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        噪聲檢測

        名稱:噪聲檢測

        詳細信息

        噪聲監測是對干擾人們學習、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。噪聲監測結果析噪聲污染的現狀及變化趨勢,也為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。噪聲監測的結果用于分析噪聲污染的現狀及變化趨勢,也為噪聲污染的規劃管理和綜合整治提供基礎數據。

        噪聲又稱雜音,屬于隨機信號,可用統計學方法加以描述,即其統計量是可測的。噪聲存在于一切電子系統中,嚴重地影響通信系統接收微弱信號的能力,即影響通信的質量。

        噪聲測量包括兩個內容:對噪聲統計特性的測量和利用噪聲作為測試信號的測量。

        統計特性的測量

        噪聲統計特性的測量屬于幅度域測量,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量。通信線路噪聲的測量,就是在規定帶寬內,噪聲均方值(功率)或均方根值(有效值)的測量。隨機信號電壓的測量與確知信號電壓的測量不同:①必須注意電壓表的檢波特性,有效值電壓表是測量噪聲電壓比較理想的儀表,這種電壓表的讀數與被測電壓的均方根值成正比,與被測電壓的波形無關,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,采用均值電壓表測量高斯白噪聲,必須將讀數乘上修正因數1.13。②帶寬準則。噪聲功率正比于系統的帶寬,選用的電壓表其帶寬應遠大于被測系統的噪聲帶寬,否則,將會損失噪聲功率,使測量結果偏低。一般要求電壓表的3dB帶寬△f3db大于8~10倍的噪聲帶寬。③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為。以測量確知信號正弦波為例,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)為有效值的倍,若放大器的動態范圍足夠,不會產生測量誤差。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態范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。由于噪聲電壓的峰值是隨機的,即其波峰因數也是隨機的,所以,只能用統計學方法來定量描述峰值大于有效值的概率,以高斯白噪聲為例,其峰值是波峰因數大于4.4出現的概率為0.001%。所以,若電壓表的滿度波峰因數大于4.4,那么,用來測量高斯白噪聲是足夠的,因為,這時電壓表只對出現概率小于0.001%的那些高峰值不予計及(被放大器削波),分析指出,由此產生的測量誤差為-0.05%。④電話電路的噪聲測量,宜加衡重(加權)網絡,以模擬人耳的接收狀況,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。最后,要考慮測量時間的影響,噪聲電壓測量實質上是求平均值的過程,求平均應在無限的時間內進行,在有限時間內測量噪聲只能得到平均值的估計值,這種誤差本身是一個隨機變量,會使表針產生抖動。在電路上可增大RC電路的時間常數來使抖動平滑掉,故測量時需要一定時間。

        作為測試信號的測量

        噪聲作為測試信號的測量是用噪聲作為測試信號可實現系統的廣譜和動態測量。一般采用高斯白噪聲作為測試信號,其概率密度函數是高斯型的(服從正態分布),其功率密度譜是平直的(在遠寬于所研究的頻帶內)。例如在多路載波復用系統中,進行噪聲負載測試,以估計出系統內由交調失真和因其它信道中通活而引起的寄生背景噪聲。通過在系統中加白噪聲來模擬所有信道中的實際通活,并通過一個帶阻濾波器使被測信道保持在空閑狀態。然后,在接收端用一個帶通濾波器來測量空閑信道的背景噪聲,以模擬系統的實際工作狀態。

        噪聲的常用監測指標包括:噪聲的強度,即聲場中的聲壓;噪聲的特征,即聲壓的各種頻率組成成分。

        噪聲的監測注意事項

        (1)測量儀器。所有測量儀器均應符合相應標準,使用前必須校準。①測量噪聲級時,使用精密和普通聲級計,如需測量噪聲頻譜,需要聲級計上佩帶濾波器;②測量等效聲級時,使用積分聲級計;③測量脈沖噪聲則使用脈沖聲級計;④測量聲強或分析噪聲信號時使用聲強計、實時分析儀等。

        (2)測量條件。①測量中要考慮背景噪聲的影響。當所測噪聲高出背景噪聲不足10dB時,應按規定修正測量結果;當所測噪聲高出背景不足3dB時,測量結果不能作為任何依據,只能作為參考。②當環境天氣風速大于四級時,應停止室外測量。③測量時要避免高溫、高濕、強磁場、地面和墻面反射等因素的影響。

        (3)讀取法。①穩態噪聲用慢擋讀取指示值或等效聲級。②周期性變化噪聲用快擋讀取最大值并讀取隨時間變化的噪聲值,也可以測量等效聲級。③脈沖噪聲讀取其峰值和脈沖保持值或測量等效聲級。④無規則變化噪聲應測量若干時間段內的等效聲級及每個時間段內的最大值。

        (4)測量位置(主要指測量傳聲器所在位置)。

        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,離地面的高度大于1.2m以上,必要而有可能時置于高層建筑上,以擴大可監測的地域范圍。但每次測量其位置、高度保持不變。使用監測車輛測量,傳聲器最好固定在車頂上。

        ②建筑物附近的戶外測量。這些測量點應在暴露于所需測試的噪聲環境中的建筑物外進行。若無其他規定,測量位置最好離外墻1~2m處,或全打開的窗戶前面0.5m(包括高樓層)。

        ③建筑物內的測量。這些測量應在所需測試的噪聲影響的環境中建筑物內進行。測量位置最好離墻面或其他反射面至少1m,離地面1.2~1.5m,離窗1.5m處。

        (5)測量時間。

        ①時間段的劃分。測量時間分為:晝間和夜間兩部分。晝間還可以分為: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。一般采用短時間的取樣方法來測量。白天選在工作時間范圍內(如8:00~12:00和14:00~18:00);夜間選在睡眠時間范圍內(如22:00~5:00)。

        ②測量日的選擇。測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量或長期連續測量。

        詳細測量方法參見《聲學環境噪聲的描述、測量與評價第一部分:基本參量與評價方法》(GB/T3222.1—2006/ISO1996—1:2003)、《聲學環境噪聲的描述、測量與評價第二部分:環境噪聲級測定》(GB/T3222.2—2009)、《工作場所物理因素測量第8部分:噪聲》(GBZ/T189.8—2007)

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