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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!
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0 C4 X0 d0 U" w; n. D; W5 T+ r这些声学小知识,你知道多少?
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材料的吸声系数
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8 g: U6 L& |$ \4 z/ `吸声系数
) C7 _) ?# E N1 C- k+ ~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)。
3 @) P/ F3 `0 Rα=Eα/Ei =(Ei-Er)/Ei=1-r; Y9 p6 J" q3 D
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。
0 ~$ V, P5 R0 D3 V8 `, n* Q1 O8 }4 a- J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。$ t7 c2 C$ B# l# z7 Y; Z
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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7 R5 H* c: h* r, K吸声原理6 c+ V* {7 v, Q! t! J, ^, {( D
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。( H1 G' A8 @* |! P. x( G
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。
6 ~; x- u. U7 ~2 M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。
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* I5 r( u) s7 k6 r! `分贝、声功率、声强和声压1 G7 C0 O# A, F- m Y& P7 D
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分贝6 J v% J% ]" y7 K! i
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"。
0 Y* F0 H+ d0 H' S1 G, j# q- U2 q8 A J; i
声功率(W)% m2 Z, w7 w3 b/ V
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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声功率级3 G9 ? M( [. \3 N) Q& V
Lw =10lg(W/W0)
* N% a9 a9 X4 N( y* u$ e6 q4 f7 m式中:Lw——声功率级(dB);W—— 声功率(W);W0—— 基准声功率,为10-12 W。6 M5 X/ p: J [5 P' t
0 l* `2 E9 v4 e
声强(I)5 v3 G/ i. T! a; W+ S9 z
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。
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声强级" o9 p* K x+ ], _. r
LI = 10lg(I/I0)式中:LI —— 声压级(dB);. W- y* K% [) M4 Y8 T M4 m; b
I —— 声强(W/m2);
; C: K) D4 f4 ~- R- DI0 —— 基准声强,为10-12 W/m2。
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声压(P)( ~" A3 f# d3 ~/ G& J" s
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。
* k; h& O+ b/ d$ _! Q# R0 R& h" l$ e3 |0 q- C% u0 \, P" Q
声压级. e! R7 a# ?/ H/ {% G `6 A* k+ ]$ k
LP = 20lg(P/P0)
3 O! m Z+ z5 n/ G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。
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) x* _- d6 k0 G7 z# _& a; E1 z& y响度(N)
8 M+ c& y1 ?( o) Q; r/ Y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。) t9 B- e: B6 Q7 D# ]( p0 y
2 B* {- x* I8 d3 B1 x; s% [& d这些声学小知识,你知道多少?
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6 ~1 s$ y/ R/ v, q6 p0 K- b" N" D响度级(LN)
* d8 ]/ D/ E) i u G2 ~2 l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。* b' J% B) C: k7 g# _
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。( T. z X! j9 [# S
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声级
, B0 ?+ m. I5 b# ~3 G: n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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