噪声测量仪器-环境监测，用途及测量方法

2023-11-23 理论教育版权反馈

【摘要】：噪声测量仪器测量的内容主要是噪声的强度，即声场中的声压，至于声强、声功率则较少直接测量，只在研究中使用；其次是测量噪声的特征，即声压的各种频率组成成分。噪声测量仪器主要有：声级计、声级频谱仪、录音机、记录仪和实时分析仪等。声级计可用于环境噪声、机器噪声、车辆噪声，以及其他各种噪声的测量，也可用于电声学、建筑声学等测量。

噪声测量仪器测量的内容主要是噪声的强度，即声场中的声压，至于声强、声功率则较少直接测量，只在研究中使用；其次是测量噪声的特征，即声压的各种频率组成成分。

噪声测量仪器主要有：声级计、声级频谱仪、录音机、记录仪和实时分析仪等。

（一）声级计

声级计，又叫噪声计，按照一定的频率计权和时间计权测量声音的声压级，是声学测量中最常用的基本仪器。它是一种电子仪器，但又不同于电压表等客观电子仪表。在把声信号转换成电信号时，可以模拟人耳对声波反应速度的时间特性，对高低频有不同灵敏度的频率特性，以及不同响度时改变频率特性的强度特性。因此，声级计是一种主观性的电子仪器。

声级计可用于环境噪声、机器噪声、车辆噪声，以及其他各种噪声的测量，也可用于电声学、建筑声学等测量。为了使世界各国生产的声级计的测量具有可比性，国际电工委员会（IEC）制定了声级计的有关标准，并推荐各国采用。2002年国际电工委员会发布了《声级计》（IEC 61672—2002）新的国际标准，该标准代替原《声级计》（IEC 651—1979）和《积分平均声级计》（IEC 804—1983），我国根据新标准，相应制定了《声级计检定规程》（JJG 188—2002）。

1.声级计的工作原理

声级计的工作原理见图7-6。声音的声压由传声器的膜片接收后，将声压信号转换成电信号，经前置放大器作阻抗变换后送到输入衰减器。由于表头指示范围一般只有20dB，而声音变化范围可达140dB，甚至更高，所以必须使用输入衰减器来衰减较强的信号，再由输入放大器进行定量放大。放大后的信号由计权网络进行计权，计权网络的设计是模拟人耳对不同频率声音有不同灵敏度的听觉响应。在计权网络处可外接滤波器，这样可作频谱分析。输出的信号由输出衰减器衰减到额定值，随即送到输出放大器放大，使信号达到相应的输出功率，输出信号经RMS检波器（均方根检波电路）检波后输出有效值电压，推动电表或数字显示器，显示所测的声压级。

图7-6 声级计的工作原理

2.声级计的分类

按其测量的准确度将声级计分为1级和2级。两种级别的声级计的各种性能指标具有同样的中心值，仅仅是允许误差不同，而且随着级别数字的增大，允许误差放宽。声级计按体积大小可分为台式声级计、便携式声级计和袖珍式声级计；按其指示方式可分为模拟指示（电表、声级灯）声级计和数字指示声级计。根据IEC标准和我国国家标准，两种声级计在参考频率、参考入射方向、参考声压级和基准温、湿度等条件下，测量的准确度（不考虑测量不确定性）如表7-2所示。

表7-2 两种声级计测量的准确度

声级计上有阻尼开关，能反映人耳听觉的动态特性，快挡“F”用于测量起伏不大的稳定噪声。如噪声起伏超过4dB可利用慢挡“S”，有的仪器还有读取脉冲噪声的“脉冲”挡。(www.chuimin.cn)

老式声级计的示值采用表头刻度方式，通常是由﹣5（或﹣10）～0，以及0～10，跨度共15（或20）（dB）。现在使用的声级计一般具有自动加权处理数据的功能。图7-7是一种新式声级计——AWA5610D型积分声级计的外形图。

图7-7 AWA5610D型积分声级计的外形图

（二）其他噪声测量仪器

1.声级频谱仪

噪声测量中如需进行频谱分析，通常将精密声级计外接倍频程滤波器。根据规定需要使用十挡，即中心频率为31.5Hz、63Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、8kHz、16kHz。

2.录音机

有些噪声由于某些原因不能现场进行分析，需要储存噪声信号，然后带回实验室分析，这就需要录音机。供测量用的录音机不同于家用录音机，其性能要求高得多。它要求频率范围宽（一般为20～15 000Hz）、失真小（小于3％）、信噪比大（35dB以上），此外，还要求频响特性尽可能平直、动态范围大等。

3.记录仪

记录仪是将噪声音频信号随时间的变化记录下来，从而对环境噪声作出准确评价，记录仪能将交变的声谱电信号作对数变换，整流后将噪声的峰值、均方根值（有效值）和算术平均值表示出来。

4.实时分析仪

实时分析仪是一种数字式谱线显示仪，能把测量范围的输入信号在短时间内同时反映在一系列信号通道显示屏上，通常用于较高要求的研究、测量，目前使用尚不普遍。

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