2013噪声实验指导书

《环境噪声控制工程》实验指导书烟台大学环境与材料工程学院二O一三年七月目录实验一城市道路交通噪声的测量....................................1实验二工业设备噪声测量..........................................3实验三噪声声功率的测量（现场直接测量法）........................61实验一城市道路交通噪声的测量一实验目的通过道路交通噪声的测量，使学生更进一步熟悉目前城市环境噪声的主要声源有哪些，加深交通噪声特征的了解，并掌握等效连续声级及累计百分数声级的概念和评价道路交通噪声的方法。二实验原理交通噪声是城市环境噪声的主要噪声源。本实验中采用等效连续声级及累计百分数声级对噪声进行评价。等效连续A声级又称等能量A计权声级，它等效于在相同的时间T内与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的A声级。在同样的采样时间间隔下测量时，测量时段内的等效连续A声级可通过以下表达式计算：]101lg[1011.0NiLAieqiTL或]101[1011.0NiLAiNkgLeq式中：Leq-----等效连续声级，dBT------总的测量时段，SLAi-----第I个A计权声级，dBI-----采样间隔时间SN----测试数据个数累计百分数声级Ln表示在测量时间内高于Ln声级所占的时间为n％。对于统计特性符合正态分布的噪声，其累计百分数声级与等效连续A声级之间有近似关系：60)(2901050LLLLeq三实验材料与设备噪声计或噪声分析仪；5号碱性干电池四实验方法及步骤：1选定的测量位置，布置测点。2准备好测试仪器，打开电源待稳定后（半分钟左右），开始测量。3等时间间隔（选取5秒），读取各时间间隔内A声级，连续测量200个数据；在测量的同时进行小时车辆种类、车流量统计。4测量结束后，关闭电源开关。五、实验报告的内容要求：1实验的目的2实验原理3实验方法及步骤4原始数据的处理：（1）将测量数据列表并标出L10、L50、L90的值，以及计算得到的Leq的值（将测量得到的200个A声级数据，按从大到小的顺序排列。读出第20个、第100个、第180个数据的声级值，它们依次分别为累计百分数声级L10、L50、L90，再计算得到Leq，道路交通噪声统计特性符合正态分布，所以Leq≈L50+（L10-L90）2/60）。2噪声测量记录---年---月-----日星期-----------测量人-------------天气-----------仪器-------------地点--------------路计权网络------噪声源--------------车辆数------------辆/分）快档慢档-------取样间隔-----秒取样总次数200次按从大到小的顺序记录测量的200数据L10=L50=L90=Leq=⑵以时间（小时）为横坐标，有效A声压级dB为纵坐标。做出时间----声压级的曲线；以时间秒为横坐标，有效A声压级dB为纵坐标。做出测量时间----声压级的曲线；以测点为横坐标，平均有效A声压级dB为纵坐标。做测点---声压级的曲线即沿程噪声变化。⑶对测试路段、环境状况（周围的建筑、树木、草坪分布情况）、测试时段车流量、车流特征等进行简单描述（大车、小车出现情况、其他干扰情况），并根据测量及计算结果分析噪声达标情况。六注意事项及思考1测量条件和要求：⑴天气条件要求在无雨无雪的时间，噪声计应保持传声器膜片清洁，风力在三级以上必须按风罩（以避免风噪声干扰），五级以上大风应停止测量。（测量时要求风速在5m/s）⑵使用设备：噪声计TES1350A或HS6288D噪声分析仪。⑶手持仪器测量，传声器距离地面1.2m（或以上），并尽可能避开周围的反射物（离反射物至少3.5m）。⑷要求测量前后仪器校准偏差不大于2dB。⑸测点应选在交通干线两路口之间，距马路沿20cm处，此处距两路口应大于50m。2仪器操作步骤TES1350A噪声计：⑴打开电源开关，进行内部自我校正（RANGE：Hi；RESPONSE：F；FUNCT：CAL94dB）。⑵选择测量范围Hi（65~130dB）档、Lo（35~100dB）档（取Lo档）。⑶选择反应速率F（FAST）档，进行平均噪声量测定。⑷选择功能按钮A档，进行人为感受的噪音量测定。⑸手持仪器，传声器距离地面1.2m（或以上），每隔5秒读一个数据。⑹测量完毕，将电源开关置于OFF。HS6288D噪声分析仪：⑴打开电源开关，按复位键，工作方式即为A声级测量，显示数据为所测A声级值（测量范围35~135dB）。⑵按“快慢”键，至显示屏出现“F”，即按快特性状态测量。⑶手持仪器，传声器距离地面1.2m（或以上），每隔5秒读一个数⑷测量完毕，将电源开关置于OFF3思考题⑴什么是噪声？⑵什么是声级及分类？⑶什么是百分数声级？⑷什么是等效连续声级？3实验二工业设备噪声测量一实验目的通过工业设备噪声的测量，使学生更进一步熟悉噪声的最基本的物理量—声压。在一般的噪声测量中，一般采用测量声级的方法。因为它在一定程度上反映了人耳的听觉特性和声压级的频率特性。并且掌握不同设备噪声的测量方法和噪声衡量标准等。二实验基本原理进行工业设备噪声测量的测点布置及其至测量表面的距离必须要合理选择。当在室内混响场测量机械噪声时，为了减少房间混响对测量结果的影响，测点应适当靠近机器表面。但太近时，声场不容易稳定。为便于布置测点和计算测量表面积，一般将被测机器简化为一长方体，如图所示。除机器底面外．共有5个面需要测量。测点选择及布置的一般原则如下：（1）测点应选择在距机器表面1～1.5m处，测点距墙壁表面的距离应大于距机器表面的距离。对于体积很小的机器，测点距离可适当减小；但一般不小于0.6m。测点距地面的高度常取机器简化高度与测点至测量表面距离之和的一半。（2）测点应视布置在机器的前后、左右和顶部．地点数目视机器外形尺寸和声场特性而定，一般为5个点以上，即保证每个测量面有一个测点。当面测点间的声级相差5dB以上时，应在两侧点间增加一个测点。测点布置好后，测点所在的平面称为测量表面。它由5个长方形表面组成。其总表面积为：S=2ac+2bc+ba其中：S——为测量表面积m2a——被测机器的简化长度十测点高表面的距离（m）b——被测机器的简化宽度十测点出表面的距离（m）C——被测机器的简化高度十测点高表面的距离（m）。由于声波是呈圆球状辐射的．在理论研究时常采用圆球表面作为分析面，此时机器处在圆球的中心。在实际测量中，对于小型机器也可用半球面作为测量表面，底面不进行测量。球的半径为Rc=d+（a+b）/Л4式中Rc——球面半径（m），a——测机器的简化长度（m），b一被测机器的简化宽度（m），d——地点至表面的距离（m）。测点沿圆周均匀布置一般为5~6个，测点距地面高度为0.45Rc，测量表面积为半球面的表面积S=2ЛR2。在室外测量时，由于不存在混响场的影响。测点的距离可适当增加。三实验仪器噪声计、噪声分析仪；5号碱性干电池；噪声计校正仪四实验步骤1确定设备及布置好测点（将设备简化为长方形，因此可设5个测点）2准备好测试仪器，打开电源待稳定后（半分钟左右），开始测量。3等时间间隔（间隔5秒），分别测量各测点10组噪声A声级。4测量结束后，关闭电源。五实验报告的内容要求1实验的目的2实验原理及所用仪器3测试设备的名称、型号、数量、所在地4实验方法及步骤、环境条件5原始数据的处理：（1）测量记录及处理12345678910平均值测点1测点2测点3测点4测点5本底噪声LPB实测噪声LPT注:被测机器噪声级的大小是用各测点的平均声级来表示。由于声级是相对量，一般应取对数平均值，但在各测点值相差不大时也可取算术平均值。因此各测点、本底噪声的平均值采用算术平均值，实测噪声平均值采用对数平均值。（1）当各测点间的最大值与最小值之差小于等于5dB时，取算术平均值：nLLLLpnppP...21（2）当各测点间最大值与最小值之差大于5dB时，取对数平均值。其平均公式推导如下：51232221200222122010101010(...)/20log20log(...)10log()10log(101010....10)10logpppnpnLLLLnpppnpLpppppnpn⑵确定设备的真实噪声即进行本底噪声的修正实际测量中，周围环境的干扰噪声称为本底噪声。由于本底噪声的影响，使所测得的噪声值高于被测机器的实际噪声值。为此必须从测量值中扣除本底噪声的影响。其计算公式如下：LPS=10lg（100.1LPT—100.1LPB）六思考题1工业设备测量时测点的布置要求2测量的本底噪声如何影响测量结果、如何消除6实验三噪声声功率的测量（现场直接测量法）一实验目的通过对室内声源的噪声测量，使学生熟悉噪声的最基本的物理量—声压、声级、声功率和混响时间等。在一般的噪声测量中，一般用声级定量描述噪声的一个有用的参量，但是用来描述声场的分布特征和声声源的辐射特性，有时还是不够的，因此需进行声强测量或声功率测量。本实验主要掌握声功率率的方法。二实验基本原理声源的声功率是声源在单位时间内发生的总能源。它与测点离声源的距离以及外界条件无关，是噪声源的重要声学量。声功率的测量方法有三种：混响室法、消声室发或半消声室法，现场法。1混响室法是将声源防在混响室内进行测量的方法。混响室是一间体积很大（一般大于200立方米），墙的隔声和地面隔振都很好的特殊实验室，它的壁面坚实光滑，在测量的声音频率范围内，壁面的反射系数大于0.98。①室内离声源r点的声压级为：式中：LW一声源的声功率级；R一声源的指向性因数；R一房间常数，R＝S／（1—）S一混响室内各面的总面积一其平均吸声系数②在混响室内只要离开声源一定的距离，即在混响场内，表征混响声的4／R将远大于表征直达声的20/4Rr于是近似有③考虑到混响场内的实际声压级不是完全相等的，因此必须取几个测点的声压级平均值Lp。由此可以得到被测声源的声功率级为：2消声室法①消声室法是将声源放置在消声室或半消声室内进行测量的方法。消声室是另一种特殊实验室，与混响室正好相反，内壁装有吸声材料，能吸收98％以上的入射声能。室内声音主要是直达声而反射声极小。消声室内的声场，称为自由场。②如果消声室的地面不铺设吸声面，而是坚实的反射面，则称为半消声室。③测量时设想有一包围声源的包络面，将声源完全封闭其中，并将包络面分为n个面元，每个面元的面积为Si，测定每个面元上的声压级Lpi，则得：7其中，包络面总面积平均声压级：3现场测量法现场测量法是在一般房间内进行的，分为直接测量和比较测量两种。（1）直接测量法：与消声室法一样，也设想一个包围声源的包络面，然后测量包络面各面元上的声压级。不过在现场测量中声场内存在混响声，因此要对测量结果进行必要的修正，修正值K由声源的房间常数R确定式中：Lp一平均声压级；S0一包络面总面积。修正值K注意：a）当房间的壁面为全反射时α为0，房间常数R=0，房间内声场主要为混响声场；当α为1，房间常数R为无穷大，房间内只有直达声，类似于自由声场。对于一般的房间，总是介于上述两种情况之间，房间常数大致在几十到几千平方米之间。b）指向性因数Q：当点声源置于自由场空间，Q为1；当点声源置于无穷大刚性平面上，则点声源发出的全部能量只向半自由场空间辐射，因此同样距离处的声强将为无限空间情况的两倍，Q为2；当点声源放置在两个刚性平面的交线上，全部声能只能向1／4空间辐射Q为4；当点声源放置于三个刚性反射面的交角上，Q取8。房间中受声点的相对声压级差值与声源距离r、指向性因数Q及房间常数R的关系如图。8室内声压级计算图表2）由房间的混响时间T60可得到修正值式中：V一房间的体积。式中：V一房间容积，m3A一室内总吸声量，m2A＝Sα注意：①可见房间的吸声量越小，修正值越大②当测点处的直达声与混响声相等时，K＝3。K越大，测量结