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噪聲檢測(cè)科普|關(guān)于聲壓、聲壓級(jí)的幾個(gè)基本概念的介紹

來(lái)源：職業(yè)病網(wǎng)  2019-4-18 16:33:48

摘要

我想大家對(duì)“分貝（dB）”都很眼熟吧，知道它是一個(gè)表示聲音或噪聲大小的單位。那么它究竟是什么單位呢？這個(gè)大小是怎么測(cè)量的呢？同一個(gè)環(huán)境，有多個(gè)聲源時(shí)，又該怎么計(jì)算呢？有興趣的朋友可以一起來(lái)了解下。

　　我想大家對(duì)“分貝（dB）”都很眼熟吧，知道它是一個(gè)表示聲音或噪聲大小的單位。那么它究竟是什么單位呢？這個(gè)大小是怎么測(cè)量的呢？環(huán)境中同時(shí)存在多個(gè)聲源時(shí)，又該怎么計(jì)算呢？有興趣的朋友可以一起來(lái)了解下。

　　一、聲壓 sound pressure（P）

　　聲波在空氣中傳播的過(guò)程中，引起介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，使空氣產(chǎn)生疏密變化，這種由于聲波振動(dòng)而對(duì)介質(zhì)（空氣）產(chǎn)生的壓力稱(chēng)為聲壓。單位為帕（Pa）或牛頓/米2，1Pa=1N/m2

　　聽(tīng)閾聲壓（聽(tīng)閾）<threshold of hearing>：指剛能讓正常人耳聽(tīng)到的聲壓。例如1000Hz純音的聽(tīng)閾聲壓為20μPa或2×10-5N/m2。同一個(gè)人，不同頻率的聽(tīng)閾可不同。如職業(yè)病噪聲聾早期患者，日常對(duì)話聽(tīng)力沒(méi)什么異常，即語(yǔ)頻聽(tīng)閾正常，但高頻聽(tīng)閾增大，也就是高頻需要更大的聲音才能聽(tīng)見(jiàn)；隨著接觸噪聲的時(shí)間積累，由早期發(fā)展為噪聲聾中期或晚期，這時(shí)語(yǔ)頻聽(tīng)閾也會(huì)提高，日常交流需要對(duì)方提高音量才能聽(tīng)清；嚴(yán)重的甚至需要佩戴助聽(tīng)器。

　　痛閾聲壓（痛閾）<threshold of pain>：聲壓增大到正常人耳產(chǎn)生不適感或疼痛時(shí)的聲壓。1000Hz純音的痛閾為20Pa或20N/m2。

　　因痛閾和聽(tīng)閾相差106倍，在20μPa～20Pa如此寬的范圍內(nèi)，如果用聲壓的絕對(duì)值表示聲音的大小，并據(jù)此對(duì)聲音進(jìn)行分類(lèi)、評(píng)價(jià)實(shí)在太煩瑣，故實(shí)際應(yīng)用中并不用聲壓的大小來(lái)表示聲音的大小，而是用聽(tīng)閾的指數(shù)（或者說(shuō)以聽(tīng)閾為基數(shù)的聲壓的對(duì)數(shù)）來(lái)表示，即聲壓級(jí)，在本文后面會(huì)介紹這個(gè)概念。

　　二、聲強(qiáng) sound intensity（I）

　　聲強(qiáng)表示聲波能量的大小，取決于垂直于聲波傳播方向上單位面積單位時(shí)間通過(guò)的聲能量。單位：W/m2。

　　聲強(qiáng)與聲壓的關(guān)系：當(dāng)聲波在自由場(chǎng)傳播時(shí)，聲壓的平方與聲強(qiáng)成正比關(guān)系，即聲強(qiáng)（I）=聲壓的平方（P2）÷聲特異性阻抗（ρc）。

　　三、聲壓級(jí)

　　聲壓級(jí)，即聲壓的等級(jí)，用對(duì)數(shù)來(lái)表示，單位為分貝（dB）。我們平常所談?wù)摰脑肼暢^(guò)多少多少分貝讓人心情煩躁難以入眠，這個(gè)分貝其實(shí)就是這個(gè)噪聲的聲壓級(jí)，通常用此來(lái)比較聲音的大小。

　　可能有的朋友不知道對(duì)數(shù)是什么，既然本文是科普文，這里就解釋一下“對(duì)數(shù)”，知道的朋友可以跳過(guò)本段內(nèi)容。對(duì)數(shù)是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，或者叫它“指數(shù)”大家更熟悉一些，即幾次方。若an=b（a>0,且a≠1）,n為指數(shù)；寫(xiě)成對(duì)數(shù)形式就是n=logab（a>0,且a≠1），這個(gè)n就是以a為底b的對(duì)數(shù)。指數(shù)和對(duì)數(shù)指的都是n，只是在不同公式中叫法不同。舉個(gè)例子，103=1000，其中指數(shù)為3；log101000=3，即以10為底1000的對(duì)數(shù)是3。

　　具體來(lái)說(shuō)，聲壓級(jí)以聽(tīng)閾為基準(zhǔn)的對(duì)數(shù)值（聽(tīng)閾的指數(shù)，即聽(tīng)閾的幾次方）來(lái)表示。日常生活中，普通談話聲壓級(jí)為60～70dB，載重汽車(chē)聲壓級(jí)為80～90dB。

　　聲壓級(jí)（Lp）=10log（P/P0）2=20log（P/P0）       ——P：被測(cè)聲壓；——P0：基準(zhǔn)聲壓。

　　聲壓與聲壓級(jí)的示例：聽(tīng)閾聲壓～痛閾聲壓范圍為20μPa～20Pa；其對(duì)應(yīng)的聽(tīng)閾聲壓級(jí)～痛閾聲壓級(jí)為0dB～120dB。數(shù)值由2×10-5~20轉(zhuǎn)化為0~120，這樣就很方便我們?nèi)粘?duì)聲音進(jìn)行比較、分類(lèi)、評(píng)價(jià)及管理了。比如工作中噪聲在85分貝以上的，勞動(dòng)者需要佩戴護(hù)聽(tīng)器，每年要進(jìn)行一次職業(yè)健康檢查來(lái)查看聽(tīng)力是否出現(xiàn)損傷以便及時(shí)處理，防止聽(tīng)力受到進(jìn)一步的傷害。

　　因?yàn)?/span>LI=10logI/I0=10log〔（P2／ρc）／（P02／ρc）〕=20log（P／P0），所以，同一聲音無(wú)論用聲壓或聲強(qiáng)，計(jì)算出的聲壓級(jí)或聲強(qiáng)級(jí)的值是一樣的。由于聲強(qiáng)不易測(cè)量且計(jì)算復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用中多測(cè)量聲壓，用聲壓級(jí)（分貝dB）表示。

　　有多個(gè)聲源，聲壓級(jí)應(yīng)該怎么計(jì)算？

　　在生產(chǎn)場(chǎng)所中經(jīng)常有多個(gè)聲源同時(shí)存在，聲源可能相同，也可能不相同，噪聲檢測(cè)時(shí)聲壓級(jí)應(yīng)該怎么計(jì)算？由于聲源的聲壓級(jí)是按照對(duì)數(shù)計(jì)算的，在多個(gè)聲源存在時(shí)，應(yīng)按照對(duì)數(shù)法則相互疊加。

　　聲源相同：L總=L+10logn

　　聲源不相同：將聲源的聲壓級(jí)從大到小排列，按兩兩合成的方法逐一計(jì)算出合成后的聲壓級(jí)。計(jì)算出聲壓差值，從表中查出增值△L；較高聲壓值與△L之和即為合成后聲壓值：L合=L1+△L。

【聲壓級(jí)（dB）相加時(shí)增值△L表】

注意：當(dāng)合成聲壓比其他待計(jì)算聲壓高10dB以上，△L≤0.3，可以不計(jì)。

　　例：三個(gè)不同的聲源L1、L2、L3，聲壓級(jí)分別為90，88，85dB，則此處的聲壓級(jí)一個(gè)怎么計(jì)算？

　　L1-L2=2dB；查表△L=2.1dB，L合=90dB+2.1dB=92.1dB；

　　L合-L3=92.1dB-85dB=7.1dB，查表△L=0.8dB；L總=92.1dB+0.8dB=92.9dB。

　　如想進(jìn)一步討論交流或有其他疑問(wèn)或需要，勞動(dòng)者病人可加QQ群號(hào)：480720515；專(zhuān)業(yè)從業(yè)人員可加QQ群：663924660；如有意加微信群請(qǐng)加微信號(hào)lixiaoyandj，備注“進(jìn)職業(yè)病網(wǎng)交流群”即可。