聲音的特性（具有的強(qiáng)度和不同頻率成分組成）

時間：2025/1/5閱讀：790

　　一、聲音的強(qiáng)度
　　1、聲音的個特點(diǎn)就是有強(qiáng)弱之分(強(qiáng)度)用聲壓級或聲功率級表示。
　?、佟”憩F(xiàn)方式：穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)、脈沖。
　?、凇y量代表值：聲壓級Lp、時間平均值Leq(T)
　　③　頻率計權(quán)A、C、Z，
　?、堋r間計權(quán)值[快(F)、慢(S)]

　　如火車運(yùn)行時的聲音變化時的曲線圖，進(jìn)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。
　　2、兩個聲壓級或多個聲壓級相加絕不是 dB數(shù)的簡單算術(shù)相加，而必須按照對數(shù)的運(yùn)算規(guī)律相加。如：兩個聲壓級分別為 100 dB和95dB，則合成聲壓級 LP合 = 100 +1.2 = 101.2 dB。多個聲壓級合成，如：95 dB，93 dB，90dB和 88 dB四個聲壓級的合成為98dB。

　　二、聲音的第二個特點(diǎn)具有不同頻率成分組成(音調(diào)有高低之分)
　　1. 具有不同頻率成分用頻譜表示，有寬帶、窄帶、離散頻率。
　　2. 頻帶噪聲值分析一般指OCT 1/1、1/3、1/6倍頻程或FFT。
　　3. 測量值：聲級、時間平均值、頻率計權(quán)、頻帶噪聲值、時間計權(quán)值。
　　4. 頻率表示聲源的振動快慢，物理學(xué)上用它表示物體在一秒內(nèi)振動的次數(shù)。聲源振動的快慢決定了其發(fā)聲音調(diào)的高低;振動慢、音調(diào)低;振動快、音調(diào)高。
　　5. 可聽聲。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。人耳對不同頻率的聲音感覺是不一樣的。
　　6. 頻率用 f表示，單位是 Hz(赫)。物體完整振動一次所需的時間稱為振動周期，用 T表示，單位是 s。顯然，物體振動愈快，即頻率 f高，則振動一次所需時間愈短，即振動周期T愈小，周期與頻率互為倒數(shù)，也就是：振動過慢或過快的聲音人們是感覺不到的
　　7. 任何聲源噪聲都不止一個頻率的聲音，它們是從低頻到高頻無數(shù)頻率成分的聲音的大合奏。如：音樂中有高低音之別，人說話的頻率范圍是 100 ~ 2000 Hz，男同志講話多在 500Hz以下，女同志講話多在 500 Hz以上，所以聽起來男同志嗓音的音調(diào)比女同志低。設(shè)幅射的聲源高頻率聲音多一些的聽起來高亢刺耳，如電鋸、鉚釘槍，它們輻射的主要噪聲成分在1000Hz以上的高頻噪聲;有的聲源低頻率的聲音多一些，如空壓機(jī)、汽車，輻射的噪聲低沉有力，其主要噪聲頻率多在500Hz以下的低頻噪聲;而8-18型，9-27型高壓風(fēng)機(jī)的噪聲主要頻率成分在500-1000Hz范圍內(nèi)的中頻噪聲;還有的聲源較為均勻地輻射從低頻到高頻的噪聲，如紡織機(jī)噪聲，我們稱之為寬頻帶噪聲。

　　如：各個頻率段的聲音表現(xiàn)對人的感覺

　　三、噪聲分析常用方法：
　　1. 主觀評價：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷
　　2. 分別開動：對于多臺機(jī)器分別運(yùn)行
　　3. 分別包扎：一臺機(jī)器幾個部位分別包扎
　　4. 頻率分析：根據(jù)頻譜特性
　　如：國家標(biāo)準(zhǔn)“QC/T30-2004機(jī)動車用電喇叭技術(shù)條件”對機(jī)動車?yán)鹊男阅芤笾忻?br>　　確規(guī)定了各類(氣動和電-氣動)喇叭應(yīng)發(fā)出連續(xù)而均勻的聲響不得有嘶啞聲和振擾聲。在
　　任何情況下，在頻率為1800-3500Hz(中高頻)頻帶內(nèi)的聲壓級必需大于頻率超過3500Hz
　　(高頻) 的每一分量的聲壓級。
　　5. 時間譜分析：離散譜聲源適應(yīng)
　　6. 聲強(qiáng)分析：根據(jù)噪聲方向性及大小

　　四、分析噪聲源的頻譜特性
　　噪聲源聲音之所以可以區(qū)分就是它們具備了聲音的兩個特性(大小、不同頻率)的緣故。任何聲源噪聲都不止一個頻率的聲音，它們是從低頻到高頻無數(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)，人們常常使用帶通濾波器把一段一段的頻率成分選出來進(jìn)行測量，對每段內(nèi)的聲音強(qiáng)度進(jìn)行分析。這種濾波器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。在聲學(xué)測量中我們就稱之為頻譜分析。
　　1、對于噪聲的頻譜分析,常用的有CPB 分析法和FFT分析法
　　1) CPB(定比帶寬),采用CPB 分析的方法通常稱為1/ N倍頻程分析法(1/ N 　OCT　AVE) 。它是將寬廣的聲頻范圍劃分為若干較小的頻段,每個頻段的上限頻率值與下限
　　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)

　　2)FFT(快速傅立葉變換), FFT 分析法采用的是線性數(shù)字濾波器, FFT分析儀對噪音頻
　　譜有著很高的解析度。如下FFT頻譜界面

　　2、為了統(tǒng)一起見，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)規(guī)定了倍頻程和1/3倍頻程的中心頻率點(diǎn)代
　　表的范圍。
　?、佟?/1倍中心頻率點(diǎn)：31.5、63、125，250，500，1k，2k，4k，8k，16kHz
　?、凇?/3倍中心頻率點(diǎn)：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，16kHz

　　五、實(shí)時頻譜儀的應(yīng)用：

　　1、傳統(tǒng)的噪聲測量中通常使用的是帶通(1/1，1/3 倍)濾波器利用中心頻率點(diǎn)測量出它們的頻帶范圍的聲壓級來進(jìn)行頻譜分析，如上測量設(shè)備及頻譜圖，它是用通帶以內(nèi)的噪聲成分通過，以外的噪聲成分不通過的濾波器，一組組相鄰頻帶對整個聲頻范圍內(nèi)的噪聲信號進(jìn)行頻譜分析。它的方式是通過濾波器一個接一個頻率點(diǎn)依次進(jìn)行濾波進(jìn)行的。由于濾波器檢波電路都有一定時間常數(shù)，通常需要幾秒鐘才能達(dá)到穩(wěn)定。如果使用1/1倍頻程濾波器完成整個頻譜分析需要1 分鐘左右時間，如使用1/3 倍頻程濾波器則需要3 分鐘左右時間。它對穩(wěn)定噪聲源及要求不高的可以滿足測量要求，但是對于不穩(wěn)定噪聲尤其隨機(jī)變化的電機(jī)聲源及時間很短的脈沖噪聲等測量得到的頻譜分析結(jié)果毫無意義。因?yàn)樵谶M(jìn)行下一個濾波器分析時的噪聲與上一個濾波器分析時的噪聲不一樣，這種情況唯有選擇實(shí)時頻譜分析儀器分析才有意義。
　　2、實(shí)時，它的簡單涵義就是“即時”，也就是“立即”的意思。實(shí)時頻譜分析儀器采用數(shù)字信號處理辦法，將模擬信號變換成數(shù)字信號，邊測量邊進(jìn)行頻譜分析，速度非?？?，立即就完成OCT 1/1 倍或1/3 倍頻程以至更細(xì)的1/n倍頻程譜分析，還可以進(jìn)行FFT 分析，并可以擴(kuò)展為其它許多測量與分析功能。正因?yàn)樗羞@么多的優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛應(yīng)用。如下圖實(shí)時設(shè)備功能。

3、實(shí)時聲壓和頻率聲壓同時(CRY2120U)監(jiān)測應(yīng)用:

　六、風(fēng)機(jī)聲源噪聲實(shí)時頻譜分析應(yīng)用案例：
　　1. 風(fēng)機(jī)聲源由軸承、發(fā)動機(jī)、齒輪箱、風(fēng)扇等組成。
　　2. 風(fēng)機(jī)測量界面：

　?、佟÷晧?時間曲線：以時間(S)為橫坐標(biāo)，聲壓級(dB)為縱坐標(biāo)，得到風(fēng)機(jī)噪聲總值及相關(guān)聲壓數(shù)據(jù)。
　?、凇?/3倍頻帶的聲壓分布圖：以1/3倍中心頻率點(diǎn)(Hz)為橫坐標(biāo)，以聲壓級(dB)為縱坐標(biāo)，作出了噪聲，我們一目了然地觀察到風(fēng)機(jī)噪聲頻率的特性?？傻贸鏊姆逯殿l率情況及相關(guān)的數(shù)據(jù)。
　　③　對風(fēng)機(jī)聲源進(jìn)行多次頻譜分析，可取得風(fēng)機(jī)頻譜聲壓原始數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，就可找出其規(guī)律而終可確定聲源(軸承、發(fā)動機(jī)、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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聲音的特性（具有的強(qiáng)度和不同頻率成分組成）

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