基于单片机的环境噪声监测仪的设计毕业论文.docVIP

基于单片机的环境噪声 监测仪的设计 摘 要 第1章 绪论 课题产生的背景 噪声即噪音。是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。 噪声通常是指那些难听的，令人厌烦的声音。噪音的波形是杂乱无章的。从环境保护的角度看，凡是影响人们正常学习，工作和休息的声音凡是人们在某些场合“不需要的声音”，都统称为噪声。如机器的轰鸣声，各种交通工具的马达声、鸣笛声，人的嘈杂声及各种突发的声响等，均称为噪声。噪声污染属于感觉公害，它与人们的主观意愿有关，与人们的生活状态有关，因而它具有与其他公害不同的特点。 主要来源于运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话等。 λ=V/f，V为声速，在空气中V=340m/s），以忽略近场效应。根据经验，近场范围通常取1~2倍的声源特征尺寸。由于现场条件很复杂，当反射和环境噪声比较强时，传声器离被测噪声源可以适当近些；如噪声源强度太大，则可以把测点选得远一些。 测点应布置在被测对象的前后左右及顶部，测点数目视被测对象外形尺寸和声场特性而定，一般不少于5点，即保证每个测量面有一个测点，如图1-1（a）所示。由于声波是呈圆球状辐射的，对于小型机器也可用半球面作为测量表面，此时测点沿圆周均匀布置，一般为5~6个测点。测点距地面高度为0.45r（r为圆周半径），如图1-1（b）所示。 图1-1 噪声测量表面及测点布置 被测对象的噪声级的大小是用各测点的平均声级来表示的。由于声级是一相对量，一般应取对数平均值，但在各测点值相差不大时也可取算术平均值。 当各测点间的最大值与最小值之差小于等于5dB，取算术平均值 （1.1） 当各测点间最大值与最小值之差大于5dB时，取对数平均值。 （1.2） 式中，为各测点的声级测量值，为参考声压。 当逐点测得的声级的变化在5dB到10dB之间，平均声级可近似 （1.3） 当测量声压级或噪声级时，可直接用声级计测量，只需将声级计的计权网络档打到“线性”或相应计权网络即可测得。若要测量峰值声压级，则需要用脉冲声级计（如BK2209、ND6等）来测量。在进行噪声信号的频谱分析时，可用带滤波器的声级计（ND2所携带的倍频程滤波器），其频率分辨力较差。因此在进行噪声频谱分析时，往往将噪声电信号经输出放大器外接频谱分析仪进行分析。 2)声功率级测量 为了更客观地表示仪器设备的噪声源特性，往往需要测量噪声源的声功率级。因为在一定的工作状态下，仪器的声功率级是一个恒量，它不象声压级随距离的改变而改变。但声功率级是不能直接测出的，它是在特定条件下，由测得的声压级计算而得到的。此处仅对常用的自由场法作一简单的介绍。 设是以噪声源为中心，r为半径的球面S上数个测点测出的平均声压级。R应选择得足够大，一般为被测对象尺寸的两倍。设参考面积S0为1㎡，则在自由场中的声功率级为 (1.4) 如仪器放在坚硬的地面上，此时声源以半球面辐射。于是式（1.4）化为 （1.5） 式中，为非标准气压和温度状态时的修正量；按下式求得： （1.6） 式中，，为个测点平均声压；为第个测点的声压；为基准声压。 为了满足自由场条件，此时，距离声源为和两点处的声压级应满足下列关系： （1.7） 当时，，即在自由场中距离加倍，噪声级减少6dB，据此，可以判断声场是否为自由场。 3）声强测量 互普法声强测量技术是80年代才发展起来的。由于声强是矢量，反映了声能流的传递，因而与传统的声压测量相比，声强测量具有一些独特的优点，如进行近场测量时不需要特定的声学环境（消声室、半消声室、混响室），声强具有指向性，能在现场测定机器的声功率和识别声源，并能进行远距离环境噪声监测等。声强测量技术因其巨大的实用价值在国内外引起了广泛重视。 声强测量的基本公式为 （1.8） 式中，——测量点的瞬时声压值（Pa）; ——声音传播方向上质点瞬时速度的投影值（m/s）。 上式中质点的速度与传播方向上的声压梯度的积分成比例，所以质点速度实际上是通过两个相距很近的传声器上的声压来测量的。对来自两个相距很近的传声器