噪声安全检测技术教材Word格式文档下载.docx

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1.2.5其他噪声：

在日常生活中，诸如室内各项家庭用具均会发生声音，如冷气机，音响，抽油烟机，电视，空调设备，均为噪音源，另外如：

学校，商场，公园，体育场等公共场所亦可视为噪音产生的场所。

1.3噪音的单位

dB（Decibel，分贝）是一个纯计数单位，本意是表示两个量的比值大小，没有单位。

在工程应用中经常看到貌似不同的定义方式（仅仅是看上去不同）。

对于功率，dB=10*lg（A/B）。

对于电压或电流，dB=20*lg（A/B）。

此处A，B代表参与比较的功率值或者电流、电压值。

dB的意义其实再简单不过了，就是把一个很大（后面跟一长串0的）或者很小（前面有一长串0的）的数比较简短地表示出来。

如（此处以功率为例）：

X=100000=10^5

X（dB）=10*lg（X）dB=10*lg（10^5）dB=50dB

X=0.000000000000001=10^-15

X（dB）=10*log（X）dB=10*log（10^-15）dB=-150dB

一般来讲，在工程中，dB和dB之间只有加减，没有乘除。

而用得最多的是减法：

dBm减dBm实际上是两个功率相除，信号功率和噪声功率相除就是信噪比（SNR）。

比如：

30dBm-0dBm=1000mW/1mW=1000=30dB。

dBm加dBm实际上是两个功率相乘，没有实际的物理意义。

1.4噪声的种类

1.4.1按产生的原因分类

原因有两类，外部原因和内部原因，这种分类下每种原因多由若干类型的噪声组成，如外部噪声即指系统外部干扰以电磁波或经电源串进系统内部而引起的噪声。

如电气设备，天体放电现象等引起的噪声，而这种噪声可能就是高斯噪声、脉冲噪声等多个噪声合成累计的。

内部噪声有四个源头：

由光和电的基本性质所引起的噪声。

如电流的产生是由电子或空穴粒子的集合，定向运动所形成。

因这些粒子运动的随机性而形成的散粒噪声；

导体中自由电子的无规则热运动所形成的热噪声；

根据光的粒子性，图像是由光量子所传输，而光量子密度随时间和空间变化所形成的光量子噪声等。

电器的机械运动产生的噪声。

如各种接头因抖动引起电流变化所产生的噪声；

磁头、磁带等抖动或一起的抖动等。

（1）器材材料本身引起的噪声。

如正片和负片的表面颗粒性和磁带磁盘表面缺陷所产生的噪声。

随着材料科学的发展，这些噪声有望不断减少，但在目前来讲，还是不可避免的。

（2）系统内部设备电路所引起的噪声。

如电源引入的交流噪声；

偏转系统和箝位电路所引起的噪声等。

（3）这种分类方法有助于理解噪声产生的源头，有助于对噪声位置定位，对于降噪算法只能起到原理上的帮助。

1.4.2从噪声频谱上区分

从噪声的频谱上观察，可分为低频中的1/f噪声，这个噪声在各个系统中都存在的；

中间均匀分布的平坦区域为白噪声，即这个区域各频率下的噪声赋值差不多，或说各频率的权值差不多；

在频谱的高频部分，有时因滤波白噪声的幅值迅速下降；

此外还可能有50HZ的工频干扰；

外界其他扰动的周期干扰等等，这相当于从另外一个视角看系统，与上面的第一条组成了横看成岭侧成峰，有助于了解噪声的产生但对去噪没有直接帮助。

1.4.3噪声与信号的关系

加性噪声：

加性嗓声和图像信号强度是不相关的，如运算放大器，又如图像在传输过程中引进的“信道噪声”电视摄像机扫描图像的噪声的，这类带有噪声的图像g可看成为理想无噪声图像f与噪声n之和；

乘性噪声：

乘性嗓声和图像信号是相关的，往往随图像信号的变化而变化，如飞点扫描图像中的嗓声、电视扫描光栅、胶片颗粒造成等，由于载送每一个象素信息的载体的变化而产生的噪声受信息本身调制。

在某些情况下，如信号变化很小，噪声也不大。

为了分析处理方便，常常将乘性噪声近似认为是加性噪声，而且总是假定信号和噪声是互相统计独立。

1.4.4按概率密度函数分

这是比较重要的，主要因为引入数学模型，这就有助于运用数学手段去除噪声。

如果将一个系统的所有噪声比喻成一个人，则上面的的分法是只能说明人由胳膊腿组成或者人由毛发血肉组成；

而第四点分法是说明人由不同的细胞组成，不同的细胞构成了胳膊毛发，同样我们由血肉腿也能推出它里面可能包含哪些细胞，对于不同细胞的改造方法是不同的，这个层面上的分法保证了有的放矢。

当然，能不能再找到分子层面、原子层面的分法就是人类发展了。

a）高斯噪声

在空间域和频域中，由于高斯噪声在数学上的易处理性，这种噪声（也称为正态噪声）模型经常被用在实践中，事实上，这种易处理性非常方便，使高斯模型经常适用于临街情况下。

b）瑞利噪声

需注意，距原点的位移和其密度图形的基本形状向右变形的事实。

瑞利密度对于近似偏移的直方图十分适用。

c）伽马（爱尔兰）噪声

d）指数分布噪声

e）均匀分布噪声

f）脉冲噪声（椒盐噪声）

双极脉冲噪声也称为椒盐噪声，同时，它们有时也称为散粒和尖峰噪声。

1.5噪音的特点:

（1）具有能量性。

噪声污染是能量的污染，它不具有物质的累积性。

声源关闭，污染便消除。

噪声的能量转化系数很低，约为10－6，即百万分之一。

换言之，1KW的动力机械，大约只有lmW变为噪声能量辐射。

（2）具有波动性。

声能是以波动的形式传播的，因此噪声，特别是低频声具有很强的绕射能力。

噪声可以说是“无孔不入”。

（3）具有局限性。

一般的噪声源只能影响它周围的一定区域。

它不会像大风中的颗粒物质，能飘散到很远的地方，其扩散和危害具有局限性。

（4）具有难避性。

突发的噪声是难以逃避的，“迅雷不及掩耳”就是这个意思。

人耳这个器官，不会像眼睛那样迅速合闭来防止光污染，也不会像鼻子遇有异味屏气以待。

即使在睡眠中，人耳也会受到噪声的污染。

由于噪声以340m/s的速度传播，因而即使闻声而跑，也避之不及。

（5）具有危害潜伏性。

有人认为，噪声污染死不了人，因而不重视噪声的防治。

多数暴露在90dB左右噪声条件下的职工，也认为能够忍受，实际上这种“忍受”是以听力偏移为代价的。

生活环境的噪声污染，主要带来的是语言干扰、睡眠干扰和烦恼效应，由此会引起神经衰弱及其他非特异性疾病。

因此，噪声的危害不可低估。

2噪声管理措施

2.1噪声污染

随着近代工业的发展，环境污染也随着产生，噪声污染就是环境污染的一种，并且已经成为对人类的一大危害。

噪声污染与水污染，大气污染被看成是世界范围内三个主要环境问题。

噪声是发生体做无规则运动时发出的声音。

声音由物体振动引起，以波的形式在一定的介质中进行传播，通常听到的声音为空气声，一般情况下，人儿可听到的声波频率为20-20000Hz，称为可听声；

低于20Hz，称为次听声；

高于20000Hz，称为超声波。

所听到声音的音调的高低取决于声波的频率，高频声听起来尖锐，而低频声给人的感觉较为沉闷。

声音的大小是由声音的强弱决定的，从物理学的观点来看，噪音是由各种不同频率，不同强弱的的声音杂乱无规律的组合而成；

乐音则是和谐的声音。

判断一个声音是否属于噪音，仅从物理学角度判断是不够的，主观上的因素往往起着决定性的作用。

例如：

美妙的音乐对正在欣赏音乐的人来说是乐音，但对于正在学习，休息或集中精力思考问题的人来说可能是一种噪音。

即使同一种声音，当人处于不同状态，不同心情时，对声音也会产生不同的主观判断，此时声音可能成为噪音或乐音。

因此从生理学观点来说，凡是干扰人们休息,学习和工作的声音，即不需要的声音，统称为噪声。

当噪声对人际周围环境形成不良影响时，就形成噪声污染。

2.2噪声的危害

噪声污染对人、动物、仪器仪表以及建筑物均构成危害，其危害程度主要取决于噪声的频率、强度及暴露时间。

噪声危害主要包括：

2.2.1噪声对听力的损伤

噪声对人体最直接的危害是听力损伤。

人们在进入强噪声环境时，暴露一段时间，会感到双耳难受，甚至会出现头痛等感觉。

离开噪声环境到安静的场所休息一段时间，听力就会逐渐恢复正常。

这种现象叫做暂时性听阈偏移，又称听觉疲劳。

但是，如果人们长期在强噪声环境下工作，听觉疲劳不能得到及时恢复，且内耳器官会发生器质性病变，即形成永久性听阈偏移，又称噪声性耳聋。

若人突然暴露于极其强烈的噪声环境中，听觉器官会发生急剧外伤，引起鼓膜破裂出血，迷路出血，螺旋器从基底膜急性剥离，可能使人耳完全失去听力，即出现暴震性耳聋。

如果长年无防护地在较强的噪声环境中工作，在离开噪声环境后听觉敏感性的恢复就会延长，经数小时或十几小时，听力可以恢复。

这种可以恢复听力的损失称为听觉疲劳。

随着听觉疲劳的加重会造成听觉机能恢复不全。

因此，预防噪声性耳聋首先要防止疲劳的发生。

一般情况下，85分贝以下的噪声不至于危害听觉，而85分贝以上则可能发生危险。

统计表明，长期工作在90分贝以上的噪声环境中，耳聋发病率明显增加。

2.2.2噪声能诱发多种疾病

因为噪声通过听觉器官作用于大脑中枢神经系统，以致影响到全身各个器官，故噪声除对人的听力造成损伤外，还会给人体其它系统带来危害。

由于噪声的作用，会产生头痛、脑胀、耳鸣、失眠、全身疲乏无力以及记忆力减退等神经衰弱症状。

长期在高噪声环境下工作的人与低噪声环境下的情况相比，高血压、动脉硬化和冠心病的发病率要高2～3倍。

可见噪声会导致心血管系统疾病。

噪声也可导致消化系统功能紊乱，引起消化不良、食欲不振、恶心呕吐，使肠胃病和溃疡病发病率升高。

此外，噪声对视觉器官、内分泌机能及胎儿的正常发育等方面也会产生一定影响。

在高噪声中工作和生活的人们，一般健康水平逐年下降，对疾病的抵抗力减弱，诱发一些疾病，但也和个人的体质因素有关，不可一概而论。

2.2.3对生活工作的干扰

噪声对人的睡眠影响极大，人即使在睡眠中，听觉也要承受噪声的刺激。

噪声会导致多梦、易惊醒、睡眠质量下降等，突然的噪声对睡眠的影响更为突出。

噪声会干扰人的谈话、工作和学习。

实验表明，当人受到突然而至的噪声一次干扰，就要丧失4秒钟的思想集中。

据统计，噪声会使劳动生产率降低10～50%，随着噪声的增加，差错率上升。

由此可见，噪声会分散人的注意力，导致反应迟钝，容易疲劳，工作效率下降，差错率上升。

噪声还会掩蔽安全信号，如报警信号和车辆行驶信号等，以致造成事故。

研究结果表明：

连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转，使人多梦，并使熟睡的时间缩短；

突然的噪声可以使人惊醒。

一般来说，40分贝连续噪声可使l0%的人受到影响，70分贝可影响50%，而突发的噪声在40分贝时，可使l0%的人惊醒，到60分贝时，可使70%的人惊醒。

长期干扰睡眠会造成失眠、疲劳无力、记忆力衰退，以至产生神经衰弱症候群等。

在高噪声环境里，这种病的发病率可达50～60%以上。

2.2.4对动物的影响

噪声能对动物的听觉器官、视觉器官、内脏器官及中枢神经系统造成病理性变化。

噪声对动物的行为有一定的影响，可使动物失去行为控制能力，出现烦躁不安、失去常态等现象，强噪声会引起动物死亡。

鸟类在噪声中会出现羽毛脱落，影响产卵率等。

2.2.5噪声对动物行为的影响和声致痉挛

实验证明，动物在噪声场中会失去行为控制能力，不但烦躁不安而且失却常态。

如在165分贝噪声场中，大白鼠会疯狂窜跳、互相撕咬和抽搐，然后就僵直地躺倒。

声致痉挛是声刺激在动物体（特别是啮齿类动物体）上诱发的一种生理－肌肉的失调现象，是声音引起的生理性癫痫。

它与人类的癫痫和可能伴随发生的各种病征有类似之处。

噪声对动物听觉和视觉的影响　豚鼠暴露在150～160分贝的强噪声场中，它的耳廓对声音的反射能力便会下降甚至消失，强噪声场中反射能力的衰减值约为50分贝。

在噪声暴露时间不变的情况下，随着噪声声压级增高，耳廓反射能力明显减小或消失，而听力损失程度也越严重。

实验表明，暴露在150分贝噪声下的豚鼠耳廓反射能力经过24小时以后基本恢复，这是暂时性的阈移；

而暴露在156分贝或162分贝噪声场中的豚鼠的耳廓反射能力的下降和消失很难恢复，这可能是一种永久性的损伤。

对在强噪声场中暴露后的豚鼠的中耳进行解剖表明，豚鼠的中耳和卵圆窗膜都有不同程度的损伤，严重的可以观察到鼓膜轻度出血和裂缝状损伤。

在更强噪声的作用下，豚鼠鼓膜甚至会穿孔和出现槌骨柄损伤。

动物暴露在150分贝以上的低频噪声场中，会引起眼部振动，造成视觉模糊。

噪声引起动物的病变　豚鼠在强噪声场中体温会升高，心电图和脑电图明显异常。

心电图有类似心律衰竭现象。

在强噪声场中脏器严重损伤的豚鼠在死亡前记录的脑电图表现为波律变慢，波幅趋于低平。

经强噪声作用后，豚鼠外观正常，皮下和四肢并无异常状况，但通过解剖检查却可以发现，几乎所有的内脏器官都受到损伤。

两肺各叶均有大面积瘀血、出血和瘀血性水肿。

在胃底和胃部有大片瘀斑，严重的呈弥漫性出血甚至胃粘膜破裂，更严重的则是胃部大面积破裂。

盲肠有斑片状或弥漫性瘀血和出血，整段盲肠呈紫褐色。

其他脏器也有不同程度的瘀血和出血现象。

2.2.6噪声引起动物死亡

大量实验表明，强噪声场能引起动物死亡。

噪声声压级越高，使动物死亡的时间越短。

例如，170分贝噪声大约6分钟就可能使半数受试的豚鼠致死。

对于豚鼠，噪声声压级增加3分贝，半数致死时间相应减少一半。

2.2.7特强噪声对仪器设备和建筑结构的危害

实验研究表明，特强噪声会损伤仪器设备，甚至使仪器设备失效。

噪声对仪器设备的影响与噪声强度、频率以及仪器设备本身的结构与安装方式等因素有关。

当噪声级超过150dB时，会严重损坏电阻、电容、晶体管等元件。

当特强噪声作用于火箭、宇航器等机械结构时，由于受声频交变负载的反复作用，会使材料产生疲劳现象而断裂，这种现象叫做声疲劳。

噪声对建筑物的影响，超过140dB时，对轻型建筑开始有破坏作用。

如，当超声速飞机在低空掠过时，在飞机头部和尾部会产生压力和密度突变，经地面反射后形成N形冲击波，传到地面时听起来像爆炸声，这种特殊的噪声叫做轰声。

在轰声的作用下，建筑物会受到不同程度的破坏，如出现门窗损伤、玻璃破碎、墙壁开裂、抹灰震落、烟囱倒塌等现象。

由于轰声衰减较慢，因此传播较远，影响范围较广。

此外，在建筑物附近使用空气锤、打桩或爆破，也会导致建筑物的损伤。

噪声是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。

噪声污染主要来源于交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话等。

2.2.8噪声给人带来的危害

损害听力。

有检测表明：

当人连续听摩托车声，8小时以后听力就会受损；

若是在摇滚音乐厅，半小时后，人的听力就会受损。

有害于人的心血管系统、中国对城市噪声与居民健康的调查表明：

地区的噪声每上升一分贝，高血压发病率就增加3%。

影响人的神经系统，使人急躁、易怒。

影响睡眠，造成疲倦。

从心理声学的角度来说，噪音又称噪声，一般是指不恰当或者不舒服的听觉刺激。

它是一种由为数众多的频率组成的并具有非周期性振动的复合声音。

简言之，噪音是非周期性的声音振动。

它的音波波形不规则，听起来感到刺耳。

从社会和心理意义来说，凡是妨碍人们学习、工作和休息并使人产生不舒适感觉的声音，都叫噪音。

如流水声、敲打声、沙沙声，机器轰鸣声等，都是噪音。

它的测量单位是分贝。

零分贝是可听见音的最低强度。

噪声有高强度和低强度之分。

低强度的噪声在一般情况下对人的身心健康没有什么害处，而且在许多情况下还有利于提高工作效率。

高强度的噪声主要来自工业机器（如织布机、车床、空气压缩机、风镐、鼓风机等）、现代交通工具（如汽车、火车、摩托车、拖拉机、飞机等）、高音喇叭、建筑工地以及商场、体育和文娱场所的喧闹声等。

这些高强度的噪声危害着人们的机体，使人感到疲劳，产生消极情绪，甚至引起疾病。

高强度的噪声，不仅损害人的听觉，而且对神经系统、心血管系统、内分泌系统、消化系统以及视觉、智力等都有不同程度的影响。

如果人长期在95分贝的噪声环境里工作和生活，大约有29%的会丧失听力；

即使噪声只有85分贝人，也有10%的人会发生耳聋；

120~130分贝的噪声，能使人感到耳内疼痛；

更强的噪音会使听觉器官受到损害。

在神经系统方面，强噪音会使人出现头痛、头晕、倦怠、失眠、情绪不安、记忆力减退等症候群，脑电图慢波增加，植物性神经系统功能紊乱等；

在心血管系统方面，强噪音会使人出现脉搏和心率改变，血压升高，心律不齐，传导阻滞，外周血流变化等；

在内分泌系统方面，强噪音会使人出现甲状腺机能亢进，肾上腺皮质功能增强，基础代谢率升高，性机能紊乱，月经失调等；

在消化系统方面，强噪音会使人出现消化机能减退，胃功能紊乱，胃酸减少，食欲不振等。

总之，强噪音会导致人体一系列的生理、病理变化。

有人曾对在噪音达95分贝的环境中工作的202人进行过调查，头晕的占39%，失眠的占32%，头痛的占27%，胃痛的占27%，心慌的占27%，记忆力衰退的占27%，心烦的占22%，食欲不佳的占18%，高血压的占12%。

所以，我们不能对强噪音等闲视之，应采取措施加以防止。

当然，人们对噪音比较敏感，各个体之间是有很大差异，有的人对噪音比较敏感，有的人对噪音有较强的适应性，也与人的需要、情绪等心理因素有关。

不管人们之间的差异如何，对强噪音总是需要加以防止的。

孕妇长期处在超过50分贝的噪音环境中，会使内分泌腺体功能紊乱，并出现精神紧张和内分泌系统失调。

严重的会使血压升高、胎儿缺氧缺血、导致胎儿畸形甚至流产。

而高分贝噪音能损坏胎儿的听觉器官，致使部分区域受到影响。

影响大脑的发育，导致儿童智力低下。

噪音的恶性刺激，严重影响我们的睡眠质量，并会导致头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退、注意力不集中等神经衰弱症状和恶心、欲吐、胃痛、腹胀、食欲呆滞等消化道症状。

营养学家研究发现，噪音还能使人体中的维生素、微量元素氮基酸、谷氮酸、赖氮酸等必须的营养物质的消耗量增加，影响健康；

噪音令人肾上腺分泌增多心跳加快、血压上升，容易导致心脏病发；

同时噪音可使人唾液、胃液分泌减少，胃酸降低，从而患胃溃疡和十二指肠溃疡。

影响人的神经系统，使人急躁、易怒，影响睡眠，造成疲倦。

如图1所示

图1噪声对人的影响图

2.3噪声的预防

2.3.1噪声治理的基本原理

形成噪声污染主要是三个因素，即：

声源、传播媒介和接收体。

只有这三者同时存在，才能对听者形成干扰。

从这三方面入手，通过降低声源、限制噪声传播、阻断噪声的接收等手段，来达到控制噪声的目的，在具体的噪声控制技术上，可采用吸声、隔声和消声三种措施。

（1）吸声 

当声波入射到物体表面时，部分声能要被物体吸收转化为其他形式的能量，称为吸声。

材料的吸声性能用吸收系数来表示，吸声系数越大，则表示材料的吸声性能越好。

材料的吸声性能与材料的性质、结构和声波的入射角度及声波的频率有关。

多孔吸声材料的吸声机理是：

材料内部有无数细小的相互贯通的孔洞，当声波入射到这些材料的表面，进而入射到这些细小的孔隙内时，要引起孔隙内的空气运动，紧靠孔壁和纤维表面的空气，因摩擦和粘滞运动阻力而不易运动，使声能转化为热能而消耗掉。

故性能良好的吸声材料要多孔，孔与孔之间互相贯通，并且贯通的孔洞要与外界连通，使声波能进入材料内部。

如对应1000赫兹声波，10cm厚的超细玻璃棉的吸声系数是0.87。

（2）隔声 

隔声所采用的方法是将噪声源封闭起来，使噪声控制在一个小的空间内，这种隔声结构称为隔声罩。

在声波遇到屏蔽物时，由于界面特性阻抗的改变，入射声能的一部分被反射，一部分被吸收，一部分声能透进屏蔽物继续传播。

材料的隔声性能可用透声系数来表示。

透声系数越小，表示透进去的声能越少，材料的隔声性能越好。

材料的隔声性能与隔声体的结构、性质和入射声波的频率有关。

（3）消声 

消声是将多孔吸声材料固定在气流通道内壁，或按一定方式固定在管道中，以达到削弱空气动力性噪声的目的，消声量一般可达到10—50分贝。

2.4噪声污染的防治

2.4.1 

交通噪声污染的防治 

（1）合理规划城市道路，使车辆合理分流并四通八达；

（2）改善道路路面结构，减轻机动车辆行使时所发出的与道路的磨擦声和道路不平时发出的冲击声；

（3）控制机动车辆的设计、结构；

（4）控制在用车辆时所发射的噪声；

（5）控制警报器的安装和使用；

（6）控制声响信号的使用；

（7）管制交通；

（8）控制交通设施所发射的噪声；

2.4.2社会生活噪声的防治 

（1）禁止使用大功率广播喇叭和广播宣传车；

（2）禁止在商业活动中采用发出高大声响的方法招徕顾客；

（3）文娱、体育场所的经营人，应当采取措施，减轻或者消除噪声对周围环境的影响；

（4）居民使用家用电器、乐器和在室内开展娱乐活动时，应当控制音量，不得干扰他人；

2.4.3生产性噪声的防治 

（1）工业噪声卫生标准 

目前国际上工业噪声防护标准制订的依据，大都从保护听力出发，使劳动者在该强度的噪声条件下反复接触不会对语言听力有明显的影响，标准只能保护大多数人，不包括敏感者。

我国1980年公布的《工业企业噪声卫生标准》（试行）是根据A声级制订的，以语言听力损伤为主要招标并参考其他系统的改变。

（2）控制和消除噪声源 

控制和消除噪声源是防止噪声危害的根本措施。

由于噪声源的多样性及其与生产条件的密切性应根据具体情况采取各种不同的方式解决。

如鼓风机、电动机可采取隔离或移出室外；

织机、风动工具可采用改进工艺等技术措施解决，以无梭织机代替有梭织机、以焊接代替铆接、以压铸代替锻造；

此外，加强维修，减低由不必要的或松动的附件撞击的