测量噪声常用的仪器有声级计、频谱分析仪、记录仪及噪声剂量仪等。
声级计是测量噪声声压级最常用的仪器,由传声器、放大器、衰减器、滤波器(计权网络)及指示器等部分组成。分普通声级计及精密声级计 (带有频谱分析仪) 两种。传声器是一种将声压转变为电能的换能器,是接收外界声音的装置。放大器系将传声器接收并输出的微弱信号,经一级乃至多级放大,由表头的指针显示声级的大小。衰减器为使已放大的电信号按每档10dB衰减,10dB以下的声级数由表头指针指示。仪器板面上有两级衰减器,透明旋钮量程为30~70dB。黑色旋钮量程为70~130dB。计权网络是以模拟人耳对不同噪声响度的频率响应曲线为基础,在声级计中设计了A、B、C三种计权网络的滤波器,通过此种网络测出的噪声级称A声级或B声级或C声级。A计权网络具有对40phon声音响应曲线的特性,能使高频声通过而对低频声则有较大的衰减,这最接近人耳的生理特性,目前国际上大多数国家均采用A声级作为噪声评价的指标; C计权网络具有对100phon声音响应曲线的特性,能使各种频率的声音几乎都能同样的通过,C声级可代表总声压级; B计权网络具有对70phon声音的响应曲线的特性,B声级一般少用,只在普通声级计进行粗略估计噪声的频谱特性时测定用 (图1)。有的声级计装设有D计权网络,它具有对2000~5000Hz的声音特别敏感的响应曲线的特性,D声级多用于航空噪声的测量,是评价感觉噪声级及噪度的指标。指示器又称表头,用以显示噪声强度的微细数值(10dB以下),最常用的为指针式,较新式的声级计多采用数字显示。声级计还设有对时间反应上的快、慢二档。脉冲声级计设有脉冲、脉冲保持、峰值保持等档位。
图1 计权网络频率特性曲线
频谱分析仪,用以测量和分析噪声中各频带的声压级的大小及分布,以便了解噪声的频谱特性。该仪器设有各种频程滤波器,有的附有指示器及放大器,可独立测试用; 有的只有频程滤波器,需与声级计连结配合使用。国产的精密声级计是将频谱仪与声级计组装在一起。根据测量的频带范围和频带划分方法的不同,可分为等对数带宽滤波器(其中又分倍频程、1/2倍频程和1/3倍频程滤波器),恒带宽滤波器,恒百分比带宽滤波器。前一类最常用,而后两种是在特殊情况下使用。
记录仪可记录下所测噪声声级的结果,便于以后分析和保存。常用的有图形记录仪和磁带记录仪。
噪声剂量仪系用以测量工人在工作时间内所接触的噪声量,适于工人工作地点不固定或现场噪声强度变动较大的情况下进行噪声量的测量,用时佩带在工人身上。最后以等效连续A声级或工作时间内接触的噪声总能量或接触超过某规定的声级的总时间来表示测量的结果。
图2 ND-2型精密声级计
根据测量的目的、要求和对象的不同,应选用不同类型的测声仪器。除脉冲噪声需用脉冲声级计测量外,其他类型的噪声均可用普通声级计或精密声级计测量。如为一般情况的了解,可选用普通声级计或精密声级计,对噪声级进行初步测量以便迅速做出评价; 如为评价噪声的性质及其对人体的影响,则需进行细致地声级测量及频谱分析,应选用精密声级计及频谱分析仪; 如为研究噪声的控制措施,则应对现场及噪声源进行全面的声级测量,并应对噪声的性质、辐射方向等进行详细的分析,为此选用的仪器除上述外还应选用记录仪,将噪声记录下来,以便详细研究。
测定地点的选择,如为评价噪声对人的影响,则以不影响工作的原则下应尽量靠近工人工作地点选点测定;如在车间内噪声级分布不均衡或在时间上有波动,则应在不同时间内或多选一些地点测定; 如为控制噪声采取措施,则应在噪声发生源处测定。
现以国产ND-2型精密声级计为代表(图2)介绍噪声测量及仪器使用方法:
(1) 使用前准备工作。装入电池,检查电压是否充足。仪器校正,使用活塞发声器校正声级计的,活塞发声器发出120±0.2dB声压级的声音,据此调节声级计使其达到标准要求的声压级读数; 也可利用声级计内部的电气校正信号来校正声级计中放大器的放大量,使达到标准要求。
(2) 声压级测量。两手平握声级计,使传声器指向被测声源并与声波传来的方向呈一定角度。将计权网络旋钮置于“线性”位置,透明旋钮顺时针转到底,再调节黑色旋钮使表针有适当的偏转,由透明旋钮两条红线间所指的量程数和表针的读数合计即为所测的声压级。如所测的声压级小于70dB,则将黑色旋钮置于70dB位置,反时针转动透明旋钮,待表针有适当偏转即可读数,如透明旋钮两条红线间为50dB,指针为-1dB,则被测声压级为49dB。
(3) 声级测量。如上述声压级测量后,将计权网络旋钮置于A或C的位置,以后的测量步骤及读数方法同上,结果表示为A声级或C声级。
(4)频谱分析。如上述进行声压级测量后,将旋钮置于滤波器的位置,接通频谱分析仪,将频谱分析仪的旋钮转到相应的频率位置,按声压级的测量步骤及读数方法,即可测出以该中心频率为代表的频带声压级。可将各个不同的中心频率的声压级值,按频率高低绘制出噪声频谱曲线,供分析评价用。
(5) 等效连续A声级的测量及计算。现场的噪声经常有波动,在声场中一定点位置上,用某一段时间内能量平均的方法,将变化的A声级以一个固定的A声级数值表示该段时间内噪声强度的大小,称等效连续A声级。测定时使用声级计,置慢档,测A声级,并记录相应的持续时间。将所测各不同时间内的声级按大小顺序排列,以5dB为一段,以中心声级表示,如80、85、90、95、100、105、110、115dB,其中如80dB代表78~82dB的声级范围,余类推。将在各段声级下的接触时间填入下表。
n段 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
中心声级 | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 | 105 | 110 | 115 |
接触时间 | T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 | T7 | T8 |
以每日8小时工作为基础,8小时工作日的等效连续A声级计算法如下式:
式中Tn表示一个工作日内在第n段声级Ln的情况下总接触时间(min)。
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