--噪声测量课件

第十章其它参数的测量 1-1-1 1第一节第一节 环境噪声测量环境噪声测量 主菜单结束声强、声压和声功率声强、声压和声功率声功率声功率：单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量声强声强：单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量声压声压：空气受声波干扰而瞬时产生的压力增值声强级、声压级和声功率级声强级、声压级和声功率级先确定一个基准量，然后以10倍为一级对声强、声压和声功量进行划分，形成声强级、声功率级（分贝），是一个无量纲的参数而声压级定义为1-1-2 2响度是人耳判别不同频率合成的声音由轻到响的强度的概念，与声音的强度(如声级)，频率及波形有关，响度单位为“宋”。响度级：若某一噪声听起来与1000Hz的纯音一样响，则该噪声的响度级在数值上就等于这个纯音的声压级（dB），响度级单位是“方”。响度不仅与声压有关，还与声音的频率有关！1-1-3 3 计权声级计权声级根据人耳对不同频率特性的声音的感受设置不同的计量关系，以这种由特定关系计量测得的声级。A A计权网络是模拟人耳对等响曲线中计权网络是模拟人耳对等响曲线中4040方纯音的响应方纯音的响应-A-A声级，对低频噪声衰减最多，与人耳敏感度曲线相似，一般声级，对低频噪声衰减最多，与人耳敏感度曲线相似，一般噪声测量采取噪声测量采取A A计权计权 B计权网络是模拟人耳对70方纯音的响应-B声级 C计权网络是模拟人耳对100方纯音的响应-C声级。第十章其它参数的测量 1-1-4 4一、常用的噪声测量仪器：1.声级计：是把声信号转换成电信号时，可以模拟人耳对声波反应速度的时间特性；对高低频有不同灵敏度的频率特性以及不同响度时改变频率特性的强度特性。（l）组成：传声器、放大器、衰减器、频率计权网路、RMS检波器和指示表头等部分。（2）分类：声级计整机灵敏度是指在标准条件下测量1000Hz纯声音所表现出的精度。声压级：A、B、C、D计权网络，A级对低频段（500Hz以下）有较大衰减，与人耳接近。第一节第一节 环境噪声测量环境噪声测量 主菜单结束第十章其它参数的测量 1-1-5 5主菜单结束根据该精度声级计可分为两类：u普通声级计：普通声级计：它对传声器要求不高，动态范围和频响平直范围较狭窄，一般不与带通滤波器相联用；u精密声级计：精密声级计：其传声器要求频响宽，灵敏度高，长期稳定性好，且能与各种带通滤波器配合使用，放大器输出可直接和电平记录器、录音机相连接，可将噪声讯号显示或贮存起来。如将声级计的传声器换以输入转换器并接加速度计就成为震动计，可作震动测量。另一种分法：另一种分法：0型、l型、2型、3型。它们的精度分别为0.4dB、0.7dB、1.0dB、1.5dB。第十章其它参数的测量 1-1-6 6主菜单结束第十章其它参数的测量 1-1-7 7主菜单结束第十章其它参数的测量 1-1-8 8主菜单结束（3）校准声校准器（发出己知频率和作为标准声级声音）。校准时必须将它紧密地套在传声器上，并将声级计的滤波器频率拨到校准器指定的相应频率范围内，然后比较声级计上的显示数值，如果两者有差异，须将声级计上的灵敏度调节器作适当调节，使声级计上的显示数值与校准器标准值一致。第十章其它参数的测量 1-1-9 9主菜单结束2、声级频谱仪声级频谱仪：进行频谱分析（在精密声级配用倍频程滤波器）。中心频率为31.5、63、125、250、500、1K、2K、4K、8K、16K。3、录音机录音机：储备噪声信号带回实验室分析。它要求频率范围宽（一般为2015000）HZ，失真小（小于3），信噪比大（3 dB以上），此外，还要求频响特性尽可能平直，动态范围大等。4、记录仪记录仪：可将测量的噪声声频信号随时间记录下来，对环境噪声作出准确评价。5、实时分析仪实时分析仪：一种数字式谱线显示仪，可对噪声信号进行分析、研究。第十章其它参数的测量 1-1-1010主菜单结束二、噪声测量方法：二、噪声测量方法：因测量目的和要求而异。本专业经常遇到的是空调设备的噪音测量、工业企业空调设备的噪音测量、工业企业的噪声测量的噪声测量。测量噪声主要是测量噪声的声功率测量噪声主要是测量噪声的声功率（声源每秒辐射总能量），它与测点距离以及外界条件无关。测量声功率的方法测量声功率的方法有混响室法、消声室或半消声室法、混响室法、消声室或半消声室法、现场法现场法。用这三种方法测量空调设备或机器噪声的声功率，所依据的原理是：第十章其它参数的测量 1-1-1111主菜单结束（P某点的声压；P0基准声压，（频率在1000Hz时的听阈声压）；式中：LW声功率级，dB；LP声压级，dB；S垂直于声传播方向的面积，m2。第十章其它参数的测量 1-1-1212主菜单结束1.现场测量法：现场测量法：一般是在机房或车间内进行，分为直直接测量接测量和和比较测量比较测量两种。(1)直接测量法：直接测量法：是设想一包围声源的包络面包络面包络面包络面，测量包络面上各面积源的声压级，求出测量表面平均声压级，然后确定声功率级LW：式中：测量表面平均A计权或频带产压级，dB（基准值为20Pa）；LPi对背景噪声修正后的第i点A计权或频带声压级，dB（基准值为lpW）；N测点数；K环境修正值；S测量表面面积，m2；S0基准面积，为 l m2。第十章其它参数的测量 1-1-1313主菜单结束包络面包络面的取法：半球测量表面：基准体（被测物体）位于半球中心，半球的半径r应不小于特性距离d0的两倍，即 。其中：d0特性距离，m；l1，l2，l3基准体的长、宽、高，m。半球测量表面的面积按下式计算：，r优先选取1m，或2m。第十章其它参数的测量 1-1-1414主菜单结束第十章其它参数的测量 1-1-1515主菜单结束当d01m时，选用矩形六面体测量表面：是位于反射平面上，各面与基准体对应面平行、且对应面间的距离为1m的巨型箱表面，测量表面为五个面，测点位置在各面中心。当基准体的任一边尺寸2m，或基本测点上测得的声压级最大与最小两者分贝差值超过测点数目，应增加附加测点。一个反射平面上测量表面面积下式计算：式中：S2测量表面面积，m2；a、b测量表面长、宽的一半，m；c测量表面的高，m。第十章其它参数的测量 1-1-1616主菜单结束第十章其它参数的测量 1-1-1717主菜单结束第十章其它参数的测量 1-1-1818主菜单结束（2）比较法：）比较法：测量空调设备或机器本身辐射噪声，是采取利用经过实验室标定过声功率的任何噪声源作为实验室标定过声功率的任何噪声源作为标准噪声源标准噪声源（一般可用频带宽广的小型高声压级的风机），在现场中将标准声源放在待测声源附近位置，对标准噪声源和待测声源各进行一次同一包络面上各点的测量，对比测量两者声压级而得出待测机器声功率。dB 式中：Lw声源声功率级，dB；所测的平均声压级，dB；标准声源的平均声压级，dB。第十章其它参数的测量 1-1-1919主菜单结束2.工业企业噪声的测量工业企业噪声的测量：分为工业企业内部生产噪声的测量和对周围环境影响的噪声测量。生产车间内噪声的测量：包括车间内部环境噪声和机器本身（噪声源）辐射噪内部环境噪声和机器本身（噪声源）辐射噪声声的测量，机器本身噪声的测量按照前述方法测量。而对直接操作机器的工人健康影响的噪声测量，传声器应置于操作人员常在位置，高度约为人耳高处，但人需离开。如为稳态噪声，则测量A声级，记为dB（A），如为不稳态噪声，则测量等效连续A声级或测量不同A声级下的暴露时间，计算等效连续A声级。第十章其它参数的测量 1-1-2020主菜单结束 对周围环境影响的噪声测量周围环境影响的噪声测量，要沿生产车间和非生产性建筑物外侧选取测点。对于生产车间测点应距车间外侧35m，对于非生产性建筑物测点应距建筑物外侧1m，测量时传声器应高地面 1.2m，离窗口 lm。如果手持声级计，应使人体与传声器距离 0.5 m以上。测量应选在无雨、无雪时（特殊情况除外），测量时声级计应加风罩以避免风噪声干扰，同时也可保持传声器清洁。四级以上大风天气应停止测量。非生产场所室内噪声测量一股应在室内居中位置附近选3个测点取其平均值，测量时，室内声学环境（门与窗的启与闭，打字机、空调器等室内声源的运行状态），应符合正常使用条件。1-1-21211-1-2222第十章其它参数的测量 1-1-2323自然界中有些物质会发生核衰变，放射出、和射线。大多数天然的放射性来源于含镭的岩石、土壤、水体和建筑材料中。放射性测量仪器检测放射性的基本原理基于射线与物质间相互作用所产生的各种效应，包括电离、发光、热效应和核反应等。第二节第二节 环境放射性测量环境放射性测量 主菜单结束第十章其它参数的测量 1-1-2424主菜单结束一、电离型检测器一、电离型检测器是利用射线通过介质时，使气体发生电离的原理利用射线通过介质时，使气体发生电离的原理制成的。检测器有电流电离室、正比计数管和盖革计数管（电流电离室、正比计数管和盖革计数管（G、M管）管）三种。目前应用最广泛的是盖革计数管。第十章其它参数的测量 1-1-2525主菜单结束盖革计数管：在一密闭玻璃管中间固定一条细丝作为阳极，管内壁涂一层导电物质或另放进一金属筒作为阴极，管内充约15大气压的惰性气体和少量猝灭气体（如乙醇、二乙醚、澳等），猝灭气体的作用是防止计数管在一次放电后发生连续放电。特点：适合于测量、射线，计数率高，不能测量区分不同射线。第十章其它参数的测量 1-1-2626主菜单结束二、闪烁检测器：二、闪烁检测器：是利用射线与物质作用发生闪光的仪器。它具有一个带电粒子作用后其内部原子或分子被激发而发射光子的闪烁体。射线照在闪光体 发射出荧光光子 光电倍增管的光阴极上 在阳极上产生电压脉冲 经电子线路放大和处理 记录。第十章其它参数的测量 1-1-2727主菜单结束闪烁体材料：测粒子可用ZnS；探测射线时，通常用NaI晶体；蒽等有机材料发光持续时间短，可用于高速计数和测量短寿命核素的半衰期。特点：用于测量、辐射强度，鉴别放射性核素；灵敏度高和计数率高；可测量照射量和吸收量。第十章其它参数的测量 1-1-2828主菜单结束三、半导体检测器：三、半导体检测器：半导体检测器的工作原理与电离型检测器相似，但其检测元件是固态半导体。放射性粒子射入这种元件 产生电子-空穴对（受外加电场的作用）向两极运动 产生脉冲电流 放大、分析、记录。半导体检测器可用作测量、和辐射；有很好的分辨率，适于作能谱分析。其缺点是检测灵敏区范围较小。但因为元件体积小，较易实现对组织中某点进行吸收剂量测定。硅半导体检测器可用于计数和测定能谱；锗半导体可作对射线的检测元件。第十章其它参数的测量 1-1-2929主菜单结束第十章其它参数的测量 1-1-3030主菜单结束四、大气中氡的测量方法：四、大气中氡的测量方法：氡222Rn为一种放射性惰性气体，能使空气电离，因而可用电离型探测器通过测量电离电流测定其浓度，也可用闪烁探测器记录由氡衰变时所放出的粒子计算其含量。前一种方法，要用干燥管、活性炭吸附管及抽气动力组成的采样器以一定流量采集空气样品，样品中的222Rn被活性炭吸附浓集。将吸附氡的活性炭吸附管置于解吸法中，于350进行解吸，并将解吸出来的氡导入电离室，因222Rn与空气分子作用而使其电离，用经过226Ra标准源核准的静电计测量产生的电离电流（格），按下计算空气中222Rn的含量：第十章其它参数的测量 1-1-3131主菜单结束式中：ARn空气中222Rn的含量，Bq/L；Jb电离室本底电流，格min；Jc引入222Rn后的总电离电流，格min；V采气体积，L；K检测仪器格值，Bqmin格；f换算系数，据222Rn导入电离室后静置时间而定，可查表确定。第十章其它参数的测量 1-1-3232原理：原理：电导率是表证水中含盐量的一个综合性指标，水中含盐量可采用电导仪来测定。纯水的电导率很小，标准液用蒸馏水的电导率常常在几scm以下。但当水中含有盐类物质时，水的电导能力增加，电导率增大。由 和 可知：测出了溶液的电导（电阻的倒数），便可知道其浓度。第三节第三节 水中含盐量的测量水中含盐量的测量 主菜单结束第十章其它参数的测量 1-1-3333主菜单结束常用的电导仪就是通过测定溶液的电阻而确定其浓度通过测定溶液的电阻而确定其浓度的的。电导仪由电导池系统和测量仪器组成。电导池是盛放或发送被测溶液的容器。在电导池中装有电导电极和感温元件等。分类：分类：根据测量电导的原理不同，电导仪可分为平衡电导仪可分为平衡电桥式电导仪、电阻分压式电导仪、电磁诱导式电导电桥式电导仪、电阻分压式电导仪、电磁诱导式电导仪、电流测量式电导仪仪、电流测量式电导仪等。第十章其它参数的测量 1-1-3434主菜单结束第十章其它参数的测量 1-1-3535主菜单结束一、平衡电桥式电导仪一、平衡电桥式电导仪 图109为平衡电桥式电导仪的原理图，图中RA、RB为固定电阻，RC为可变电阻（电位器），它们组成电桥的三个臂；另一个臂为RX，即被测溶液的电阻，E为电源。当电极（电导池）插入待测溶液后，调节Rc，使电桥平衡，即接入电桥一对角线上的电流表的读数等于零。这样可以方便的得到待测溶液的电导。第十章其它参数的测量 1-1-3636主菜单结束二、电阻分压式电导仪二、电阻分压式电导仪图中E为高频电源，Ei为输出信号，Rx为被测溶液的电阻，R为负载电阻。根据分压原理可以得到 因输入电压E和分压电阻R均为定值，而电导池常数K是己知的，故通过测定负载电阻R上的信号Ei，便可以确定电导G。第十章其它参数的测量 1-1-3737主菜单结束三、电磁感应式电导仪三、电磁感应式电导仪 电磁感应式电导仪如书上图示。在变压器 T1的初级C0中通以交流电，故在被测溶液形成的短路线圈 C1中感应出电流Ii，由于电磁感应，变压器T2的副边有电流输出，其大小与被测溶液的电导率成正比。C2是接有滑线电阻的金属丝，置于T2的原边上，C1和C2的耦合方向相反，调节R，使C1和C2中产生的电流相等，使输出为零。这样通过调节R的大小，可测出电导率G。第十章其它参数的测量 1-1-3838氧在水中的溶解度与空气中氧的分压、大气压力、水温、水中含盐量等有关，常用的测定溶解氧的仪表是隔膜电极式溶解氧测定仪。隔膜电极式溶解氧测定仪由电极电极和电计电计两部分组成，电计是一个普通的放大器，电极根据其工作原理，可分为原电池型和极谱型。电计 原电池型电极 极谱型第四节第四节 水中含氧量的测量水中含氧量的测量 主菜单结束第十章其它参数的测量 1-1-3939主菜单结束第十章其它参数的测量 1-1-4040主菜单结束1.原原电电池池型型：如书上图示。它是由两支电极和溶液组成的全电池，阴极常用金、银、铂等贵重金属，阳极用铅、铝等金属。将两支电极装在一个圆筒内，筒内灌有电解液（KOH、KCL），端部包有一层易透过氧的薄膜（如聚四氯乙烯），测定时，水中溶解氧透过薄膜进入电极，发生如下反应（用铅作阳极时）：阴极：阳极：这个电极系统产生的扩散电流为：第十章其它参数的测量 1-1-4141主菜单结束结论：当电极选定后，n、A、L、Pm 都为定值，扩散电流is只与溶解氧的浓度Cs有关，测出了is的大小，就可知溶解氧的大小。第十章其它参数的测量 1-1-4242主菜单结束2.极谱型：极谱型：其结构与原电池型的基本相同，区别仅在于电极间外加固定电压，一般为0.50.8V。隔膜电极式溶解氧测定仪的反映系数、透过系数等与温度有关，可用下式表示：式中：P0标准透过系数；R气体常数；T绝对温度；EP透过时活化能量；Pm透过系数。第十章其它参数的测量 1-1-4343主菜单结束可知，随温度的升高，透过系数呈指数增长，扩散电流将成比例地增加，因而严重地影响了测量结果，故在仪器中采用热敏电阻进行温度补偿，以抵消温度对测量的影响。此外，被测水的压力、流速等对溶解氧也有影响，故在测试过程中，必须采取措施，使之恒定。零点校正用标准液常用饱和亚硫酸钠溶液。