1、第一部分: 聲學基礎,What is a sound? 聲音是什么? 1-Physical phenomenon物理現(xiàn)象,Sound is a phenomenon defined as a time varying disturbance of the density of a fluid medium associated with very small vibrationnal movements of fluid particles. 聲音是一種物理現(xiàn)象，是描述由于媒體質(zhì)點振動運動引起的質(zhì)點密度隨時間變化的情況。 Particles : continuous matter with :

2、 質(zhì)點： mass 質(zhì)量 density 密度 temperature 溫度 associated with very small changes of pressure and temperature.隨壓力、溫度有微小變化 Particle = small bit of continuous medium the molecules of the medium. 質(zhì)點=少量連續(xù)的媒質(zhì)顆粒媒質(zhì)的化學分子 Density change: compressibility = change of volume 密度變化：壓縮比例=顆粒數(shù)量變化,聲音的本質(zhì)：物體振動的傳播,機械振動在媒質(zhì)中的傳播過程

3、稱為機械波。 聲音是一種機械波，是物體的機械振動通過彈性媒質(zhì)向遠方傳播的結(jié)果。 發(fā)生聲音的振動系統(tǒng)稱為聲源，如汽車的振動系統(tǒng)是汽車噪聲的聲源。,Equilibrium state of fluid articles 平衡狀態(tài),Beginning of the disturbance 干擾開始,Propagation of the disturbance 擾動傳播方向,P0 ,v0, r0,Time時間,The small compression (due to the disturbance) is followed by a compensating rarefaction. The loc

4、al particle displacement is first in the direction of propagation then it returns to its initial position after passage of the disturbance. When the associated particle velocity is/ to the direction of propagation of the disturbance = compressional or longitudinal wave. If the associated particle ve

5、locity is normal to the direction of propagation of the disturbance = shear wave. 質(zhì)點沿聲波傳播的方向產(chǎn)生位移，往返運動，并將位移傳遞到下一個質(zhì)點，這樣就形成了波的傳遞。 縱波-媒質(zhì)質(zhì)點的振動方向與聲波的傳播方向一致。 橫波-媒質(zhì)質(zhì)點的振動方向與聲波的傳播方向相互垂直。,S,propagation velocity C 傳播速度C,The disturbance propagates throughout the medium in the form of wave at a characteristic spe

6、ed c. 聲波在媒質(zhì)中的傳播速度為C C = 340 ms-1 about in air 空氣 C = 1450 ms-1 about in water 水 C= 5200 ms-1 about in steel 鋼鐵 C = 3400 ms-1 about in concrete 混凝土,Waves can propagate in Fluids : fluid borne noise or transmissions (ex : in car: steering systems, pumps. In houses : piping systems) Air : air borne noi

7、se or transmission (motor of the car or in house inside the room.) Solids : solid borne noise or transmission ( ex : radiated noise from wind screen or doors in house : radiated noise from walls) 液體、氣體、固體都可以傳遞聲波。,空氣動力噪聲由氣體振動產(chǎn)生。氣體的壓力產(chǎn)生突變，從而引起噪聲，空氣壓縮機、電風扇的噪聲 屬此類。 機械噪聲由固體振動產(chǎn)生。金屬板、齒輪、軸承等設備運行時，受到撞擊摩擦及各種突

8、變機械 力的作用，會產(chǎn)生振動，引起噪聲。 液體流動噪聲液體流動中，由于液體內(nèi)部的摩擦，液體與管壁的摩擦，或流體的沖擊，都會引起液 體和管壁的振動，產(chǎn)生噪聲。,In liquids and gas = predominantly longitudinal and compressional waves 液體和氣體中=主要是縱波 In solids = longitudinal waves and transverse shear waves torsional waves. 固體中=縱波、橫波、聲扭波 (bending waves are a combination of longitudina

9、l and shear waves). （彎曲波是縱波和剪切波的結(jié)合） In solids the types of waves propagating strongly depend on the boundary condition. 在固體中，波的傳播類型依賴于邊界條件。,Plane wave : only one length dimension is required to describe the acoustic field 平面波：采用一維空間來描述聲場,2020000Hz的機械波傳入人耳，引起鼓膜振動，刺激聽神經(jīng)產(chǎn)生聲的感覺。 次聲波低于20Hz的聲波。 超聲波高于20000

10、 Hz的聲波。,噪聲的頻率范圍,平面聲波：聲音的波陣面垂直于傳播方向。遠離聲源時，聲波可以近似當作平面波。,波動方程 平面聲波,球面聲波：波陣面為同心球面。,其中， 代表向球外傳播的聲波，當球表面作簡諧振動時，,波動方程 球面聲波,柱面聲波：波陣面是同軸圓柱面。研究火車列車噪聲對環(huán)境影響時，采用這一模型。,波動方程 柱面聲波,4-Physical characteristics of sound聲音的物理特性,The two basic characteristics of sound wave are frequency and amplitude 聲波的兩個基本特征量是頻率和振幅,dist

11、ance,Velocity c,Wavelength l,Period T,Pressure,Time,f (Hz),Wave number may be thought as spatial Frequency 波數(shù)也被稱為空間頻率,T is the period of propagating wave. f is the number of pressure variation per second. T=周期 f =頻率，即單位時間內(nèi)振動的次數(shù),Sound wave in a tube,4.1 Frequency頻率,It can be seen that at high frequen

12、cy sounds have short wave length and at low frequency sounds have long wavelength. 我們可以看出，高頻率的聲音對應波長短，低頻率的聲音對應波長長。,High frequency components could go through small holes minimizing any insulation installation! (hole dimension d l). 高頻成分更容易穿過小孔（d l）,1.3 聲壓、聲速與媒質(zhì)的特性阻抗 1.3.1 聲壓 1.3.2 聲速 1.3.3 媒質(zhì)的特性阻抗,設

13、媒質(zhì)中的靜壓力為 ，有聲波傳遞時總壓力 將在 附近波動：,1.3 聲壓、聲速與媒質(zhì)的特性阻抗 1.3.1 聲壓,其中 這個交變的波動壓力就稱為聲壓。大氣受到聲壓作用時，大氣壓力產(chǎn)生了微弱的變化，該變化量就是聲壓。 大氣壓力為 ,而聲壓為 。,一定頻率的聲波在媒質(zhì)中傳播時，單位時間所傳過的距離稱為聲速。,1.3 聲壓、聲速與媒質(zhì)的特性阻抗 1.3.2 聲速,聲速的大小與媒質(zhì)有關。,1.3 聲壓、聲速與媒質(zhì)的特性阻抗 1.3.2 聲速,聲速的大小與媒質(zhì)有關。,4）下表為幾種材料的聲速近似值（溫度為21.1）：,1.3 聲壓、聲速與媒質(zhì)的特性阻抗 1.3.2 聲速,例1：當溫度為 時，計算空氣中的聲

14、速，并求該溫度下 純音的波長。,例題,1.3 聲壓、聲速與媒質(zhì)的特性阻抗 1.3.2 聲速,例題,例2：計算與比較 純音在鋼與空氣中的波長。,1.3 聲壓、聲速與媒質(zhì)的特性阻抗 1.3.2 聲速,聲阻抗率：聲場中某位置的聲壓與該位置質(zhì)點振速之比， 聲阻抗率是復數(shù)（ 與 不同相）,1.3 聲壓、聲速與媒質(zhì)的特性阻抗 1.3.2 媒質(zhì)的特性阻抗,而對無衰減的平面余弦行波，聲阻抗率為：,注意到 是媒質(zhì)所固有的常量，該數(shù)值對聲波傳播具有重要影響，在聲學中具有重要地位，因而又稱為媒質(zhì)的特性阻抗。,1.3 聲壓、聲速與媒質(zhì)的特性阻抗 1.3.2 媒質(zhì)的特性阻抗,1.4 聲場中的能量關系 1.4.1 聲能密

15、度 1.4.2 聲功率與聲強,聲波的傳播過程實質(zhì)上就是聲振動能量的傳播過程。,1.4 聲場中的能量關系 1.4.1 聲能密度,單位體積中的聲波能量稱為聲能密度e，,對平面行波：,平均聲能密度 ：一個周期中能量密度的平均值.,1.4 聲場中的能量關系 1.4.1 聲能密度,聲功率：聲波在單位時間內(nèi)沿傳播方向通過某一波陣面所傳遞的 平均聲能量。,1.4 聲場中的能量關系 1.4.2 聲功率與聲強,聲強：單位面積上的聲功率，,聲強的概念在噪聲源識別中有重要應用。,聲能是以波速 傳遞的，通過垂直于聲傳播方向上面積為 的聲 功率為：,1.5 聲波的傳播特性 1.5.1 聲波的反射、折射和衍射 1.5.2

16、 聲波的衰減 1.5.3 聲波的干涉,聲波在室內(nèi)的反射形成混響。利用一些材料吸收聲波的性質(zhì)在司機室內(nèi)或車廂內(nèi)貼吸聲材料，減少混響噪聲。,1.5 聲波的傳播特性 1.5.1 聲波的反射、折射與衍射,聲波的反射、折射現(xiàn)象圖示：,聲波通過車廂壁透射入形成噪聲，如發(fā)動機的噪聲除通過縫隙傳入車內(nèi)，聲波折射也很重要，采取措施減少透射。,聲波的衍射現(xiàn)象圖示：,當時：不產(chǎn)生衍射； 當0.61時，通過孔洞后的波為以孔為中心的球面波。,1.5 聲波的傳播特性 1.5.1 聲波的反射、折射與衍射,l d,d,l d,All the sound through the aperture is transmitted.

17、 (TL=0, Transmission Loss, Transmission coefficient t =1) 通過小孔的聲音被完全傳播 (TL=0， 傳播系數(shù)t =1),Example : Diffusion of sound (sound passes through holes) 例：聲音的散射（聲音通過小孔傳播）,The sound will pass through the hole re-radiated in an omnidirectional way similar to the original but TL is not zero. The sound power t

18、ransmitted is far less (t 1).聲音通過小孔發(fā)散，像初始聲源一樣，但是TL0，聲能大大減小。,ad,聲波的衰減：聲波傳播時為媒質(zhì)所吸收而衰減。,1.5 聲波的傳播特性 1.5.2 聲波的衰減,同相情況 反相情況,1.5 聲波的傳播特性 1.5.3 聲波的干涉,聲波的干涉：兩個頻率相同的聲波同相到達某一點時，兩波相互加 強；反相時，則相互抵消。這種現(xiàn)象稱為波的干涉。相互干涉的波稱 為“相干波”。利用聲波的干涉進行噪聲的主動控制。,駐波：兩個同幅相干波沿同一直線反向行進時迭加而成的波。（反向與反相不同）,共鳴：聲波干涉現(xiàn)象中，兩波相互加強的情況稱為共鳴。 樂器樂音需要共鳴

19、，唱歌需要鼻、腦腔共鳴。但汽車車廂產(chǎn)生共鳴時，人感覺很不舒服。,1.5 聲波的傳播特性 1.5.3 聲波的干涉,1.6 聲與振動的關系,結(jié)構(gòu)振動發(fā)射出的噪聲稱結(jié)構(gòu)載噪聲。研究表明，固體振動產(chǎn)生的聲音大小與固體振速成正比。振速的變化與聲壓級的變化有密切聯(lián)系：,固體振動產(chǎn)生的聲音大小除與振速有關外，還與物體本身的聲 音發(fā)射條件有關（大小、面積、質(zhì)量、阻尼、外界條件等）,由上式可以看出，要控制固體發(fā)射噪聲，可以從幾方面著手，而控制振速是十分重要的方面。,聲發(fā)射系數(shù) 用來表征固體輻射聲音的能力。,1.6 聲與振動的關系,聲壓、聲功率等聲級一般用分貝表示，這是因為這些量都是與某一選定量之間的關系。如聲功

20、率級： 所研究的聲功率 選定的聲功率,1.7 聲級和分貝,1.7.1 聲功率級 1.7.2 聲壓級 1.7.3 分貝的運算,1.7 聲級和分貝,聲功率級是描述一個給定的聲源發(fā)射的聲功率與參考聲功率 的關系，聲功率級定義為：,1.7 聲級和分貝 1.7.1 聲功率級,例1:某一小汽笛發(fā)出 聲功率,試求其聲功率級. 解,為較小的聲功率,對人來說是較大的聲源.,由聲功率級求絕對聲功率：,例2:某機器額定聲功率級為 ,求其聲功率.解:,設備以聲功率消耗的功率極小,可忽略,但人的感覺卻是有很大的噪聲.,1.7 聲級和分貝 1.7.1 聲功率級,某些典型聲源的聲功率及聲功率級,1.7 聲級和分貝 1.7.

21、1 聲功率級,所研究的聲壓均方根值( 或 )；國際參考聲壓 (青年人在 時剛能聽到純音)。,1.7 聲級和分貝 1.7.2 聲壓級,聲壓級和聲功率級一樣用分貝來表示，聲壓級Lp定義為：,Sound pressure level in dB scale: 聲壓級（dB）： Pressure reference參考聲壓: P0=20mPas which is the lowest sound pressure level detected by the human ear. 人耳能探測到的最小聲壓級P0=20*10-6Pas P is in Pascal and the subscript P p

22、oints out that sound pressure level is looked at and not sound intensity level (LI) or sound power level (LW) P表示帕斯卡，右下角的P代表該量 是聲壓級，而不是聲強級或聲功率級,How to add or subtract dB values :怎樣增加或減少分貝值： dB values can not be directly subtracted or added as they are logarithmic values. Only linear values can be su

23、mmed or subtracted. dB值是對數(shù)量度，不是線性量度，因此不能簡單地進行算數(shù)加減運算。,LPtot,50dB+55dB105dB !,50dB + 55dB = 56.19 dB,Assumption for operation on levels :假設： In general the different sources of noise are not in phase通常不同聲源的噪聲有不同的相位 they are incoherent sources. Incoherent sounds add together on a linear energy (pressur

24、e square) basis.它們是互不相干的聲源，不會發(fā)生干涉現(xiàn)象，可以進行能量疊加。 When sources of the same frequency are combined, phase angle between the sounds must be taken into account.當同頻率的聲源相結(jié)合，兩者之間的角相位就可以被計算。 When the phases are random, the equation reduces to the incoherent case: 當這個相位是任意的時候：,dB addition chart :分貝相加曲線 To simpl

25、ify and not play with dB and linear values of each noise contributors the following curves can be used to directly calculate the sound pressure level due to several sources of noise. 從曲線中可以直接計算出兩個聲壓級疊加后的總聲壓級。,1.19,Note that : Two sources of noise with the same sound pressure levels is equivalent to

26、add 3dB. 兩個相同聲壓級的疊加是增加3dB As long as there is more than 10 dB difference between two source of noise the quietest can be forget. 如果兩個聲壓級的差值大于10dB，那么小聲壓級對總聲壓級的貢獻可以忽略，總聲壓級近似等于大聲壓級。,Influence of more than 2 sources of noise :兩個以上聲源的影響： If more than two sources contribute to the noise level at a point,

27、use the previous curve first for the two first sources of noise, get the total result of them, and add to this result the next source of noise如果有兩個以上的聲源進行疊加，那么就利用之前的曲線先對兩個聲源進行疊加，得到的值再與第三個聲源進行疊加，依次類推,If P1 = P2 = P3 = = PN,Source of noise to be evaluated Ls,dB subtraction :分貝相減： If measurements are p

28、erformed in noisy environment the background noise must be evaluated (switch off the source of noise under investigation) and subtract it from the total level to get just the source level under interest.在環(huán)境嘈雜的地方進行噪聲測試時，受背景噪聲影響，需要先把被測聲源關閉，測得背景噪聲量，再從總噪聲量中減去背景噪聲，最后獲得真實的聲源噪聲。,LS+N,95dB-90dB5dB !,95dB -

29、90dB = 93.3 dB = Ls,LN Background noise,dB subtraction chart :分貝相減曲線： The following curve can be used to directly calculate the sound pressure level due to source under background noise.從曲線中可以直接計算出排除背景噪聲影響的聲源聲壓級。,Note that : If the delta is smaller than 3dB then the background noise is to high to pe

30、rform accurate noise measurements. First the background noise must be reduced.當聲壓級差小于3dB，就要盡量減小背景噪聲，否則會給測量帶來嚴重影響。 If delta between 3 and 10 dB noise measurements must be corrected with the following curve.當聲壓級差在3dB-10dB間，就按照曲線嚴格計算。 If delta greater than 10 dB then the background noise is negligible

31、and sound measurements can directly be estimated. 當聲壓級差大于10dB時，背景噪聲可以忽略不計。,例:某聲音為 (均方根值),試計算其聲壓級。,1.7 聲級和分貝 1.7.2 聲壓級,解:,分貝的加法 分貝的減法 分貝的平均值,1.7 聲級和分貝 1.7.3 分貝的運算,在測量聲壓級與聲功率級時經(jīng)常需要先測得不同頻帶上的聲級，然后相加起來得到總的聲級。,設相加的聲壓級為： ，,分貝的加法,1.7 聲級和分貝 1.7.3 分貝的運算,同樣可得聲功率級求和公式：,總聲功率級（dB） 第 個聲功率級（dB）,分貝的加法,1.7 聲級和分貝 1.7.

32、3 分貝的運算,例1：布置三臺機器，每臺機器對特定點處的聲壓級預測為 ， ， ，求該點處的總聲壓級。,分貝的加法,1.7 聲級和分貝 1.7.3 分貝的運算,例2： ， ， ，求總聲功率級。,解：,分貝的加法,1.7 聲級和分貝 1.7.3 分貝的運算,在某些情況下，要求從總的被測聲壓級中減去本底或環(huán)境聲壓級以確定聲源本身的聲壓級。 本底聲壓級至少較所考慮的聲壓級低 ，否則測量無意義。,其中， 總聲壓級 本底聲壓級（所研究機器停運時的聲壓級） 聲源聲壓級（所研究機器的聲壓級）,分貝的減法,1.7 聲級和分貝 1.7.3 分貝的運算,例：在車間某點測得某臺機器停車時聲壓級 ， 運行時聲壓 級 ，

33、求該機器在該點引起的聲壓級。,解：,分貝的減法,1.7 聲級和分貝 1.7.3 分貝的運算,在計算指向特性以及為提高測量精度時要對某點聲壓進行多次測量以求其平均值。,求分貝的平均值可從分貝求和公式導出,分貝的平均值,1.7 聲級和分貝 1.7.3 分貝的運算,例：試求測量值 、 、 、 的平均聲壓級。,分貝的平均值,1.7 聲級和分貝 1.7.3 分貝的運算,噪聲源一般都不是均勻向各方向輻射 的，如擴音器,1.8 噪聲源的指向特性,指向特性因子： 其中， 平均均方根聲壓； 特定角度處的聲壓； 離聲源的距離。,指向特性指數(shù)：,1.8 噪聲源的指向特性,習題：1 某紡織廠一個工人操作五臺機器，在他

34、的操作位置五臺機器的聲壓級測得為95、90、92、88和82dB，他位置處的總聲壓級是多少？平均聲壓級是多少？2 若在某點僅有機器1和本底噪聲；聲壓級為88dB；僅有機器2和本底噪聲為90dB；僅有機器3和本底噪聲為87dB，機器停止時86dB。求三臺機器（不包括本底）在該點產(chǎn)生的聲壓級。（90dB）,沖擊時間長頻率低 沖擊時間短頻率高,Principle and example,低速機械頻率低：柴油機帆船 高速機械頻率高：摩托艇,高頻率：指向性強，易反射，但傳得近。 低頻率：傳得遠,Frequency decomposition of sound is very important beca

35、use : 聲音的頻率分析非常重要，因為： The auditory system sensitivity varies with frequencies 聽覺系統(tǒng)的靈敏度會隨著頻率的不同發(fā)生變化,Speech range: 200Hz-6000Hz 語音頻率范圍：200Hz-6000Hz Speech intelligibility range: 500Hz-4000Hz 清晰語音頻率范圍：500Hz-4000Hz,Frequency decomposition of sound is very important because : 聲音的頻率分析非常重要，因為： The performa

36、nce of noise control systems vary with frequencies 聲音控制系統(tǒng)的性能隨頻率變化,Typical absorption coefficients for 4 materials 4種典型材料的吸聲系數(shù) （吸聲系數(shù)用以表征材料和結(jié)構(gòu)吸聲能力的基本參量）,Frequency decomposition of sound is very important because : 聲音的頻率分析非常重要，因為： The noise propagation vary with frequencies within a closed space 在封閉的空間

37、內(nèi)，聲音的傳播隨頻率變化 Propagation of waves inside a room will be different according to frequencies: 室內(nèi)聲波的傳播隨著頻率的不同而變化： Some of waves from a source inside an enclosure will reflected on the wall and will be back at any point in phase在密閉空間里，部分聲波被墻壁反射，并以不同相位反射 amplification of the wave disturbance 對聲波的幅值進行增益 N

38、ormal mode will be resonant 引起固有振蕩 When frequency of the source = resonance frequency of a normal mode of room 當聲源頻率=室內(nèi)固有振蕩的頻率時 resonance occurs & room responds strongly (spatial distribution of pressure characterize by nodes and antinodes). 產(chǎn)生共振，（此時質(zhì)點的振動處于節(jié)點和峰值點上）。,x3,x1,x2,Nodal plane,f1,0,0,x3,x1

39、,x2,x1,x2,x3,f2,1,0,f2,1,1,The sound absorption materials will only reduce noise from the reverberant field of the sound. Absorbent materials have no effect on the direct field. 吸聲材料吸收混響場的聲音，一般不在直達聲場中吸收聲音。 Pressure inside a room is due to: 室內(nèi)某點的聲壓大小取決于： r is the position in the room室內(nèi)某點的位置 D is the

40、directivity factor方向因數(shù) W is the sound power of the source 聲源聲能 R is the room constant depending on the absorption coefficient R是房間常數(shù)，與室內(nèi)平均吸聲系數(shù)，室內(nèi)總表面積S有以下關系式：,Direct field,Reverberant field corresponding to the diffuse field,Look at the problem from outside of a noisy machinery house: 室內(nèi)有噪聲源，室外：,The

41、power transmitted WT outside the plant is given by: ad the average absorption coefficient平均吸收系數(shù) td the transmission coefficient of the walls墻壁反射系數(shù) W the inside source power內(nèi)部聲能,For large plants ignore the direct field and just take into account of the diffuse field: 在足夠大的工廠里，可以忽略直接聲場，當作是擴散場：,Typical

42、 transmission loss for 4 materials 4種典型材料的傳遞損失,Transmission Loss傳遞損失:,Frequency decomposition of sound is very important because : 聲音的頻率分析非常重要，因為： The source of noise is characterized by its frequency contents and any control of it must be done accordingly. 頻率成分是聲源的特征，噪聲控制的依據(jù)是頻率特性。 Noise reduction p

43、erformance can not be specified independently of source frequencies. 減振降噪工作如果離開了聲源頻率特性研究就無從下手。,20 HzAudible range20kHz,Frequency decomposition of sound is very important because : 聲音的頻率分析非常重要，因為： The mathematical Fourier Transform synthesizes any time history into frequency information傅立葉變化可以把時間信號的變

44、化在頻域上同步體現(xiàn)出來 The Fourier Transform function is a mathematical algorithm which transform a signal from time domain into a frequency domain. 傅立葉函數(shù)是一種數(shù)學算法，可以把時域信號轉(zhuǎn)換成頻域信號。,Pure tone (for example a air conditioning turning at a constant speed) contains only one frequency (really seldom in reality) 純音（例如：空

45、調(diào)扇勻速轉(zhuǎn)動）只包含一個 頻率成分（現(xiàn)實中很少存在） Most of sounds are complex and possess several pure tone of different amplitudes. Energy exists in a number of discrete frequencies. Musical notes possess a fundamental frequency and harmonics which will characterize the pitch of instrument. 大部分聲音是復雜的，包含很多振幅不同的純音。能量包含在一系列不

46、連續(xù)的頻率之中。樂器有特定的頻率，組合在一起成為音樂。,Different frequency contents for different type of sound: 不同的頻率對應不同類型的聲音,Pure tone,Piano note,Broad band noise consist of a wide mixture of frequencies. It is typically industrial noise or environmental noise. 寬帶噪聲：由多種頻率組成，典型的是工廠噪聲、環(huán)境噪聲。 Modulated frequencies.調(diào)制頻率 White n

47、oise : frequency components of equal amplitude between 20Hz and 20kHz 白噪聲：由20Hz-20kHz的等幅頻率組成 Pink noise is a white noise that each octave is decreased by 6 dB 粉紅噪聲：每個音階都降低6dB的白噪聲,Different frequency contents for different type of sound: 不同的頻率對應不同類型的聲音：,White noise spectrum 白噪聲頻譜,Pink noise spectrum

48、粉紅噪聲頻譜,Harmonic series諧波系列 A harmonic series consists of integer multiples of a fundamental frequency, e.g. if the fundamental is 100 Hz, then the harmonic series is: 100, 200, 300, 400, 500, 600 Hz, . etc. 諧波系列包含了一系列與基頻成整數(shù)倍的頻率，例如，如果基波頻率是100Hz，諧波系列就是100，200，300，400，500，600Hz The 100 Hz fundamental i

49、s the first harmonic, 200 Hz is the second harmonic. The fundamental is often denoted by F0. 基波頻率100Hz是第一級，200Hz則是第二級。基波頻率通常由F0表示。 Harmonics above the fundamental constitute the overtone series. 高于基波頻率的聲音形成泛音。 Sub-harmonics are integer divisions of the fundamental: e.g. for F0= 100 Hz, sub-harmonics

50、 are at 50, 33, 25, 20, 16.6 Hz etc. Sub-harmonics are also called undertones. 分諧波是基波頻率除以整數(shù)： 例如，F(xiàn)0=100Hz，分諧波就是50，33，25，20，16.6Hz,4.2 Amplitude of sound:聲音的振幅,The acoustic audible pressure variation (from 20mPas to 100 Pas) is very small compared to the static air pressure (100000 Pas). The ratio bet

51、ween the two extremes is 1 million to 1 for the linear Pas scale. 可聽到的聲壓變化（ 20mPas to 100 Pas）與大氣壓相比非常的小。兩者之比是：1百萬 比1 Use of a logarithmic scale. Logarithmic ratio between the measured value to a reference value. The ear respond not linearly but logarithmically to stimulus. 采用取對數(shù)的方法，取測量值和參考值的對數(shù)之比。人耳

52、的感覺不是成線性的，而是與其對數(shù)近似成正比。,Threshol of pain,Quietest sound that can be heard,5. Noise source quantification and identification噪聲源的量化和識別 Now we know how a sound can be characterized. We must objectively measure it. 我們現(xiàn)在已經(jīng)了解了聲音的特性，接下來我們就要進行客觀測量。 Objective measurements must be done to quantify and qualify

53、the sources of noise :量化和評價噪聲源 Evaluate the output sound power and sound pressure評價聲能和聲壓 Compare different sources and be able to 比較不同的聲源 Label分類Select選擇 Estimate the effects估計影響 Meet regulations and requirements規(guī)則和要求 to identify sources mechanisms of noises識別機械噪聲的種類 Diagnostic techniques 診斷技術(shù) Under

54、stand the physics符合物理學 Control, modify, redesign控制、改變、設計 Machinery health monitoring 設備監(jiān)測 keep equipment in good working condition during production time保證機器進行正常的工作生產(chǎn),5.1 Quantification and qualification of sound sources量化和評價噪聲源 Evaluation of the output sound pressure or power or intensity. 評價聲壓、聲能和

55、聲強 Frequency characteristic is better to give precise information than global value. 頻率特征能更準確地反映信號特性。 A global sound pressure level may be the same whereas the frequency contents will be really different. 相同的聲壓級可能對應完全不同的頻率特征。 The analysis of frequencies will allow to predict annoyance for human and

56、for vibration mechanical potential problem. 通過頻率分析，可以幫助人們預測噪聲品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)機器的潛在問題。,Valve noise is mainly high frequencies with a spectrum rising with frequency. Furnace burner noise is dominated by low frequencies. 電噪聲是高頻率噪聲，燃燒的噪聲是低噪聲。 The fan displays a peak in the 125 Hz octave band due to pure tone of th

57、e blade passing frequency (f=RPM*number of blades/60). 風扇在125Hz達到峰值，頻率f=轉(zhuǎn)速*葉輪數(shù)/60 If only the global SPL is looked at it will be concluded that these three sources of noise are equally loud! 單看聲壓級，這3個噪聲源的響度相同！ Looking at the frequencies and knowing the human response to frequencies, the fan will be

58、judged the most annoying because of pure tone, and the steam valve with its higher frequency contents will be looked at more noisy than the burner. 從人們對頻率的感覺上看，風扇的噪聲是令人煩感的，而電噪聲比燃燒噪聲更加吵。,The qualification and quantification of sounds噪聲的量化和評價 compare different sources and be able to select the best according to some criteria or to estimate a label.可根據(jù)不同的噪聲標準來選擇 For exam