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2.噪聲的主觀量度：響度、響度級、等響曲線

人耳感覺到的聲音的強弱不僅與聲壓有關，而且還與聲音的頻率有關。例如，頻率為1000Hz而聲壓級為40db的聲音，聽起來與頻率為30Hz而聲壓級為75db的聲音一樣“響”!當聲音的頻率發(fā)生變化時，聽閾和痛域的聲壓級將隨之變化。

響度或響度級就是根據(jù)人耳的特性，仿照聲壓級的概念引出的與頻率有關的反映主觀感覺的量。要確定噪聲的響度，選用頻率為1000Hz的純音作為基準音，調(diào)節(jié)1000Hz純音的聲壓級，使它和所要確定的噪聲聽起來有同樣的響度，則該噪聲的響度級就等于這個純音的聲壓級(dB)值，單位為方(Phon)。

在各個頻率下對人的聽力進行試驗，試驗得出的曲線即為等響曲線。

1.縱坐標是聲壓級，橫坐標是頻率。

2.同一條曲線上的各點，雖然代表著不同頻率和聲壓級，但其響度相同，故稱等響曲線。

3.將各個頻率下剛剛能夠聽到的相同響度的聲壓級相連而得到的曲線，即為聽閾曲線，其響度規(guī)定為0，所以聽閾曲線也稱為零方響度線。

4.同理，將不同頻率時，痛閾的聲壓級和頻率關系曲線稱為痛閾曲線，也稱為120方響度線。

5.在聽閾和痛閾之間，共有13個響度級，其響度分別為 0、10、20、30 ┉┉ 110、120。

6.每條等響曲線所代表的響度級(方)的大小，由該曲線在1000Hz時的聲壓級確定。

(二)噪聲測量儀器

噪聲測量中，最常使用的儀器是傳聲器和聲級計。

1.傳聲器：它的作用是將聲能轉換成電能。通常用膜片作為接受器來感受聲壓，將聲壓的變化變成膜片的振動。根據(jù)膜片感受聲壓情況的不同，傳聲器可分為三類：壓強式傳聲器，其膜片的一面感受聲壓;壓差式傳聲器，其膜片的兩面均感受聲壓，引起膜片振動的力取決于膜片兩面壓差的大小;壓強和壓差組合式傳聲器。在噪聲測量中常用壓強式傳聲器。

根據(jù)膜片振動轉換成電能的方式，傳聲器也可分為三類。其中，電容式傳聲器具有較多優(yōu)點，因此噪聲測量中使用的精密和標準聲級計大部分采用電容式傳聲器;普通聲級計一般采用壓電式傳聲器;動圈式傳聲器已很少使用。

(1)電容傳聲器

電容傳聲器的基本結構是一個電容器。在極化電壓、負載不變的情況下，輸出交變電壓的大小和波形由作用在膜片上的聲壓決定。電容傳聲器屬于能量控制型傳感器。

電容傳聲器靈敏度高，動態(tài)范圍寬;輸出特性穩(wěn)定，對周圍環(huán)境的適應性強，在-50°C～150°C的溫度范圍內(nèi)和0～100%的相對濕度下，性能變化小;電容傳聲器的外形尺寸也比較小。

(2)壓電傳聲器由具有壓電效應的晶體來完成聲電轉換，屬于能量轉換型傳感器。

壓電傳聲器具有結構簡單、成本低、輸出阻抗低、電容量大(可達1 000pF)、靈敏度較高等優(yōu)點。但性能受溫度、濕度影響較大。

2.聲級計

聲級計是噪聲測量中使用最為廣泛、最簡便的儀器。它不僅用來測量聲級，還能與各種輔助儀器配合進行頻譜分析、記錄噪聲的時間特性和測量振動等。

聲級計按其用途分為一般聲級計、脈沖聲級計、積分聲級計和噪聲暴露計(噪聲劑量計)等。

聲級計按其精度分為：

0型聲級計(實驗室用標準聲級計)。

1型聲級計(一般用途的精密聲級計)。這種聲級計選用電容傳聲器，指示精度高，可配用帶通濾波器進行頻譜分析，其輸出可直接送入記錄器。

2型聲級計(一般用途聲級計)。

3型聲級計(普及型聲級計)。這種聲級計對傳聲器的要求不高，全機動態(tài)范圍較窄，一般不與帶通濾波器連用，適用于測量精度要求不高的場合。

聲級計按其體積分為臺式聲級計、便攜式聲級計和袖珍式聲級計。

聲級計的工作原理是：被測的聲壓信號通過傳聲器轉換成電壓信號，該電壓信號經(jīng)衰減器、放大器以及相應的計權網(wǎng)絡(或外接濾波器)，或輸入外接的記錄儀器，或者經(jīng)過均方根值檢波器直接推動以及分貝標定的指示表頭。

計權網(wǎng)絡是基于等響曲線設計出的濾波線路，分為A、B、C、D四種。通過計權網(wǎng)絡測得的聲壓級稱為計權聲壓級。

對應四種計權網(wǎng)絡測得的聲壓級分別稱為A聲級(LA)、B聲級(LB)、C聲級(LC)和D聲級(LD)，分別記為dB(A)、dB(B)、dB(C)和dB(D)。

圖9-12所示為聲級計中常用的A、B、C計權網(wǎng)絡的頻率特性。

A、B、C計權網(wǎng)絡分別近似地模擬了40方、70方、100方三條等響曲線。三種計權網(wǎng)絡對低頻噪聲有不同程度的衰減，A衰減最強，B次之，C最弱。

其中，A計權網(wǎng)絡除對低頻噪聲衰減最強外，對高頻噪聲反應最為敏感，這正與人耳對噪聲的感覺(對低頻段即500Hz以下不敏感，而對1000～5000Hz聲音敏感)相接近。故在對人耳有害的噪聲測量中，都采用A聲級作為評定標準。D計權網(wǎng)絡是專門為飛機噪聲測量設計的。

圖9-12 A、B、C計權網(wǎng)絡的衰減曲線

3.聲級計的校準。聲級計的校準。由于環(huán)境的影響，聲級計的讀數(shù)會產(chǎn)生偏差，另外聲級計的關鍵部件傳聲器有時也會出現(xiàn)不穩(wěn)定。為減小偏差，保證噪聲的測量精度和測量數(shù)據(jù)的可靠性，按規(guī)定每次測量開始和結束都要進行校準，兩次差值不應大于1dB。

有多種校準方法，例如活塞發(fā)生器校準法，這是一種現(xiàn)場常用的精確、可靠且簡便的方法。

除此之外，還有揚聲器校準法、互易校準法、靜電激勵校準法、置換法等。

(三)故障的噪聲識別方法

設備通常包括很多運動零部件，這些運動著的零部件都可能產(chǎn)生振動，發(fā)出聲波。這些不同聲強、不同頻率的聲波無規(guī)律的混合便形成噪聲。噪聲是設備的固有信息，它的存在不等于存在故障。只有描述其特性的特征參數(shù)發(fā)生變化，而且這種變化越越過一定的范圍，才能判斷可能發(fā)生了故障。因此，可以根據(jù)噪聲信號的特征量制定一定限值作為有無故障的標準，來對是否存在故障進行判斷。但要識別故障的性質(zhì)，確定故障的部位及故障程度，就需對提取的噪聲信號做頻譜分析。

利用噪聲(或振動)信號特征參數(shù)的變異及其程度進行故障判斷有三種標準，即絕對標準、相對標準和類比標準。

在絕對標準中，利用測取的噪聲信號的特征量值與標準特征量值進行比較;

在相對標準中，利用測取的噪聲信號的特征量值與正常運行時的特征量值進行比較;

在類比標準中，利用同類設備在相同工況條件下的噪聲信號的特征量值進行比較。

三、溫度測量法

通過溫度測量可以找出機件的缺陷并能診斷出各種由熱應力引起的故障。不僅如此，溫度測量法還可以彌補射線、超聲、渦流等無損探測法(后面有述)的不足，用來探測機件內(nèi)部的各種故障隱患。研究和應用實例表明，溫度測量法是目前故障診斷中的一項十分實用而有效的診斷方法。

(一)測溫儀表

1.接觸式測溫裝置：測溫元件與被測對象直接接觸，通過熱交換進行測溫。

(1)熱電偶。熱電偶是廣泛應用于各種設備溫度測量的一種傳統(tǒng)溫度傳感器。熱電偶與后續(xù)儀表配套可以直接測量出0°C～1800°C范圍內(nèi)液體、氣體內(nèi)部以及固體表面的溫度。

熱電偶具有精度高，測量范圍寬，便于遠距離和多點測量等優(yōu)點。

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（責任編輯：中大編輯）

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