噪音的传播特性

fashaozg · 发表于 2010-6-5 00:05:21

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噪音的传播特性

噪声源总是体现在一定的空间中，因此必须研究声音在空间中传播的特性，包括声波传播过程中的衰弱、反射、折射、绕射和干涉等现象。传播声波的空间称为声场，声场分自由声场、扩散声场和半自由声场。自由声场是一种理想化的声场，严格地说在自然界中不存在这种声场，但是我们可以近似地将空旷的野外看成是自由声场。在声学研究中为了克服反射声和防止外来环境噪音的干扰，专门创造一种自由声场的环境，它可以用做听力实验，检验各种机器产品的噪音，测量声源的声功率，校准一些电声设备等。扩散声场与自由声场完全相反。在扩散声场中，声波接近全反射的状态。例如，在室内，人听到的声音除来自声源的直达声外，还有来自室内各表面的反射声。如果室内各表面非常光滑，声波传到壁面上会完全反射回来。如果室内各处的声压几乎相等，声能密度也处处均匀相等，那么这样的声场就叫做扩散声场(混响声场)。在声学研究中，可以专门创建具有扩散声场特性的房间，即混响室。它可用来测试声源的声功率和做不同混响时间下语言清晰度试验等。在实际生活中，遇到最多的情况，既不是完全的自由声场，也不是完全的混响声场，而是介于二者之间的半自由声场。根据环境吸声能力的不同，有些半自由声场接近自由声场一些，有的更接近扩散声场。粘贴了平静隔声吸声棉的车体，由于异型吸音槽对车辆噪音的高效抑制，可以有效改善驾驶室的声场。
　　声源发出的噪音在媒介中传播时，其声压或声强将随着传播距离的增加而逐渐衰减。高频声波比低频声波衰减得快，当传播距离较大时其衰减值是很大的，因此高频声波是传不远的。从远距离传来的强噪音如飞机声、炮声等都是比较低沉的，这就是在长距离的传播过程中高频成份衰减得较快的缘故。除了空气能吸收声波外，一些材料例如玻璃、毛毯、泡沫塑料等也会吸收声音，称为吸声材料。当声波通过这些多孔性吸声材料时，由于材料本身的内摩擦和材料小孔中的空气与孔壁间的摩擦，使声波能量受到很大的吸收并衰减，这种吸声材料能有效地吸收入射到它上面的声能。

　　噪音声波在传播过程中经常会遇到障碍物，这时声波将从一个媒质(空气)入射到另一媒质中去。由于这两种媒质的声学性质不同，一部份声波从障碍物表面上反射回去，而另一部份声波则透射到障碍物里面去。利用介质不同的特性阻抗，可以达到减噪目的。例如，在室外测量噪音时，坚硬的地面、公路和建筑物表面都是反射面，如果在反射面上铺以吸声材料，那么反射的声能将减少。由于声波的反射特性，在室内产生的某一噪音会从墙面、地面、天花板上及室内各种不同物体上多次反射，这种反射声的存在使得噪声在室内的声压级比在露天中相同距离上的声压级要提高 10～15dB 。为了降低室内反射声的影响，在房间的内表面覆盖一层吸声性能良好的材料，就可以大大降低反射声，从而使整体噪音得到减弱，类似的情况体现在车辆上，驾驶室是一个缩小的房间，车辆复杂的噪音作用体现在驾驶室就可以看作是一个噪音源，平静隔声吸声棉在粘贴过程中总是把带有异型吸音槽的一面朝向车内，正是最大限度的降低车身双层隔板之间以及驾驶室内部噪音的反射，同时对噪音起到高效的过滤吸收作用。

　　声波在传播途中遇到不同介质的分界面时，除了发生反射外，还会发生折射，声波折射时传播方向将改变。此外，声波还会产生绕射现象。绕射现象与声波的频率、波长及障碍物的大小都有关系。如果声波的频率比较低、波长较长，而障碍物的大小比波长小得多，这时声波能绕过障碍物，并在障碍物的后面继续传播，如果声波的频率比较高，波长较短，而障碍物又比波长大得多，这时绕射现象不明显。在障碍物的后面声波到达得就较少，形成一个明显的影区。绕射现象在噪音控制中得到了应用。隔声屏障常被用来减弱高频噪音的影响，在幅射噪音的机器和工作人员之间，放置一道声屏障，就可减弱高频噪音，屏障的高度愈高、面积愈大，降噪效果就愈好，如果在屏障上再覆盖一层吸音材料则效果更好。平静引擎盖防护垫正是利用这种原理起到降噪作用，发动机在引擎盖下方，因此无需增加声屏障的高度，只要在引擎盖上粘贴平静引擎盖隔声隔热棉，其两倍于隔音面积的吸音表面就会有效降低发动机传向引擎盖方向的噪音，使站在引擎舱一侧的人会明显感觉到发动机噪音的降低。

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