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淺談噪聲監測

作者:創雅聲學   發布時間:2006/3/11  閱讀數:

噪聲監測是對幹擾人們學習、工作和生活的聲音及其聲源進行的監測活動。其中包括:城市各功能區噪聲監測、道路交通噪聲監測、區域環境噪聲監測和噪聲源監測等。噪聲監測結果可用於(yú)分析噪聲污染的現狀及變(biàn)化趨勢,也爲噪聲污染的規劃管理和綜合整治提供基礎數據。一般以A計權聲級表示,所用的主要儀器是聲級計和頻譜分析器。


噪聲又稱雜音,屬於(yú)随機信号,可用統計學方法加以描述,即其統計量是可測(cè)的。噪聲存在於(yú)一切電子系統中,嚴重地影響通信系統接收微弱信号的能力,即影響通信的質量。


表:非住宅的各類房間(jiān)中的允許A聲級(jí)

噪聲測(cè)量包括兩個内容:對(duì)噪聲統計特性的測(cè)量和利用噪聲作爲測(cè)試信号的測(cè)量。


一、統計特性的測量

噪聲統計特性的測(cè)量屬於(yú)幅度域測(cè)量,包括數學期望(平均值)、方差(均方值)、功率譜密度、概率密度分布以及自相關和互相關函數的測(cè)量。通信線路噪聲的測(cè)量,就是在規定帶寬内噪聲均方值(功率)或均方根值(有效值)的測(cè)量。


随機信号電壓的測(cè)量與確(què)知信号電壓的測(cè)量不同:


注意電壓表的檢波特性。有效值電壓表是測(cè)量噪聲電壓比較理想的儀表,這種電壓表的讀數與被測(cè)電壓的均方根值成正比,與被測(cè)電壓的波形無關,故若該電壓表以正弦有效值刻度,則可方便地直接讀出噪聲電壓的有效值。否則,需要對讀數進行修正。例如,採(cǎi)用均值電壓表測(cè)量高斯白噪聲,必須将讀數乘上修正因數1.13。


帶寬準則。噪聲功率正比於(yú)系統的帶寬,選用的電壓表其帶寬應遠大於(yú)被測(cè)系統的噪聲帶寬,否則,将會損失噪聲功率,使測(cè)量結果偏低。一般要求電壓表的3dB帶寬△f 3db大於(yú)8~10倍的噪聲帶寬。


滿度波峰因數和測量時間的影響。波峰因數是交流電壓的峰值與有效值之比,如正弦波的波峰因數爲。以測量確(què)知信号正弦波爲例,當有效值電壓表指示滿度時,其寬帶放大器所承受的最大瞬時電壓(峰值)爲有效值的倍,若放大器的動态範圍足夠,不會産生測量誤差。所以,對電壓表中使用的放大器,可用其滿度波峰因數間接反映放大器的動态範圍般測量正弦波的電壓表來說,要求電壓表具有的滿度波峰因數就可勝任。由於(yú)噪聲電壓的峰值是随機的,即其波峰因數也是随機的,所以隻能用統計學方法來定量描述峰值大於(yú)有效值的概率,以高斯白噪聲爲例,其峰值是波峰因數大於(yú)4.4出現的概率爲0.001%。所以,若電壓表的滿度波峰因數大於(yú)4.4,那麽,用來測量高斯白噪聲是足夠的,因爲,這時電壓表隻對出現概率小於(yú)0.001%的那些高峰值不予計及(被放大器削波),分析指出,由此産生的測量誤差爲-0.05%。


電話電路的噪聲測(cè)量。宜加衡重(加權)網絡,以模拟人耳的接收狀況,衡重網絡對各個頻率的衡重(加權)系數應符合CCITT的有關建議。最後,要考慮測(cè)量時間的影響,噪聲電壓測(cè)量實質上是求平均值的過程,求平均應在無限的時間内進行,在有限時間内測(cè)量噪聲隻能得到平均值的估計值,這種誤差本身是一個随機變(biàn)量,會使表針産生抖動。在電路上可增大RC電路的時間常數來使抖動平滑掉,故測(cè)量時需要一定時間。

二、作爲測試信号的測量

噪聲作爲測試信号的測量,是用噪聲作爲測試信号可實現系統的廣譜和動态測量。一般採用高斯白噪聲作爲測試信号,其概率密度函數是高斯型的(服從正态分布),其功率密度譜是平直的(在遠寬於(yú)所研究的頻帶内)。例如在多路載波複用系統中,進行噪聲負載測試,以估計出系統内由交調失真和因其它信道中通話而引起的寄生背景噪聲。通過在系統中加白噪聲來模拟所有信道中的實際通話,並(bìng)通過一個帶阻濾波器使被測信道保持在空閑狀态。然後,在接收端用一個帶通濾波器來測量空閑信道的背景噪聲,以模拟系統的實際工作狀态。


噪聲的常用監測(cè)指标包括:噪聲的強度,即聲場(chǎng)中的聲壓;噪聲的特征,即聲壓的各種頻率組成成分。


三、噪聲的監測注意事項


1. 測量儀器

所有測(cè)量儀器均應符合相應标準,使用前必須(xū)校準。


1.測(cè)量噪聲級時,使用精密和普通聲級計,如需測(cè)量噪聲頻譜,需要聲級計上佩帶(dài)濾波器;

2.測(cè)量等效聲級時,使用積(jī)分聲級計;

3.測(cè)量脈沖(chōng)噪聲則使用脈沖(chōng)聲級計;

4.測(cè)量聲強或分析噪聲信号時使用聲強計(jì)、實時分析儀等。


2. 測量條件

1.測(cè)量中要考慮背景噪聲的影響。當所測(cè)噪聲高出背景噪聲不足10dB時,應按規定修正測(cè)量結果;當所測(cè)噪聲高出背景不足3dB時,測(cè)量結果不能作爲任何依據,隻能作爲參(cān)考。

2.當環境天氣風速大於(yú)四級時,應停止室外測(cè)量。

3.測(cè)量時要避免高溫、高濕、強磁場(chǎng)、地面和牆面反射等因素的影響。


3.讀取法


1).穩态噪聲用慢擋(dǎng)讀(dú)取指示值或等效聲級;

2).周期性變(biàn)化噪聲用快擋讀取最大值並(bìng)讀取随時間變(biàn)化的噪聲值,也可以測量等效聲級;

3).脈沖(chōng)噪聲讀取其峰值和脈沖(chōng)保持值或測(cè)量等效聲級;

4).無規則變(biàn)化噪聲應測(cè)量若幹時間段内的等效聲級及每個時間段内的最大值。


4.測(cè)量位置(主要指測(cè)量傳(chuán)聲器所在位置)


1).戶外測量。當要求減小周圍的反射影響時,則應盡可能在離任何反射物(除地面)至少3.5m外測量,離地面的高度大於(yú)1.2m以上,必要而有可能時置於(yú)高層建築上,以擴大可監測的地域範圍。但每次測量其位置、高度保持不變(biàn)。使用監測車輛測量,傳聲器最好固定在車頂上。

2).建築物附近的戶外測(cè)量。這些測(cè)量點應在暴露於(yú)所需測(cè)試的噪聲環境中的建築物外進行,若無其他規定,測(cè)量位置最好離外牆1~2m處,或全打開的窗戶前面0.5m(包括高樓層)。

3).建築物内的測(cè)量。這些測(cè)量應在所需測(cè)試的噪聲影響的環境中建築物内進行,測(cè)量位置最好離牆面或其他反射面至少1m,離地面1.2~1.5m,離窗1.5m處(chù)。


5.測量時間


1).時間段的劃分。測(cè)量時間分爲晝間和夜間兩部分,晝間還可以分爲白天、早和晚三部分。具體時間,可依地區和季節不同按當地習慣劃定。一般採(cǎi)用短時間的取樣方法來測(cè)量,白天選在工作時間範圍内(如8:00~12:00和14:00~18:00);夜間選在睡眠時間範圍内(如22:00~5:00)。

2).測(cè)量日的選擇。測(cè)量一般選擇在周一至周五的正常工作日,如果周六、日以及不同季節環境噪聲有顯著差異,必要時可要求做相應的測(cè)量或長(zhǎng)期連續測(cè)量。



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