而断裂――声疲劳现象。 高噪声超过140dB，如超音速飞机低空掠过时，引起轰声，会使建筑物门窗损坏，墙面开裂，屋顶掀 起，烟囱倒塌等等。第二章 噪声的评价一、响度级和响度声压和声强都是客观物理量，声压越高，声音越强；声压越低，声音越弱，但是它们不能完全反映 人耳对声音的感觉特性。 人耳对声音的感觉，不仅和声压有关，也和频率有关。一般对高频声音感觉灵敏，对低频声音感觉 迟钝，声压级相同而频率不同的声音听起来可能不一样响。为了既考虑到声音的物理量效应，又考虑到 声音对人耳听觉的生理效应，把声音的强度和频率用一个量统一起来，人们仿照声压级引出了一个响度 级的概念。 使用等响实验方法，可以得到一族不同频率、不同声压级的等响度曲线。实验时用1000Hz的某一强 度（例如40dB）的声音为基准，用人耳试听的办法与其它频率（例如100Hz）声音进行比较，调节此声 音的声压级，使它与1000Hz声音听起来响度相同，记下此频率的声压级（例如50dB） 。再用其它频率试7验并记下它们与1000Hz声音响度相等的声压级， 将这些数 据画在坐标上，就得到一条与1000Hz、40dB声压级等响 的曲线。 这条曲线用1000Hz时的声压级数值来表示它们的 响度级值，单位为方，这里就是40方。同样以1000Hz其它 声压级的声音为基准，进行不同频率的响度比较，可以得 出其它的等响度曲线。 经过大量试验得到的并由国际标准 化组织（ISO）推荐为标准的等响度曲线示于图2.1。 从等响度曲线可以看出： （1）当响度级比较低时，低频段等响度曲线弯曲较 大，也就是不同频率的响度级（方值）与声压级（dB值） 图 2.1 等响度曲线相关很大，例如同样40方响度级，对1000Hz声音来说声压级是40dB，对100Hz声音是50dB，对40Hz声音 是70dB，对20Hz声音是90dB。 （2）当响度级高于100方时，等响度曲线变得比较平坦，也就是声音的响度级主要决定于声压级， 与频率关系不大。 （3）人耳对高频声音，特别是Hz的声音最敏感，而对低频声音则频率越低越不敏感。 响度级虽然定量地确定了响度感觉与频率和声压级的关系，但是却未能确定这个声音比那个声音响 多少。例如一个80方的声音比另一个50方的声音究竟响几倍？为此人们引出了响度的概念。1947年国际 标准化组织采用了一个新的主观评价量――宋，并以40方为1宋。响度级每增加10方，响度增加一倍，如 50方为2宋，60方为4宋等。其表示式为：S=2或L N ? 40 10(宋)（2-1） (2-2)lgS=0.03(LN-40) 。 式中：S是响度（宋） ，LN是响度级（方）用响度表示声音的大小可以直接计算出声音响度增加或降低的百分数。如果声源经过隔声处理后响 度级降低了10方，相当于响度降低了50%；响度级降低20方，相当于响度降低了75%等等。 等式（2-1）和（2-2）只适用于纯音和窄带噪声，对于一般的宽带噪声则要采用响度指数的计算方法， 或者利用史蒂文斯响度指数表来查找倍频带或1/3倍频带声压级对应的响度指数。二、声级和A声级声压级只反应声音强度对人响度感觉的影响，不能反映声音频率对响度感觉的影响。响度级和响度 解决了这个问题，但是用它们来反映人们对声音的主观感觉过于复杂，于是又提出了计权声压级的概念。8计权声压级就是用一定频率计权网络测量得到的声压级，计权声压级简称声级。 在声学测量仪器中，通常根据等响度曲线，设置一定的频率计权电网络，使接收的声音按不同程度 进行频率滤波，以模拟人耳的响度感觉特性。当然我们不可能做无穷多个电网络来模拟无穷多根等响度 曲线，一般设置A，B和C三种计权网络，其中A计权网络是模拟人耳对40方纯音的响度，当信号通过时， 其低、中频段（1000Hz以下）有较大的衰减。B计权网络是模拟人耳对70方纯音的响度，它对信号的低 频段有一定衰减。而C计权网络是模拟人耳对100方纯音的响度，在整个频率范围内有近乎平直的响应。 A、 B、 C计权的频率响应曲线 （计权曲线） 已由国际电工委员会 （IEC） 定为标准， 并示于图2.2。 IEC61672-1： 2002规定了A、C及Z(不计权)频率计权相对响应及允许误差见表2.1（包括最大测量扩展不确定度） 。图2.2 频率计权相对响应曲线 利用具有一定频率计权网络和时间计权的声学测量仪器对声音进行声压级测量，所得到的读数称计 权声压，简称声级，单位为dB。使用什么计权网络应在测量值后面注明，如70dB（C）或C声级70dB。 如果没有注明，通常就是指A声级。 某时间t的A计权和时间计权声级LAτ（t）用下式表示：t ? ( t ?ξ ) 1LAτ（t）=20lg{[(1/τ)∫?∞2 pA (ξ )eτdξ ]2/ p 0 } …………………………（2-3）式中：τ――时间计权 F 或 S 的指数时间常数，s； ξ――从过去的某时刻，例如积分下限-∞，到观测时刻 t 的时间积分的变量；p A (ξ)――A 计权瞬时声压；p0 ――基准声压。在公式（2-3）中，取对数运算的函数式的分子是在观察时间 t 上对频率计权声压取指数时间计权的 方均根值。 公式（2-3）的表达过程可用图 2.3 的示意图说明。9表 2.1频率计权和允差（包括最大测量扩展不确定度）b标称频率 Hz 10 12.5 16 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1 000 1 250 1 600 2 000 2 500 3 150 4 000 5 000 6 300 8 000 10 000 12 500 16 000 20 000 a ba频率计权 dB A -70.4 -63.4 -56.7 -50.5 -44.7 -39.4 -34.6 -30.2 -26.2 -22.5 -19.1 -16.1 -13.4 -10.9 -8.6 -6.6 -4.8 -3.2 -1.9 -0.8 0 +0.6 +1.0 +1.2 +1.3 +1.2 +1.0 +0.5 -0.1 -1.1 -2.5 -4.3 -6.6 -9.3 C -14.3 -11.2 -8.5 -6.2 -4.4 -3.0 -2.0 -1.3 -0.8 -0.5 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0 0.0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.5 -0.8 -1.3 -2.0 -3.0 -4.4 -6.2 -8.5 -11.2允差 dB Z 1级 +3.5; - ∞ +3.0; - ∞ +2.5; -4.5 ± 2.5 +2.5; -2.0 ± 2.0 ± 1.5 ± 1.5 ± 1.5 ± 1.5 ± 1.5 ± 1.5 ± 1.5 ± 1.5 ± 1.4 ± 1.4 ± 1.4 ± 1.4 ± 1.4 ± 1.4 ± 1.1 ± 1.4 ± 1.6 ± 1.6 ± 1.6 ± 1.6 ± 1.6 ± 2.1 +2.1; -2.6 +2.1; -3.1 +2.6; -3.6 +3.0; -6.0 +3.5; -17.0 +4.0; - ∞ 2级 +5.5; - ∞ +5.5; - ∞ +5.5; - ∞ ± 3.5 ± 3.5 ± 3.5 ± 2.5 ± 2.5 ± 2.5 ± 2.5 ± 2.0 ± 2.0 ± 2.0 ± 2.0 ± 1.9 ± 1.9 ± 1.9 ± 1.9 ± 1.9 ± 1.9 ± 1.4 ± 1.9 ± 2.6 ± 2.6 ± 3.1 ± 3.1 ± 3.6 ± 4.1 ± 5.1 ± 5.6 +5.6; - ∞ +6.0; - ∞ +6.0; - ∞ +6.0; - ∞最大测量扩展 不确定度 dB0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00.50.40.61.0标称频率由 GB/T] 中的表 1 给出。 C 和 A 频率计权用公式（ 6）和（ 7 ）计算出来，频率 f 由 f = (f r )[100,1(n-30)] 计算，这里 f r =1kHz ；n 是 10 到 43 之间的一个整数。结果修约到十分之一 分贝。10平方在-1/τ上具有 一个实数极点的 低通滤波器方根对数频率计权输入 图 2.3 形成指数时间计权声级的主要步骤 表2.2列了几种常见声源的A声级。 表2.2 几种常见声源的A声级 A声级[dB(A)]分贝表示的结果，基准 P0（测点距离声源1-1.5m） 声源 轻声耳语 普通室内 普通交谈声，小空调机20~30 40~60 60~70 80 90 100~110 110~120 120~130 130~150 160以上大声交谈，收音机，较吵的街道 空压机站，泵房，嘈杂的街道 织布机，电锯，砂轮机，大鼓风机 凿岩机，球磨机，柴油发动机 风铆，高射机枪，螺旋桨飞机 高压大流量放风，风洞，喷气式飞机，高射炮 宇宙火箭在实际测量时到底用哪一种计权网络呢？以前曾有规定，声级小于70dB时用A网络测量，声级大于 70dB但小于90dB时用B网络测量，声级大于90dB时用C网络测量。近年来研究表明，不论噪声强度多少， 利用A声级都能较好地反应噪声对人吵闹的主观感觉和人耳听力损伤的影响。因此，现在基本上都用A声 级来作为噪声评价的基本量，而且如果不另作说明，都是指的A声级。C声级只作为可听声范围的总声压 级的读数来使用，B声级基本上不用了。有时只是为了判断噪声的频率特性，才附带测量C声级。因为如 果A、C两种声级基本相同，该噪声特性是高频特性；如果C声级小于A声级，该噪声为中频特性；如果C 声级大于A声级，则该噪声为低频特性。 在有些声学测量仪器中还具有D计权网络。它主要用于航空噪声的测量。用D计权网络测得的D声级 再加上7dB，就直接得到飞机噪声的感觉噪声级。D网络频率响应特性亦示于图2.2中，它的响应特性对应 于倒置的40呐等噪度曲线（见图2.5） 。目前，D计权也已不使用，有关的标准也已不再规定它们的特性。三、时间平均声级或等效连续声级LeqA声级能够较好地反映人耳对噪声的强度和频率的主观感觉， 对于一个连续的稳定噪声， 它是一种较 好的评价方法。但是对于起伏的或不连续的噪声，很难确定A声级的大小。例如我们测量交通噪声，当有 汽车通过时噪声可能是75dB，但当没有汽车通过时可能只有50dB，这时就很难说交通噪声是75dB还是 50dB。又如一个人在噪声环境下工作，间歇接触噪声与一直接触噪声对人的影响也不一样，因为人所接 触的噪声能量不一样。为此提出了用噪声能量平均的方法来评价噪声对人的影响，这就是时间平均声级 或等效连续声级，用Leq表示。这里仍用A计权，故亦称等效连续A声级LAeq。11等效连续A声级定义为：在声场中某一定位置上，用某一段时间能量平均的方法，将间歇出现的变化 的A声级以一个A声级来表示该段时间内的噪声大小，并称这个A声级为此时间段的等效连续A声级，即：2 T ? ? ? 1 ? PA (t ) ? ? Leq = 10 lg ? ∫ ? ? ? dt ? T P ? ? ? 0? 0 ? ? T ?1 ? 0.1L = 10 lg? ∫ 10 A dt ? ?T ? ? 0 ?(2-4)式中：pA（t）是瞬时A计权声压；p0是参考声压（2×10-5 Pa） ；LA是变化A声级的瞬时值，单位dB；T是 某段时间的总量。 实际测量噪声是通过不连续的采样进行测量，假如采样时间间隔相等，则：?1 Leq = 10 lg? ?N∑10i =1n0.1L Ai? ? ?（2-5）式中：N是测量的声级总个数，LAi是采样到的第i个A声级。 对于连续的稳定噪声，等效连续声级就等于测得的A声级。四、昼夜等效声级通常噪声在晚上比白天更显得吵，尤其对睡眠的干扰是如此。评价结果表明，晚上噪声的干扰通常 比白天高10dB。为了把不同时间噪声对人的干扰不同的因素考虑进去，在计算一天24h的等效声级时，要 对夜间的噪声加上10dB的计权，这样得到的等效声级为昼夜等效声级，以符号Ldn表示：?1 ? Ldn = 10 lg10 ? 16 × 10 Ld / 10 + 8 × 10 ( Ln +10 ) / 10 ? ? 24 ?式中：Ld――白天的等效声级；Ln――夜间的等效声级。()（2-6）白天与夜间的时间定义可依地区的不同而异。 16为白天小时数 （6:00~22:00） ， 8为夜间小时数 （22:00~ 第二天6:00） 。五、声暴露级LAE对于单次或离散噪声事件，如锅炉超压放气，飞机的一次起飞或降落过程，一辆汽车驶过等等，可 用“声暴露级”LAE来表示这一噪声事件的大小：?1 L AE = 10 lg ? ? t0∫t2t12 (t ) ? pA dt ? 2 p0 ?（3.6）（t2-t1）为该噪声事件对声能有显著贡献的足够长的时间间隔。to 式中PA（t）为声压、P０为参考声压级， 为参考时间，一般不注明时取to为1秒。 如一单次噪声事件的时间过程如图2.4所示，则在确定（t2-t1）的时间间隔时，可取最高声级以下降 低10dB以内的总能量计算，就不会引起不可忽略的误差了。如果用积分式声级计进行声暴露级的自动12测量，就可按此原则进行设计。声暴露级本身是单次噪声事件 的评价量，此外，知道了单次噪声事件的声暴露级，也可从它 计算T时段内的等效声级。如果在T时段内有n个单次噪声事件， 其声暴露级分别为LAEi，则T时段内的等效声级为：?t L Aeq ,T = 10 lg ? o ?T∑10i =1n0.1L AH i? ? ?（3.7） 图2.4 单次噪声事件六、噪声暴露量（噪声剂量）一个人在一定的噪声环境下工作，也就是暴露在噪声环境下时，噪声对人的影响不仅与噪声的强度 。 有关，而且与噪声暴露的时间有关。为此，提出了噪声暴露量，并用E表示，单位是Pa2?h（帕2?小时） 噪声暴露量E定义为噪声的A计权声压值平方的时间积分，即：E = ∫ [PA (t )] dt2 0T(2-7)式中：T是测量时间（h） ，pA（t）是瞬时A计权声压。 假如pA（t）在试验期保持恒定不变，则： E=P2AT2（2-8）1Pa ?h相当于84.95≈85dB声级暴露了8h，我国《工业企业噪声卫生标准》 （试行草案）中，规定工人 每天工作8h，噪声声级不得超过85dB，相应的噪声暴露量为1Pa2h。如果工人每天工作4h，允许噪声声级 增加3dB，噪声暴露量仍保持不变。 某一时间内的等效连续声级（Leq）与噪声暴露量（E）之间的关系为：? E ? ?dB Leq = ? 10 lg 2 ? ? TP 0 ? ?为100%，则0.5Pa2?h噪声剂量为50%，2Pa2?h为200%等等。(2-9)有的国家将噪声暴露量用噪声剂量来表示，并以规定的允许噪声暴露量作为100%，例如以1Pa2?h作七、累计百分声级（统计声级）LN由于环境噪声，如街道、住宅区的噪声，往往呈现不规则且大幅度变动的情况，因此需要用统计的 方法，用不同的噪声级出现的概率或累积概率来表示。定义为：累计百分声级LN 表示某一A声级，且大于 此声级的出现概率为N%。如L5=70dB表示整个测量期间噪声超过70dB的概率占5%。L10，L95的意义依此 类推。 L5相当于峰值平均噪声级，L50相当于平均噪声级，又称中央值，L95相当于背景噪声级（或叫本底噪 声级） 。如果测量是按一定时间间隔（例如每5s一次）读取指示值，那么L10表示有10%的数据比它高，L50 表示有50%的数据比它高，L90表示有90%的数据比它高。 如果噪声级的统计特性符合正态分布，那么： Leq = L50+d2 60(2-10)式中：d=L10-L90。如果噪声级的统计特性符合对称正态分布，则L10-L50与L50-L90应该相同。如不对称则差 值不同，差值越大说明分布越不集中。13八、交通噪声指数通常，起伏的噪声比稳态的噪声对人的干扰更大，交通噪声指数就是考虑到了噪声起伏的影响，加 以计权而得到的，通常记为TNI。因为噪声级的测量是用A计权网络，所以它的单位为dB(A)，其数学表 达式为： TNI=L90+4d-30， d=L10-L90 （2-11）d反映了交通噪声起伏的程度，d越大，表示噪声起伏越大，则TNI也越大，也就是说，对人的干扰越 大。噪声干扰亦同噪声的本底有关，L90越高，即本底越大，对人的干扰也越大。九、标准偏差和噪声污染级标准偏差SD（或σ）也可表示噪声起伏大小：SD =1 n (LA ? LAi) 2 ∑ n ? 1 i =1（2-12）式中： L A 为整个采样时间内所有A声级的算术平均值，LAi为第i个瞬时A声级，N为总的采样次数。 噪声污染级NPL也是用以评价噪声对人影响的一种方法，它是用噪声能量平均值和标准偏差来表示 的： NPL=Leq+2.56σ （dB） （2-13）在正态分布条件下，噪声污染级可用累积百分声级来表示： NPL=L50+d+d2 60（dB）（2-14）十、噪声评价数NR噪声评价数NR是国际标准化组织1961年推荐的方法，它由图2.5的一簇噪声评价数曲线（即NR曲线） 所组成，并推荐了作为听力损伤、会话干扰、烦恼的噪声评价数N。近年来各国规定的噪声标准，都是以 A声级（或等效连续A声级）作为评价标准，参考NR曲线。对于大多数噪声（航空噪声例外） ，NR=LA-5。 如保护听力标准为85dB，即相当于N-80，由N-80曲线即可知各倍频带声压级的允许标准。求噪声评价数 的方法是把各倍频带声压级画在图上，超过这些值的最低曲线的NR值即所求的值。对听力保护和语言可 懂度，只用500，Hz三个倍频带。十一、感觉噪声级（PNdB）和噪度（呐）随着航空事业的发展，飞机噪声对人的危害日趋严重，为了评价航空噪声的影响，人们提出用感觉 噪声级LPN和噪度来进行评价。感觉噪声级的单位是PNdB，噪度的单位是呐，它们与响度级及响度相对 应，但它们是以复合声音作为基础的，而响度级和响度则是以纯音或窄带声为基础的。图2.6画出了等噪 度曲线及噪度和感觉噪声级的换算图表，噪度为1呐的声音同一个40dB、中心频率为1000Hz的倍频带（或 1/3倍频带）的无规噪声听起来有相等的吵闹感觉。14图 2.5噪声评价曲线图 2.6 等噪度曲线和感觉噪声级的换算感觉噪声级可通过以下方法进行测量和计算：首先测出某航空噪声的倍频带或1/3倍频带声压级，在 图2.6等噪度曲线上查得各频带的噪度（呐） ，再根据下式算出总噪度NT： NT=Nm+F(n∑ Ni -N ) (呐)m(2-15)i =1式中：Nm是各噪度中最大的一个；∑ Ni 是所有频带噪度之和；F是系数，对于倍频程为0.30，对于i =1n1/3倍频程为0.15。然后由图2.6或按下式，将总噪度化为感觉噪声级： LPN=40+33.3 1gNT(PNdB) (2-16)对于具有用于航空噪声测量用的D计权网络的声级计，可以直接在测得的D计权声级上加7dB，就得 ，这就大 到感觉噪声级PNdB。例如某飞机的D计权噪声级LP=140dB，则其感觉噪声级LPN为147（PNdB） 大简化了测量和计算。第三章 噪声允许标准一、我国工业企业噪声卫生标准规定新建、扩建、改建企业职工每天工作8小时，允许噪声不大于85dB(A)；对现有企业，允许放宽 到90dB(A)。如每天接触（暴露）噪声不到8小时，暴露时间减半，允许噪声值可相应提高3dB(A)，这是 根据等能量原理规定的。标准还规定最高声级不超过115dB(A)。执行这个标准，95%以上工人长期工作 不致耳聋。15根据GBJ87-85《工业企业噪声设计规范》 ，工业企业厂区内各类地点噪声允许标准如下表： 序号 1 2 3 4 5 6 7 地点类别 生产车间及作业场所（以每天连续接触噪声8小时） 高噪声车间设置的值班室、 观察室、休息室 （室内背景噪声级） 无电话通讯要求时 有电话通讯要求时 噪声限制值（dB） 90 75 70 70 70 60 60 55精密装配线、精密加工车间的工作地点、计算机房（正常工作状态） 车间所属办公室、实验室、设计室（室内背景噪声级） 主控制室、集中控制室、通讯室、电话总机室、消防值班室（室内背景噪声级） 厂部所属办公室、会议室、设计室、中心实验室（包括试验、化验、计量 室） （室内背景噪声级） 医务室、教室、哺乳室、托儿所、工人值班宿舍（室内背景噪声级）二、我国《城市区域环境噪声标准》 （GB3096-93）标准适用于城市区域，乡村生活区域可参照本标准执行。标准规定了城市五类区域的环境噪声最高 限值，并以等效A计权声级来作为评价值。 等效声级Leq：dB 类 0 1 2 3 4 各类标准适用区域： 0类：适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区 域分别严于0类标准5dB执行； 1类：适用于以居住、文教机关为主的区域，乡村居住环境可参照执行该类标准； 2类：适用于居住、商业、工业混杂区； 3类：适用于工业区； 4类：适用于城市中交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。穿越城区的铁路主、次 干线两侧区域的背景噪声（列车不通过时）限值也执行这类标准。 另规定，夜间突发的噪声，其最大值不准超过标准值15dB。 别 昼 50 55 60 65 70 间 夜 40 45 50 55 55 间16三、工业企业厂界噪声标准（GB12348-90）Leq：[dB(A)] 类 I Ⅱ Ⅲ Ⅳ 别 昼 55 60 65 70 间 夜 45 50 55 55 间各类标准适用范围划分同城市区域环境噪声标准。 夜间频繁突发的噪声（如排气噪声） ，其峰值不准许超过标准值10dB(A)，偶然突发的噪声（如短促 鸣笛声） ，不超过15dB(A)。四、铁路边界噪声限值（GB12525-90）Leq：[dB(A)] 昼间 70 夜间 70五、建筑施工场界噪声限值（GB12523-90）不同施工阶段作业噪声限值 施工阶段 土石方 打 结 装 桩 构 修 主要噪声源 推土机、挖掘机、装载机等 各种打桩机等 混凝土搅拦机、振捣棒、电锯等 吊车、升降机等 Leq：[dB(A)] 噪声限值 昼间 夜间 75 85 70 65 55 禁止施工 55 55表中所列噪声值是指与敏感区域相应的建筑施工场地边界线处的限值，且如有几个施工阶段同时进 行，以高噪声阶段的限值为准。六、机场周围飞机噪声环境标准（GB9660-88）计权等效连续感觉噪声级 LWECPN：dB 适用区域 一类区域 二类区域 一类区域：特殊住宅区；居住、文教区。 二类区域：除一类区域以外的生活区。 标准值 Q70 Q7517七、城市港口及江河两岸区域环境噪声标准（GB11339-89）Leq：[dB(A)]适用区域 一类 二类昼 60 70间夜 50 55间一类区域指港区内住宅、文教、医院、机关所在地区及船流量每小时60艘以下的江河两岸地区。 二类区域指船流量每小时60艘以上的江河两岸地区。八、超标环境噪声排污费征收标准国家环保总局环境监察办公室《排污费收费标准（试行）及计算方法》规定，排污者产生环境噪声， 超过国家规定的环境噪声排放标准，干扰他人正常生活、工作和学习的，按照超标的分贝数缴纳噪声超 标排污费。收费标准见下表： 超标准 dB(A) 征收款 （元/月）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16以上350440550700880 60 20 40 注明：1、一个单位边界上有多处环境噪声超标，征收额应根据最高一处超标声级计征，当沿厂界长度超 过100米有2处及以上噪声超标，则加一倍收取。 2、一个单位若有不同地点的作业场所，收费应分别计算，合并收取。 3、昼、夜均超标的，分别计算，累计征收。 4、声源一个月内超标不足15天的（昼或夜） ，减半征收。 5、夜间频繁突发和夜间偶然突发厂界超标噪声排污费按等效声级和峰值噪声两种指针中超标分贝 值高的一项计算排污费。 6、 一个工地多个建筑施工阶段同时进行时， 按噪声限值最高的施工阶段计算收取超标噪声排污费。九、汽车定置噪声限值(GB)适用范围：本标准适用于城市道路允许行驶的在用汽车噪声限值。 标准限值 [ 单位：dB(A)] 车辆类型 桥 车 微型客车、货车 轻型客车、 货车、越野车 中型客车、 货车、大型客车 汽油 燃 料 种 类 汽油 汽油 nr≤4300/min nr≥4300/min 柴 油 汽 油 车辆出厂日期 日前 87 90 94 97 100 97 103 101 105 日起 85 88 92 95 98 95 101 99 103柴 油 N≤147kW 重型货车 N≥147kW 注：nr-汽车油缸转速；N-汽车牵引功率。18十、家用电器噪声限值标准1、GB/T5（5.5.7.1） 《家用制冷器具 冷藏冷冻箱噪声声功率级限值》 适用范围：本标准适用于500L以下的封闭式电机驱动压缩机式家用冷藏冷冻箱的噪声性能检验，不 适用于特殊用途的冷藏冷冻箱。 制冷器容积/L ＜250 ＞250 2、GB/T (5.2.15) 《房间空气调节器噪声限值》 声功率级/dB(A) 52 55适用范围： 本标准适用于制冷量在14000W以下的空气冷凝器、 全封闭型电动机-压缩机的房间空气调 节器的噪声性能检验。 额定制冷量/W ＜00 ＞ ＞7100 室内噪声/dB(A) 整体式 ≤53 ≤56 ≤60 分体式 ≤45 ≤48 ≤55 ≤62 整体式 ≤59 ≤62 ≤65 室外噪声/dB(A) 分体式 ≤55 ≤58 ≤62 ≤68第四章 常用噪声测量仪器一、声级计声级计是根据国际标准和国家标准按照一定的频率计权和时间计权测量声压级的仪器，它是声学测 量中最基本最常用的仪器，适用于室内噪声、环境保护、机器噪声、建筑噪声等各种噪声测量。 1．声级计的分类 按精度来分：根据最新国际标准IEC02和国家计量检定规程JJG188-2002，声级计分为1 级和2级两种。在参考条件下，1级声级计的准确度±0.7dB。2 级声级计的准确度±1dB。 （不考虑测量不确 定度） 按功能来分：分为测量指数时间计权声级的常规声级计，测量时间平均声级的积分平均声级计，测 量声暴露的积分声级计 （以前称为噪声暴露计） 。 另外有的具有噪声统计分析功能的称为噪声统计分析仪， 具有采集功能的称为噪声采集器（记录式声级计） ，具有频谱分析功能的称为频谱分析仪。 按大小来分：台式、便携式、袖珍式。 按指示方式：模拟指示（电表、声级灯） 、数字指示、屏幕指示。 2．声级计构造及工作原理。19传声器打印机 前置 放大器 计权 放大器 输出 放大器 有效值 检波器衰减器A/DCPU 数字 显示器滤波器 过载检测欠量 程检测过载指示 图4.1 声级计工作原理方框图欠量程指示① 传声器：用来把声信号转换成电信号的换能器，在声级计中一般均用测试电容传声器，它具有性 能稳定、动态范围宽、频响平直、体积小等特点。电容传声器由相互紧靠着的后极板和绷紧的金属膜片 所组成（图4.2） ，后极板和膜片在电气上互相绝缘，构成以空气为介质的电容器的两个电极。两电极上加 有电压（极化电压200V或28V） ，电容器充电，并贮存电荷。当声波作用 在膜片上时， 膜片发生振动， 使膜片与后极板之间距离变化， 电容也变化， 于是就产生一个与声波成比例的交变电压信号，送到后面的前置放大器。 现在，预先驻有电荷的予极化测试电容传声器已得到广泛应用，它不需要 另加极化电压，使设备更加简单，而且防潮性能好。电容传声器的灵敏度 有三种：自由场灵敏度、声压灵敏度和扩散场灵敏度。自由场是指声场中 只有直达声而没有反射声的声场。 扩散场是由声波在一封闭空间内多次漫 反射而引起的，它满足下列条件：1）空间各点声能密度均匀；2）从各个 方向到达某一点的声能流的概率相同；3）各方向到某点的声波相位是无 规的。 传声器自由场灵敏度是传声器输出端的开路电压与传声器放入前该点自由场声压之比值。传声器声 压灵敏度是传声器输出端的开路电压与作用在传声器膜片上的声压之比值。传声器扩散场灵敏度是传声 器输出端的开路电压与传声器未放入前该点扩散场声压之比值。 由于传声器放入声场某一点，声场产生散射作用，从而使实际作用在膜片上声压比传声器放入前该 点的声压大，高频时比较明显。图4.3示出1英寸自由场响应电容传声器的三种灵敏度频响曲线。它们在 1kHz以下是相同的而且基本平直，1kHz以上则响应不同。 图 4.2 测试电容传声器简图20扩散场响应图4.3 1英寸自由场响应电容传声器的频响曲线 与三种灵敏度相对应，上述自由场灵敏度响应平直的传声器叫自由场型（或声场型）传声器，主要 用于消声室等自由场测试，它能比较真实地测量出传声器放入前该点原来的自由场声压，声级计中就是 使用这种传声器。声压灵敏度响应平直的传声器叫声压型传声器，主要用于仿真耳等腔室内使用。扩散 场灵敏度响应平直的叫扩散场型传声器，用于扩散场测量，有的国家规定声级计用扩散场型传声器。 传声器灵敏度单位为V/Pa（或mV/Pa） ，并以1V/Pa为参考，叫灵敏度级。例如1/2英寸电容传声器标 称灵敏度为50mV/Pa， 灵敏度级为-26dB。 传声器出厂时均提供它的灵敏度级以及相对于-26dB的修正值K， 以便声级计内部电校准时使用。 传声器的外形尺寸有1英寸（Φ23.77mm） 、1/2英寸（Φ12.7mm） 、1/4英寸（Φ6.35mm） 、1/8英寸等。 外径小，频率范围宽，能测高声级，方向性好，但灵敏度低，现在用得最多的是1/2英寸，它的保护罩外 径为Φ13.2mm。 ② 前置放大器：由于电容传声器电容量很小，内阻很高，而后级衰减器和放大器阻抗不可能很高， 因此中间需要加前置放大器进行阻抗变换。前置放大器通常由场效应管接成源极跟随器，加上自举电路， 使其输入电阻达到几千兆欧以上，输入电容小于3pF，甚至0.5pF。输入电阻低影响低频响应，输入电容 大则降低传声器灵敏度。 ③ 衰减器：将大的信号衰减，提高测量范围。 ④ 计权放大器，将微弱信号放大，按要求进行频率计权（频率滤波） ，A、B、C及D频率计权频率 响应见图2.1。声级计中一般均有A计权，另外也可有C计权或不计权（Zero，简称Z）及平直特性（F） 。 ⑤ 有效值检波器：将交流信号检波整流成直流信号，直流信号大小与交流信号有效值成比例。检波 器要有一定的时间计权特性，在指数时间计权声级测量中，“F”特性时间常数为0.125s，“S”特性时间常数 为1s。在时间平均声级中，进行线性时间平均。为了测量不连续的脉冲声和冲击声，有的声级计设置有“I” 特性，它是一种快上升、慢下降特性，上升时间常数为35ms，下限时间常数为1s。但是，I特性并不反应 脉冲声对人耳的影响，在新的声级计标准中已不建议使用I计权特性。新的声级计标准还规定可以有测量 峰值C声级的功能，它测量C声级的峰值。通常的检波器都是模拟检波器，这种检波器动态范围小，温度 稳定性差。我公司已在产品中普遍采用数字检波器，大大提高了动态范围和稳定性。 ⑥ 电表：模拟指示器，用来直接指示被测声级的分贝数。 ⑦ A/D：将模拟信号变换成数字信号，以便进行数字指示或送CPU进行计算、处理。 ⑧ 数字指示器：以数字形式直接指示被测声级的分贝数，读数更加直观。数字显示器件通常为液晶21显示（LCD）或发光数码管显示（LED） ，前者耗电省，后者亮度高。采用数字指示的声级计又称为数显 声级计、如AWA5633D/P数显声级计。 ⑨ CPU：微处理器（单片机）,对测量值进行计算、处理。 ⑩ 电源：一般是DC/DC，将供电电源（电池）进行电压变换及稳压后，供给各部分电路工作。11 打印机：打印测量结果，通常使用微型打印机。 ○表4.1 中列出了几种一般用途声级计的性能。二、积分平均声级计和积分声级计（噪声暴露计）积分平均声级计是一种直接显示某一测量时间内被测噪声的时间平均声级即等效连续声级（Leq）的 仪器，通常由声级计及内置的单片计算器组成。单片机是一种大规模集成电路，可以按照事先编制的程 序对资料进行运算、处理，进一步在显示器上显示。积分平均声级计的性能应符合IEC02标 准和JJG188-2002声级计检定规程的要求。 积分平均声级计通常具有自动量程衰减器，使量程的动态范围扩大到80~100dB，在测量过程中无需 人工调节量程衰减器。积分平均声级计可以预置时间，例如为10s、1min、5 min、10min、……1h、4h、 8h等，当到达预置时间时，测量会自动中断。积分平均声级计除显示Leq外，还能显示声暴露级LAE和测量 经历时间，当然它还可显示瞬时声级。声暴露级LAE是在1s期间保持恒定的声级，它与实际变化的噪声在 此期间内具有相同的能量。声暴露级用来评价单发噪声事件，例如飞机飞越、轿车和卡车开过时的噪声。 知道了测量经历时间和此时间内的等效连续声级，就可以计算出声暴露级。 积分平均声级计不仅测量出噪声随时间的平均值，即等效连续声级，而且可以测出噪声在空间分布 不均匀的平均值，只要在需要测量的空间移动积分平均声级计，就测量出随地点变动的噪声的空间平均 值。 积分平均声级计主要用于环境噪声的测量和工厂噪声测量，尤其适宜作为环境噪声超标排污收费使 用。 典型产品有AWA5610C/D/P型积分平均声级计和AWA5670+C型噪声分析仪， 其主要性能指针见表4.1， 它们有的还具有测量噪声暴露量或噪声剂量的功能，并可外接滤波器进行频谱分析。22表4.1一般用途声级计的性能型号 GB/T00 35～130dB(A) 1型，IEC61672 Class 1 GB/T3785 2型，IEC61672 Class 2AWA5661AWA5661AAWA5661BAWA5661CAWA5633AAWA5633DAWA5633P符合标准频率范围(Hz)测量范围 ф12.7mm自由场(ov) A,C,Z（不计权） ф12.7mm自由场(28v)20～0dB(A) 38～140dB(L)10～0dB(A) 35～140dB(L)16～0dB(A) 30～140dB(L)20～0dB(A) 63～160dB(L)40~130dB(A)传声器类型 A，C计权和Z（不计权）ф12.7mm自由场(ov) ф12.7mm自由场ф12.7mm予极化测试电容传声器 A F（快） 、S（慢） 3位半LCD A频率计权时间计权F（快） 、S（慢） 、I（脉冲） 、Peak（峰值，需计算机配合）显示器 Lp，Lmax3位半LCD，有欠压指示、低限指示、过载指示测量方式滤波器 AC，RS232C至计算机 4xLR6或外接5V～9V电源 220x72x32 0.3 50mV/Pa 50mV/Pa 5mV/Pa可外接AWA5721型倍频程滤波器或AWA5722型分数倍频程滤波器外接AWA5721或 AWA5722 AC 4xR6或外接 210×72×32―― ―― 2×LR03 180×25×16 0.08 40mV/Pa 真有效值，峰值因子容量≥3输出电源外形尺寸(mm)质量（kg）传声器灵敏度40mV/Pa检波器特性 高性能数字检波，真有效值，峰值因子容量≥10 低声级测量 高声级测量特点基本型自动量程转换通用型笔式23表4.2 积分平均声级计和噪声暴露计的性能比较 型号名称 符合标准 频率范围(Hz) 测量范围 传声器类型 频率计权 时间计权 显 示 器 测量方式 积分测量时间 储 存 A AWA5610D型 积分声级计 AWA5610C型 积分声级计 AWA6270+C型 噪声分析仪 IEC61672 1级 16～16000 AWA5610E型 个人声暴露计 GB/T15952 2级 20～8000 AWA5610P型 积分声级计 GB/T17181 2级 IEC61672 Class2 20~0dB(A) 0～19.99Pa2.hGB/T17181 2级，IEC61672 Class2 20～0dB(A) 0～999.9Pa2.h 0~9999%DL 35～130dB(A)25～130dB(A) 50～140dB(A) 30～130dB(C) 0～999.9Pa2.h 30～130dB(L) Ф12.7mm予极化测试传声器 A，C，Z（不计权） AF（快） 、S（慢）及线性平均 4位LCDF（快）及线性平均 F（快） 、S（慢）滤 波 器 输 出内部时钟 电 池128 x 64点阵式 4位LCD LCD，带背光 Leq， Lmax， T， Lp，Lmax，Leq， Lp、Lmax，Leq，LN，E,T Lp， Leq，Lmax， Lp，Lmax，Leq， Lp， E， Dl，T Lmin，Linst Lmin ，E， T 等由计算机读出 LAE ，E， T Man(手动), 10s, Man(手),10s,1min, Man(手动),10s,1min,10min, 15min, 1min,10min,15min, 由计算机预先设定 10min,15min,20min, 20min,1h,4h,8h,24h 20min,1h,4h,8h,24h 1h,4h,8h,24h 28100个Leq值和256 ―― 60组测试数据 1000组测试数据 ―― 个字节注释信息 可加入1/1和1/3倍 ―― ―― 频程滤波器模块 RS232C至微机 AC，PWM RS232C，AC，DC RS232至微机 ―― 或微形打印机 日历时钟，关机 日历时钟，关机后 ―― ―― 后仍走动 仍走动 4 x R6 6 x LR6 2×LR03 2×LR03 210 x 72 x 32 0.3 300x 90 x 36 0.6 0.08 180 x25x 16 0.08外形尺寸(mm) 质量（kg）用于测量声暴露的声级计称为积分声级计，又称噪声暴露计。噪声暴露量E是噪声A计权声压值平方 的时间积分， 见第二章之四。 已知等效连续声级及噪声暴露时间T， 可由下式计算声暴露量， 单位为Pa2?h： E=T?P02lg-1 10Leq(4-1)作为个人使用的测量噪声暴露量的仪器叫个人声暴露计。另一种测量并指示噪声剂量的仪器叫噪声 剂量计，噪声剂量以规定的允许噪声暴露量作为100%。如规定每天工作8h，噪声标准为85dB，也就是噪 声暴露量为1Pa2?h，则以此为100%。对于其它噪声暴露量，可以计算相应的噪声剂量值。但是各国的噪 声允许标准不同而且还会修改，又例如美国、加拿大等国家暴露时间减半，允许噪声声级增加5dB，而我 国及其它大多数国家仅允许增加3dB。因此不同的国家、不同时期所指的噪声剂量不能互相比较。个人声 暴露计主要用在劳动卫生、职业病防治所和工厂、企业对职工作业场所的噪声进行监测。典型产品是 AWA5610P型积分声级计，它的体积仅为一支钢笔大小，可插在上衣口袋内进行测量，可以直接显示声暴24露量、 以及瞬时声级、 等效声级和暴露时间等。 另一种AWA5610E型个人声暴露计外形与AWA5610P相同， 但它由微机对其进行设置，测试结果储存在机内再送微机进行分析处理。三、噪声统计分析仪噪声统计分析仪是用来测量噪声级的统计分布，并直接指示累计百分声级LN的一种噪声测量仪器， 它还能测量并用数字显示A声级、等效连续声级Leq，以及用数字或百分数显示声级的概率分布和累计分 布。它由声级测量及计算处理两大部门构成，计算处理由单片机完成。随着科学技术的进步，尤其是大 规模集成电路的发展，噪声统计分析仪的功能越来越强，使用也越来越方便，国产的噪声统计分析仪已 完全能满足环境噪声自动监测的需要。现以AWA6218B型噪声统计分析仪为例进行介绍。 AWA6218B型噪声统计分析仪是一种内装单片机（计算机）的智能化仪器，其最大优点是采用120X32点 阵式LCD，既可显示数据，也可显示图表；既有数字显示，又有动态条图显示瞬时声级，而且可以同时 显示 8组数据。可以直接显示 Lp,Leq,Lmax,Lmin,L5,L10,L50,L90,L95,SD,T,LAE,E,Ld,Ln,Ldn等 16 个测量值以及组 号，可以设定11种测量时间，从手动、10s到24h。既可进行常规单次测量，也可进行24h自动监测，每小 时测量一次，每次测量时间可以设定。仪器内部有日历时钟，关机后时钟仍在继续走动，因此不需每次 开机后进行调整。该仪器还具有储存495组或24h测量数据的功能，平时只需将主机（仅0.5kg重）带至现 场测量，测量结束后，数据自动储存在机内，将主机带回办公室接上打印机打印或送微型计算机进一步 处理或存盘。储存数据可靠，不会丢失。所储数据还可以通过调阅开关调阅任一组数据，并将其单独打 印出来。如发现该组数据不正常，也可通过删除键将其删除，补测一组数据替代。所配UP40TS打印机既 可仅仅打印数据，也可既打印数据又打印统计分布图、累计分布图或24h分布图。尽管该仪器功能很多， 但操作起来非常容易，人机接口友好，在任何时候使用者均能清楚知道仪器目前工作状态，例如显示的 是什么数据，测量时间设定多长，是否在采样，是常规测试还是24h监测，储存数据组数是否已满等等。 该仪器在每组测试后可以查阅瞬时值记录，利用“回删”功能，可以很科学且很方便地将异常（突发）噪 声剔除，Leq、LN等数据重新计算。它的外形设计对声波阻力小，电池既可用充电电池，也可用普通电池， 更换非常方便。整机性能符合IEC和JJG188-2002对2级积分声级计的标准。可以外接倍频程或 1/3倍频程滤波器进行自动频谱分析，LCD上显示频谱图或表，也可由打印机打印或送微机进一步保存和 处理。 AWA6218A型噪声统计分析仪，比AWA6218B功能更加强大，可作为噪声采集器，同时储存12万个瞬 时值，可以进行机场环境噪声测量。 AWA6218C型噪声统计分析仪是早期的AWA6218的改型产品，体积小巧，操作简单，使用方便，更 换电池也非常方便。 AWA6270+B型噪声分析仪，是最新设计的噪声测量和分析仪器，符合 1 级仪器的要求，可以进行 噪声统计分析和24小时自动监测；可以加入1/1和1/3倍频程滤波器模块进行噪声频谱分析；也可加入噪声 采集模块，作为噪声采集器，可以进行机场环境噪声测量。25型号名称 符合标准 频率范围（Hz） 测量范围 频率计权 时间计权 指 示 器表4.3 噪声统计分析仪性能比较 AWA6270+B型 AWA6218A型 AWA6218B型 AWA6218C型 噪声分析仪 噪声统计分析仪 噪声统计分析仪 噪声统计分析仪 GB/T3785和GB/T17181 1 GB/T3785和GB/T17181 2型，IEC61672 2级 型，IEC61672 1级 16~0dB(A) 35～130dB(A) A，C，Z（不计权） F（快） 、S（慢） 1208x 64点阵式LCD，带 背光 Lp, Leq, Lmax, Lmin, L5, L10, L50,L90,L95,SD,T,LAE,E,Ld, Ln,Ldn以及瞬时值动态条 图，统计分布图，24h分 布图 Man(手动),10s,1min, 5min,10min,15min, 20min,1h,4h,8h,24h 1000组数据 可加入1/1和1/3倍频程滤 波器模块 120 x 32点阵式LCD，带背光 Lp, Leq, Lmax, Lmin,L5,L10,L50, L90, L95, SD,T,LAE,E,Ld,Ln,Ldn以及瞬时值动态条 图，统计分布图，24h分布图和频谱图。 Man(手动),10s, 1min, 5min,10min, 15min, 20min,1h, 4h,8h,24h 495组数据，可调阅 或打印 4位LCD Lp, Leq, Lmax, Lmin, L5,L10, L50,L90, L95, SD,T Man(手动),10s, 1min, 5min, 10min, 20min,1h,4h, 8h, 24h 120组数据， 可调阅 或打印 RS232C 5 x LR6 260 x 90 x 32 0.5 4 x LR6 210 x 72 x 32 0.3 31.5～～99.99Pa2?h 35～130dB(A) A测量方式积分测量时间Man(手动),1~59s, 1~59min, 1~24h 495组数据或12万 个瞬时值储存滤 波 器 输 出外接AWA5721或AWA5722RS232C、AC、DC 日历时钟，关机后仍走动 6 x LR6 300 x 90 x 36 0.6内部时钟 电 池外形尺寸(mm) 质量（kg）四、滤波器和频谱分析仪噪声是由许多频率成分组成的，为了了解这些频率成分，需要进行频谱分析，通常采用倍频程滤波 器或1/3倍频程滤波器。这是两种恒百分比带宽的带通滤波器，倍频程滤波器的带宽是100%，1/3倍频程 滤波器是23%。为了统一起见，IEC国际标准及GB/T国家标准对滤波器的中心频率、 带宽及衰减特性等作了规定。 AWA5721型倍频程滤波器和AWA5722型分数倍频程滤波器是采用新型组件-开关电容滤波器设计制 造的。它不需任何外部组件，只需改变时钟频率，就改变滤波器的中心频率。性能优良，完全满足 GB/T对2级滤波器的要求，大部分指标达到1级要求。它们主要用来配合AWA5661、AWA5633A 等声级计、积分声级计使用，组成频谱分析仪，进行倍频程、1/3倍频程谱分析。当与AWA6218B型噪声 统计分析仪配合使用时，还可在LCD上列表显示每个频带的声压级或显示频谱分布图，还可通过UP40TS 打印机，列表打印或打印频谱分布图。26有的仪器将声级计和滤波器装在一个机壳内组成频谱分析仪，如AWA6270+型噪声分析仪，是一种1 级的性能优良的声学测试仪器。有不同硬件和软件模块组合，配置A模块可以进行倍频程、1/3倍频程谱 分析和混响时间测量；配置B模块可以进行环境噪声测量和24h自动监测；配置C模块可以进行数据积分 采集和机场噪声测量。仪器本底噪声低，动态范围大；128X64点阵式LCD，既可显示数据，也可显示频 谱图表。另一种AWA6270A/B/C型噪声频谱分析仪内置倍频程滤波器，可以进行倍频程谱分析，也可进行 统计分析。两种仪器都可以连接打印机及微机，将测量结果打印出来或进一步处理。 表4.4型号名称 性能 准确度 滤波器类型 AWA6270+A 噪声分析仪 1级 倍频程和1/3倍频程 倍频程： 31.5Hz ～ 16kHz,10 组 1/3倍频程： 25Hz～16kHz,30组 25~130 70 128x64点阵式LCD，显 示频谱表格或图形 可加入积分和统计分 析模块噪声频谱分析仪与滤波器性能比较AWA5721倍 频程滤波器 2级 倍频程 AWA5722分数倍频 程滤波器 2级 倍频程和1/3倍频程 AWA5722A分数倍频程 滤波器 2级 1/1、1/3、1/6 倍频程及 全通 倍频程： 31.5Hz～16kHz,10组 1/3倍频程： 25Hz～20kHz,30组 1/6倍频程： 23.4Hz～18.8kHz,59组 ―― 60 LCD数字显示中心频率 ―― ――AWA6270A/B/C 噪声频谱分析仪 2级 倍频程滤波器 中心频率31.5Hz～8kHz, 9组倍频程： 31.5Hz～16kHz， 31.5Hz ～ 16kHz,10 组 10组 1/3倍频程： 20Hz～20kHz,30组 ―― 60 LED显示中心 频率 ―― 手动或自动 ―― 60测量范围 动态范围/dB 显示器 积分平均功能 滤波器选择 储存 输出接口 电源 外形尺寸/mm 重量/kg35~130 60 4位LCD 可测量Leq、LN、 LAE等1000组数据120组数据 ―― 由声级计提供 100 x 72 x 32 0.2 ―― 由声级计提供 100 x 72 x 32 0.2 ―― 220V，50Hz 240x100x200 1RS-232C可连至UP40S打印机或PC机 6x LR6 300 x 90 x 36 0.6 4 x LR6 220 x72 x32 0.4注：6270B型不含噪声统计分析和储存功能，6270C型不含积分、储存和打印功能。五、实时分析和数字信号处理在信号频谱分析中，前面介绍的不连续档级滤波器分析方法对稳态信号是完全适用的。但对于瞬态 信号的分析，则只能借助于磁带记录器把瞬态信号记录下来，做成磁带环进行反复重放，使瞬态信号变 成“稳态信号”，然后再进行分析。如果用实时分析仪，则只要将信号直接输入分析仪，立刻就可以在荧 光屏上显示出频谱变化，并可将分析得到的数据输出并记录下来。有些实时分析仪还能作相关函数、相 干函数、传递函数等分析，其功能也就更多。 实时分析仪有模拟的、模拟数字混合的以及采用数字技术的。而现在普遍采用数字技术来进行实时 分析。27数字频率分析仪是一种采用数字滤波、检波和平均技术代替模拟滤波器来进行频谱分析的分析仪。 数字滤波器是一种数字运算规则，当模拟信号通过采样及A/D转换成数字信号后， 进入数字计算机进行运 算，使输出信号变成经过滤波了的信号，也就是说，这种运算起了滤波器的作用。我们称这种起滤波器 作用的数字处理机为数字滤波器。 快速傅里叶变换（FFT）是一种用以获得离散傅里叶变换（DFT）的快速算法或运算程序。与直接计 算方法相比，它大大减少了运算次数。最初，FFT算法是在大型计算机上用高级语言（如FORTRAN）实 现的。随后，以汇编语言在小型计算机上实现。自从微处理器出现以后，计算机和仪器成为一个整体的 小型FFT分析仪。 FFT分析仪现在已有许多种，不仅有单信道的，而且有双信道，甚至多信道的。单信道FFT分析仪可 用于正反FFT变换、功率谱密度、自相关、传递函数等分析。双信道FFT分析仪则还可以进行函数、相干 函数、互相关功率谱、倒功率谱分析和声强测量。有关FFT分析仪的指针参数是： 1）频率范围：FFT分析仪的频率范围上限频率fn是采样频率fs的一半， fn=fs/2，fn称为奈奎斯特频率。 也就是说FFT分析仪的频率范围是0~fn。 2）分辨率β：β为频谱中谱线间的频率增量，它与原始时间序列的采样数N的关系为：β=效噪声带宽等于分辨率， B有效=βfs 2 fn = N N（4.2）3）带宽B：由分辨率和加于数据上的任一时间计权函数（时间窗）所确定，对于线性计权数据，有对于其它计权，其带宽等于计权函数的带宽。 4）动态范围：它由表示输入数据的有效位数及用于计算的比特数来确定。作为一个粗略估计，每位 输入数据得到6dB的动态范围，12位的A/D转换器给出72dB的动态范围。 但是，FFT算法如果用微型计算机来承担运算，其运算速度相对来讲还不够快，无法达到实时分析处 理。由此，专门设计了一种用于数字信号处理的超大规模集成电路芯片，叫做数字信号处理器（DSP） ， 它的处理速度比微机有很大提高，如TI公司的TMS320C30处理器每秒可进行3300万次浮点运算，从而在 声频范围以至更高的频率范围均可达到实时分析处理。 杭州爱华仪器有限公司研制的AWA6290A型多信道噪声振动分析仪是一种基于笔记本计算机或微机 进行数字信号处理的实时频谱分析仪，主机作为16位信号采集，计算机进行数字信号处理，它是一种任 意信道组合的信号测量与分析仪器，它的噪声测量信道用来测量机器的噪声，振动测量信道用来测量机 器振动，还可以加入转速信道。该仪器可以进行FFT分析，也可以进行1/3倍频程谱分析。计算机显示器 可同时显示噪声、振动信道的总声级和振动值，以及它们的频谱图或表，也可以显示声级或振动随转速 的变化，它还可以根据用户的需要提供不同软件和功能，是一种经济又实用的实时信号分析仪。根据用 途不同，可以配置频谱分析软件包，用以进行FFT分析和1/3倍频程谱分析；建筑声学测量软件包，用于 隔声测量和厅堂混响时间测量，混响室法吸声系数测量；数据采集软件包，以及环境噪声测量软件包、 振动测量软件包。28六、声强测量和测量仪器在声学测量中，一般是测量声压（或声压级） ，声压测量的原理简单，方法简便，测量仪器也比较成 熟。测量得声压或声压级后，可以计算得到声强、声强级和声功率、声功率级。但是，声压测量受环境 的影响（背景噪声、反射等）较大，往往需要进行修正，有时还需要在特定的声学环境（如消声室、混 响室）中进行测量。 随着近代电子技术的发展，各种直接测量声强的仪器相继问世。由于声强测量及其频谱分析对噪声 源的研究有着独特的优越性，能够有效地解决许多现场声学测量问题，因此成为噪声研究的一种有力工 具。国际标准化委员会已公布了利用声强测量噪声源声功率级的国际标准，即ISO9614-1和ISO9614-2， 前者规定了离散点测量方法，后者规定了扫描法。国际电工委员会则公布了IEC《电声―声强 测量仪器――利用声压响应传声器对进行测量》 。 1、声强测量原理 声场中某一点上，在单位时间内，在与指定方向（或声波传播方向）垂直的单位面积上通过的平均 声能量，称为声强。在没有流动的介质中，声强向量 I 等于瞬时声压p(t)和同一点上相应的质点速度u(t) 的时间平均乘积：vv 1 T v I = ∫ p (t )u (t )dt T 0在给定方向声强向量的分量是：（4.3）I 0=1 T∫ p(t )u (t )dtT 0 0（4.4）式中p(t)、u0(t)――表示传播方向r上某一点的瞬时声压和瞬时空气质点速度。 声场中某点的质点速度的测量可以通过两只适当安放的传声器组成的探头来进行 （图4.4） 。 两只传声 器测出的声压分别为p1(t)和p2(t)。当两传声器距离△r远小于声波波长时， r2 r1 （4.5） 声 源 1 （4.6） R 图 4.4 双传声器声强探头示意图 △r 0p (t ) + p 2 (t ) p (t ) = 1 2成正比，即声波传播方向上，质点速度与声压梯度的积分1 u r (t ) = ? p0?p ∫ ?r dt2式中ρ0――空气密度。 因为△r很小，所以可以用有限差值p 2 ? p1 来近似声压梯度，于是质点速度为： ?r（4.7）u r (t ) = ?1 p0∫p 2 (t ) ? p1 (t ) dt ?r29测量点的声强可表示为：Ir = ?p1 (t ) + p 2 (t ) p 2 (t ) ? p1 (t ) dt ∫ 2 p0 ?r（4.8）利用电子线路完成上述运算，就可以测量出声强的平均值。 2、声强测量仪器 声强测量仪器大致有三种：一种是模拟式声强计，它能给出线性或A计权声强或声强级，也能进行倍 频程或1/3倍频程声强分析，适用于现场声强测量；另一种是利用数字滤波技术的声强计，由两个相同的 1/3倍频程数字滤波器获得实时声强分析；第三种是利用双信道FFT分析仪，由互功率谱计算声强，并能 进行窄带频率分析。 图4.5所示为小型模拟式声强计方框图。这种仪器应用模拟倍乘方法，能实时测量声压级、质点速度 和声强级，测量结果都用dB表示。声强测量探头的两只传声器测得的声压p1(t)和p2(t)，经放大器放大，通 以避免电路过载。 两信号在信道1中相减， 在信道2中相加， 过fc=100Hz的高通滤波器滤去寄生的低频信号， 和(p1+p2)， 再各自通过A计权滤波器 （或外接带通滤波器作特殊分析） 。 其中信道1的 （p2-p1） 分别得到 （p2-p1） 再进入积分电路，输出信号便是u，它用（p1+p2)/2=p的信号相乘，就得到声强I。经过线性/对数转换器， 在电表上得到以dB指示的声强级。 第 I 部分 P1 T 高通 滤波器 滤波 器 第 II 部分－△PT∫μ ILin/LogP2T高通 滤波器＋滤波 器P I/dB图4.5 小型模拟声强计方框图 为了减小实际测量中由于相位失配引起的误差，声强测量探头的两只传声器的相位失配要小 （100~10000Hz小于0.5°） ， 同时使p和u信道在相位上精确地匹配， 再根据所研究的频率范围调节距离△r， 使两个信道之间的相位失配在100~10000Hz频率范围低于1°。 声强测量设备中对两个测量信道的幅度和相位匹配要求甚严，如采用模拟滤波器进行声强分析，将会由 于相位失配使测量误差大大增加，而使用数字滤波器，则可能完全避免相位失配。虽然数字滤波器具有 与一般滤波器相类似的相位响应曲线，但通过将同一滤波器单元在时间上在两测量信道之间平分，使两 个滤波器信道的相位函数完全相同，就可避免两信道之间的相位失配。 根据随机信号分析理论， 两个平稳随机信号p(t)和u(f)的互相关函数Rpur （0） 与互功率谱密度函数Gpur30（t） （单边谱）之间存在如下关系：Rpur(0) = ∫ Gpur ( f )df0∞（4.9） （4.10）对于单一频率 Rpur（0）=Gpur（f）△f 式中△f--有限傅里叶变换相关频率分辨率。 对于非单一频率nRpur = ∑ Gpur ( f i)?fi =1（4.11）由于互相关函数即为两信号乘积的数学期望，因此可得声强在频域中的表达式为 Ir（f）=Gpur（f）△f 将互功率谱密度函数的估计值 （4.12）Gpur ( f ) = I lim I r ( f ) = I limT →∞1 ? Fp ?Fur ∑ T[]（4.13）代入式（4.12）后可得声强为： （4.14） 将式（4.5）与式（4.6）进行傅里叶变换后代入式（4.14） ，经整理可以得到声强的互谱表达式；T →∞1 ? Fp ?Fur ?f ∑ T Ir ( f ) =[]1 Im[G21 ( f ) ? ?f ] 2πp?rf 1 Im[G?UT ( f )] = 2πp?rf（4.15）式中G21（f）――传声器1与2测出的声压p1(t)和p2(t)的互功率谱密度函数； GⅡⅠ（f）――此两声压的互功率谱； Im ――表示取虚部。 从声强表达式中可以清楚地看到，只要获得了两个声压信号的互功率谱，就可以测出声强及其频谱。 而通过双通道FFT分析仪，不难进行互功率谱的测量与计算。 IEC1043标准对声强测量仪器及组成该仪器的处理器和声强探头， 按能达到的测量准确度分为1级和2 级，而且2级允许误差比1级大。另外还规定了2x级，该级的处理器和仪器不能实时测量。当处理器和探 头同时提供成为规定等级仪器时，探头和处理器至少都要满足该等级的要求。当处理器和探头分别提供 时，1级仪器应配置1级处理器和1级探头，2级仪器配置1级处理器和2级探头，或2级处理器和1级探头， 或2级处理器和2级探头。2x级仪器应配置2x级处理器和1级或2级探头。该标准还规定了声强处理器的指 标及性能要求（表4.5） 。1级声强计用于ISO9614标准规定的精密级和工程级声功率测量，2级则用于调查 级测量。 由合肥工业大学研制的便携式互谱声强测量分析系统由笔记本计算机＋精密测量系统＋声强探头＋ Windows平台的声强测量分析软件组成，总重量不到5kg。可以依据ISO9614-1和ISO9614-2在普通声学环 境中准确测定声源和各种设备的声功率，从而可节约一大笔建造消声室的费用，并且可以完成诸多在消31声室内使用声压法无法完成的测量工作。 主要测量功能：声强测量、声压测量、声功率测量、时域示波、短/瞬时声功率测量和声场指示值测 量。实时数据采集功能确保对瞬态信号的实时捕捉，以便用于声学研究领域。系统使用基于FFT的互谱声 强测量分析技术，提供准确的窄带谱分析功能，还有A/B/C/D任意计权分析，1/1、1/2、1/3???任意倍频程 合成以及等声强线和三维声强谱拟合等。 主要技术参数： 1、测量声级范围：30～120dB； 2、最高有效频率：10kHz；示波频率范围：0～25kHz； 3、程控放大倍数：1～1.7E4；增益误差：小于0.01dB； 4、系统相位误差：1kHz内小于0.1度；全频带小于0.3度（不包括传声器） ，校正后小于0.1度。 表4.5 声强处理器指标及性能要求 1级 滤波器类型 实时信号处理 指示器准确度/dB 各个传声器准确 度/dB 时间平均 在环境条件下提 供声强校准 频率范围 计权特性 分辨率/dB 峰值因子容量 量程选择 过载指示 工作环境/℃ 1级1/3倍频程（模拟或数字） 2级 2级倍频程或1/3倍频 程（模拟或数字） 2x级 2级倍频程或1/3倍频程 （模拟或数字） 时间窗、数据采集和处 理时间要求的全部信息 ±0.3 ±0.2 30~600s 任选必须具备。如果频带由FFT分析合成，则要求重叠处理 ±0.2 ±0.1 10~180s连续或以1s或更小分n 必须具备 ±0.3 ±0.2 10~180s连续或分档 任选45Hz~7.1kHz（对1/3倍频程） ，45Hz~5.6kHz（对倍频程） A计权，符合IEC651标准，计权误差为1型声级计误差的一半 0.1 ＞5（14dB） 自动或手动 应提供 5~40七、环境噪声自动监测系统和噪声显示屏目前在用的以噪声统计分析仪或多功能声级计为代表的环境噪声监测仪器，虽然它能自动采集数据、 储存数据、计算和分析测量结果，但它并不是一个环境噪声自动监测系统。一个环境噪声自动监测系统 至少应具有以下几方面的功能： （一）它是全天候工作的，不管刮风下雨、天冷天热，它都能适应。 （二） 它应是无人值守的，也就是不需要有人值班看护它。 （三）它应能自动将数据传输到中心站，而不需通过 人工采集或将仪器带回中心站再将数据送入计算机。 （四）它应能多点联网工作，因为噪声测量往往是许 多测点同时进行，它们的数据都要传送到中心站，并自动生成各种形式的报告。32一套环境噪声自动监测系统通常由全天候噪声监测终端、传输线路（有线或无线） 、中心站主控计算 机等几个部分组成。 全天候噪声监测终端由全天候传声器测试单元、信号计权放大、信号处理和控制单元、内存、接口 及电源等部分组成完整终端。该单元要符合国家标准GB/T3785和GB/T17181对1型（或2型）声级计和积 分声级计的要求， 具有一定的测量范围 （例如35～130dB） 和频率范围 （例如20Hz～16kHz或31.5Hz～8kHz） , 具有A频率计权，也可具有C计权及不计权，时间计权可以是快（F） 、慢（S）和脉冲（I） 。比较高档的 终端还具有实时倍频程或1/3倍频程谱分析功能，与一般的噪声测量仪器不同，这些功能都是由数字信号 处理来实现的。通常情况下由220V交流电供电，停电时由备用蓄电池供电，连续使用时间不少于12小时。 它应能在温度为-20～+50℃，相对湿度&90%（+40℃时）的环境条件下正常工作，并且具有防雨、防风、 防鸟停等功能。终端应能自动校准，校准次数可设定或遥控。全天候噪声监测终端的数量根据用户要求 确定。 全天候环境噪声监测终端内置有调制解调器，调制解调器用来将噪声测量数据经处理后的数字信号 调制在音频或射频信号上，以便通过电话线路或无线电波传输到中心站计算机。反过来，由中心站计算 机通过电话线路或无线电波传输过来的控制信号，也由它解调成单片计算机能识别的数字信号，对终端 进行控制。 传输线路可以选用电话线路，其优点是稳定、可靠，不易受干扰，维护费用也省，但安装线路要通 过电信局申请。也可以选用无线传输系统，并根据不同距离选用，它的优缺点与电话线路正好相反，安 装非常方便，但容易受附近建筑物及其它因素干扰，维护费用较高，占用频率还需专门申请备案。目前 更加先进的是采用无线手机模块CDMA或GPRS，通过互联网传输到中心站的主控计算机，兼有前述两种 方式的优点。 中心站的主控计算机没有特别的要求，一般的PII微型计算机，具有Windows95/98系统软件，内置调 制解调器即可。这样的计算机一般环境监测站都已有，不需另外购置。主控计算机通过专门的噪声监测 软件对全天候噪声监测终端进行遥控与遥测，将测试数据传输到主控计算机，再经数据处理后自动生成 各种报表文件。一台主控计算机可以同时监控多点测量，使噪声监测工作完全进入自动化、智能化。由 于监测终端本身具有数据处理和存储功能，因此主控计算机对它不需要连续不间断地进行监控，只需相 隔一定时间（例如1天）监控一次，每次时间也仅仅几分钟而已。 环境噪声自动监测系统可以按照国标GB/T14623-93《城市区域环境噪声测量方法》中定点测量方法， 应用于1个或多个测点，进行长期噪声定点监测，以获得某一区域或整个城市的环境噪声的平均水平和噪 声污染的时间分布。这时只需将全天候噪声监测终端安装在规定的测点上，通过电话线或无线电波，由 中心站主控计算机对它进行遥控遥测，监测点现场不需要任何人值守。同样该系统可用于按GB/T3222-94 测量道路交通噪声。 近年来机场周围飞机噪声问题越来越受到人们关注，该系统可以用于测量机场周围由于飞机起飞、 降落或低空飞越时所产生的噪声（GB/T9661-88） 。一般情况下，使用简易法，即只需经频率计权测量即 已足够。要求高时亦可以配置高文件终端进行精密测量，即进行实时1/3倍频程谱分析的测量，由这些测 量结果计算每次飞行事件的感觉噪声级LPN和有效感觉噪声级LEPN。再计算一系列相继飞行事件的噪声级 和一段监测时间内的连续噪