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1、声音的基本概念声音的描述声音的度量声压与声压级声压级的合成法则频谱分析第1页/共29页声音的基本概念声音的基本概念声音的概念声音的概念从物理方面讲：物体震动后，在弹性介质中以波的形式向外传播的机械振动叫做声音；从生理学讲：当机械振动传到人耳能够引起声响感觉的叫做声音。第2页/共29页声音的描述声音的描述描述声音的三个基本物理量描述声音的三个基本物理量频率频率声源每秒钟振动的次数称为频率，以声源每秒钟振动的次数称为频率，以f表示，单位为赫兹表示，单位为赫兹（Hz）。）。在声频范围内，声波频率愈高，声音愈尖锐；反之，显得低沉。在声频范围内，声波频率愈高，声音愈尖锐；反之，显得低沉。超声波：高于超声
2、波：高于20000HZ的声波；次声波：低于的声波；次声波：低于20HZ的声波。的声波。波长波长声波在一个波动的周期内传播的距离，记作声波在一个波动的周期内传播的距离，记作,单位为单位为m。声速声速声波在媒介中传播的速度称为声速，用声波在媒介中传播的速度称为声速，用c表示，单位为表示，单位为m/s。频率、波长和声速之间的关系频率、波长和声速之间的关系第3页/共29页声音的度量声音的度量声压与声压级声压级的合成法则频谱分析第4页/共29页声压与声压级声压与声压级声压的概念声压的概念静压：静压：没有声波存在时，媒介中的压力没有声波存在时，媒介中的压力声压：声压：有声波存在时，声波对媒介发生作用，使其
3、质点受到挤压而产生压力变化，这时媒介中的压力有声波存在时，声波对媒介发生作用，使其质点受到挤压而产生压力变化，这时媒介中的压力与静压之差称为声压。与静压之差称为声压。听阈声压：听阈声压：210-5Pa痛阈声压：痛阈声压：20Pa第5页/共29页声压与声压级声压与声压级声压级声压级韦伯韦伯范希纳定律：范希纳定律：感觉量的大小与刺激量的对数成正比。感觉量的大小与刺激量的对数成正比。P=KI声压级：声压级：声压与声压与基准声压基准声压的比值取以的比值取以10为底的对数，再乘以为底的对数，再乘以20，即，即基准声压：基准声压：P0=210-5Pa声压级单位声压级单位分贝（分贝（dB）第6页/共29页声
4、压级的合成法则声压级的合成法则声压的合成声压的合成在实际噪声环境中，往往有多个声源同时存在它在实际噪声环境中，往往有多个声源同时存在它们同时作用在声场中同一点上，它们产生的总声们同时作用在声场中同一点上，它们产生的总声压可以通过能量合成的原则进行计算。压可以通过能量合成的原则进行计算。若在某点分别测得几个声源的声压为若在某点分别测得几个声源的声压为P1，P2，Pn，该点总声压，该点总声压Pt 满足：满足：第7页/共29页声压级的合成法则声压级的合成法则声压级的合成声压级的合成求总声压级求总声压级求声源声压级求声源声压级求声源声压级的另外一种方法求声源声压级的另外一种方法修正法修正法第8页/共2
5、9页声压级的合成法则声压级的合成法则例题例题在某背景声源下，测得某声源与背景声源的总声压级为在某背景声源下，测得某声源与背景声源的总声压级为98分贝，关闭声源测得背分贝，关闭声源测得背景声压级为景声压级为80分贝，用两种方法求该声源的声压级为多少分贝？分贝，用两种方法求该声源的声压级为多少分贝？第9页/共29页频谱分析频谱分析频谱频谱各种声源发出的声音大多是由许多不同强度，不同频率的声音复合而成。具有不同频率（或频段）成各种声源发出的声音大多是由许多不同强度，不同频率的声音复合而成。具有不同频率（或频段）成分的声波具有不同的能量，这种频率成分与能量分布的关系称为声的频谱。分的声波具有不同的能量
6、，这种频率成分与能量分布的关系称为声的频谱。频谱分析频谱分析将声源发出的声音强度（一般为声压级）按频率顺序展开，使其成为频率的函数，并考察变化规律，将声源发出的声音强度（一般为声压级）按频率顺序展开，使其成为频率的函数，并考察变化规律，称为频谱分析。称为频谱分析。第10页/共29页频谱分析频谱分析频谱分析图频谱分析图第11页/共29页响度级等响曲线响度计权声级等效连续声级统计声级和语言干扰级第12页/共29页响度级响度级响度级是人们对噪声进行主观评价的一个基本响度级是人们对噪声进行主观评价的一个基本量，用量，用LN表示，单位为方（表示，单位为方（phon）。）。响度级的定义响度级的定义以以10
7、00hHZ的纯音为基准声音，将其他频率的声音的纯音为基准声音，将其他频率的声音与其比较，当人耳感觉比较声音与基准声音一样响与其比较，当人耳感觉比较声音与基准声音一样响时，该比较声音的响度级在数值上等于与其等响的时，该比较声音的响度级在数值上等于与其等响的基准声音的声压级。基准声音的声压级。例如，例如，67分贝分贝100HZ的声音与的声音与60分贝分贝1000HZ的的基准声音同响，则基准声音同响，则67分贝分贝100HZ声音的声压级为声音的声压级为60方。方。响度级把声压与频率结合起来，既考虑了声音响度级把声压与频率结合起来，既考虑了声音的物理量，又考虑了声音对人耳的主观效应，的物理量，又考虑了
8、声音对人耳的主观效应，是人们对噪声主观评价的基本量之一。是人们对噪声主观评价的基本量之一。第13页/共29页等响曲线等响曲线 在声压级一定的条件下，不同频率的声音其响度级不同，即响度级相同频率不同。在具有相同响度级、频率不同的声音的对应点链接起来就形成了等响曲线。第14页/共29页响度响度声音的响度是人耳对声音强度所产生的主观感声音的响度是人耳对声音强度所产生的主观感觉量，它与人对声音响亮程度的主观感觉成正觉量，它与人对声音响亮程度的主观感觉成正比比。响度以响度以N表示，单位为宋（表示，单位为宋（sone）。）。宋的定义：声压级为宋的定义：声压级为40分贝的分贝的1000HZ的纯的纯音的响度为
9、音的响度为1宋。宋。响度与响度级的关系式为：响度与响度级的关系式为：第15页/共29页响度响度例题例题某声音的响度级为某声音的响度级为100方，经声学处理后，其响度级降为方，经声学处理后，其响度级降为80方，求响度降低方，求响度降低的百分数。的百分数。第16页/共29页噪声的概念噪声的分类噪声的危害第17页/共29页噪声的概念噪声的概念物理物理学上：学上：噪声噪声社会社会学上：学上：第18页/共29页噪声的分类噪声的分类 稳定性稳定性噪声噪声 周期性周期性噪声噪声 无规律无规律噪声噪声脉冲噪声脉冲噪声过响声过响声妨碍声妨碍声刺激声刺激声无形声无形声 工业工业噪声噪声 交通交通噪声噪声 社会社会
10、噪声噪声噪声来源噪声来源主观评价主观评价时间变化时间变化第19页/共29页噪声的危害噪声的危害对听力的影响对听力的影响对生理机能的影响对生理机能的影响对心理的影响对心理的影响噪噪声声对信息传递和工效的影响对信息传递和工效的影响第20页/共29页噪声的测量噪声评价标准国际标准化组织的噪声标准中国噪声标准第21页/共29页声源声源控制控制个体个体防护防护控制控制传播传播音乐音乐调节调节第22页/共29页声源控制声源控制降低机械噪声降低机械噪声改进机械结构设计改进机械结构设计选择发声小的材料选择发声小的材料 改变传动方式改变传动方式 改进设备结构改进设备结构改进工艺和操作方法改进工艺和操作方法提高加
11、工精度和装配质量提高加工精度和装配质量降低空气动力性噪声降低空气动力性噪声 第23页/共29页控制噪声的传播控制噪声的传播对工厂各区域合理布局对工厂各区域合理布局 调整声源的指向调整声源的指向 充分利用天然地形充分利用天然地形 采用吸声、隔声、消声等措施采用吸声、隔声、消声等措施 采用隔振与减振措施采用隔振与减振措施 第24页/共29页个体防护个体防护耳塞、耳罩、防噪声帽等；耳塞、耳罩、防噪声帽等；及时轮岗。及时轮岗。第25页/共29页音乐调节音乐调节在整个工作中，脑力劳动比例超过在整个工作中，脑力劳动比例超过50%，音乐调节就会起到负面作用；，音乐调节就会起到负面作用；不要连续播放；不要连续播放；青年人作用较好。青年人作用较好。第26页/共29页课堂思考课堂思考第27页/共29页第28页/共29页感谢您的观看！第29页/共29页