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什么是声音?

机器都会产生声音和振动。声音是一种能量形式,它通过空气这种弹性介质以纵向波形传播。声波会导致环境空气的压力发生小幅变化,可通过压敏型仪器(例如麦克风)记录到声波。

什么是声功率和声压?

声源会向外辐射声功率,这会导致空气中出现声压波动。这背后的原因是声功率,而声压就是产生的效果。我们做个类比:电暖气会将热量辐射到房间中,并引起温度发生变化。房间内的温度变化显然与房间本身有关。但是,只要输入相同的电源,电暖气就会辐射出相同的热能,这与环境几乎无关。声功率与声压之间的关系也与之相似。我们听到的是声压,而这种压力是由声源的声功率引起的。声功率以瓦特为单位。声功率级以分贝 (dB) 表示,即相对于标准化的参考值的对数标度(dB 标度):

a formula for dimensioning
LW = 声功率级 (dB)W = 实际声功率 (W)W0 = 参考声功率 (10–12 W)
a formula for dimensioning
声压以 Pa 表示。声压级以分贝 (dB) 表示,它表示相对于标准化的参考值的对数标度(dB 标度):Lp = 声压级 (dB)p = 实际声压 (Pa)p0 = 参考声压 (20 x 10-6 Pa)

我们观测到的声压取决于到声源的距离以及声波传播的声学环境。所以,室内噪音传播取决于房间的大小以及表面的吸声特性。因此,机器发出的噪音无法仅通过测量声压来量化。声功率大体上与环境无关,但声压不同。因此,关于声压级的信息必须有一些额外的信息进行补充,包括测量位置到声源的距离(例如,特定标准规定的距离)以及测量时所在房间的“室常数”。否则将假设为无限的空间(即开阔场地)。在一个无限的空间内,没有墙壁反射声波,因而不会影响测量结果。

什么是声音吸收?

当声波与表面接触时,部分声波会发生反射,还有一部分则会被表面材料吸收。因此,特定时刻声压的组成有一部分是声源发出的声音,还有一部分是周围表面反射的声音(一次或多次反射后)。表面的吸声效果取决于构成该表面的材料。这通常以吸收系数表示(介于 0 和 1 之间,其中 0 表示全部反射,1 表示全部吸收)。

什么是室常数?如何计算室常数?

房间对声波传播的影响由室常数决定。对于具有多个表面、墙壁和其他内表面的房间,在计算室常数时需考虑不同表面的大小和吸声特性。计算公式如下:

a formula for dimensioning

混响

a formula for dimensioning
室常数还可以使用测量的混响时间来确定。混响时间 T 定义为声源关闭后声压降低 60 dB 所需的时间。不同表面材料的吸声系数与频率有关,因此也与推导出的混响时间和室常数有关。因而,房间的平均吸声系数计算如下:V = 室体积 (m3)T = 混响时间 (s)
a formula for dimensioning
所以,可通过下式得出室常数 K:A = 总室内表面积 (m2)

声功率级与声压级之间有何关系?

在某些特定条件下,声功率级与声压级之间的关系能够以更简单的方式表示。如果声音是由点声源发出,并且该声源是在无任何反射表面的房间内,或者该声源位于附近无任何墙壁的室外,那么声音在所有方向上均匀分布,在所有到声源的距离相同的点上测量的声音强度都是一样的。因此,围绕声源的任意球面上的所有点的声音强度都是一样的。当到声源的距离加倍时,那么该距离处的球面的面积将会变为四倍。由此,我们可以推断每次到声源的距离加倍时,声压级都会下降 6 dB。但是,如果房间有坚硬的反射墙,此规律将不再适用。如果是这种情况,则必须考虑墙壁反射的声音。

a formula for dimensioning
Lp = 声压级 (dB)Lw = 声功率级 (dB)Q = 方向因子r = 到声源的距离

Q 可以取经验值(声源位于其他位置时,必须估计 Q 值):Q=1 如果声源是悬在大房间的中间。Q=2 如果声源靠近坚硬的反射墙壁的中心。Q=4 如果声源靠近两个墙壁的交汇点。Q=8 如果声源靠近屋角(三面墙的交汇点)。

a formula for dimensioning
如果声源放置在边界表面不能吸收全部声音的房间里,则声压级会因反射效应而变大。此增加量与室常数成反比:

在声源附近,到声源的距离每增加一倍,声压级会下降 6 dB。然而,在离声源较远的地方,声压级则由反射声音主导,因此,随着距离的增加,声压级的下降幅度会很小。如果监听器到机器中心距离小于机器最大尺寸的 2-3 倍,则通过机身或机架传递声音的机器不可被视为点声源。

如何测量声音?

测量压缩机装置产生的声音
人耳能够以不同的感知频率来区分不同频率的声音。人耳对低频率或很高频率的感知强度要低于对 1000–2000 Hz 频率声音的感知强度。不同标准化的滤波器可调整在低频和高频下测得的声音水平,以模拟人耳听声音的能力。在测量职业和工业噪声时,通常使用 A 滤波器,测得的声级以 dB (A) 表示。

当多个声源相互作用时会发生什么情况?

当多个声源向同一个接收器发出声音时,声压会相应增加。但是,由于声级是以对数方式定义的,不能简单地以代数方式累加。当有两个以上的声源处于活动状态时,首先将两个声源相加,然后再将下一个声源与得到的第一个和相加,以此类推。为帮助记忆,当必须将两个声级相同的声源相加时,结果会增加 3 dB。背景声音是一种特殊情况,需要运行减法计算。背景声音应作为单独的声源对待,并从测量的声级中减去该值。

压缩空气与电、水和天然气一起,使我们的世界保持运转。我们也许并不总是能看到它,但压缩空气就在我们的周围。由于压缩空气的用途(和需求)如此之多,目前市面上有各种不同类型和规格的压缩机。在本指南中,我们概述了压缩机的用途、您需要它们的原因以及您可以选择的选件类型。

 

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