Лекция №14. Звук — колебательное движение упругой среды, распространяется волнообразно

1.

Звук — колебательное движение упругой среды, распространяется волнообразно

Шум — беспорядочное сочетание звуков различной частоты и различной интенсивности

Инфразвук — 20 Гц — Звук — 20 кГц — Ультразвук

Характеристики шумовых полей

Физические характеристики шумового поля

1)

Звуковое давление — разность давлений в возмущенной и невозмущенной среде

P = P_мгн × P₀ [Па] [H×м]

P_мгн — мгновенное давление

P₀ — давление в невозмущенной среде

2)

I — энергия переносимая перпендикулярно-направленной звуковой волной в секунду через поверхность 1 м² — интенсивность

I = P² / (r × C)

r — скорость распространения звука

r × С — удельное акустическое сопротивление среды

3)

Звуковая мощность — общее количество энергии излучаемое в пространство за единицу времени

W = ∫ I dS

W = S I = 2 p r² I [Вт] — открытое пространство (отсутствие отраженного звука)

I = W / (2 p r²)

В помещении действует прямой и отраженный звук

I_отр = 4 W / A

А — характеристика помещения (облицовочные материалы) — общее звукопоглащение

a = (I_пад – I_отр) / I_пад

a = 0 … 1

a = 0 — падающий и отраженный звуки одинаковы

a = 1 — полностью поглащается материалами

А = a₁ S₁ + … a_n S_n

a_1…n — звукопоглощение различных поверхностей

S_1…n — площадь

I = W / (2 p r²) + 4 W / A

Уровень интенсивности через абсолютное значение интенсивности

L_I = 10 × lg (I / I₀)

L_P = 20 × lg (P / P₀)

I₀, P₀ — порог слышимости, при различных источниках шума изменяется по давлению в 10⁸ раз и по интенсивности 10¹⁶ раз

Человеческое ухо способно реагировать на относительное изменение интенсивности пропорционально логарифму количества энергии раздражителя.

Складывать уровни звукового давления нельзя. Перейти от уровня к интенсивностям

I = I₀ × 10 ^{0,1 Li}

P = P₀ × 10 ^{0,05 Lp}

I_S = I₁ + I₂ … I_n = I₀ S_i=1ⁿ (10 ^{0,1 LIi})

Звуковая мощность и звуковое давление можно представить в виде суммы синусоидальных

колебаний определенной

частоты. Каждое такое

синусоидальное колебание можно характеризовать среднеквадратичным значением и частотой.

Частотный спектр.

В зависимости среднеквадратичного значения от частоты (по характеру спектра) шумы подразделяют на:

— низкочастотные (максимум находится ниже 400 Гц)

— среднечастотные (400 – 1000 Гц)

— высокочастотные (выше 1000 Гц)

Для измерения шума используют различные шумомеры

— микрофон

Сигнал с микрофона подается на усилитель, затем на анализатор и на: стрелочный индикатор; магнитофон; осциллограф; компьютер.

f_гр = √(f_нижн × f_верх)

Актава — f_верх / f_нижн = 2

Нормирование шума

ГОСТ 1.003-83

Классификация шумов

По характеру спектра:

— широкополосные (непрерывный спектр шириной более 1 актавы)

— тональные (узкий спектр)

По временным характеристикам:

— постоянные шумы (за 8 часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 dB по шкале А) [dBA]

— непостоянные шумы (колебающиеся во времени – меняющиеся непрерывно – на 5 dB с интервалом 1 с и более

— импульсные шумы состоят из одного или нескольких сигналов длительностью менее 1 с

При нормировании шума исходят из допустимых (терпимых) условий

1) Для постоянного шума нормируют уровни звукового давления в dB в активных полосах частот 63, 122 Гц … до 8000 Гц (8 актавных полос)

2) Для ориентировочных оценок. Нормированный уровень звука в dB по шкале А измеряемый по временной характеристике медленношумомера: для компьютера (без принтера) – 50 dBA

Нормирование непостоянного шума

Приводится к постоянному по эквивалентному уровню энергии (в dBA)

Дата добавления: 2014-01-11