声传播规律
Xu Feng
声波的散射 如果障碍物表面很粗糙（表面起伏比波长大）又或者障碍物得 到大小和波长差不多，则声波入射时，会产生各个方面的散射
注意省略入射问题！
声传播规律
Xu Feng
声波的干涉、衍射 干涉：振动的叠加产生干涉，驻波，定波现象 衍射：声波绕过障碍物而使传播方向改变的现象，波长于障碍 物的大小比值越大，衍射越严重。而高频声遇到大障碍物，就 会在障碍物后产生阴影区 缝隙会大大降低低频声 的隔声效果 声屏障对高频声有较好 的降噪效果，而对低频声 效果就差
p0
声强级：单位 分贝（dB）
LI 10 lg I I0 w w0
I0=1×10-12w/m2 W0=1×10-12w
Xu Feng
声功率级：单位 分贝（dB）
Lw 10 lg
声学基础知识
声级的相加 两种情况： 声压叠加 声能叠加 相干声源：空间产生相加或相消的干涉现象 p 0~6+dB L p 20 lg
Xu Feng
噪声测试的仪器
1. 传声器
2. 前置放大器 3. 信号传输方式 4. 信号处理仪器 5. 声学测试实验室
声学基础知识
Xu Feng
声传播规律
1. 声波的反射，折射，散射和绕射
2. 点声源， 线声源和面声源
3. 声波随距离衰减 4. 空气的吸声 5. 声屏障
声传播规律
Xu Feng
声波的反射、折射 声波的反射，折射
r 透射系数
反射系数
反射系数小的材料成为吸声材料 透射系数小的材料称为隔声材料
实际应用中，Ａ声级对强和弱的噪声都比较能够反映人的主观 感受同时，与人耳的损伤程度也对应的很好。Ｂ、Ｃ基本不用
噪声的主观感觉
Xu Feng
计权曲线
Ａ
Ｂ
Ｃ
噪声的主观感觉
Xu Feng
Ａ声级 计权后的声压级和人耳对声音的反映一样，可以表征 声音的主观大小
倍频程衰减级
频率 dB A-计权修正 dBA 63 94 -26.2 67.8 125 65 -16.2 48.8 250 70 -8.6 61.4 500 56 -3.2 52.8 1000 56 0 56 2000 70 1 71 4000 50 0.5 50.5 8000 40 -1.1 38.9 94.0 73.2
声传播规律
Xu Feng
噪声的主观感觉
1. 噪声的定义
2. 人耳与听力
3. 听力特性- 频率， 振幅和时间 4. 等响曲线 5. 计权 声级的定义 6. 声质量简介
噪声的主观感觉
Xu Feng
噪声的定义
Noise is defined as unwanted sound. 不想听到的声音.
噪声的主观感觉
p0
不相干声源：大部分情况下，能量直接相加
Lp 10lg 10Li /10
i
3+dB
声学基础知识
Xu Feng
声级的相减 室外两个声源S1，S2，对于某一测点P，S1,S2同时发声测 得声压级为LP，关闭S1，只有S2声测得声压级为LP2，关闭 S2，只有S1发声时声压级会是多少？
LP1 10lg(10
频率：通常噪声都是由多种频率组成，用
取室温：340m/s
f
表示
f ：次声波<20Hz<可听声<20000Hz<超生波
波长、频率、声速的关系
c f
声学基础知识
Xu Feng
声波的描述
声功率：声源单位时间辐射的声能量，用 表示，单位为瓦。 指声源总功率中以声波形式辐射出来的一小部分功率。 空气声研究的范围一般在10-12~109w
噪声的测量
Xu Feng
常用噪声评价量 A声级 等效连续A声级 暴露声级 累计百分比
LA
LAeq T
LA max LA min
1 10 lg[ T
T 0

T 0
p A (t ) dt ] 2 p0
2
LAE 10 lg[
p A (t ) dt] 2 p0
2
Lnn
nn 1 ~ 99
噪声的测量
Xu Feng
噪声的测量
1. 噪声与时间的关系
2. 常用噪声评价量 3. 噪声测量的仪器 4. 工业企业噪声卫生标准 5. 环境噪声标准 6. 工业产品噪声标准 7. 建筑声学测量标准
噪声的测量
Xu Feng
噪声与时间的关系 一般的，声音都是变化，±３dB就可以认为是稳态噪 声，且不含显著的纯音成分 测试根据声源的随时间变化情况，而有不同的测试方 式及参量
Xu Feng
声传播规律
点声源 计算从距离r1传播到距离r2时 的声强级或声压级衰减量
r2 L 20lg r1
声传播规律
Xu Feng
线声源 线声源的定义 严格意义上的很少：长火车、公路上的长车队，输气管道 连续点声源， 不相干性
声传播规律
Xu Feng
线声源 当线声源的长度远远大于接收点与声源的距离时，传播特性将 只与接收点与线声源的垂线距离有关。且此时衰减量满足
声强：单位时间通过垂直声波传播方向的单位面积的平均声能量 I 为矢量，具有方向性，用 表示。一般的，某点声强可 以表示为该点声压与其质点速度之积
声能量：声波在声场中产生的总能量
I
声学基础知识

S
pu
Xu Feng
声级的定义 实际应用中描述声波的强度性质所用的物理量 参数变化范围太大，用绝对值来描述很不方便 比如：1000Hz纯音，人耳听阀到痛阀：2×10-5~20Pa 人耳对声音强度的响应接近于对数关系 声压级：单位 分贝（dB） p L p 20 lg P0=2×10-5Pa
1 T 2 pe 0 p (t )dt T
一般的，如果没有特殊说明，声压都指有效声压
声学基础知识
Xu Feng
声波的描述 声速： 声波在弹性媒质中的传播速度，由媒质的弹性，密度， 温度等因素决定，与振动的特性无关。
p0 一般定义：c 0
空气中声速： c 331 .45 0.61t
1978
工厂噪声的欧洲一般预测方法
VDI 2714/2720 OAL28 ISO9613 Part 2
声传播规律
Xu Feng
声屏障 声波遇到声屏障，将产生反射、透射和衍射三种传播现象 ，实际上，一般的，声屏障都有足够的隔声效果，所以主要 考虑的是声衍射 屏障的附加衰减与d和频率有关 声传播路径增加d=源到屏障+屏障到接收点-源到接收点
Xu Feng
噪声的频率分析 频率分析的用处 噪声控制 主观感觉 噪声源鉴辩 降噪计算 可听声的频率范围： 20 Hz － 20 kHz 倍频程和 1/3 倍频程 频段太宽 人耳对声音频率的分辨率也是符合对数规律， 等比带宽 n f 2 / f1 2 称为1/n倍频程 窄带分析FFT，APS，CPS，更细致的频谱分析，线性
声学基础知识讲座
Xu Feng
声学基础知识
1. 声波的描述 2. 声级的定义
3. 声级的相加
4. 声级的相减 5. 噪声的频谱分析
声学基础知识
Xu Feng
声波的描述 机械振动是声波产生的根源 弹性媒质是声波传播的必要条件
声波在空气和液体中为纵波， 在固体中传播可能是纵波也可 能是横波
例子：固体振动产生声波：喇叭，振动平板，锣，鼓，冲压 钢板 气流产生声波：笛子，高压气流，喷气发动机 应用：扬声器、传声器
噪声的主观感觉
Xu Feng
声质量研究：客观评价量

Loudness 响度 （单位 sones) Sharpness 尖锐度 （单位 acum ） Roughness 粗糙度 （单位 asper ） Fluctuation Strength 抖动强度 （单位 vacil ）
噪声的主观感觉
声传播规律
Xu Feng
点声源 点声源的定义 点声源的传播规律
对于理想点声源，在自由空间中，它向周围媒质（均匀、各 向同性）辐射球面声波。当声源以稳定的功率W辐射时则到 距离声源中心为r的球面上任一点的声强I 为：
I W 4r 2
LI 10 lg
W 1 I 10 lg 4r 2 I I0 0 W W0 1 10lg W0 I 0 4r 2 10 lg W 1 10 lg LW 20 lg r 11 2 W0 4r
Xu Feng
空气的吸声
声波在空气中传播时，一部分声能将转化为热能而损耗。 损耗的大小与声波频率、温度、相对湿度及气压都有关系。 分子驰豫吸收，改变声速、吸收声能 国际标准：曲线，表格数据(需要插值）
标准 标准颁布时间 计算方法
ANSI 126
ISO3891 ISO 9613 Part 1
振幅，声音的强度，与频率无关
较强噪声环境下(80dB以上）暴露，会出现听力暂时下降
噪声的主观感觉
Xu Feng
等响曲线 记录不同频率下的纯音同等响度下的声压级曲线
噪声的主观感觉
Xu Feng
等响曲线 噪声的主观感觉
Xu Feng
计权声级 人耳对不同频率的声音反应不同使声压级不能反映人的主观反映 根据等响曲线，选择几条有代表性的曲线，设计计权网络 Ａ计权网络 ４０方等响曲线的倒置，模拟人耳对低强度噪声的感觉 Ｂ计权网络 ７０方等响曲线的倒置 模拟人耳对中等噪声的响度感觉 Ｃ计权网络 １００方等响曲线的倒置 模拟人耳对高强度噪声的响度感觉
r2 L 10lg r1
声传播规律
Xu Feng
面声源 面声源的定义 车间内声波透过避面向外传播，大型机器设备振动表面 连续点阵列 不相干性