噪聲實時頻譜分析應(yīng)用說明

時間：2025/1/5閱讀：407

　　一、聲音的二大特性: (聲音的三要素: 強弱、音調(diào)和由波形來決定的音色)
　　1. 強度: 單位是 dB(分貝)。強度由聲波的振幅來決定，振幅越大，表示聲波的能量越高，因此聲音也就越強。如：鼓皮敲得重，上下振動劇烈，聲壓大，聽起來聲音就響。反之振動小，聲壓小，聽起來聲音就弱。
　　2. 頻率: 單位是 Hz(赫)。物理學(xué)上用它表示物體在一秒內(nèi)振動的次數(shù)。頻率高低由振動的頻率決定(也可稱音調(diào)，人耳對不同頻率的聲音感覺是不一樣的)。頻率越高，聲音就越尖銳。振動過慢或過快的聲音人們是感覺不到的。人類只可以聽到每秒振動 20次到20000次的聲音，我們稱20 ~ 20000 Hz的聲音為“可聽聲”，低于 20 Hz聲音為次聲，高于 20000 Hz的聲音為超聲，次聲和超聲人耳聽不到。但它是客觀存在的。如老鼠可以聽到次聲，蝙蝠可以聽到超聲。

　　二、噪聲分析：
　　1. 聲音的個特點就是有強弱之分(強度)，用聲壓級或聲功率級(聲源在單位時間內(nèi)輻射的總聲能)或聲強級等來表示。如：火車運行時的聲音變化時的曲線圖，進出站及鳴迪時聲壓大，聽起來聲音就響。反之聽起來聲音就弱。

　?、佟”憩F(xiàn)方式：穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)、脈沖(新標準為C聲級峰值)。
　　②　測量值：聲壓級Lp、時間平均值Leq(T)、計權(quán)聲功率級LWA等。
　?、邸☆l率計權(quán)：A、C、Z，
　?、堋r間計權(quán)值：快(F，0.125 s)、慢(S，1 s)
　　2. 噪聲源聲音之所以可以區(qū)分就是它們具備聲音的大小(強度)的同時還具備了音調(diào)(頻率)的差異。人耳對不同頻率的聲音會感覺到如“底沉”、“沙啞”、“刺耳”等。因此人耳對各類聲音會有所分辨。如：男人說話多在 500Hz以下，而女人說話多在 500 Hz以上，聽起來男人嗓音的音調(diào)比女人低，所以很容易區(qū)別出男女的聲音。又如我們平常聽到小汽車喇叭聲是低中頻發(fā)出的“強勁敦厚”的感覺，而大貨車喇叭是中高頻發(fā)出的“尖銳刺耳”的聲音。

　　三、噪聲頻譜分析方法說明：
　　1. 任何聲源都不止一個頻率發(fā)出的，它們是無數(shù)頻率成分的聲音的大合奏。但是把每一個噪聲源所有頻率成分的聲音的聲壓一一分析出來，雖然技術(shù)上可以辦得到，但并沒有太大必要。為了方便，并根據(jù)人耳對聲音頻率變化的反應(yīng)，使用只能允許一定范圍的頻率成分通過，其它頻率成分被衰減掉的帶通濾波器，把一段一段的頻率成分選出來進行聲音強度的測量。我們稱之為頻譜分析。
　　2. 在噪聲測量中，往往需要進行噪聲頻譜分析來確定噪聲源的特性及主要頻率成分，所以國家相關(guān)的“噪聲測量方法標準””除了對噪聲大小聲壓級限值外還規(guī)定了頻率聲壓級測量和限值
　　3. 噪聲的頻譜分析方法通常使用CPB分析法和FFT分析法
　?、?CPB 分析的方法通常稱為1/N倍頻程分析法(1/N 　OCT　AVE)。

　?、?FFT 分析法采用的是快速傅立葉變換的線性數(shù)字濾波器,對噪音頻譜有著很高的解析度。

　　4. 為了統(tǒng)一起見，國際標準化ISO組織規(guī)定了1/1和1/3倍頻程的中心頻率。它是將寬廣的聲頻范圍(20 ~ 20000 Hz可聽聲范圍)，劃分為若干較小的頻段,每個頻段上限頻率值與下限頻率值差值稱為頻段帶寬。(N = 1時稱為1/1倍頻程,N = 3 稱為1/3 倍頻程，N = 6時稱為1/6倍頻程)。N越大分析的就越細。顯然1/3倍相對于1/1倍頻程濾波器分析得更加精細，因此也更容易分辨出噪聲的根源。
　?、?1/1倍中心頻率點：31.5、63、125，250，500，1k，2k，4k，8k，16 k,20k Hz
　?、?1/3倍中心頻率點：20,25，31.5，40，50，63，80，100，125，160，200，250，315，400，500，630，800，1k，1.25k，1.6k，2k，2.5k，3.15k，4k，5k，6.3k，8k，10k，12.5k，16k,
　　③ 1/6倍中心頻率點：20,25,31.5,40,50,63,80,100,125,160,200,250,315,400,500,630,800,1000,1250，1600,20000,2500,3150,4000,5000,6300,8000,10k、12.5k、16k，20kHz。
　?、?倍頻程的中心頻率代表的是其中一個頻率范圍：如表倍頻點范圍：

　　五、實時頻譜分析應(yīng)用
　　1. 使用便捷式實時實時頻譜分析儀，是聲壓級在同一時間段、相同的噪聲源工況條件下測量噪聲發(fā)射情況。比之使用模擬濾波器時中心頻率的濾波器依次進行頻譜測量分析顯然實時分析的測試效率要高得多。

　　2. 使用HS2120噪聲測量系統(tǒng)主要功能都是通過軟件實現(xiàn)的，因此它的各項性能指標非常準確，穩(wěn)定性好。大優(yōu)點是分析速度快?？梢栽趲资撩肷踔粮痰臅r間內(nèi)獲得倍頻程頻譜分析的結(jié)果。軟件可以同時完成1/1、1/3、 1/6倍頻程譜和FFT分析，而且還可以擴展為其它許多測量與分析功能。

　?、?設(shè)備與主界面
　　② FFT分析界面(快速傅立葉變換)

　?、?風(fēng)機聲源實時頻譜分析應(yīng)用：
　　對風(fēng)機聲源進行多次頻譜分析，可取得風(fēng)機頻譜聲壓原始數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進行對比，就可找出其規(guī)律而終可確定聲源(軸承、發(fā)動機、齒輪箱、風(fēng)扇)各部件聲壓所對應(yīng)的頻率范圍，以此為依據(jù)發(fā)現(xiàn)它的異音問題部件，從而有針對性地采取處理措施。

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