噪聲
影響人們工作學習休息的聲音都稱為噪聲。對噪聲的感受因各人的感覺、習慣等而不同,因此噪聲有時是一個主觀的感受。一般來說人們將影響人的交談或思考的環境聲音稱為噪聲。
噪聲(noise)
噪聲zàoshēng 即噪音。是一類引起人煩躁、或音量過強而危害人體健康的聲音。 噪聲是一種主觀評價標準,即一切影響他人的聲音均為噪聲,無論是音樂或者機械聲等等。 從環境保護的角度看,凡是影響人們正常學習,工作和休息的聲音凡是人們在某些場合“不需要的聲音”,都統稱為噪聲。如機器的轟鳴聲,各種交通工具的馬達聲、鳴笛聲,人的嘈雜聲及各種突發的聲響等,均稱為噪聲。 從物理角度看,噪聲是發聲體做無規則振動時發出的聲音。 噪聲污染屬于感覺公害,它與人們的主觀意愿有關,與人們的生活狀態有關,因而它具有與其他公害不同的特點。 噪音污染主要來源于交通運輸、車輛鳴笛、工業噪音、建筑施工、社會噪音如音樂廳、高音喇叭、早市和人的大聲說話等。 我們國家制定的《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》中把超過國家規定的環境噪聲排放標準,并干擾他人正常生活、工作和學習的現象稱為環境噪聲污染。聲音的分貝是聲壓級單位,記為dB。用于表示聲音的大小?!吨腥A人民共和國城市區域噪聲標準》中則明確規定了城市五類區域的環境噪聲最高限值: 療養區、高級別墅區、高級賓館區,晝間50dB、夜間40dB;以居住、文教機關為主的區域,晝間55dB、夜間45dB;居住、商業、工業混雜區,晝間60dB、夜間50dB;工業區,晝間65dB、夜間55dB;城市中的道路交通干線道路、內河航道、鐵路主、次干線兩側區域,晝間70dB、夜間55dB,(夜間指22點到次日晨6點)。 按照國家標準規定,住宅區的噪音,白天不能超過50分貝,夜間應低于45分貝,若超過這個標準,便會對人體產生危害。那么,室內環境中的噪聲標準是多少呢?國家《城市區域環境噪聲測量方法》中第5條4款規定,在室內進行噪聲測量時,室內噪聲限值低于所在區域標準值10dB。
噪聲主要分為加性噪聲和乘性噪聲。
1)加性噪聲疊加在語音信號波形上,用下式表示: 加性噪聲表示: 其中x(i)表示含噪語音信號,s(i) 表示語音信號,n(i) 表示噪聲信號。
2)乘積性噪聲又稱為卷積噪聲,乘積性噪聲可以通過同態變換成為加性噪聲。
在對噪聲進行討論時,一般取加性噪聲進行處理與研究。
現代城市中環境噪聲有四種主要來源:
在我國,有關標準規定,住宅區噪聲,白天不能超過55分貝,夜間應低于45分貝。世界上一些城市頒布了對交通運輸所產生噪聲的限制。為了防止噪音,我國著名聲學家馬大猷教授曾總結和研究了國內外現有各類噪音的危害和標準,提出了三條建議:
①為了保護人們的聽力和身體健康,噪音的允許值在 75~90 分貝。
②保障交談和通訊聯絡,環境噪音的允許值在 45~60 分貝。
③對于睡眠時間建議在 35~50 分貝。
補充:
①30~40分貝是理想的安靜環境。
②70分貝會影響談話。
③長期生活在90分貝以上的環境中,聽力會受到嚴重影響并產生神經衰弱、頭疼、高血壓等疾病。
④如果突然暴露在高達150分貝的噪聲中,輕者鼓膜會破裂出血,雙耳完全失去聽力;重者則會引發心臟共振,導致死亡。
我國心理學界認為,控制噪音環境,除了考慮人的因素之外,還須兼顧經濟和技術上的可行性。充分的噪音控制,必須考慮噪音源、傳音途徑、受音者所組成的整個系統??刂圃胍舻拇胧┛梢葬槍ι鲜鋈齻€部分或其中任何一個部分。噪音控制的內容包括:
隨著工業生產、交通運輸、城市建筑的發展,以及人口密度的增加,家庭設施(音響、空調、電視機等)的增多,環境噪聲日益嚴重,它已成為污染人類社會環境的一大公害。噪聲具有局部性、暫時性和多發性的特點。噪聲不僅會影響聽力,而且還對人的心血管系統、神經系統、內分泌系統產生不利影響,所以有人稱噪聲為“致人死命的慢性毒藥”。噪聲給人帶來生理上和心理上的危害主要有以下幾方面:
噪聲一向為人們所厭惡。但是,隨著現代科學技術的發展,人們也能利用噪聲造福人類。
對于電子線路中所標稱的噪聲,可以概括地認為,它是對目的信號以外的所有信號的一個總稱。最初人們把造成收音機這類音響設備所發出噪聲的那些電子信號,稱為噪聲。但是,一些非目的的電子信號對電子線路造成的后果并非都和聲音有關,因而,后來人們逐步擴大了噪聲概念。例如,把造成視屏幕有白班呀條紋的那些電子信號也稱為噪聲??赡芤哉f,電路中除目的的信號以外的一切信號,不管它對電路是否造成影響,都可稱為噪聲。例如,電源電壓中的紋波或自激振蕩,可對電路造成不良影響,使音響裝置發出交流聲或導致電路誤動作,但有時也許并不導致上述后果。對于這種紋波或振蕩,都應稱為電路的一種噪聲。又有某一頻率的無線電波信號,對需要接收這種信號的接收機來講,它是正常的目的信號,而對另一接收機它就是一種非目的信號,即是噪聲。在電子學中常使用干擾這個術語,有時會與噪聲的概念相混淆,其實,是有區別的。噪聲是一種電子信號,而干擾是指的某種效應,是由于噪聲原因對電路造成的一種不良反應。而電路中存在著噪聲,卻不一定就有干擾。在數字電路中。往往可以用示波器觀察到在正常的脈沖信號上混有一些小的尖峰脈沖是所不期望的,而是一種噪聲。但由于電路特性關系,這些小尖峰脈沖還不致于使數字電路的邏輯受到影響而發生混亂,所以可以認為是沒有干擾。 當一個噪聲電壓大到足以使電路受到干擾時,該噪聲電壓就稱為干擾電壓。而一個電路或一個器件,當它還能保持正常工作時所加的最大噪聲電壓,稱為該電路或器件的抗干擾容限或抗擾度。一般說來,噪聲很難消除,但可以設法降低噪聲的強度或提高電路的抗擾度,以使噪聲不致于形成干擾。
1981年,在美國舉行的一次現代派露天音樂會上,當震耳欲聾的音樂聲響起后,有300多名聽眾突然失去知覺,昏迷不醒,100輛救護車到達現場搶救。 1959年,美國有10個人“自愿”做噪聲實驗。當實驗用飛機從10名實驗者頭上10-12米的高度飛過后,有6人當場死亡,4人數小時后死亡。驗尸證明10人都死于噪聲引起的腦出血。可見這個“聲學武器”的威力之大。 1960年11月,日本廣島市的一男子被附近工廠發出的噪聲折磨得煩惱萬分,以致最后刺殺了工廠主。無獨有偶,1961年7月,一名日本青年從新瀉來到東京找工作,由于住在鐵路附近,日夜被頻繁過往的客貨車的噪聲折磨,患了失眠癥,不堪忍受痛苦,終于自殺身亡。
1、消除共振噪聲法 只有電動調節閥共振時,才有能量疊加而產生100多分貝的強烈噪聲。有的表現為振動強烈,噪聲不大,有的振動弱,而噪聲卻非常大;有的振動和噪聲都較大。這種噪聲產生一種單音調的聲音,其頻率一般為3000~7000赫茲。顯然,消除共振,噪聲自然隨之消失。
2、消除汽蝕噪聲法 汽蝕是主要的流體動力噪聲源??栈瘯r,汽泡破裂產生高速沖擊,使其局部產生強烈湍流,產生汽蝕噪聲。這種噪聲具有較寬的頻率范圍,產生格格聲,與流體中含有砂石發出的聲音相似。消除和減小汽蝕是消除和減小噪聲的有效辦法。
3、使用厚壁管線法 采用厚壁管是聲路處理辦法之一。使用薄壁可使噪聲增加5分貝,采用厚壁管可使噪聲降低0~20分貝。同一管徑壁越厚,同一壁厚管徑越大,降低噪聲效果越好。如DN200管道,其壁厚分別為6.25、6.75、8、10、12.5、15、18、20、21.5mm時,可降低噪聲分別為-3.5、-2(即增加)、0、3、6、8、11、13、14.5分貝。當然,壁越厚所付出的成本就越高。
4、采用吸音材料法 這也是一種較常見、最有效的聲路處理辦法。可用吸音材料包住噪聲源和閥后管線。必須指出,因噪聲會經由流體流動而長距離傳播,故吸音材料包到哪里,采用厚壁管至哪里,消除噪聲的有效性就終止到哪里。這種辦法適用于噪聲不很高、管線不很長的情況,因為這是一種較費錢的辦法。
5、串聯消音器法 本法適用于作為空氣動力噪聲的消音,它能夠有效地消除流體內部的噪聲和抑制傳送到固體邊界層的噪聲級。對質量流量高或閥前后壓降比高的地方,本法最有效而又經濟。使用吸收型串聯消音器可以大幅度降低噪聲。但是,從經濟上考慮,一般限于衰減到約25分貝。
6、隔音箱法 使用隔音箱、房子和建筑物,把噪聲源隔離在里面,使外部環境的噪聲減小到人們可以接受的范圍內。
7、串聯節流法 在電動調節閥的壓力比高(△P/P1≥0.8)的場合,采用串聯節流法,就是把總的壓降分散在電動調節閥和閥后的固定節流元件上。如用擴散器、多孔限流板,這是減少噪聲辦法中最有效的。為了得到最佳的擴散器效率,必須根據每件的安裝情況來設計擴散器(實體的形狀、尺寸),使調節閥產生的噪聲級和擴散器產生的噪聲級相同。
噪聲分類
噪聲主要分為加性噪聲和乘性噪聲。 1)加性噪聲疊加在語音信號波形上,用下式表示: 加性噪聲表示: 其中x(i)表示含噪語音信號,s(i) 表示語音信號,n(i) 表示噪聲信號。
2)乘積性噪聲又稱為卷積噪聲,乘積性噪聲可以通過同態變換成為加性噪聲。
在對噪聲進行討論時,一般取加性噪聲進行處理與研究。
城市環境噪聲的來源
現代城市中環境噪聲有四種主要來源:
交通噪聲
主要指的是機動車輛、飛機、火車和輪船等交通工具在運行時發出的噪聲。這些噪聲的噪聲源是流動的,干擾范圍大。工業噪聲
主要指工業生產勞動中產生的噪聲。主要來自機器和高速運轉設備。建筑施工噪聲
主要指建筑施工現場產生的噪聲。在施工中要大量使用各種動力機械,要進行挖掘、打洞、攪拌,要頻繁地運輸材料和構件,從而產生大量噪聲。 等效聲級施工階段噪聲不得超過下列限值: 1.推土機,挖掘機,裝載機等,晝間不超過(A)75分貝,夜間不超過(A)55分貝 2.各種打樁機等,晝間不超過85分貝,否則禁止施工. 3.混凝土攪拌機,振搗棒,電鋸等,晝間不超過70分貝,夜間不超過55分貝 4.裝修,吊車,升降機等晝間不超過65分貝,夜間不超過55分貝. 以上計權聲級均為A級.社會生活噪聲
主要指人們在商業交易、體育比賽、游行集會、娛樂場所等各種社會活動中產生的喧鬧聲,以及收錄機、電視機、洗衣機等各種家電的嘈雜聲,這類噪聲一般在80分貝以下。如洗衣機、縫紉機噪聲為50--80分貝,電風扇的噪聲為30~65分貝,空調機、電視機為70分貝。
噪聲控制基本途徑
在我國,有關標準規定,住宅區噪聲,白天不能超過55分貝,夜間應低于45分貝。世界上一些城市頒布了對交通運輸所產生噪聲的限制。為了防止噪音,我國著名聲學家馬大猷教授曾總結和研究了國內外現有各類噪音的危害和標準,提出了三條建議: ①為了保護人們的聽力和身體健康,噪音的允許值在 75~90 分貝。
②保障交談和通訊聯絡,環境噪音的允許值在 45~60 分貝。
③對于睡眠時間建議在 35~50 分貝。
補充:
①30~40分貝是理想的安靜環境。
②70分貝會影響談話。
③長期生活在90分貝以上的環境中,聽力會受到嚴重影響并產生神經衰弱、頭疼、高血壓等疾病。
④如果突然暴露在高達150分貝的噪聲中,輕者鼓膜會破裂出血,雙耳完全失去聽力;重者則會引發心臟共振,導致死亡。
噪音控制的內容
我國心理學界認為,控制噪音環境,除了考慮人的因素之外,還須兼顧經濟和技術上的可行性。充分的噪音控制,必須考慮噪音源、傳音途徑、受音者所組成的整個系統??刂圃胍舻拇胧┛梢葬槍ι鲜鋈齻€部分或其中任何一個部分。噪音控制的內容包括:
控制噪聲源
降低聲源噪音,工業、交通運輸業可以選用低噪音的生產設備和改進生產工藝,或者改變噪音源的運動方式(如用阻尼、隔振等措施降低固體發聲體的振動)。阻斷噪聲傳播
在傳音途徑上降低噪音,控制噪音的傳播,改變聲源已經發出的噪音傳播途徑,如采用吸音、隔音、音屏障、隔振等措施,以及合理規劃城市和建筑布局等。在人耳處減弱噪聲
受音者 或受音器官的噪音防護,在聲源和傳播途徑上無法采取措施,或采取的聲學措施仍不能達到預期效果時,就需要對受音者或受音器官采取防護措施,如長期職業性噪音暴露的工人可以戴耳塞 、耳罩或頭盔等護耳器。 噪音控制在技術上雖然現在已經成熟,但由于現代工業、交通運輸業規模很大,要采取噪音控制的企業和場所為數甚多,因此在防止噪音問題上,必須從技術、經濟和效果等方面進行綜合權衡。當然,具體問題應當具體分析。在控制室外、設計室、車間或職工長期工作的地方,噪音的強度要低;庫房或少有人去車間或空曠地方,噪音稍高一些也是可以的。總之,對待不同時間、不同地點、不同性質與不同持續時間的噪音,應有一定的區別。
噪聲對人的危害
隨著工業生產、交通運輸、城市建筑的發展,以及人口密度的增加,家庭設施(音響、空調、電視機等)的增多,環境噪聲日益嚴重,它已成為污染人類社會環境的一大公害。噪聲具有局部性、暫時性和多發性的特點。噪聲不僅會影響聽力,而且還對人的心血管系統、神經系統、內分泌系統產生不利影響,所以有人稱噪聲為“致人死命的慢性毒藥”。噪聲給人帶來生理上和心理上的危害主要有以下幾方面:
干擾休息和睡眠、影響工作效率
①干擾休息和睡眠。休息和睡眠是人們消除疲勞、恢復體力和維持健康的必要條件。但噪聲使人不得安寧,難以休息和入睡。當人輾轉不能入睡時,便會心態緊張,呼吸急促,脈搏跳動加劇,大腦興奮不止,第二天就會感到疲倦,或四肢無力。從而影響到工作和學習,久而久之,就會得神經衰弱癥,表現為失眠、耳鳴、疲勞。人進入睡眠之后,即使是40-50分貝較輕的噪聲干擾,也會從熟睡狀態變成半熟睡狀態。人在熟睡狀態時,大腦活動是緩慢而有規律的,能夠得到充分的休息;而半熟睡狀態時,大腦仍處于緊張、活躍的階段,這就會使人得不到充分的休息和體力的恢復。 ②使工作效率降低。研究發現,噪聲超過85分貝,會使人感到心煩意亂,人們會感覺到吵鬧,因而無法專心地工作,結果會導致工作效率降低。損傷聽覺、視覺器官
我們都有這樣的經驗,從飛機里下來或從鍛壓車間出來,耳朵總是嗡嗡作響,甚至聽不清對方說話的聲音,過一會兒才會恢復。這種現象叫做聽覺疲勞,是人體聽覺器官對外界環境的一種保護性反應。如果人長時間遭受強烈噪聲作用,聽力就會減弱,進而導致聽覺器官的器質性損傷,造成聽力下降。 ①損害心血管。噪聲是心血管疾病的危險因子,噪聲會加速心臟衰老,增加心肌梗塞發病率。醫學專家經人體和動物實驗證明,長期接觸噪聲可使體內腎上腺分泌增加,從而使血壓上升,在平均70分貝的噪聲中長期生活的人,可使其心肌梗塞發病率增加30%左右,特別是夜間噪音會使發病率更高。調查發現,生活在高速公路旁的居民,心肌梗塞率增加了30%左右。調查1101名紡織女工,高血壓發病率為 7.2%,其中接觸強度達100 分貝噪聲者,高血壓發病率達15.2%。 ②強的噪聲可以引起耳部的不適,如耳鳴、耳痛、聽力損傷。據測定,超過115 分貝的噪聲還會造成耳聾。據臨床醫學統計,若在80分貝以上噪音環境中生活,造成耳聾者可達50%。醫學專家研究認為,家庭噪音是造成兒童聾啞的病因之一。噪聲對兒童身心健康危害更大。因兒童發育尚未成熟,各組織器官十分嬌嫩和脆弱,不論是體內的胎兒還是剛出世的孩子,噪聲均可損傷聽覺器官,使聽力減退或喪失。據統計,當今世界上有7000多萬耳聾者,其中相當部分是由噪聲所致。專家研究已經證明,家庭室內噪音是造成兒童聾啞的主要原因,若在85分貝以上噪聲中生活,耳聾者可達5 %。 ③噪聲對視力的損害。人們只知道噪聲影響聽力,其實噪聲還影響視力。試驗表明:當噪聲強度達到90分貝時,人的視覺細胞敏感性下降,識別弱光反應時間延長;噪聲達到95分貝時,有40%的人瞳孔放大,視模糊;而噪聲達到115 貝時,多數人的眼球對光亮度的適應都有不同程度的減弱。所以長時間處于噪聲環境中的人很容易發生眼疲勞、眼痛、眼花和視物流淚等眼損傷現象。同時,噪聲還會使色覺、視野發生異常。調查發現噪聲對紅、藍、白三色視野縮小80%。對人體的生理影響
噪聲是一種惡性刺激物,長期作用于人的中樞神經系統,可使大腦皮層的興奮和抑制失調,條件反射異常,出現頭暈、頭痛、耳鳴、多夢、失眠、心慌、記憶力減退、注意力不集中等癥狀,嚴重者可產生精神錯亂。這種癥狀,藥物治療療效很差,但當脫離噪聲環境時,癥狀就會明顯好轉。噪聲可引起植物神經系統功能紊亂,表現在血壓升高或降低,心率改變,心臟病加劇。噪聲會使人唾液、胃液分泌減少,胃酸降低,胃蠕動減弱,食欲不振,引起胃潰瘍。噪聲對人的內分泌機能也會產生影響,如:導致女性性機能紊亂,月經失調,流產率增加等。噪聲對兒童的智力發育也有不利影響,據調查,3歲前兒童生活在75分貝的噪聲環境里,他們的心腦功能發育都會受到不同程度的損害,在噪聲環境下生活的兒童,智力發育水平要比安靜條件下的兒童低20%。噪聲對人的心理影響主要是使人煩惱、激動、易怒,甚至失去理智。此外,噪聲還對動物、建筑物有損害,在噪聲下的植物也生長不好,有的甚至死亡。 ①損害心血管。噪聲是心血管疾病的危險因子,噪聲會加速心臟衰老,增加心肌梗塞發病率。醫學專家經人體和動物實驗證明,長期接觸噪聲可使體內腎上腺分泌增加,從而使血壓上升,在平均70分貝的噪聲中長期生活的人,可使其心肌梗塞發病率增加30%左右,特別是夜間噪音會使發病率更高。調查發現,生活在高速公路旁的居民,心肌梗塞率增加了30%左右。調查1101名紡織女工,高血壓發病率為 7.2%,其中接觸強度達100 分貝噪聲者,高血壓發病率達15.2%。 ②對女性生理機能的損害。女性受噪聲的威脅,還可以有月經失調、流產及早產等,如導致女性性機能紊亂,月經失調,流產率增加等。專家們曾在哈爾濱、北京和長春等7 個地區經過為期3 年的系統調查,結果發現噪聲不僅能使女工患噪聲聾,且對女工的月經和生育均有不良影響。另外可導致孕婦流產、早產,甚至可致畸胎。國外曾對某個地區的孕婦普遍發生流產和早產作了調查,結果發現她們居住在一個飛機場的周圍,禍首正是那飛起降落的飛機所產生的巨大噪聲。 ③噪聲還可以引起如神經系統功能紊亂、精神障礙、內分泌紊亂甚至事故率升高。高噪聲的工作環境,可使人出現頭暈、頭痛、失眠、多夢、全身乏力、記憶力減退以及恐懼、易怒、自卑甚至精神錯亂。在日本,曾有過因為受不了火車噪聲的刺激而精神錯亂,最后自殺的例子。
噪聲的利用
噪聲一向為人們所厭惡。但是,隨著現代科學技術的發展,人們也能利用噪聲造福人類。
利用噪聲除草
科學家發現,不同的植物對不同的噪聲敏感程度不一樣。根據這個道理,人們制造出噪聲除草器。這種噪聲除草器發出的噪聲能使雜草的種子提前萌發,這樣就可以在作物生長之前用藥物除掉雜草,用“欲擒故縱”的妙策,保證作物的順利生長。利用噪聲發電
噪聲是一種能量的污染,比如噪聲達到160 dB的噴氣式飛機,其聲功率約為10000 W;噪聲達140 dB的大型鼓風機,其聲功率約為100 W。“聚沙可成塔”,這自然引起新能源開發者的興趣。科學家發現人造鈮酸鋰具有在高頻高溫下將聲能轉變成電能的特殊功能??茖W家還發現,當聲波遇到屏障時,聲能會轉化為電能,英國的學者就是根據這一原理,設計制造了鼓膜式聲波接收器,將接收器與能夠增大聲能、集聚能量的共鳴器連接,當從共鳴器來的聲能作用于聲電轉換器時,就能發出電來.看來,利用環境噪聲發電已指日可待。利用噪聲來制冷
大家都知道,電冰箱能制冷,但令人鼓舞的是,目前世界上正在開發一種新的制冷技術,即利用微弱的聲振動來制冷的新技術,第一臺樣機已在美國試制成功。在一個結構異常簡單,直徑不足1 m的圓筒里疊放著幾片起傳熱作用的玻璃纖維板,筒內充滿氦氣或其他氣體。筒的一端封死,另一端用有彈性的隔膜密閉,隔膜上的一根導線與磁鐵式音圈連接,形成一個微傳聲器,聲波作用于隔膜,引起來回振動,進而改變筒內氣體的壓力。由于氣體壓縮時變熱,膨脹時冷卻,這樣制冷就開始了,不難設想,今后的住宅、廠房等建筑物如能加以考慮這些因素,即可一舉降伏噪聲這一無形的禍害,為住宅、廠房等建筑物降溫消暑。利用噪聲除塵
美國科研人員研制出一種功率為2 kW的除塵報警器,它能發出頻率2000 Hz、聲強為160 dB的噪聲,這種裝置可以用于煙囪除塵,控制高溫、高壓、高腐蝕環境中的塵粒和大氣污染。利用噪聲克敵
利用噪音還可以制服頑敵,目前已研制出一種“噪音彈”,能在爆炸間釋放出大量噪音波,麻痹人的中樞神經系統,使人暫時昏迷,該彈可用于對付恐怖分子,特別是劫機犯等。利用噪聲診病
美妙、悅耳的音樂能治病,這已為大家所熟知。但噪聲怎么能用于診病呢?最近,科學家制成一種激光聽力診斷裝置,它由光源、噪聲發生器和電腦測試器三部分組成。使用時,它先由微型噪聲發生器產生微弱短促的噪聲,振動耳膜,然后微型電腦就會根據回聲,把耳膜功能的數據顯示出來,供醫生診斷。它測試迅速,不會損傷耳膜,沒有痛感,特別適合兒童使用。此外,還可以用噪聲測溫法來探測人體的病灶。利用噪聲有源消聲
通常所采用的三種降噪措施,即在聲源處降噪、在傳播過程中降噪及在人耳處降噪,都是消極被動的。為了積極主動地消除噪聲,人們發明了“有源消聲”這一技術。它的原理是:所有的聲音都由一定的頻譜組成,如果可以找到一種聲音,其頻譜與所要消除的噪聲完全一樣,只是相位剛好相反(相差180°),就可以將這噪聲完全抵消掉。關鍵就在于如何得到那抵消噪聲的聲音。實際采用的辦法是:從噪聲源本身著手,設法通過電子線路將原噪聲的相位倒過來。由此看來,有源消聲這一技術實際上是“以毒攻毒”。
電路的噪聲
對于電子線路中所標稱的噪聲,可以概括地認為,它是對目的信號以外的所有信號的一個總稱。最初人們把造成收音機這類音響設備所發出噪聲的那些電子信號,稱為噪聲。但是,一些非目的的電子信號對電子線路造成的后果并非都和聲音有關,因而,后來人們逐步擴大了噪聲概念。例如,把造成視屏幕有白班呀條紋的那些電子信號也稱為噪聲??赡芤哉f,電路中除目的的信號以外的一切信號,不管它對電路是否造成影響,都可稱為噪聲。例如,電源電壓中的紋波或自激振蕩,可對電路造成不良影響,使音響裝置發出交流聲或導致電路誤動作,但有時也許并不導致上述后果。對于這種紋波或振蕩,都應稱為電路的一種噪聲。又有某一頻率的無線電波信號,對需要接收這種信號的接收機來講,它是正常的目的信號,而對另一接收機它就是一種非目的信號,即是噪聲。在電子學中常使用干擾這個術語,有時會與噪聲的概念相混淆,其實,是有區別的。噪聲是一種電子信號,而干擾是指的某種效應,是由于噪聲原因對電路造成的一種不良反應。而電路中存在著噪聲,卻不一定就有干擾。在數字電路中。往往可以用示波器觀察到在正常的脈沖信號上混有一些小的尖峰脈沖是所不期望的,而是一種噪聲。但由于電路特性關系,這些小尖峰脈沖還不致于使數字電路的邏輯受到影響而發生混亂,所以可以認為是沒有干擾。 當一個噪聲電壓大到足以使電路受到干擾時,該噪聲電壓就稱為干擾電壓。而一個電路或一個器件,當它還能保持正常工作時所加的最大噪聲電壓,稱為該電路或器件的抗干擾容限或抗擾度。一般說來,噪聲很難消除,但可以設法降低噪聲的強度或提高電路的抗擾度,以使噪聲不致于形成干擾。
著名噪聲公害事件
1981年,在美國舉行的一次現代派露天音樂會上,當震耳欲聾的音樂聲響起后,有300多名聽眾突然失去知覺,昏迷不醒,100輛救護車到達現場搶救。 1959年,美國有10個人“自愿”做噪聲實驗。當實驗用飛機從10名實驗者頭上10-12米的高度飛過后,有6人當場死亡,4人數小時后死亡。驗尸證明10人都死于噪聲引起的腦出血。可見這個“聲學武器”的威力之大。 1960年11月,日本廣島市的一男子被附近工廠發出的噪聲折磨得煩惱萬分,以致最后刺殺了工廠主。無獨有偶,1961年7月,一名日本青年從新瀉來到東京找工作,由于住在鐵路附近,日夜被頻繁過往的客貨車的噪聲折磨,患了失眠癥,不堪忍受痛苦,終于自殺身亡。
噪聲處理方法
1、消除共振噪聲法 只有電動調節閥共振時,才有能量疊加而產生100多分貝的強烈噪聲。有的表現為振動強烈,噪聲不大,有的振動弱,而噪聲卻非常大;有的振動和噪聲都較大。這種噪聲產生一種單音調的聲音,其頻率一般為3000~7000赫茲。顯然,消除共振,噪聲自然隨之消失。 2、消除汽蝕噪聲法 汽蝕是主要的流體動力噪聲源??栈瘯r,汽泡破裂產生高速沖擊,使其局部產生強烈湍流,產生汽蝕噪聲。這種噪聲具有較寬的頻率范圍,產生格格聲,與流體中含有砂石發出的聲音相似。消除和減小汽蝕是消除和減小噪聲的有效辦法。
3、使用厚壁管線法 采用厚壁管是聲路處理辦法之一。使用薄壁可使噪聲增加5分貝,采用厚壁管可使噪聲降低0~20分貝。同一管徑壁越厚,同一壁厚管徑越大,降低噪聲效果越好。如DN200管道,其壁厚分別為6.25、6.75、8、10、12.5、15、18、20、21.5mm時,可降低噪聲分別為-3.5、-2(即增加)、0、3、6、8、11、13、14.5分貝。當然,壁越厚所付出的成本就越高。
4、采用吸音材料法 這也是一種較常見、最有效的聲路處理辦法。可用吸音材料包住噪聲源和閥后管線。必須指出,因噪聲會經由流體流動而長距離傳播,故吸音材料包到哪里,采用厚壁管至哪里,消除噪聲的有效性就終止到哪里。這種辦法適用于噪聲不很高、管線不很長的情況,因為這是一種較費錢的辦法。
5、串聯消音器法 本法適用于作為空氣動力噪聲的消音,它能夠有效地消除流體內部的噪聲和抑制傳送到固體邊界層的噪聲級。對質量流量高或閥前后壓降比高的地方,本法最有效而又經濟。使用吸收型串聯消音器可以大幅度降低噪聲。但是,從經濟上考慮,一般限于衰減到約25分貝。
6、隔音箱法 使用隔音箱、房子和建筑物,把噪聲源隔離在里面,使外部環境的噪聲減小到人們可以接受的范圍內。
7、串聯節流法 在電動調節閥的壓力比高(△P/P1≥0.8)的場合,采用串聯節流法,就是把總的壓降分散在電動調節閥和閥后的固定節流元件上。如用擴散器、多孔限流板,這是減少噪聲辦法中最有效的。為了得到最佳的擴散器效率,必須根據每件的安裝情況來設計擴散器(實體的形狀、尺寸),使調節閥產生的噪聲級和擴散器產生的噪聲級相同。