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关于噪声
来源: | 作者:pmo1d5e40 | 发布时间: 2018-03-06 | 1404 次浏览 | 分享到:
噪音,会影响人类的生活。
噪音,会影响人类的生活。
物理学定义
噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。
生理学定义
凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音。从这个意义上来说,噪音的来源很多,如,街道上的汽车声、安静的图书馆里的说话声、建筑工地的机器声、以及邻居电视机过大的声音,都是噪声。
从总体讲
噪声是物体振动产生。
通讯领域定义
干扰信号传输的能量场,称为噪音。这种能量场的产生源可以来自内部系统,也可以产生于外部环境。典型的噪声有白噪声和热噪声。噪声强弱的表示方式为信噪比(SNR,Signal-To-Noise Ratio)。
1 计量单位
dB(Decibel,分贝) 是一个纯计数单位,本意是表示两个量的比值大小,没有单位。
在工程应用中经常看到貌似不同的定义方式(仅仅是看上去不同)。对于功率,dB = 10*lg(A/B)。对于电压或电流,dB = 20*lg(A/B)。此处A,B代表参与比较的功率值或者电流、电压值。
dB的意义其实再简单不过了,就是把一个很大(后面跟一长串0的)或者很小(前面有一长串0的)的数比较简短地表示出来。如(此处以功率为例):
X = 100000 = 10^5
X(dB) = 10*lg(X) dB= 10*lg(10^5) dB= 50 dB
X = 0.000000000000001 = 10^-15
X(dB) = 10*log(X) dB= 10*log(10^-15) dB= -150 dB
一般来讲,在工程中,dB和dB之间只有加减,没有乘除。而用得最多的是减法:dBm 减 dBm 实际上是两个功率相除,信号功率和噪声功率相除就是信噪比(SNR)。比如:30dBm - 0dBm = 1000mW/1mW = 1000 = 30dB。dBm 加 dBm 实际上是两个功率相乘,没有实际的物理意义。
2 主要分类
2.1 振动所产生的噪声
转动机械:许多机械设备的本身或某一部份零件是旋转式的,常因组装的损耗或轴承的缺陷而产生异常的振动,进而产生噪音。
冲击:当物体发生冲击时,大量的动能在短时间内要转成振动或噪音的能量,而且频率分布的范围非常的广,例如冲床、压床、段造设备等,都会产生此类噪音。
共振:每个系统都有其自然频率,如果激振的频率范围与自然频率有所重叠,将会产生大振幅的振动噪音,例如引擎、马达等。
磨擦:此类噪音由于接触面与附着面间的滑移现象而产生声响,常见的设备有切削、研磨等。
2.2 流场所产生的噪声
流动所产生的气动噪音,乱流、喷射流、气蚀、气切、涡流等现象。当空气中以高速流经导管或金属表面时,一般空气在导管中流动碰到阻碍产生乱流或大而急速的压力改变均会有噪音的产生。
2.3 环境噪声
一般环境噪音大多来自随机的噪音源,例如急驰而过的车辆、飞机的鸣笛、人们的喧闹、以及周围各式各样的噪音来源。
2.4 燃烧产生的噪声
在燃烧过程中可能发生爆炸、排气、以及燃烧时上升气流影响周围空气的扰动,这些现象均会伴随噪音的产生。例如引擎、锅炉、熔炼炉、涡轮机等这一类的燃烧设备均会产生这一类的噪音。
2.5 其他噪声
在日常生活中,诸如室内各项家庭用具均会发生声音,如冷气机、音响、抽油烟机、电视、空调设备,均为噪音源,另外;如学校、商场、公园、体育场等公共场所亦可视为噪音产生的场所。
3 噪声特点
噪音污染按声源的机械特点可分为:气体扰动产生的噪音、固体振动产生的噪音、液体撞击产生的噪声以及电磁作用产生的电磁噪声。
噪声按声音的频率可分为:<400Hz的低频噪声 、400~1000Hz的中频噪声及>1000Hz的高频噪声。
噪音按时间变化的属性可分为:稳态噪音、非稳态噪音、起伏噪音、间歇噪声以及脉冲噪音等。
交通噪声
交通运输工具行驶过程中产生的噪音属于交通噪音。具有两个特点:
1.存在十分广泛。汽车噪音是城市噪音的主要来源;空中交通的迅速发展,提高了机场临近区域的噪音水平;
2.通常音量都很大。机场附近的噪音响度大约在75dB—95dB之间。
3.1 职业噪音
在工作场所中的噪音是第二个主要的来源。职业噪音的第一特点是都为宽带噪音,特别是办公室里的噪音,是由各种不同频率的声音组合而成的。另一个特点是具有广泛性,并且音量都很大。
3.2 建筑噪音
环保署在1986年成立时,建筑噪音是主要的问题。当时,市区建筑地盘的打桩机每天12小时运作,每12位市民便有1位受到打桩噪音滋扰。政府于1989年实施《噪音管制条例》,其后逐渐加强管制建筑噪音。已建区的建筑工地每日只可进行3至5小时打桩工程,而且必须采用低噪音打桩设备,其他嘈吵建筑工序则受管制。然而,时至今日建筑噪音的问题仍未彻底解决。人们正探究问题症结,并鼓励建造业成员自律守法,改变他们把罚款纳入经营成本的错误观念。
3.3 飞机及其他噪音
飞机噪音由民航处负责管制。该处会监测噪音水平及规定航空公司采纳较宁静的飞行常规,例如在飞机起飞时实施消减噪音的步骤。香港国际机场于1998年迁往赤角后,市区的飞机噪音滋扰已大幅减低。以往,启德机场附近尽是稠密的住宅区,飞机升降的隆然巨响令38万居民苦不堪言。
工商业场所如食肆等的通风系统经常产生扰人声浪。这类噪音和邻里噪音、防盗警钟、新登记车辆噪音均受《噪音管制条例》监管,后者的噪音水平必须达到欧洲及日本的标准。
4 控制方法
1、在声源处减弱噪音。
2、在传播途径中减弱噪音。
3、在人耳处减弱噪音。
5 噪音影响
5.1 噪音引起的听力损伤
噪音是伤害耳朵感声器官(耳蜗)的感觉发细胞(sensoryhaircells),一旦感觉发细胞受到伤害,则永远不会复原。感觉高频率的感觉发细胞最容易受到噪音的伤害,因此一般人听力已经受噪音伤害了,如果没有做听力检验却往往不自觉,直到听力丧失到无法与人沟通时,却为时已晚。早期听力的丧失以4000Hz最容易发生,且双侧对称(4Kdip)。病患以无法听到轻柔高频率的声音为主。除非突然暴露在非常强烈的声音下如枪声,爆竹声等,听力的丧失也是渐进性的。
5.2 噪音引起心脏血管伤害
急性噪音暴露常引起高血压,在100分贝十分钟下肾上腺激素则分泌升高,交感神经被激动。在动物实验上,也有相同的发现。虽然流行病学调查结果不一致,但最近几个大规模研究显示长期噪音的暴露与高血压呈正相关的关系。暴露噪音70分贝到90分贝五年,其得到高血压的危险性高达2.47倍。
5.3 噪音对生殖能力的影响
近年来,一些专家提出了“环境激素”理论,指出环境中存在着能够像激素一样影响人体内分泌功能的化学物质,噪音就是其中一种。它会使人体内分泌紊乱,导致精液和精子异常。长时间的噪音污染可以引起男性不育;对女性而言,则会导致流产和胎儿畸形。在其他方面的研究到目前仍无结论,尚待进一步的探讨。
5.4 噪音对睡眠的影响
有高达百分之二十八的人认为噪音影响睡眠,但长久影响下是否对健康有伤害,尚待进一步的探讨。
5.5 噪音对心理的影响
在高频率的噪音下,一般人都有焦躁不安的症状,容易激动的情形。有人研究发现噪音越高的工作场所,意外事件越多,生产力越低,此项结果仍有争论。
5.6 噪音大小对人类生活的影响
(1)噪声对睡眠的干扰 人类有近1/3的时间是在睡眠中度过的。睡眠是人类消除疲劳、恢复体力、维持健康的一个重要条件。但环境噪声会使人不能安眠或被惊醒,在这方面,老人和病人对噪声干扰更为敏感。当睡眠被干扰后,工作效率和健康都会受到影响。研究结果表明:连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转,使人多梦,并使熟睡的时间缩短;突然的噪声可以使人惊醒。一般来说,40分贝大连续噪声可使10%的人受到影响;70分贝可影响50%;而突发动噪声在40分贝时,可使10%的人惊醒,到60分贝时,可使70%的人惊醒。长期干扰睡眠会造成失眠、疲劳无力、记忆力衰退,以至产生神经衰弱症候群等。在高噪声环境里,这种病的发病率可达50^-60%以上。
(2)噪声对语言交流的干扰 噪声对语言交流的影响,来自噪声对听力的影响。这种影响,轻则降低交流效率,重则损伤人们的语言听力。研究表明,30分贝以下属于非常安静的环境,如播音室、医院等应该满足这个条件。40分贝是正常的环境,如一般办公室应保持这种水平。50-60分贝则属于较吵的环境,此时脑力劳动受到影响,谈话也受到干扰。当打电话时,周围噪声达65分贝则对话有困难;在80分贝时,则听不清楚。在噪声达80-90分贝时,距离约0.15米也得提高嗓门才能进行对话。如果噪声分贝数再高,实际上不可能进行对话。
(3)噪声损伤听觉 人短期处于噪声环境时,即使离开噪声环境,耳朵也会造成短期的听力下降,但当回到安静环境时,经过较短的时间即可以恢复。这种现象叫听觉适应。如果长年无防护地在较强的噪声环境中工作,在离开噪声环境后听觉敏感性的恢复就会延长,经数小时或十几小时,听力可以恢复。这种可以恢复听力的损失称为听觉疲劳。随着听觉疲劳的加重会造成听觉机能恢复不全。因此,预防噪声性耳聋首先要防止疲劳的发生。一般情况下,85分贝以下的噪声不至于危害听觉,而85分贝以上则可能发生危险。统计表明,长期工作在90分贝以上的噪声环境中,耳聋发病率明显增加。
(4)噪声可引起多种疾病 噪声除了损伤听力以外,还会引起其他人身损害。噪声可以引起心绪不宁、心情紧张、心跳加快和血压增高。噪声还会使人的唾液、胃液分泌减少,胃酸降低,从而易患胃溃疡和十二指肠溃疡。一些工业噪声调查结果指出,劳动在高噪声条件下的钢铁个人和机械车间个人比安静条件下的个人循环系统发病率高。在强声下,高血压的人也多。不少人认为,20世纪生活中的噪声是造成心脏病的原因之一。长期在噪声环境下工作,对神经功能也会造成障碍。实验室条件下人体实验证明,在噪声影响下,人脑电波可发生变化。噪声可引起大脑皮层兴奋和抑制的平衡,从而导致条件下反射的异常。有的患者会引起顽固性头痛、神经衰弱和脑神经机能不全等。症状表现与接触的噪声强度有很大关系。例如,当噪声在80-85分贝时,往往很易激动、感觉疲劳,头痛多在颞额区;95-120分贝时,作业个人常前头部钝性痛,并伴有易激动、睡眠失调、头晕、记忆力减退;噪声强到140-150分贝时不但引起耳病,而且发生恐惧和全身神经系统紧张性增高。