CN101901597A - 结构传递噪声和结构透射噪声的分离方法 - Google Patents

结构传递噪声和结构透射噪声的分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及噪声控制领域，尤其涉及一种选择降噪手段的方法。一种结构传递噪声和结构透射噪声的分离方法，包括以下步骤：步骤一、在噪声源设备附近设置声学测量仪器，准备两块不同的隔声材料；步骤二、直接测量噪声源发出的原始噪声声功率级Lw0；步骤三、选用两块隔声材料，分三次隔声测量噪声声功率级；步骤四、计算得到原始结构透射噪声声能量Wt0；步骤五、计算原始结构传递噪声声能量Wv和原始结构透射噪声声能量Wt0在原始噪声声能量W0中所占的比重，选择相应的降噪手段。本发明结构传递噪声和结构透射噪声的分离方法，该方法在不影响结构传递噪声的前提下对声源的结构透射噪声和结构传递噪声进行分离，精确分辨出噪声的构成，以准确选择所采用的降噪手段，提高降噪效果。

Description

结构传递噪声和结构透射噪声的分离方法
技术领域
本发明涉及噪声控制领域，尤其涉及一种选择降噪手段的方法。
 
背景技术
设备运行时不可避免的会产生一定强度的噪声，噪声污染会干扰他人正常工作、生活，并会造成烦恼、激动、易努、甚至失去理智等心理影响。现在人们都已经认识到了噪声的危害，所以各国都对噪声制定了相关标准。大多数设备上也都进行了降噪处理，但是现有的噪声工程师一般都是凭借工程经验采取相应的措施以进行噪声控制，并没有对噪声进行分类，以便于使用针对性的降噪策略，提高噪声控制的效果。
 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构传递噪声和结构透射噪声的分离方法，该方法在不影响结构传递噪声的前提下对声源的结构透射噪声和结构传递噪声进行分离，精确分辨出噪声的构成，以准确选择所采用的降噪手段，提高降噪效果。
本发明是这样实现的：一种结构传递噪声和结构透射噪声的分离方法，包括以下步骤：
步骤一、在噪声源设备附近设置声学测量仪器，准备两块不同的隔声材料，并将噪声源发出的噪声定义分为结构传递噪声和结构透射噪声，结构传递噪声声能量为
Figure 2010102287084100002DEST_PATH_IMAGE001
、结构透射噪声声能量为
Figure 272059DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤二、直接测量噪声源发出的原始噪声声功率级
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
步骤三、选取两块隔声材料后分别进行如下操作，将一块隔声材料隔挡在噪声源与声学测量仪器之间后用声学测量仪器测量得到第一噪声声功率级，将另一块隔声材料隔挡在噪声源与声学测量仪器之间后用声学测量仪器测量得到第二噪声声功率级
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，将两块隔声材料顺次同时隔挡在噪声源与声学测量仪器之间后用声学测量仪器测量得到综合噪声声功率级
Figure 266746DEST_PATH_IMAGE006
；
步骤四、由
Figure 692786DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 893960DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 539705DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 789421DEST_PATH_IMAGE006
通过公式(1)计算可得原始噪声声能量W0、第一噪声声能量W1、第二噪声声能量W2、综合噪声声能量W3；
Figure DEST_PATH_IMAGE007
   (i=0、1、2、3)               (1)
并计算得到三次安放隔声材料时的噪声声能量插入损失D1、D2、D3；
Figure 400793DEST_PATH_IMAGE008
               (2)
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为原始结构透射噪声声能量
D 3 = D 1 + D 2                                                              (3)
将式(2)带入上式(3)可得到：
Figure 772868DEST_PATH_IMAGE010
Figure DEST_PATH_IMAGE011
                  (4)。
还包括选择降噪手段的步骤，步骤五、计算原始结构透射噪声声能量
Figure 968226DEST_PATH_IMAGE009
在原始噪声声能量
Figure 21633DEST_PATH_IMAGE012
中所占的比重，当
Figure 439843DEST_PATH_IMAGE009
所占比重小于50％时主要采用优化噪声源设备的结构降低噪声，当
Figure 982820DEST_PATH_IMAGE009
所占比重大于50％时主要采用对噪声源设备隔声的手段降低噪声。
所述的声学测量仪器为声级计或声强计。
本发明结构传递噪声和结构透射噪声的分离方法，该方法在不影响结构传递噪声的前提下对声源的结构透射噪声和结构传递噪声进行分离，精确分辨出噪声的构成，以准确选择所采用的降噪手段，提高降噪效果。
 
附图说明
图1为封闭结构中的噪声源传播噪声示意图；
图2为实施例1中汽车的发动机对驾驶室的噪声传播示意图；
图1、2中波纹图形为结构透射噪声、箭头图形为结构传递噪声；
图3a为初始声能传递示意图；
图3b为第一块隔声材料隔挡后的声能传递示意图；
图3c为第二块隔声材料隔挡后的声能传递示意图；
图3d为两块隔声材料都隔挡后的声能传递示意图；
图中：1噪声源、2发动机、31第一隔声材料、32第二隔声材料、4外壳。
  
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
在本发明中将噪声在传递过程中通过空气作为介质直接透射将声能量传递到外界的噪声定义为结构透射噪声；将与噪声源联接的固体介质传递到外界的噪声定义为结构传递噪声。
如图1所示，在一个封闭结构中的噪声源向外传递噪声时可将该噪声分成结构透射噪声和结构传递噪声两类，这两类噪声的产生原因和消音方法不同，在进行降噪处理时只有正确区分出了这两类噪声各自所占的比重，才能选出最合适的降噪手段，事半功倍。
一种结构传递噪声和结构透射噪声的分离方法，包括以下步骤：
步骤一、在噪声源设备附近设置声学测量仪器，准备两块不同的隔声材料，并将噪声源发出的噪声定义分为结构传递噪声和结构透射噪声，结构传递噪声声能量为
Figure 337578DEST_PATH_IMAGE001
、结构透射噪声声能量为
Figure 194675DEST_PATH_IMAGE002
；所述的声学测量仪器为声级计、声强计或其它可用于测量噪声的分析仪等。在本实施例中选用的是丹麦B&K公司3560C型号的PULSE多分析系统。
步骤二、如图3a所示，噪声源设备发出的初始噪声声能量W经噪声源自身隔声后由声学测量仪器直接测量得到原始噪声声功率级；
步骤三、分别进行如下操作，如图3b所示，在外壳4外部紧贴外壳4设置第一隔声材料31，第一隔声材料31隔挡在噪声源1与声学测量仪器之间，并用声学测量仪器测量得到第一噪声声功率级
Figure 166622DEST_PATH_IMAGE004
；如图3c所示，在外壳4内部紧贴外壳4设置第二隔声材料32，第二隔声材料32隔挡在噪声源与声学测量仪器之间，并用声学测量仪器测量得到第二噪声声功率级
Figure 211938DEST_PATH_IMAGE005
；如图3d所示，在外壳4外部紧贴外壳4设置第一隔声材料31，在外壳4内部紧贴外壳4设置第二隔声材料32，将第一、二隔声材料31、32顺次隔挡在噪声源与声学测量仪器之间，并用声学测量仪器测量得到综合噪声声功率级
Figure 669464DEST_PATH_IMAGE006
；选用隔声材料对噪声源进行隔声时应尽量确保隔声材料不影响原噪声源自身的隔声特性。
步骤四、由
Figure 280574DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 368616DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 258818DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 520035DEST_PATH_IMAGE006
通过公式(1)计算可得原始噪声声能量W0、第一噪声声能量W1、第二噪声声能量W2、综合噪声声能量W3；
Figure 985652DEST_PATH_IMAGE007
   (i=0、1、2、3)               (1)
由能量守恒，可知 W 0=W t0+W v      在本发明的方法中噪声源设备的结构一直无变化，所以结构传递噪声声能量
Figure 244595DEST_PATH_IMAGE001
为定值。
并计算得到三次安放隔声材料时的噪声声能量插入损失D1、D2、D3；因该损失全都是由结构透射噪声的损失产生的，所以有
Figure DEST_PATH_IMAGE013
 (j=1、2、3，i=0、1、2)  (5)
Figure 625023DEST_PATH_IMAGE014
                  (i=0、1、2)         (6)
将公式(6)代入公式(5)可得到：
Figure 362035DEST_PATH_IMAGE008
              (2)
式中：
Figure 947737DEST_PATH_IMAGE009
为原始结构透射噪声声能量
    又因为同时使用隔声材料时对隔声作用不存在耦合关系，所以有
D 3 = D 1 + D 2                                                               (3)
将式(2)带入上式(3)可得到原始结构透射噪声声能量
Figure 502215DEST_PATH_IMAGE009
为：
Figure 44972DEST_PATH_IMAGE010
Figure 585675DEST_PATH_IMAGE011
                  (4)
原始结构传递噪声声能量
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为：
                   
Figure 353780DEST_PATH_IMAGE015
＝-
Figure 480185DEST_PATH_IMAGE009
步骤五、计算原始结构透射噪声声能量
Figure 122781DEST_PATH_IMAGE009
在原始噪声声能量
Figure 683075DEST_PATH_IMAGE012
中所占的比重，当
Figure 251460DEST_PATH_IMAGE009
所占比重小于50％时主要采用优化噪声源设备的结构或采取/加强隔振措施以降低噪声，当所占比重大于50％时主要采用对噪声源设备增加隔声（如：加大隔声层厚度、增加一层隔声材料、将隔声材料更换成高密度材料和/或敷设吸声材料等）的手段以降低噪声。
原始结构透射噪声声能量
Figure 973352DEST_PATH_IMAGE009
的比重
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为：
Figure 450470DEST_PATH_IMAGE018
当
Figure 393018DEST_PATH_IMAGE017
>50%时，说明结构透射噪声为主要噪声源；反之
Figure 893269DEST_PATH_IMAGE017
<50%时，说明结构传递噪声为主要噪声源。
在实际工作中，如图2所示，对汽车的驾驶室进行噪声分离时发现，发动机2是主要的噪声振动源之一，一方面，发动机2发出的结构噪声（振动）通过悬置到车架，以振动传递的形式激励驾驶室周壁，向驾驶室辐射噪声，这部分即为结构传递噪声；另一方面发动机2发出的空气噪声直接透射到驾驶室内，这部分即为结构透射噪声。使用本发明的方法检测到某一车辆驾驶员耳旁噪声为73dB(A),计算求得其中结构透射噪声约占1/4, 结构透射噪声约占3/4；针对该车结构透射噪声为主选用的降噪方案为在发动机和驾驶室之间增加了一层隔声材料；再次使用本发明的方法检测到该车辆驾驶员耳旁噪声为69dB(A),计算求得其中结构透射噪声约占2/3, 结构透射噪声约占1/3；针对此时该车结构传递噪声为主选用的降噪方案为优化悬置结构和参数。第3次使用本发明的方法检测到该车辆驾驶员耳旁噪声为67.5dB(A),计算求得其中结构透射噪声和结构透射噪声约各占1/2。总降噪量约5.5 dB(A)，降噪效果理想。

Claims (3)

1.一种结构传递噪声和结构透射噪声的分离方法，包括以下步骤：
步骤一、在噪声源设备附近设置声学测量仪器，准备两块不同的隔声材料，并将噪声源发出的噪声定义分为结构传递噪声和结构透射噪声，结构传递噪声声能量为
Figure 2010102287084100001DEST_PATH_IMAGE002
、结构透射噪声声能量为
Figure 2010102287084100001DEST_PATH_IMAGE004
；
步骤二、直接测量噪声源发出的原始噪声声功率级
Figure 2010102287084100001DEST_PATH_IMAGE006
；
步骤三、选取两块隔声材料后分别进行如下操作，将一块隔声材料隔挡在噪声源与声学测量仪器之间后用声学测量仪器测量得到第一噪声声功率级
Figure 2010102287084100001DEST_PATH_IMAGE008
，将另一块隔声材料隔挡在噪声源与声学测量仪器之间后用声学测量仪器测量得到第二噪声声功率级
Figure 2010102287084100001DEST_PATH_IMAGE010
，将两块隔声材料顺次同时隔挡在噪声源与声学测量仪器之间后用声学测量仪器测量得到综合噪声声功率级；
步骤四、由
Figure 528953DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 246373DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 641583DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 892173DEST_PATH_IMAGE012
通过公式(1)计算可得原始噪声声能量W0、第一噪声声能量W1、第二噪声声能量W2、综合噪声声能量W3；
Figure 2010102287084100001DEST_PATH_IMAGE014
   (i=0、1、2、3)               (1)
并计算得到三次安放隔声材料时的噪声声能量插入损失D 1、D 2、D 3：
Figure 2010102287084100001DEST_PATH_IMAGE016
               (2)
式中：
Figure 2010102287084100001DEST_PATH_IMAGE018
为原始结构透射噪声声能量
D 3 = D 1 + D 2                                                               (3)
将式(2)带入上式(3)可得到：
Figure 2010102287084100001DEST_PATH_IMAGE020
Figure 2010102287084100001DEST_PATH_IMAGE022
                  (4)。
2.如权利要求1所述的结构传递噪声和结构透射噪声的分离方法，其特征是：还包括选择降噪手段的步骤，步骤五、计算原始结构透射噪声声能量
Figure 963903DEST_PATH_IMAGE018
在原始噪声声能量
Figure 2010102287084100001DEST_PATH_IMAGE024
中所占的比重，当
Figure 168620DEST_PATH_IMAGE018
所占比重小于50％时主要采用优化噪声源设备的结构降低噪声，当
Figure 305203DEST_PATH_IMAGE018
所占比重大于50％时主要采用对噪声源设备隔声的手段降低噪声。
3.如权利要求1所述的结构传递噪声和结构透射噪声的分离方法，其特征是：所述的声学测量仪器为声级计或声强计。
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