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发表于 2005-10-24
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我们知道声学材料主要用于控制和调整室内的混响时间，消除回声，以改善室内的听闻条件；用于降低喧闹场所的噪声，以改善生活环境和劳动条件；还广泛用于降低通风空调管道的噪声。小编专门搜集了声学方面的小知识，赶快来自检一下！8 V- K, q% ]" H/ y: C3 T4 u
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这些声学小知识，你知道多少？
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r# s, N% Z1 w- h2 g, H0 V材料的吸声系数( t/ v: T( C3 q3 l
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吸声系数4 x( I8 Q( ~4 I
材料吸收和透过的声能与入射到材料上的总声能之比，叫吸声系数（α）。
/ z; F) f( ~4 p* Jα=Eα/Ei =（Ei-Er）/Ei=1-r/ b- z6 R( Y3 B' m9 E) i
式中：Ei——入射声能； Eα——被材料或结构吸收的声能；Er——被材料或结构发射的声能； r——反射系数。 D, y4 g1 I# i
吸音系数是按照吸音材料进行分类的。说明不同材料有不同吸音质量。
# p3 `: V. n7 H/ k# Q分贝(db)，是声压级大小的单位（声音的大小）。声音压力每增加一倍，声压量级增加6分贝。1分贝是人类耳朵刚刚能听到的声音。20分贝以下，我们认为它是安静。20-40分贝相当于情人耳边的轻轻细语。40-60分贝是我们正常谈话的声音。60分贝以上属于吵闹范围。70分贝很吵，并开始损害听力神经。90分贝会使听力受损。在100-120分贝的房间内呆1分钟，如无意外，人就会失聪（聋）。
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" c( d( _* b" o吸声原理
. |( r4 x3 b2 c8 x' E5 x, I& I当入射声能被完全反射时， α=0，表示无吸声作用；当入射声波完全没有被反射时， α=1，表示完全被吸收。一般材料或结构的吸声系数 α=0~1， α值越大，表示吸声能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。- k6 ~- G0 ]7 v
吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。3 j! x! a4 v6 [) a* C) S4 v- h: `
不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。按照ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。将 100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被认为是吸声材料。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料。如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m3的离心玻璃棉的NRC可达到0.95。* ^8 n2 c, X+ n3 j
& w/ c) W0 }8 D. o' b/ q' q分贝、声功率、声强和声压7 H* @" `2 I! k, Z
; m2 q- |; P0 ~6 Y2 d分贝
; Q: K1 a1 h3 k# _4 u8 O5 Z' x人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时 声音功率由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N = 10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。式中A0是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少"级"。1 ]6 u; q" }5 r+ M3 `
5 P, D6 m, S, T' o/ h声功率（W）, Y( ]2 Z7 ]4 u5 f9 S9 ?' S
声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。
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& D5 y) ^( j; D: ~ i# E声功率级
) @( Y0 _" S" C! a6 O7 KLw =10lg(W/W0)4 v7 k: X$ K! _1 i8 k/ ^6 l
式中：Lw——声功率级（dB）；W—— 声功率（W）；W0—— 基准声功率，为10-12 W。
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声强（I）, E1 W& |- w* P
声强是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向单位面积的声能量。单位为 W / m2。; O/ v5 o7 n C3 p5 M! C8 M
# V! f: H+ c6 A+ O声强级
( i8 z7 P- q3 ]3 i# G s3 WLI = 10lg(I/I0)式中：LI —— 声压级(dB)；3 _6 J# B9 X* ]
I —— 声强（W/m2）；
; p9 G. C! a6 E/ g1 gI0 —— 基准声强，为10-12 W/m2。
# Z- r! W. n+ S! X G5 J9 h% X( N( x1 g g8 ~2 O4 U2 M6 a
声压（P）
& A; i' `: s! P2 @; p H声压是由于声波的存在而引起的压力增值。单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替的。但通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值，对于球面波和平面波，声压与声强的关系是：I= P2 / ρc式中：ρ-空气密度，如以标准大气压与20℃的空气密度和声速代入，得到ρ· c =408 国际单位值，也叫瑞利。称为空气对声波的特性阻抗。
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声压级2 W# k& X- [# U& Y
LP = 20lg(P/P0)4 V$ \" V3 t/ K
式中：LP—— 声压级（dB）；P ——声压（Pa）；P0—— 基准声压，为2×10-5Pa，该值是对1000HZ声音人耳刚能听到的最低声压。" n) ?+ j: \: R5 b2 m) W0 Z( Z
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响度（N）6 W O K6 {% p* {/ t. ?
响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，它不仅取决于声音的强度(如声压级)，还与它的频率及波形有关。响度的单位为"宋"，1宋的定义为声压级为40dB，频率为1000Hz，且来自听者正前方的平面波形的强度。如果另一个声音听起来比1宋的声音大n倍，即该声音的响度为n宋。
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3 s, P6 h2 i$ }# v9 M, u这些声学小知识，你知道多少？0 `) r E9 W# U6 y4 H4 |& K P8 T
0 x- Y2 V# Y7 D1 d6 G8 t响度级(LN)& e; g7 i+ p# h- f- U1 L6 c
响度级是建立在两个声音主观比较的基础上，选择1000Hz的纯音作基准音，若某一噪声听起来与该纯音一样响，则该噪声的响度级在数值上就等于这个纯音的声压级（dB）。响度级用LN表示，单位是"方"。如果某噪声听起来与声压级为80dB，频率为1000Hz的纯音一样响，则该噪声的响度级就是80方。. Y% I1 T5 t/ b, s4 {- M
根据大量的实验得到，响度级每改变10方，响度加倍或减半。它们的关系可用下列数学式表示：N = 2[(LN-40)/10] 或 LN = 40+33lgN注意，响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。应先将各响度级换算成响度进行合成，然后再换算成响度级。
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- u' `; O- u/ Q0 T声级% ?. f. g$ q& b: A( [
为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量，有关人员在噪声测量仪器——声级计中设计了一种特殊滤波器，叫计权网络。通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级，而叫计权声压级或计权声级，简称声级。通用的有A、B、C和D计权声级。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性；B计权声级是模拟55dB到85dB的中等强度噪声的频率特性；C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性；D计权声级是对噪声参量的模拟，专用于飞机噪声的测量。计权网络是一种特殊滤波器，当含有各种频率通过时，它对不同频率成分的衰减是不一样的。A、B、C计权网络的主要差别是在于对低频成分衰减程度，A衰减最多，B其次，C最少。A、B、C、D计权的特性曲线见十四、等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级。 |
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