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如何有效控制噪聲?

  • 發布日期:2017-05-12
 
隨著現代工業迅速的發展,噪聲已成為污染環境的公害之一。噪聲對環境的污染和其他環境污染不同,聲源在空氣中發射的彈性波,對人的干擾是局部性的,它在環境中不積累、不持久,野不遠距離傳輸,而且當聲源停止發聲后,噪音立即消失,只有當聲源、聲音傳播的途徑和聽者三者都同時存在,才對聽者形成干擾,因此治理噪聲必須從聲源(振動物體)、傳播途徑和接受者這三方面去考慮,既要對這三部分分別進行研究,又必須把這三部分作為一個整體,綜合來考慮。噪聲控制系統既要滿足降噪量的要求,有要符合技術經濟指標的合理性。
 
噪聲控制的一般原則


1. 噪聲源的控制

在噪聲源處降低噪聲是噪聲控制的最有效方法。通過研制和選擇低噪聲設備,改進生產加工工藝,提高機械零部件的加工精度和裝配技術,合理選擇材料等,都可達到從噪聲源控制噪聲的目的。

(1) HELIXUANZECAILIAOHEGAIJINJIXIESHEJIJIANGDIZAOSHENG。

(2) 改進工藝和操作方法降低噪聲。例如,用低噪聲的焊接代替高噪聲的鉚接;用液壓代替高噪聲的錘打等。

(3) 減小激振力降低噪聲。在機械設備上作業的過程中,盡量減小或避免運動的零部件的沖擊和碰撞,盡量提高機械和運動部件的平衡精度。減小不平衡離心慣性力和往復慣性力,從而減小激振力,使機械運轉平穩,噪聲降低。

(4) 提高運動零部件間的接觸性能。如盡量提高零部件的加工精度及表面精度,選擇合適的配合,具有良好的潤滑,減少摩擦和振動。

(5) 降低機械設備系統噪聲輻射部件對欲振件的響應,盡量避免共振發生,適當提高機械結構的動剛度,提高機器零部件的加工和裝配精度。

 

2. 嗓聲傳播途徑的控制

由于目前的技術水平、經濟等方面的原因,無法把噪聲源的噪聲降到令人滿意的程度,就可考慮在噪聲傳播途徑上控制噪聲。在總體設計上采用鬧靜分開的原則控制噪聲,例如,將機關、學校、科研院所與鬧市區分開;鬧市區與居民區分開;工廠與居民兀分開;高噪聲車間與辦公室、宿舍分開;高噪聲的機器與低噪聲的機器分開。這樣利用噪聲的自然衰減特性,減少噪聲污染面,還可因地制宜,利用地形、地物,如山丘、土坡或已有的建筑設施降低噪聲的作用。
 

另外,綠化不但能改善環境,而且具有降噪作用。種植不同的樹木,使樹疏密及高低合理配置,可達到良好的降噪效果。當利用上述方法仍達不到降噪要求時,就需要在噪聲的傳播途徑上直接采取聲學措施,包括吸聲、隔聲、消聲、減振和隔振等常用噪聲控制技術。

 

吸聲:江苏快三开奖结果利用吸聲材料或結構降低廠房、室內反射聲,如懸掛吸聲體等可減噪4~10dB。

隔聲:利用隔聲結構將噪聲源和接受點隔開,常用的有隔聲罩、隔聲間和隔聲屏。可減噪10~40 dB。

消聲:利用阻性、抗性、小孔噴注和多孔擴散等原理,消減氣流噪聲,可減噪15~40 dB。

減振:江苏快三开奖结果利用內摩擦耗能大的阻尼材料涂在振動件表面以減少振動,可減噪5~15dB。

隔振:把具有振動的設備與基礎的剛性接觸改為彈性接觸,隔絕固體聲傳播。如彈性基礎或各種彈性元件,可減噪5~25dB。

 

3. 噪聲接受點采取防護措施

在其他技術措施不能有效地控制噪聲,或者只有少數人在噪聲環境下工作時,控制噪聲的最后一環是接受點的防護,即個人防護。個人防護是一種既經濟又實用的有效方法,特別是從事鉚焊、冷作、沖擊、風動、試炮以及機器設備較多,自動化程度較高的車間,就必須采取個人防護措施。

(1) 對聽覺和頭部防護。對聽覺的防護主要是耳塞、耳罩、防聲頭盔和防聲棉。耳塞是插在人外耳道的護耳器。主要有預模式耳塞、泡沫塑料耳塞和人耳膜耳塞三種。它們的隔聲量多在15~27dB。良好的耳塞應具有隔聲性能好,佩截舒適方便,無毒性,不影響通話和經濟耐用等特點。

耳罩是將整個耳廓封閉起來的護耳裝置。它是根據隔聲原理,阻擋外界噪聲向人耳內傳送而起到護耳作用。耳罩主要由硬塑料、硬橡膠、金屬扳等制成,由左右兩個殼體、泡沫塑料外包聚氯乙烯薄膜制成的密封墊圈、弓架以及吸聲材料四部分組成。其平均隔聲值在15~25dB,高頻可達30dB。耳罩的缺點是體積大,在炎熱夏季或高溫環境中佩截較悶熱。
 

強噪聲對人的頭部神經系統有嚴重危害。為了保護頭部免受噪聲危害,常采用戴防聲帽的方法。防聲帽有軟式和硬式兩種。軟式防聲帽由人造革帽和耳罩組成,耳罩可以根據需要放下和翻到頭上,這種帽子戴上較舒適。硬式防聲帽是由玻璃鋼制作的外殼,殼內緊貼一層柔軟的泡沫塑料,兩邊裝有耳罩。防聲帽隔聲量一般在30~50 dB,其缺點是體積較大,夏天悶熱。
 

防聲棉是一種塞人耳道的護耳道專用材料。它是纖維直徑為1~3μm的超細玻璃棉經化學處理制成,外形不定,使用時用手捏成錐形**耳道即可。防聲棉的隔聲量隨頻率增高而增加,隔聲量為15~20dB。

 

(2) 人的**防護。當噪聲超過140dB以上時,不但對聽覺、頭部有嚴重的危害,而且對**、腹部各器官也有極嚴重的危害,尤其對心臟。因此,在極強噪聲的環境下,要考慮**防護。防護衣由玻璃鋼或鋁板內襯多孔吸聲材料組成,可以防噪,防沖擊聲波,對胸、腹部起到保護作用。

噪聲的主動控制

噪聲主動控制又稱有源噪聲控制技術,是根據聲波相消干涉的原理實施的。先探側所不需要的一次聲場,通過信號分析和一系列運算處理后,推動激勵器(如喇叭)產生與一次聲場幅值相等、相位相反的二次聲場去抵消一次聲場,達到消聲的目的。

早在1936年德國人Paul Lueg在他申請的一次專利中描述了在管道中主動產生一聲波去抵消不需要的噪聲。控制原理如圖1所示,這就是最早的噪聲主動控制的概念。
 

從原理上說聲場抵消技術是可行的,但因聲場環境復雜,噪聲源聲場隨時間起伏較大且頻譜多變,加上控制技術的約束,在很長一段時間內噪聲主動控制研究的進展不大。直到20世紀70年代,隨著計算機技術和信號處理技術的發展,才促進了噪聲主動控制技術的快速發展,在管道消聲和局部空間消聲方面取得了很大的進展。

 

到了20世紀80年代中期又提出了噪聲主動控制新技術——改變聲源特性技術,即加入一個與原聲源極性相反、強度相等的新聲源,使新聲源與原聲源組成一個復合聲源,這個復合聲源相當與偶極子,其幅射功率將小得多,尤其在低頻段。用改變聲源特性代替聲場抵消,其優點是針對性強,低頻效果好,在降噪的同時可以保證語言信號的傳輸,所需設備體積小,重量輕,有可能實現在大空間內的噪聲控制,因此這一技術發展很快。
 

目前,噪聲主動控制技術正向兩個方面發展。一是理論研究,如有限空間聲場的控制,薄板彎曲振動主動控制,流體力學過程中的非穩定性主動控制和分布聲場的主動控制等;二是實際應用,如將比較成熟的管道主動消聲器應用于空調系統的送排風管道和發動機的進出氣口消聲,研制能消除噪聲但同時可以傳輸語言信號的護耳器,實施對簡單的分離譜噪聲源(如變壓器噪聲等)和一些重復性噪聲的主動控制。

 

噪聲主動控制方法的理論分析已日趨成熟,但在實際應用中存在許多困難,如需要大量的二次聲源,特別在控制高頻噪聲時更明顯。另一方面還會產生附加的其他噪聲,造成控制溢出現象。

 

 

近年來,隨著智能材料的出現,為機械結構噪聲的主動控制帶來了生機。用智能材料構成的智能結構系統可以自動感知環境及結構內部狀態的變化,自主判斷此變化對結構整體的飛影響程度,并主動調整結構自身狀態參量去適應環境狀態。在實際產生噪聲的結構中嵌入智能材料做成的執行器及傳感器,控制輸入直接加于結構本身,則可以根據結構的振動情況予以抑制,從而達到主動降噪的目的。由于智能結構系統與傳統的被動及主動降噪相比具有內部緊湊、重量輕和自適應等特點,發展前景遠大,它將在噪聲控制中得到廣泛應用。

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