1、聲學基本原理噪聲評價與測量噪聲控制技術第一部分、噪聲控制技術第三章、噪聲源識別及噪聲控制概論3.1、噪聲源識別技術一、利用人耳或聲級計識別噪聲源1.主觀評價法2.近場測量法3.分別運行法4.選擇覆蓋法二、利用常規(guī)的儀器組合識別噪聲源1.頻譜分析法如圖是某鏜床主軸箱在主軸以1036r/min運轉(zhuǎn)時的噪聲頻譜，圖上各尖峰所對應的頻率有：685Hz, 960Hz, 1165Hz, 1370Hz, 2740Hz 等鏜床主傳動系統(tǒng)圖424220202020242442265218501850185034343434464022284022461440r/min主軸箱傳動齒輪嚙合頻率部位齒數(shù)比轉(zhuǎn)速比嚙合頻

2、率變速箱40/2834/3434/3418/5018/5020/20(錐)1440/20572057/20572057/20572057/740740/2662057/205796011651165617222685主軸箱20/20(錐)26/52(斜)24/4242/242057/20572057/10922057/11751175/2057685891723823分析:1、將嚙合頻率與頻譜圖對照,可以發(fā)現(xiàn)685HZ是變速箱和主軸箱中20/20 齒輪嚙合的頻率.2、1370HZ和2740HZ是20/20的嚙合頻率的2倍和4倍3、960HZ是變速箱中40/28的嚙合頻率4、1165HZ是變速箱

3、34/34齒輪副的嚙合頻率2、表面振速測量法 表面振速測量法可以用來測量機械設備表面輻射的聲功率，從而識別主要噪聲源。A）原理 將機器的一個被測量表面劃分為許多單位面積，把速度傳感器放于每一單元面上，測得每一單元面積上的均方速度，然后取時間和測量面積上的平均值,利用如下的關系式可得出聲功率:rrucsw2 其中:c-空氣的特征阻抗s-振動表面的面積2u-振動表面上質(zhì)點法向振動速度均方值 的時間及面積的平均值r-振動表面的聲輻射系數(shù)rw-振動表面輻射的聲功率B） 應用 1上述方法分別測量各個振動表面的輻射聲功率,比較各表面所輻射聲功率的大小,則可識別聲源。 2也可以繪制等振動曲線，識別最強的輻射

4、點，為改進結(jié)構(gòu)設計減小振幅提供理論依據(jù)。三、噪聲源識別的其它信號分析方法1.功率譜分析法 TTTxdttxtxR01)()(lim)( 各態(tài)歷經(jīng)隨機過程的自相關函數(shù) 的傅立葉變換為自功率譜密度函數(shù))(xR)( fSx自相關函數(shù)：功率譜： deRfSfjxx2)()(而： 021)()(lim)(dfefXfXRfTjTTx TftjdtetxfX02)()( TftjdtetxfX02)()(又：則有：21)(lim)(fXfSTTx )(2)(fSfGxx 實際中采用單邊功率譜：2.倒頻譜分析法A、什么是倒頻譜？所謂倒頻譜是：對數(shù)功率譜的功率譜。可用如下的關系式表示： 2)(lg)(fGFq

5、Cxp 其中：為到頻率，單位一般為毫秒。B、應用)(tx)(ty)(th)( fY)( fX)( fH單輸入單輸出傳遞系統(tǒng) 0)()()()()(dthxthtxty轉(zhuǎn)換成頻域:)()()(fHfXfY 若用功率譜表示:)()()(fGfGfGhxy 對兩邊取對數(shù):)(lg)(lg)(lgfGfGfGhxy )(lg)(lg)(lgfGFfGFfGFhxy )()()(qCqCqChxy 即有:3.相干分析法 相干分析技術是識別噪聲源的有效方法,在相關分析技術中常用互相關函數(shù)來描述兩隨機信號之間的相關關系。 deRfSfjxyxy2)()( TTTxydttytxR01)()(lim)( 為表

6、示兩隨機信號之間的相關程度，常用相干函數(shù)來說明。其表達式為：)()()()(22fSfSfSfryxxyxy 1)(2 frxy若用單邊互功率譜密度函數(shù)表示，則有：)()()()(22fGfGfGfryxxyxy 說明：1、相干函數(shù)的值為1，說明信號完全線性相關2、相干函數(shù)值為0，說明信號無關。3、相干函數(shù)介于0-1之間，有以下的情況：A）聯(lián)系輸入與輸出之間的系統(tǒng)是非線性的，B）測量中含有外界噪聲，C）輸出是感性趣的輸入和其他輸入的綜合輸出。油泵噪聲的噪聲頻譜和相干函數(shù)圖4、表面聲強測量法A）原理表面聲強測量法是基于如下的基本原理：puI 其中：I為聲強。p為聲壓，u表面質(zhì)點的振動速度。 TT

7、TupdttptuR01)()(lim)(而：當：0 IdttptuRTTTup 01)()(lim)0( 實際應用中，用兩個信號的單邊互功率譜密度處理，其表達式：)()()(fjQfCfGupupup 考慮兩信號間的相移，振動表面的法向聲強應為： 0sin)(cos)(dffQfCIupupn當使用加速度時： 0cos)(sin)(121dfnfQfCfIapapnB、應用5、聲強測量法簡介3.2、噪聲控制概論 一、環(huán)境噪聲標準1. 聽力保護標準此即指工廠中的噪聲標準。調(diào)查噪聲性耳聾的發(fā)病率，是制定聽力保護標準的依據(jù)。按照 ISO 的定義，500Hz、1000Hz 和 2000Hz 三個頻率

8、的平均聽力損失超過 25dB，稱為噪聲性耳聾。目前大多數(shù)國家聽力保護標準定為 90dBA，它能夠保護 80%的人；有些國家定為 85dBA，它能夠使 90%的人得到保護。由表可見，只有在 80dBA 的條件下，才能保護 100%的人不致耳聾。目前我國制定的聽力保護標準工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準規(guī)定現(xiàn)有企業(yè)為 90dBA，新建、改建企業(yè)要求達到 85dBA噪聲級dBA現(xiàn)有企業(yè)新建、擴建、改建企業(yè)工作時間(小時)90858938849691299941不得超過1152. 機動車輛噪聲標準 由于城市噪聲的70%來源于交通噪聲，如果車輛噪聲得以控制，則城市噪聲就能大大降低。因此，我國亦指定了相應的試行標準：

9、車輛種類1985年以前執(zhí)行標準dBA1985年以后執(zhí)行標準dBA載重汽車(3.515t)89928489輕型越野車8984公共汽車(411t)88898386小轎車8482摩托車9084輪式拖拉機(60馬力)91863. 環(huán)境噪聲標準我國城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準(等效聲級Leq(dBA)適用區(qū)域晝間夜間特殊住宅區(qū)4535居民、文教區(qū)5040一類混合區(qū)5545二類混合區(qū)、商業(yè)中心區(qū)6050工業(yè)集中區(qū)6555交通干線道路兩側(cè)7055二、噪聲控制的基本方法與措施1.噪聲污染涉及的環(huán)節(jié)： 噪聲源 傳播途徑 接受者A.進行噪聲污染情況的實地考察，測量噪聲級和頻譜分析，B.確定噪聲發(fā)生源，C.根據(jù)測定數(shù)據(jù)和有關標準決定降低噪聲的目標，D.研究噪聲控制的方法，確定和實施技術上、經(jīng)濟上合理可行的方案。2.噪聲控制的一般程序是：3.噪聲控制方法a. 噪聲源的控制 從噪聲源控制噪聲，這是最積極最徹底的控制措施。噪聲源控制一般有兩種方法： (1) 分析噪聲源發(fā)聲的機理，消除噪聲發(fā)生的根源。這方面的措施有：1) 改進結(jié)構(gòu)。例如，采用發(fā)聲小的材料制造機件，采用精密的結(jié)構(gòu)型式或傳動方式，都能降低噪聲；2) 改進生產(chǎn)工藝，選用低噪聲設備。例如以焊代鉚，以液壓代替沖壓等；3) 提高機械加工和裝配精度，減少機械摩擦和振動，降低噪聲。例如將滾珠軸承加工精度高一級，噪聲可降低10dB；4)